环境友好催化剂TiSiW12O40/TiO2的制备及其催化性能研究

制备了新型固载杂多酸盐TiSiW12O40/TiO2环境友好催化剂,并以丁酸丁酯的合成作为探针反应,系统考察了原料H4SiW12O40@xH2O与TiO2摩尔比、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对TiSiW12O40/TiO2催化活性的影响.实验表明:制备催化剂的适宜条件为原料H4SiW12O40@xH2O与TiO2摩尔比为0.47,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3.0 h.利用该条件下制备的催化剂TiSiW12O40/TiO2合成丁酸丁酯,正丁醇与正丁酸的投料摩尔比n(醇):n(酸)=1.3:1,催化剂的用量占反应物总投料质量的1.3%,反应时间为1 h,丁酸丁酯的产率为97.2%.该催化剂TiSiW12O40/TiO2用于制备其它丁酸酯类(如乙酯、丙酯、戊酯、异戊酯)时同样取得了好的结果.     

制备条件对金红石型SO42-/TiO2微粒气相光催化活性的影响

以Ti(SO4)2酸溶液为前驱体．氢氧化钠作沉淀剂，采用沉淀法低温焙烧制备了SO4^2-掺杂的金红石型TiO2微粒．用光催化降解正庚烷为反应模型．结合BET、TG-DTA、IR、XRD等表征手段，探讨了制备条件对金红石型SO4^2-／TiO2微粒气相光催化活性的影响，并优化实验条件获得了光催化性能优良的金红石型SO4^2-／TiO2微粒．     

纳米TiO_2催化剂微晶结构对光催化反应的影响

采用正交试验方法,调控Ti（SO4）2原料浓度、沉淀剂NH4HCO3浓度、沉淀pH值、焙烧温度和焙烧时间等制备条件制备得到了25个锐钛矿相TiO2光催化剂.对TiO2光催化降解十二烷基苯磺酸钠（SDBS）的催化活性与TiO2锐钛矿相10个晶面的法向粒子尺寸、晶格畸变应力、X射线衍射强度之间的关系进行了分析.发现TiO2光催化SDBS的降解遵循一级反应动力学;其主要影响因素为（101）晶面结晶情况,而与其余晶面的相关性不大;光催化反应需要晶格畸变较少的结晶较完整的（101）晶面;晶粒尺寸减小,比表面积增大有利于提高反应速率;光催化反应过程主要在结晶的锐钛矿相（101）晶面表面上发生,而无定形TiO2催化活性较低.     

尿素作为添加剂低温制备高活性的TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为原料,尿素作为添加剂,在酸性水溶液中室温制备了稳定透明的TiO2水溶胶。经过300℃低温焙烧2 h,得到了由锐钛矿和金红石组成的TiO2混晶。用XRD、FT-IR对催化剂进行了表征。以甲基橙为降解对象研究了TiO2的光催化活性,实验结果显示所制备的TiO2具有比Degussa P25更高的催化活性,15m in后的降解率达到了78%(P25,58%)。考察了尿素添加量以及焙烧温度对TiO2催化性能的影响,当尿素与钛酸丁酯物质的量之比为3∶1,300℃下焙烧2 h为较适宜的催化剂制备条件。初步探讨了尿素作为添加剂在低温制备高活性TiO2过程中的作用。     

焙烧温度对纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸性能的影响

用锐钛型纳米TiO2制备了纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸，考查了焙烧温度对酸强度、比表面积、红外光谱及其催化活性的影响．结果显示该催化剂在450℃焙烧3h，可以形成纳米级SO4^2-／TiO2固体超强酸的结构，用该催化剂催化乙酸和丁醇酯化反应可使酯化率达到98．4％。     

Au-CuO／TiO2催化剂用于CO2中微量H2的脱除

用沉积沉淀法制备了Au-CuO/TiO2催化剂和Au/TiO2催化剂,考察了沉淀温度、沉淀pH、焙烧温度和Cu/Au摩尔比等制备工艺条件对Au-CuO/TiO2催化剂性能的影响,确定了适宜的催化剂制备工艺条件.结果表明,Au-CuO/TiO2催化剂对CO2中微量H2的脱除具有较好的活性和稳定性.还考察了还原和H2S中毒处理先后的顺序对催化剂H2脱除活性的影响.结果表明,Au/TiO2催化剂基本上不受处理顺序的影响,而H2S处理顺序对Au-CuO/TiO2催化剂的性能有较为明显的影响,这说明还原后的Au-CuO/TiO2催化剂形成了Au-Cu合金。     

以酚醛树脂为碳源的碳改性TiO2可见光光催化剂

以合成的水溶性酚醛树脂(PF)和TiO2为原料,在N2气氛下焙烧制备了碳改性TiO2催化剂PF/TiO2,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射吸收光谱对样品进行了表征.结果表明,PF/TiO2催化剂具有和原料TiO2相同的晶相和形貌,且在可见光区产生明显的吸收.另外,在样品表面存在Cn,...     

