碳纳米纤维负载钯催化剂的制备及其催化性能

通过静电纺丝和碳化技术,将聚丙烯腈制备成碳纳米纤维并用于负载钯催化剂.扫描电镜(SEM)表征结果显示,碳化过程虽使部分纤维融合,但纤维结构保持良好;透射电镜(TEM)图显示,碳化过程中Pd原子有一定程度聚集,形成了直径约为15nm的颗粒.催化结果表明,该催化剂对碘代芳烃和丙烯酸酯的Heck偶联反应具有良好的催化活性,生成物反式肉硅酸酯的产率较高;该催化剂至少可以重复使用5次(保持催化活性不变),显示出良好的稳定性.     

戊二醛改性交联壳聚糖纳米纤维膜负载钯催化剂的制备及其催化性能研究

以壳聚糖(CS)为基体聚合物、聚甲基丙烯酸(PMAA)为共纺聚合物,通过静电纺丝和热交联技术制备了具有良好形貌和稳定性的交联壳聚糖/聚甲基丙烯酸(CS/PMAA)纳米纤维膜,然后采用戊二醛对纤维进行化学改性后用于负载钯催化剂.采用扫描电镜(SEM)表征纤维膜的微观结构;通过扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和X-射线衍射仪(XRD)分析钯催化中心在纤维膜上的分布;采用红外光谱(FT-IR)表征戊二醛改性后纤维膜的化学结构变化;利用密度泛函理论(DFT)研究戊二醛改性对壳聚糖纤维膜与钯催化中心之间络合强度的影响.Sonogashira偶联反应催化结果显示,戊二醛改性有助于提高纤维膜负载钯催化剂的催化活性,且该催化剂在重复使用9次后,催化反应转化率和产率基本保持不变.     

植酸修饰聚乙烯醇纤维膜负载钯催化剂的制备及其性能研究

利用静电纺丝和交联技术,制备了植酸(PA)修饰聚乙烯醇(PVA)纤维膜负载钯催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)表征了纤维膜的微观结构;采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)分析了Pd催化中心在纤维膜上的分布;采用红外光谱研究了纤维膜的化学结构.Mizoroki-Heck偶联反应结果显示,植酸的引入可以提高纤维膜催化剂的催化活性;该催化剂对不同结构的碘代芳烃和丙烯酸酯都表现出良好的催化性能;而且该催化剂至少可以重复使用4次其活性基本保持不变.     

基于生物模板法的钯纳米颗粒制备及其催化性能的研究

利用淀粉样蛋白纤维为生物模板合成了尺寸均匀且分散性较好的金属钯纳米颗粒.原子力显微镜的测试表明,钯纳米颗粒的平均粒径大小为(12.8±0.5)nm.利用X射线光电子能谱对钯纳米颗粒/胰岛素进行化学组分表征,最后将钯纳米颗粒/胰岛素催化剂应用于Suzuki交叉偶联催化反应以及过氧化氢的检测.实验结果表明,生物模板制备的钯纳米颗粒催化剂具有高效的催化性能,可用于多种铃木交叉偶联反应,并能很好地检测低浓度的过氧化氢溶液.     

铁掺杂氮化碳的制备及其可见光催化性能

以尿素和硝酸铁为原料,采用浸渍法制备了不同Fe掺杂量的氮化碳复合催化剂,通过X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱等分析手段对催化剂进行了表征.结果表明,Fe的引入并未改变氮化碳的石墨相结构,且有效降低了氮化碳催化剂的禁带宽度,拓宽了催化剂对可见光的响应范围,提高了催化剂对可见光的利用率.光催化降解甲基橙(MO)的结果表明,不同Fe掺杂量复合催化剂的光催化活性明显优于单纯的氮化碳催化剂,其中以硝酸铁与氮化碳质量比为15%的掺杂量为最佳,反应6h降解率达到81.7%,4次循环使用后,催化剂稳定性较好.此外,该体系的光催化机理研究表明,O·-2是光催化体系中的主要活性物种.     

爆米花衍生氮掺杂纳米碳的制备及其电化学性能研究

纳米碳材料被广泛应用于能量存储和催化等领域, 但简便而有效地制备高性能碳材料仍是一个挑战. 本文采用微波法制备爆米花, 经过预碳化、KOH活化后得到高比表面积和高微孔率的氮掺杂纳米碳材料, 并利用SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和N2物理吸附表征材料的结构和组成, 并将其用作超级电容器电极材料. 结果表明: 活化样品由于具有发达的孔结构和合适的氮含量而具有优异的电化学性能; 在0.2A?g-1的电流密度下, 比电容高达214F?g-1; 当电流密度20A?g-1时, 其倍率性能保持65%.     

