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相似文献
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1.
2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚(DNBP)作为杀虫剂、除草剂和烯烃基芳香族化合物阻聚剂而被广泛地应用于工农业生产中.在 DNBP生产和使用过程中,会产生大量难以降解的有机废水,从而对人类和生态环境造成极大危害.因此,开展含 DNBP废水的处理技术和方法研究具有重要的现实意义. TiO2半导体材料由于具有良好的光化学特性和电化学行为,近几十年来一直是光催化领域的研究热点.在能量等于或大于 TiO2的带隙能级的辐照光照射下, TiO2可以产生光生电子/空穴对(e-/h+).光生电子和空穴分别与 TiO2表面被吸附的 H2O和 O2分子反应,生成具有强氧化性的活性羟基自由基(?OH),对硝基酚类有机污染物具有较强的降解能力. TiO2光催化反应属于非均相反应,反应在催化剂的表面进行,催化剂对污染物的吸附是影响其催化降解性能的重要因素.但是,传统 TiO2光催化剂存在比表面积小,对有机污染物吸附能力差,光生电子与空穴易于复合等缺陷,限制了 TiO2光催化技术的进一步发展和在水处理领域中的大规模应用.我们基于气凝胶具有多孔性、大比表面积和高孔隙率的特点,以富含硅、铝的工业废弃物粉煤灰为反应原料,首先利用碱熔法和常压干燥技术制备出 SiO2-Al2O3气凝胶.在此基础上,以钛酸四丁酯(TBOT)为反应前体, SiO2-Al2O3气凝胶为载体,利用酸催化溶胶-凝胶法(sol-gel)制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂.利用 X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析测试技术对所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂结构进行了表征.结果显示,在 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂中,粒径尺寸为10~30 nm的锐钛矿型 TiO2纳米颗粒均匀分散在 SiO2-Al2O3气凝胶载体上. TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂呈现典型介孔材料的 IV型等温线. SiO2-Al2O3气凝胶的加入极大提高了 TiO2光催化剂的比表面积和对有机污染物的吸附性能,但是对 TiO2光波吸收范围影响不大.在制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂基础上,进一步对其在可见光条件下的光催化性能进行了研究.以500 W的 Xe灯光源模拟自然太阳光, DNBP为探针污染物分子,系统考察了可见光照射条件下溶液 pH值、光催化剂用量、光反应时间、DNBP溶液初始浓度不同因素对 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂催化活性的影响.结果表明, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP有机污染物的吸附率和光降解率明显高于纯 TiO2样品.在 DNBP溶液初始浓度为0.167 mmol/L, pH =4.86,催化剂用量6 g/L,光照时间5 h的条件下, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率几乎高达100%.根据 Langmuir-Hinshelwood方程,在低浓度下光催化降解反应符合一级反应动力学.所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂具有良好的稳定性和重复利用性能.重复利用5次后, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率仍高达90%以上.利用紫外-可见分光光度计、气相-质谱联用仪对 DNBP降解中间产物进行了分析,探讨了 DNBP的光催化降解机理.  相似文献   

2.
以低硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O3)=20-45)的ZSM-5分子筛为催化剂, 研究了混合C4烃的催化裂解反应, 并对不同硅铝比的ZSM-5分子筛进行了酸性表征. 混合C4烃的催化裂解反应结果表明, 低硅铝比的ZSM-5分子筛具有较高的低温催化活性, 高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂上乙烯和丙烯的收率高于低硅铝比ZSM-5分子筛催化剂, 低硅铝比ZSM-5分子筛上苯和甲苯的收率高于高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂. 在反应温度为625 ℃时, 硅铝比为20的ZSM-5分子筛催化剂上乙烯、丙烯、苯和甲苯的总收率可达79.42%. 酸性表征结果表明, 硅铝比低的ZSM-5分子筛具有更多的Bronsted(B)酸酸量、Lewis(L)酸酸量及总酸酸量, 这是低硅铝比ZSM-5分子筛具有低温高活性及高的苯和甲苯收率的原因.  相似文献   

3.
洪伟  刘百军  王宏宾  陈玉 《催化学报》2012,(9):1586-1593
采用水热法制备了复合氧化物TiO2-Al2O3,研究了水热温度、反应物浓度、聚乙二醇(PEG)平均分子量和浓度对所制样品结构和织构性质的影响,并用X射线衍射、N2吸附-脱附、热重-差热分析、NH3程序升温脱附、吸附吡啶的红外光谱和程序升温还原技术对TiO2-Al2O3及其负载的NiMoP催化剂进行了表征,在中压固定床微反装置上考察了催化剂上FCC柴油的加氢脱硫性能.结果表明,随着水热温度、反应物浓度、PEG分子量和浓度的提高,所制TiO2-Al2O3复合氧化物的比表面积和孔体积均有所提高,在优化的制备条件下分别可高达266m2/g和0.58cm3/g,其负载的NiMoP催化剂的比表面积也高达175m2/g,且其酸性较弱,以L酸为主.由于NiMoP/TiO2-Al2O3催化剂中TiO2的存在降低了活性组分与载体间的强相互作用,使其催化FCC柴油加氢脱硫活性比NiMoP/Al2O3催化剂的高.  相似文献   