制备条件对Au/TiO2催化CO氧化性能的影响

采用沉积沉淀法和化学沉积法，分别制备了Au/TiO2催化剂，比较详尽地探讨了制备方法及制备条件对其催化CO氧化性能的影响，并对催化剂进行XRD表征，优化了制备条件，结果显示，控制沉积－沉淀反应液的pH值范围为6．5－7．0，浓度为40mL水／g载体，温度70℃，还原温度85℃,时间60min，以沉积－沉淀法制备的3％Au/TiO2催化剂可于－35℃将CO完全转化，经还原预处理比经焙烧得到的催化剂的活性更高，用光化学沉积法制备的Au/TiO2催化剂的活性欠佳。     

SO_4~(2-)/Ce-TiO_2光催化降解二甲基二氯乙烯基磷酸酯

以钛酸四丁酯 (Ti(OBu) 4 )、Ce(NO3 ) 3 、H2 SO4为主要原料 ,采用溶胶 凝胶法制备了SO2 -4/Ce TiO2 光催化剂 ,用XRD、IR、BET、XPS、TG DTA等测定技术对所制得的试样进行了表征 ,并将其用于光催化降解二甲基二氯乙烯基磷酸酯的稀释液。结果表明 ,SO2 -4/Ce TiO2 中TiO2 以锐钛矿晶型存在 ,并且具有超强酸特征 ,当n(Ce) /n(TiO2 ) =0 0 0 5 ,c(H2 SO4) =0 5mol/L时 ,焙烧温度为 5 0 0℃是最佳制备条件 ,其光催化降解性能较Ce TiO2 有明显提高。     

稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3 +催化合成丙酸苄酯

采用浸渍法制备了稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+,并运用IR、XRD和Hammett指示剂法对其进行了表征.以制备的固体超强酸SO2-4/TiO23+为催化剂、丙酸和苯甲醇为原料合成了丙酸苄酯.考察了催化剂的制备条件及合成条件对酯化率的影响,结果显示催化剂最佳制备条件:钛前体氧化物的浸渍液为含0.07 mol·L-1 La3+的硫酸溶液,焙烧时间3 h,焙烧温度500℃.最佳反应条件:醇酸摩尔比为1:2、催化剂用量为苯甲醇用量的9.3%、反应时间3 h、反应温度120℃,酯化率达84.0%以上.用IR、1H-NMR等手段对产品进行了表征.     

Influence of crystallite structure of nanometer TiO_2 catalysts on photocatalyst reaction

25 samples of nanometer TiO2 were prepared through modifying the preparation conditions including the concentrations of Ti(SO4)2 and NH4HCO3, the pH value at the end of precipitation operation, and sintering temperature and time by methods of orthogonal design. The relationships between their catalytic activities of photocatalytic degradation of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) and the normal crystallite size, lattice-strain and X-ray diffraction intensity of 10 crystal faces were analyzed. It was discovered that the photocatalytic degradation reaction of SDBS follows first-order kinetics. Crystal faces of catalysts' (101) have greater influence than other crystal faces on the reaction. The photocatalytic reaction needs more perfect (101) crystal faces with less lattice-strain. Smaller normal crystallite size and greater specific surface area of (101) crystal face are better for increasing reaction rate. The photocatalytic reaction is mainly proceeded on the (101) crystal face, comparatively, amor     

添加非金属元素Si对固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2的改性研究

采用共沉淀法引入Ｓｉ对ＳＯ２－４／ＴｉＯ２进行改性，制得了ＳＯ２－４／Ｔｉ－Ｓｉ－Ｏ系列固体超强酸，试样经ＩＲ、ＳＥＭ、ＸＲＤ表征和低温正戊烷异构化活性测试，发现超强酸中心是硫酸根离子与金属原子Ｔｉ结合形成的双配位螯合结构，在超强酸性的样品中ＴｉＯ２均呈锐钛矿晶型。引入Ｓｉ仅迟滞ＴｉＯ２晶化过程，控制Ｓｉ在ＳＯ２－４／Ｔｉ－Ｓｉ－Ｏ体系中的含量可以有效调节固体超强酸的酸性，并提高正戊烷异构化反应的选择性。     

CuSO_4/TiO_2催化剂在氨选择性催化还原氮氧化物反应中的性能(英文)