助剂对负载型镍催化剂催化性能的影响

应用XRD、TPR和催化活性评价手段,考察了助剂对CH4与CO2重整制合成气的负载型Ni催化剂的最大分散量和其催化性能的影响.实验结果表明,在反应温度为750 ℃和空速为2500 h-1下,NiO载量为14%NiO/γ-Al2O3催化剂具有最佳的反应性能,NiO在γ-Al2O3表面上最大分散量为0.238 g NiO/gγ-Al2O3(相当于0.112 g NiO/100 m2γ-Al2O3),其最大分散量随MgO、La2O3助剂的添加不同程度地增大;助剂能影响负载型Ni催化剂的催化性能,MgO、La2O3的添加对改善Ni催化剂的重整活性和抗积炭能力有明显效果.     

气相法二氧化硅负载胺-钯配合物的制备及对Heck反应催化性能的研究

以气相法二氧化硅为载体,链状胺和环胺为功能化试剂,制得一系列二氧化硅-胺基复合载体,通过配位反应得到二氧化硅负载胺-钯（Ⅱ）配合物,进一步还原得到二氧化硅负载胺-钯（0）配合物．采用IR、XRD、XPS、ICP技术对配合物进行表征,并研究了配合物的制备、反应条件以及配体差异对其催化碘苯与丙烯酸的Heck反应的性能．结果表明,该类催化剂在较低的温度下（70～90℃）即可较好地催化该反应,生成反式产物;还原后催化剂具有更好的催化活性和良好的重复使用性能;具有链状胺基配体的催化剂随着N原子数目的增加,催化活性呈上升趋势,而具有环状胺基配体的催化剂活性明显低于前者．     

N,B,Fe-TiO_2催化剂的制备及其可见光催化性能

通过水热方法分别制备了N,B,Fe二元素掺杂和三元素掺杂的TiO2催化剂,并对各样品进行X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(DRS),N2等温吸脱附、FT-IR等表征.制得的催化剂形貌为颗粒状,晶型主要以锐钛矿相为主,掺杂不影响催化剂的晶型,三元素掺杂TiO2催化剂具有较大的比表面积(220.1m2·g-1),三元素掺杂TiO2催化剂的禁带宽度为2.6eV.降解罗丹明B染料实验结果表明,N,B,Fe三元素掺杂的TiO2催化剂在400nm以上的可见光区有明显吸收,2h内降解率可达70.6%.分析表明,N,B的掺杂,减小了TiO2的带隙,Fe的掺杂,降低了光生电子和空穴复合的几率,三元素掺杂产生了协同效应,共同提高了TiO2在可见光的光催化效率.     

铂重稀土催化剂的催化性能

本文报导了铂重稀土催化剂的吸附性能和磁性,研究了几个典型化合物在铂镝、铂钬、铂钇催化剂上的脱氢、芳构、异构性能和铂铥、铂镝等催化剂的稳定性。结果表明,铂重稀土催化剂的活性和稳定性优于单铂催化剂。     

Fe-Cu/AC非均相催化剂制备及CWPO法深度处理印染废水

采用浸渍法制备Fe-Cu/活性炭非均相催化剂,利用EDS、XPS、BET等测试方法对催化剂进行表征.结果表明,催化剂表面Fe和Cu主要以Fe₂O₃和CuO形式分布在活性炭的微孔内.Fe-Cu/活性炭非均相催化剂用催化湿式过氧化氢氧化法（CWPO）对印染废水进行深度处理时,CWPO工艺处理出水COD_Cr去除效率比普通AC/H₂O₂工艺高,去除率可从普通工艺的17.03%提高到34.84%,出水水质基本达到《污水综合排放标准》（GB18978-2002）一级B标准.得到的最佳处理工艺条件为:双氧水质量分数0.075%,水力停留时间（HRT）2 h,反应塔每周冲洗1次,每次冲洗3 h.     

Preparation of Cex Zr1-x-AI mixed oxides and investigation of the palladium-only three-way catalytic performance

利用溶胶-凝胶法和超临界干燥法相结合的技术制备了系列CexZr1-x-A1复合氧化物,采用BET、XRD等技术进行了表征,并研究了其负载Pd催化剂的三效性能.BET和XRD结果表明,CexZr1-x-A1复合氧化物具有良好的热稳定性,经1 100℃焙烧4 h后仍具有较大比表面积(＞95 m2·g-1),无α-A12O3产生.TEM和催化剂活性评价表明,含有铈锆固溶体的负载Pd催化剂具有良好的催化活性和耐热稳定性,其中Pd/Ce0.75Zr0.25-A1的催化性能最好,CO、C3H6、NO和NO2的起燃温度(T20%)分别为140、268、340、175℃,经1 100℃焙烧4 h后对各气体组分的完全转化温度仅提高10～20℃.     