4.
The surfaces of fumed silica materials were modified with a surface sol-gel process for catalysis applications. This surface-modification approach allows not only a monolayer growth of TiO(2) or Al(2)O(3) but also a stepwise double-layer growth of TiO(2)/TiO(2), Al(2)O(3)/Al(2)O(3), TiO(2)/Al(2)O(3), or Al(2)O(3)/TiO(2) on the surfaces of the silica materials with a monolayer precision. XRD analyses revealed that the coated monolayers and double layers of TiO(2) and Al(2)O(3) were amorphous. Gold nanoparticles were successfully deposited on the above six surface-modified silica materials via a deposition-precipitation method. The catalytic activities of these six gold catalysts for CO oxidation are highly dependent on the structures of their surface monolayers or double layers. The gold catalyst supported on the silica material functionalized with a TiO(2) monolayer (Au/TiO(2)) is the most active in both as-synthesized and oxidized forms, while the gold catalyst supported on the silica material functionalized with an Al(2)O(3)/TiO(2) double layer (Au/Al(2)O(3)/TiO(2)/SiO(2)) is the most active in the reduced form among the six catalysts. Surprisingly, the gold catalyst supported on the silica material functionalized with a TiO(2)/Al(2)O(3) double layer (Au/TiO(2)/Al(2)O(3)/SiO(2)) has much less activity than Au/Al(2)O(3)/TiO(2)/SiO(2) under all various treatments, underscoring the sensitivity of the catalytic activity to the structure of the supporting surfaces.  相似文献   

5.
以MgO,Al2O3,SiO2,TiO2和ZrO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Cu-Mn-Ce(CMC)三元复合氧化物催化剂,并用TG,XRD,BET和H2-TPR对催化剂进行了表征,以甲苯和丙酮催化燃烧为模型反应,考察了该催化剂的催化活性。结果表明,纯CMC催化剂的铈基固溶体结构表现出优良的催化活性,当CMC负载在SiO2和Al2O3上后,其大比表面积和表面羟基均不利于CMC活性固溶体结构的形成,另外Mn,Cu等过渡金属与MgO载体发生相互作用而破坏了CMC的活性结构。TiO2和ZrO2则较好地保持了CMC活性固溶体的结构,并显著提高了CMC催化剂的高温热稳定性。  相似文献   

6.
采用浸渍法和溶胶负载法制备了一系列Au-Pd双金属催化剂,用氮吸附法,X光粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR),扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征.以分子氧为氧化剂,在无任何其它溶剂存在的条件下,考察了催化剂制备方法、不同类型载体、Au/Pd原子比、浸渍顺序、活化温度、催化剂用量及反应时间等多种因素对甲苯选择氧化反应的影响.实验结果表明:对SiO_2载体,以共浸渍法制备的催化剂活性和选择性最好;TiO_2载体,以溶胶负载法制备的催化剂活性和选择性较好;Au Pd双金属催化剂比单金或者单钯催化剂具有更好的催化活性.其中Au Pd/SiO_2-I催化剂使甲苯转化率达到56.8%,苯甲酸苄酯的选择性为9 1.3%,TON值为3692.Au Pd/SiO_2-I催化剂中氧化态的钯和零价金更利于催化剂中的电子传递从而利于催化氧化反应的进行.  相似文献   

7.
SCR催化剂的组成对其脱硝性能的影响   总被引:7,自引:0,他引:7  
在以TiO2为载体的基础上,考察了活性组分WO3和V2O5的质量分数以及SiO2和Al2O3的加入对SCR催化剂脱硝性能的影响,筛选出的最佳催化剂组成与某商业催化剂的催化活性、制备方法和催化剂组成进行比较。结果表明,SiO2和Al2O3的加入会降低催化剂的脱硝性能,筛选出的最佳催化剂组成为0.5%V2O5~10%WO3/TiO2;与实验室通过溶胶 凝胶法制备载体然后负载活性组分的制备方法不同,商业催化剂是将粒径均匀的锐钛矿型TiO2与玻璃纤维(主要成分为SiO2和Al2O3)通过黏合剂混合制备成型的催化剂载体,然后负载活性组分;由于制备方法和催化剂组成等方面的较大差异,0.5%V2O5~10%WO3/TiO2在低于603K时具有很好的NO脱除率,而商业催化剂在实际烟气温度(603K~663K)范围内,能稳定保持90%以上脱硝率。  相似文献   