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一.氨气选择性催化还原法(NH_3-SCR)是目前去除固定源排放的氮氧化物的最有效方法,被广泛用于燃煤或者生物质的火电厂中.催化剂是NH_3-SCR法的核心,其中V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂是主要的商业SCR催化剂;但是V_2O_5有毒,对环境的影响很大;另外,该催化剂具有较高的SO_2氧化性能.因而研究者一直在探索新型的SCR催化剂.SO_2是燃煤电厂烟气中的典型气体之一,所以抗硫性能是催化剂的一个重要指标.在SCR反应条件下,SO_2和O_2容易与氧化物催化剂发生反应生成稳定性较高的硫酸盐,覆盖在催化剂表面从而引起催化剂失活.但已有研究发现,硫化会提高K中毒后的V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的活性.并且,短时间的硫化可以明显提高CuO/Al_2O_3的NH_3-SCR活性.硫酸盐催化剂或许具有较低毒性和较高抗硫性能,应该是一种有前景的SCR催化剂.本文以商业纳米TiO_2为载体,采用湿式浸渍法制备了一系列的CuSO_4/TiO_2催化剂.在自制的活性评价装置上测试了样品的NH_3-SCR活性并且在340℃下连续24 h测试了SO_2、水蒸气及两者共同作用对催化剂活性的影响.使用N_2等温吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H2-TPR)和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对催化剂进行了表征.另外,采用原位红外漫反射光谱研究了CuSO_4/TiO_2催化剂上的NH_3-SCR反应过程.N_2等温吸附-脱附结果表明,负载的CuSO_4没有明显改变载体的孔结构.而XRD结果仅显示锐钛矿TiO_2的衍射峰,说明CuSO_4在载体上有较好的分散度或者CuSO_4的含量低于检测限.XPS结果显示,催化剂中的铜主要以Cu~(2+)形式存在,硫主要以SO_4~(2-)形式存在,而氧主要以晶格氧和吸附氧两种形式存在,并且CuSO_4的存在会增加催化剂中吸附氧的含量.H_2-TPR结果表明,随着CuSO_4含量的增加,催化剂的氧化还原能力逐渐增强.NH_3-TPD结果表明,催化剂表面的酸性位数目随着样品中CuSO_4含量的增加而增加.纯TiO_2的NH_3-SCR活性很差,当温度从300℃增加到450℃时,最高NO_x转化率仅为32.7%.但当CuSO_4负载到TiO_2上以后,催化剂活性明显提高.在反应温度高于340℃时,CuSO_4/TiO_2催化剂的NO_x转化率在94%以上,与商业V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂相当,并且其N_2O生成量低于商业催化剂.不过,当温度低于340℃时,CuSO_4/TiO_2催化剂的NO_x转化率明显低于商业催化剂,说明CuSO_4/TiO_2催化剂的活性仍有待改善.连续24 h测试了SO_2、水蒸汽及两者的共同作用对CuSO_4/TiO_2催化剂活性的影响.结果显示,单独的水蒸气会导致活性轻微下降,但SO_2以及两者共同存在时对催化剂的活性基本没有影响.CuSO_4/TiO_2催化剂的NH_3吸附红外光谱表明,催化剂上存在Lewis和Bronsted两种酸性位,但Bronsted酸性位上的NH_4~+稳定性较差,280℃时即基本消失.在高温时,NH_3主要吸附在Lewis酸性位上且CuSO_4/TiO_2催化剂对NO_x的吸附能力较差,红外光谱未检测到NO_x的吸附峰.380℃下,当NO和O_2通入预吸附NH_3的催化剂样品时,属于Lewis酸性位上NH_3的红外峰明显下降,说明Lewis酸性位上吸附的NH_3参与了反应.CuSO_4/TiO_2显示出高的抗硫抗水性能和比较好的NH_3-SCR活性,应该是一种有应用前景的SCR催化剂.CuSO_4可以增加催化剂的酸性位数目和吸附氧量.根据原位红外漫反射结果,CuSO_4/TiO_2上的SCR反应遵循Eley-Rideal机理.气相的NO与吸附在Lewis酸性位上的NH_3反应生成N_2和H_2O或许是主要的反应途径,并且吸附氧可能会促进这个过程.     

TiO2与ZnO复合纳米结构电极的光电化学研究

利用尿素加压共沉淀法以Ti(SO4)2与Zn(NO3)2为原料制备了TiO2-ZnO复合纳米粒子, 其纳米结构电极的光电化学研究结果表明, 反应物摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧制备的复合纳米结构电极的光电转换效率最高. 对吸附染料RuL2(SCN)2∶2TBA的纳米结构TiO2和各种复合纳米粒子的纳米结构电极进行光电研究的结果表明, 染料对各纳米结构电极都起到了敏化作用, 其中也是由反应物摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧制备的纳米结构电极的光电转换效率最高. 对聚3-甲基噻吩修饰的纳米结构TiO2和摩尔比为3∶1, 于530 ℃煅烧的复合纳米粒子构成的纳米结构电极进行光电性能研究, 结果表明, 聚3-甲基噻吩与半导体纳米粒子之间存在p-n结, 在一定条件下p-n结的存在有利于光生电子/空穴的分离, 从而提高了光电转化效率.     