铜掺杂对Fe/β催化剂NH_3-SCR催化性能的影响

制备了一系列Cu掺杂量不同的Fe/β(40)催化剂,并采用ICP-AES、XRD、H2-TPR、UV-vis和XPS等表征技术分析了催化剂的物化性质.结果表明,适量的铜掺杂能大大提高Fe/β(40)催化剂的低温活性,拓宽其活性温度窗口,但过量的Cu掺杂会降低催化剂的N2选择性.Cu掺杂质量比为1.27%Cu-2%Fe/β(40)的催化剂具有最佳的SCR性能,这与催化剂中存在较多离子交换位的Fe~(3+)和Cu~(2+)物种有关,而存在较多的CuO物种会促进氨高温氧化,使催化剂的N2选择性降低且高温窗口变窄.高温水热条件下Cu的存在可能使Cu、Fe物种更容易发生迁移和团聚,导致Cu-Fe/β(40)催化剂的水热稳定性明显变差.     

以活性炭为载体的碳化钼催化剂在香兰素加氢脱氧反应中的作用

XRD,TEM,N2-吸附等表征手段表明,在700℃下以碳热氢还原方法制备的粒径在1~4nm的β-Mo2C,能够均匀分散在活性炭载体上.在温和条件(100℃,氢压1.0MPa,3h)下,以水作为反应溶剂,质量分数为20.0%的Mo2C/AC催化剂催化香兰素的加氢脱氧反应转化率高达93.2%,2-甲氧基-4-甲基苯酚的选择性达到53.8%.随着负载量的增加,Mo2C/AC催化剂的比表面积呈下降趋势,其活性先增强后减弱,而当负载量增加到一定程度后,Mo2C粒子在载体上发生团聚,导致催化活性大幅度降低.根据原料和产物浓度随时间的变化曲线,提出加氢脱氧反应以香兰醇作为中间产物,经过2步加氢步骤生成2-甲氧基4-甲基苯酚,且第1步加氢反应速率大于第2步.使用多次后,Mo2C/AC催化剂的催化活性几乎不变,说明其具有工业应用前景.     

碳纳米管沉积铂修饰电极的制备和分析应用

制作了碳纳米管沉积铂修饰玻碳电极(CNT-Pt/GCE),以半胱氨酸为样品研究了该修饰电极的分析性能.该电极在硫酸溶液中具有显著电催化氧化作用,当pH值小于2时,CNT-Pt/GCE在0.55 V左右得到半胱氨酸的氧化峰,峰电位比Pt电极(0.7 V)负移,而且峰电流密度明显增加,大约是Pt电极的3倍.研究了多种实验条件对峰电流的影响,并探讨了半胱氨酸在CNT-Pt/GCE上的催化氧化机理.结果表明,CNT-Pt/GCE具有优良的分析性能,有可能为提高电化学分析灵敏度做出贡献.     

Pt-Pd/阳极氧化不锈钢膜催化剂对挥发性有机物燃烧反应活性的研究

以阳极氧化工艺处理的不锈钢氧化膜为载体,负载活性组分Pt和Pd后制成催化剂用于催化氧化挥发性有机物(VOCs).考察了空速、进料浓度、反应温度等因素对催化剂活性的影响.结果发现经阳极氧化工艺制备的催化剂具有良好的催化活性,对甲苯、丙酮、乙酸乙酯等VOCs的处理转化率达到98%时的温度分别是240、270、320℃.在经1000℃的高温焙烧以后,发现催化剂在220℃即可使甲苯完全转化;并经过700h的寿命试验后,仍保持较高的催化活性.通过SEM对载体和催化剂的形貌进行了表征,结果发现经阳极氧化工艺处理的催化剂,其催化活性与其表面形成的氧化膜状态有关.     

单癸酸甘油酯的制备及理化性质

以浓硫酸催化剂、癸酸和甘油为原料,通过酯化合成、分子蒸馏分离纯化制备高纯度单癸酸甘油酯,并采用气相色谱法测定其纯度。采用X-射线衍射法、偏光显微镜法、示差扫描量热法、低场脉冲核磁共振法、分光光度法、倒置荧光显微镜法和热重-差热分析法分别测定分析单癸酸甘油酯的晶体结构,结晶微观形貌,等温结晶和熔融特性,固体脂肪含量,乳化能力、乳液颗粒形貌及热稳定性等理化性质。结果表明:单癸酸甘油酯酯化合成的最佳条件为料液摩尔比2.51,反应温度130℃,催化剂用量2%,反应时间2.5h;二级分子蒸馏分离纯化最佳条件:I级蒸馏温度110℃、体系残压20Pa,Ⅱ级蒸馏温度150℃、体系残压10Pa,进料速度250g·h-1,转子转速300rad·min-1,冷凝温度为45℃,制得95.8%的高纯度单癸酸甘油酯,其得率为45.3%。单癸酸甘油酯具有同质多晶性,常温下具有α、β’、β3种晶型,以β’为主,常温颗粒粗大,呈叶片状;在升温速率为5、10、15℃·min-1时,其熔点分别为48.43、49.21和54.78℃;具有可塑性,25℃时其固体脂肪含量为77.70%;乳化能力强,其在油水比4:6时,4%单癸酸甘油酯添加量时乳化效果较好;低于170℃时其热稳定性较好。