纳米锰铈/γ-Al2O3复合催化剂的制备及其对抗生素生产废水的催化湿式氧化处理研究

制备纳米级锰铈/复合γ-A12O3催化剂,对催化材料的矿物相、微观形貌与成分、官能团组成等分析鉴定,将其应用到不同反应条件下催化湿式氧化处理抗生素废水的研究中,对其动力学过程进行分析.结果表明:Mn和Ce元素被负载在γ-Al2O3载体材料上;负载层以纳米级颗粒团聚体组成;该材料具有较强的热稳定性.催化湿式氧化对抗生素废水的去除效果大幅度增加,随着催化剂量的增加、反应温度的提高以及反应时间的延长,催化湿式氧化对抗生素废水的TOC与COD去除率逐渐提高,且催化湿式氧化去除效果均远远高于湿式氧化,190℃反应2h的TOC与COD去除率均提升了近50;.湿式氧化与催化湿式氧化处理抗生素生产废水的反应过程符合一级动力学方程,催化湿式氧化可大幅度提高反应的速率常数.     

Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3湿式氧化催化剂的制备、表征及机理

采用等量浸渍法以γ-Al2O3为载体,制备过渡金属Cu和Fe、贵金属Ru、稀土金属La的复合催化剂.采用催化湿式空气氧化法处理模拟印染废水,研究金属离子配比、焙烧温度对催化剂活性及稳定性的影响,并对催化剂CWAO反应机理进行探讨:权衡催化剂的活性和稳定性,催化剂的组分质量配比和焙烧温度分别为Cu∶ Fe∶ Ru∶ La=1∶1∶1∶3、450℃.对催化剂进行XRD、XPS、孔结构、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM表征,结果表明:焙烧使催化剂组成物质分解为氧化物,元素Cu、Fe、Ru、La分别以CuO、Fe2O3、RuO2、La2O3形式存在;焙烧温度升高,晶粒长大结晶趋于完整,催化剂孔容孔径增大但比表面积减小,晶粒尺寸分布在5～ 20 nm; Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3催化剂使用前后结构无明显变化且反应后溶出的金属浓度低,催化剂具有较高的稳定性.     

γ-Al2O3预处理方式对 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂物化性质及催化性能的影响

采用水热包覆法制备了 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,考察了γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征.结果表明,γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.添加拟勃姆石和电位改性γ-Al2O3制得复合催化剂未形成包覆复合相结构,比表面积较小,表现出较短催化寿命,仅分别为360 min和450 min;添加γ-Al2O3制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积123.49 m2·g-1、介孔比表面积122.68 m2·g-1,总比表面积为246.17 m2·g-1,总孔容0.29 cm3·g-1),总酸量较大(0.30 mmol·g-1);在常压、反应温度380℃、进料空速2 h-1反应条件下,复合催化剂催化性能优越,稳定性良好,具有较长的催化寿命,甲醇转化率为100;,低碳烯烃选择性为88.10;,催化寿命达990 min.     

铜负载湿式氧化催化剂焙烧条件的研究

Cu-O/FSC是一种优化制备的负载型催化剂,实验中以其催化湿式氧化处理模拟印染废水,考察焙烧条件对催化剂的影响.以水样COD去除率和脱色率评价催化剂的活性、以处理出水Cu溶出浓度评价催化剂的稳定性,通过AA、XRD、SEM等研究了焙烧温度和时间对催化剂性能、物相及形貌等的影响.结果表明:随着焙烧温度的提高和焙烧时间的延长,催化剂活性降低、稳定性提高;催化剂的比表面和孔容随着焙烧温度的提高而减少;适宜的催化剂焙烧温度和时间分别为650 ℃和5 h.     