H2O和SO2对Ce(1)Mn(3)Ti催化剂催化氧化NO性能的影响

为了提高MNO_x/TiO₂催化剂催化氧化NO的活性,在载体TiO₂上负载醋酸锰的同时掺杂了一定量的硝酸铈,构成了Ce(1)Mn(3)Ti催化剂,并对催化剂进行XRD、BET和XPS等表征。重点考察了H₂O和SO₂对催化剂活性的影响,通过FT-IR、SEM和BET等表征手段对毒化前后的催化剂组成及结构进行了分析。结果表明,Ce(1)Mn(3)Ti催化剂具有较好的活性,在空速41 000 h^-1、NO体积分数为300×10^-6及O₂含量10%的条件下,反应温度200℃时NO转化率可达58%,250℃时NO转化率达到最高值85%。单独加入4%H₂O使得催化剂活性降低,升高反应温度,H₂O对催化剂的影响减弱;同时通入4%H₂O和100×10^-6SO₂,在反应温度250℃时,NO转化率下降并维持在48%左右,停止通入后恢复到61%。H₂O和SO₂使催化剂活性物种硫酸盐化失活。     

V2O5-CeO2/TiO2催化剂上低温氨选择性催化还原NO的性能

考察了V2O5-CeO2/TiO2催化剂中V、Ce活性组分的担载量和焙烧温度对催化剂低温催化还原NO活性的影响及其在单独SO2、H2O和两者共存气氛下的抗毒化性能。结果表明,焙烧温度400℃下制备的5V30Ce/TiO2催化剂具有良好的低温催化还原NO活性,空速为10000h-1,165℃时NO转化率达99.2%;500℃以下低焙烧温度时,添加的Ce不与V相互作用,在催化剂表面主要以CeO2形式存在,有利于增大催化剂比表面积,增强V2O5在催化剂上的分散度,提高催化活性。而在500℃以上较高焙烧温度下,Ce与V会形成CeVO4,对活性提高不利。催化剂具有良好的低温抗水中毒性能,但受SO2毒化作用明显,其在SO2、H2O共存气氛下中毒程度较单独SO2下浅。     

TiO2 nanotube/ZnO nanorod/CdS on Ti mesh with three-dimensional array structure for photocatalytic degradation under visible light irradiation

Research on Chemical Intermediates - The three-dimensional (3D) TiO2 nanotube arrays (TNTA) were prepared by electrochemical anodization of Ti mesh in a mixed electrolyte solution of (NH4)2SO4 and...     

SBA-15空间限制纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能研究

将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中, 经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2. 用TEM, BET, XRD, SAXD, Raman, UV-Vis漫反射吸收光谱, XPS, XRF等方法对材料进行了表征. 表征结果表明, 改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道, TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部, SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用, 从拉曼光谱和XPS数据上看, 未发现有Ti—O—Si键形成, 氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上; 紫外光下的甲基橙光降解结果表明, TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响, 6～7 nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果. 20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.     

V2O5/TiO2-ZrO2催化剂上甲醇选择氧化制甲缩醛

采用共沉淀法制备TiO2-ZrO2复合氧化物载体、等体积浸渍法制备V2O5/TiO2-ZrO2催化剂,对催化剂在温和条件下甲醇选择氧化生成甲缩醛(DMM)反应进行研究.结果表明,与单一氧化物载体TiO2或ZrO2负载的钒基催化剂相比,V2O5/TiO2-ZrO2对甲醇选择氧化具有较好的催化性能.XRD、NH3-TPD和...     

Performance and Kinetics Studies on Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3 over MnOx-WO3/TiO2 Catalyst

The catalytic activities of MnOx-WO3/TiO2 for selective catalytic reduction(SCR) of NO with NH3 were investigated in a wide range of temperature and reaction condition.It yielded a NOx conversion of 80.3%-99.6% and a N2 product selectivity of 100%-98.7% during 100 °C to 350 °C at gas hourly space velocity(GHSV)=18900 h-1.In the presence of 0.01% SO2 and 6% H2O at 120 °C,the NOx conversion can maintain 98.5%.At 300 °C and with 0.07% SO2 in reactant stream,the NOx conversion stabilized at 99% as high as the commercial V-W/TiO2 catalyst's level.The steady-state kinetics study shows that O2 played a promoting role.In the presence of less than 1.5% O2,NOx conversion can increase sharply with the increase of O2 concentration.The reaction order was zero with respect to NH3 and first with respect to NO with excess O2 and H2O.The kinetics active energy(Ea) of Mn-W/TiO2 was calculated to be 6.24 kJ/mol according to the kinetic experiment at various temperatures,much lower than those of other catalysts reported in the literature.Mn-W/TiO2 is an excellent catalyst for SCR of NO with NH3 by now.