焙烧温度对Fe/γ-Al2O3催化剂去除苯酚模拟废水COD的影响

利用浸渍法制备了Fe/γ-Al2O3催化剂。考察了催化剂中Fe含量,催化剂焙烧温度对苯酚废水COD去除率的影响。发现300℃焙烧的Fe0.01/γ-Al2O3催化剂对苯酚废水的COD去除率最高,在反应温度为30℃,pH为3,加入100μL H2O2时,反应1 h后COD去除率约为65%。同时,采用N2物理吸附,XRD以及SEM等技术手段考察了催化剂的性质及其表面形貌。结果表明:300℃焙烧的催化剂中含有AlO(OH)。对于活性组分含量相同的催化剂而言,AlO(OH)的存在有助于苯酚废水COD去除率的提高。同时,焙烧温度的增加,催化剂表面会发生烧结,比表面积下降,催化剂活性降低。     

湿式氧化催化剂RuO2／γ—A12O3的制备及降解苯酚的研究

采用浸渍法制备了4％质量分数的RuO2／γ-Al2O3催化剂，并利用XRD和SEM对催化剂进行了晶体结构表征。研究了催化剂制备的焙烧温度和时间、进水pH值和处理温度对RuO2／γ-Al2O3催化剂活性影响，并对其影响机制进行了初步探讨。结果表明，焙烧温度升高、焙烧时间延长会导致催化剂的活性组分RuO2的晶粒增长过大；在300℃经3h焙烧，形成的RuO2晶粒细小，苯酚溶液的COD(化学需氧量)去除率较高。在本研究的pH范围内，进水pH值为酸性时，COD去除率高于碱性时的COD去除率；当反应温度升高时，RuO2／γ-Al2O3催化剂降解苯酚的能力显著提高，且反应的诱导期明显缩短，当反应温度从150℃升高至180℃时，在进水pH值为5．6，反应2h后，此催化剂的COD去除率为96％以上。研究表明，RuO2／γ-Al2O3催化剂具有较好的活性和和稳定性。     

Ni-MoS2/γ-Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用共沉淀结合水热合成方法,以γ-Al2O3为载体,制备出Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品的结构与形貌进行表征.研究了MoS2负载量、煅烧温度对Ni-MoS2/γ-Al2O3复合催化剂光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了催化剂的循环使用性能.结果表明:负载量为30wt;,煅烧温度为300℃的复合催化剂Ni-MoS2/γ-Al2O3表面的MoS2纳米片兼具有良好的结晶度和均匀分散性,其纳米片尺寸约为200nm.可见光下,Ni-MoS2/γ-Al2O3(MoS2 30wt;/Ni 5wt;)复合催化剂对罗丹明B的降解效率能达到100;,且循环使用5次后,对罗丹明B的降解效率仍能够达到88.9;.     

溶液燃烧法制备Ba改性的γ-Al2O3及其表征

通过溶液燃烧法,以硝酸铝、硝酸钡为氧化剂,不同的燃烧剂(甘氨酸、柠檬酸、尿素)作为还原剂,制备了钡改性的γ-Al2O3.对产物作XRD、SEM表征并对前驱体作TG-DTA表征,研究了不同燃烧剂、改性剂(硝酸钡)的添加量、煅烧温度、煅烧时间等工艺参数对合成产物相组成和形态的影响.结果表明,合成钡改性的γ-Al2O3的最佳工艺条件为:以甘氨酸为燃烧剂、添加3;的硝酸钡、煅烧温度为1000℃、煅烧时间为4h.     

铝高温氧化过程中表面氧化物的有序转变及形貌观察

采用同步热分析(Simultaneous Thermal Analysis, STA)分析了Al在非高压空气下(压力0.2 MPa,流速20 NmL/min)的氧化过程.用X射线衍射(XRD)对铝粉颗粒表面生成的氧化物进行了物相分析并用扫描电镜(SEM)观察了表面形貌.研究结果表明,140 ℃铝开始氧化,300 ℃以上开始生成γ-Al2O3,一直持续至515 ℃左右.从666.1 ℃开始,表面生成氧化物的铝粉颗粒芯层中的铝熔融.从773 ℃开始,γ-Al2O3转变成α-Al2O3, 800 ℃,α-Al2O3开始生长,α-Al2O3的生长遵循Sigmoid(Boltzmann)模型.整个氧化过程,铝粉的氧化占主要地位,但也包括铝粉的氮化.XRD、SEM的分析结果表明,表面生成的AlN及α-Al2O3为纳米级,弥散分布于铝粉颗粒表面.     

添加剂Mg对燃烧合成AlB2-Al2O3复合粉体物相组成的影响

以Al和B2O3为原料采用燃烧合成方法制备了AlB2-Al2O3复合粉体,研究了Mg的添加量对燃烧反应产物物相组成的影响.用温度-时间记录仪测定了反应的燃烧温度,并计算了燃烧波速度;用XRD研究合成产物的物相组成;用差示扫描量热-热重研究了原料混合粉在加热过程中的反应过程;用场发射扫描电子显微镜、能谱研究合成产物的显微形貌.结果表明,随着Mg的增加,Al-B2O3-Mg体系燃烧温度降低,燃烧波速度加快;产物物相有Al2O3、A1B2、MgAl2O4固溶体及残余的Al,随着Mg添加量的升高,MgAl2O4固溶体增加,Al2O3和Al降低,A1B2先增加后减少,在添加6wt; Mg时到达最高值;DSC-TGA结果显示添加6wt; Mg时燃烧合成反应的引燃温度为1182 K;扫描结果显示A12O3为粒径2～4 μm的球状颗粒,AlB2为粒径5～10 μm的颗粒,Mg A12O4固溶体为不规则连续基体.     

Reduction and Oxidation Effects in Metal Oxide Catalysts

The behaviour of metal oxide catalysts in a variety of atmospheres is described. In particular the defect structures found in MoO₃ under reducing, reoxidising and mixed atmospheres are detailed. Surface relaxation defects (∼ 80 °C), surface domains (120 – 350 °C) and crystallographic shear planes (∼ 380 °C) all occur under reducing atmospheres, being differently resistant to reoxidant to reoxidation. In propylene-oxygen mixtures the CSPs appear to be unstable.     

Ag/ZnO-Bi2O3复合催化剂的制备及其光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O、Bi(NO3)3·5H2O、硝酸银为原料,柠檬酸为络合剂,聚乙二醇400与去离子水为溶剂,空气氛下高温煅烧制备了Ag/ZnO-Bi2O3复合催化剂,并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和紫外-可见光漫反射吸收光谱对产物进行了表征.结果表明,掺杂Ag和Bi2O3显著降低了ZnO的禁带宽度,达到2.93 eV,吸收光谱红移至423 nm处;当原料中Zn∶ Bi∶ Ag元素的摩尔比为1∶0.1∶0.25时,制备的Ag/ZnO-Bi2O3紫外光下催化降解甲基橙溶液性能较佳,降解率可达95;;同时发现复合催化剂与双氧水具有协同效应,可将达到相同降解率时间缩短到2h.     

AlN含量对SiC基复相陶瓷性能的影响

以MgO-CeO2为烧结助剂,采用热压烧结工艺在1850℃下制备了SiC基复相陶瓷.研究了不同AlN含量对复相陶瓷致密性与导热性能的影响.结果表明:不添加AlN时,试样致密性最差,气孔率和体积密度分别为4.71;和2.43 g/cm3.AlN含量升高至5wt;时,试样致密性有所提高.AlN含量进一步升高至10wt;～20wt;,试样完全致密,气孔率和体积密度分别保持在0.20;和3.31 g/cm3.在AlN含量为10wt;时,样品具有最高的热导率51.62 W·m-1·K-1,同时弯曲强度和断裂韧性达到顶点,分别为731.3 MPa和7.3 MPa·m1/2.     

压电层体积分数对BTO基复合薄膜磁电性能的影响

基于力学参数模型研究了NFO/BTO层状复合薄膜的磁电效应,发现当压电相的体积分数约为0. 47时,磁电耦合性能最好。通过脉冲激光沉积法在掺0. 7%Nb的(001)-STO衬底上生长了不同体积分数比的2-2型NFO/BCZT异质结构的磁电复合薄膜。XRD结果表明:NFO/BCZT磁电复合薄膜均为(00l)择优取向生长结构。通过锁相技术测试了NFO/BCZT复合薄膜的磁电耦合系数,测试结果表明压电相体积稍大于铁磁层体积时,磁电性能最佳。实验结果与理论结果存在一定差异,主要是由于材料实际参数与计算所用参数有差异、界面的非理想耦合无法得到准确的k值以及复合薄膜微观结构、应力等影响。     

无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响

将无水硫酸钙晶须掺入天然石膏,脱硫石膏和磷石膏三种石膏基体中,研究无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基体性能的影响.并利用XRD和SEM分别分析三种石膏基体原材料的物相组成和掺有无水硫酸钙晶须石膏基复合材料的微观性能.结果表明,随着无水硫酸钙晶须掺量的增加,三种石膏基复合材料的凝结时间均缩短,气孔率都先降低后上升.天然石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度和抗压强度较空白样分别增长31.6;和10.7;.脱硫石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为10;时力学性能最优,抗压强度较空白样提高18.5;.磷石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度较空白样提高98.3;.     

ZrN-Sialon复相粉体对Al2O3-C耐火材料性能的影响

采用酚醛树脂为结合剂,板状刚玉、石墨为主要原料,ZrN-Sialon复相粉体为添加剂,制备Al2O3-C耐火材料.研究了ZrN-Sialon复相粉体对Al2O3-C耐火材料常温物理性能、抗热震性能以及抗氧化性能的影响.结果表明:ZrN-Sialon复相粉体加入量为9;时,材料的常温耐压强度、常温抗折强度最高,分别为59.93 MPa、18.75 MPa;此时材料的抗热震性能最佳,三次热震试验后强度保持率为79.60;;加入适量的ZrN-Sialon复相粉体可以明显提高材料的抗氧化性能,但加入量过多不利于抗氧化能力提高,ZrN-Sialon的加入量为9;时材料表现出较好的抗氧化能力.     

煅烧条件对纳米TiO2/膨胀珍珠岩复合材料性能的影响

以膨胀珍珠岩为载体,TiOSO4为钛源,采用均匀沉淀法制备了纳米TiO2/膨胀珍珠岩复合材料,通过XRD、SEM和FT-IR对复合材料的TiO2晶体结构、表面性质和形貌进行分析表征.研究了煅烧温度和煅烧时间对复合材料中TiO2结晶和光催化性能的影响.结果显示在550℃下煅烧2h时,复合材料的光催化性能最高,此时TiO2为锐钛矿,晶粒尺寸为11.93 nm,对罗丹明溶液的降解率达到95;以上.复合材料具有良好的再生重复使用性能,经5次回收再利用后仍表现较高的光催化性能.     

烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能与显微结构的影响

通过粉末冶金法制备出陶瓷/青铜结合剂,青铜结合剂(mCu∶mSn=85∶15)与陶瓷结合剂质量比3∶1.结合电子万能试验机、洛氏硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪等,研究了烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能及结构的影响.结果表明:随烧结温度的升高,陶瓷/青铜结合剂密度、抗折强度和抗冲击强度呈先上升后下降的趋势;且烧结温度为620 ℃时,陶瓷/青铜结合剂综合性能较优,其密度为5.43 g/cm3、抗折强度为170 MPa、抗冲击强度为9.76 kJ/m2、硬度(HRB)为126;温度升高促进铜锡元素合金化及陶瓷与青铜结合剂界面之间元素的相互渗透;且经620 ℃烧结后,铜锡之间全部以α+δ共析相存在,金属和陶瓷界面结合性好,提高了陶瓷/青铜结合剂的综合性能.     

金属前驱体比例和硫化温度对Cu-Sn-S薄膜特性的影响

使用射频磁控溅射在镀Mo的玻璃基底上制备了Cu/Sn化学计量比为1.4 ～2.0的金属前驱体薄膜.经过400℃、450℃和500 ℃硫化后获得了一系列Cu-Sn-S薄膜.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱、原子力显微镜和紫外可见近红外分光光度计对样品进行了表征.结果表明:硫化温度与前驱体中Cu/Sn化学计量比对Cu-Sn-S薄膜的结构、化学组分和光学性能影响较大.当硫化温度为450℃,前驱体中Cu/Sn化学计量比为1.4∶1时,能得到近乎单一相、四方结构的Cu2SnS3薄膜,光学带隙为1.01 eV.过高的Cu/Sn化学计量比或硫化温度都会导致Cu3SnS4或Cu4SnS4的出现.