8.
TiO2悬浮体系光催化降解反应动力学模型的建立   总被引:7,自引:0,他引:7  
以纳米材料TiO2作为光催化剂,乙酰甲胺磷(DMAPT)作为目标化合物,在DGF-1型多功能光化学反应仪上研究了悬浮体系TiO2光催化降解反应的动力学模型,模型中的主要参数有:TiO2用量、入射光强、反应器的几何半径、反应器的经验参数、反应物初始浓度、羟基自由基二级速率常数及已知化合物的物理性质(分子的摩尔体积和溶解度)。模型较好地预测了其他化合物(如三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE0、对-二氯苯(DCB)和四氯化碳(CTC)的光催化降解,对C0(TCE)=22.1mg/L,C0(PCE)=20mg/L和C0(PCE)=40mg/L的反应物,完全降解所需的时间分别为3,4和5min,入射光强在1.38-6.05W/cm^2范围时,反应速率与光强的0.5次方成正比,催化剂最佳用量随着入射光的增强而增加。  相似文献   

9.
The performance of the K-Fe-MnO/Si-2 catalyst for the production of light olefins via Co hydrogenation changes obviously with the addition of binders. The results of CO hydrogenation. TPR, Mossbauer spectra CI0TPF, CO/H2-TPSR and C2H4/H2-TPSR are employed to investigate the effects of various binders on the physical-chemical states and catalytic behaviors of K-Fe-MnO/Si-2 catalyst to produce light olefins via syngas, TiO2 can promote the reduction of Fe and strengthen the adsorption of CO resulting in raising olefin selectivity. Other binders such as Al2O3, SiO2, MgO, once added into the catalyst, may cause formation of inorganic salts between FeO and Binders leading to a decrease of Fe reduction and a loss of olefin selectivity for CO hydrogenation. Especially, For K-Fe-MnO/Si-2 catalyst with Al2O3 binder directly, the strong secondary reactions of ethylene during CO hydrogenation cause a very poor light olefin selectivity, which will be improved greatly by modifying Al2O3.  相似文献   

10.
SiO2负载的TiO2光催化剂可见光催化降解染料污染物   总被引:19,自引:0,他引:19  
王侃  陈英旭  叶芬霞 《催化学报》2004,25(12):931-936
 采用酸催化溶胶-凝胶法制备了SiO2负载的TiO2光催化剂,考察了制备条件对负载型TiO2光催化剂的晶相、结构、比表面积和可见光催化活性的影响. 结果表明,采用SiO2为载体时,TiO2以纳米颗粒的形态分散在载体表面,负载型TiO2/SiO2催化剂的比表面积大、等电点低而且热稳定性能良好. 偶氮染料酸性橙7的可见光催化降解实验结果表明,染料污染物在催化剂表面的吸附是影响催化剂可见光催化活性的重要因素. 与试剂TiO2样品相比,负载型TiO2/SiO2光催化剂具有更好的光催化活性和沉降性能.  相似文献   

11.
The effect of pure and high silica Hβ zeolites on the catalytic performance of toluene combustion over Pd/H/3 catalyst was evaluated.Pure and high silica β zeolites were prepared by direct synthesis procedures,then 0.1 wt% of palladium was impregnated on different Hβ zeolites via incipient wetness technique using palladium nitrate as the Pd source.The Pd/Hβ catalysts were characterized by XRD,N2 adsorption/desorption,H2O adsorption,NH3-TPD,H2-TPR and XPS techniques.With increasing the SIO2/Al2O3 ratio of β zeolite,the activity of the Pd/Hβ catalysts for toluene combustion increased clearly and the pure silica β zeolite supported Pd catalyst showed the best catalytic activity.The superior catalytic performance of Pd/β catalyst prepared from pure silica β zeolite was attributed to its high hydrophobicity and the preserving ability for PdO active species.  相似文献   

12.
The influence of the oxide support (i.e., Al2O3, Nb2O5, SiO2, and TiO2,) on the surface properties, reduction and oxidation properties, acid-base properties, and catalytic activity of supported indium oxide catalysts has been investigated by temperature-programmed reduction/oxidation, thermogravimetry coupled to differential scanning calorimetry, ammonia and sulfur dioxide adsorption calorimetry, and reduction of NOx by ethene in highly oxygen-rich atmosphere. Two series of In2O3-containing catalysts at low (approximately 3 wt %) and at theoretical geometric monolayer (from 20 to 40 wt %) In2O3 content were prepared and their properties were compared with unsupported In2O3 material. Supports able to disperse the In2O3 aggregates with high In stabilization gave rise to active catalytic systems. Among the studied oxide supports, Al2O3 and, to a lower extent, TiO2 were found to be the best supports for obtaining active de-NOx catalysts.  相似文献   

13.
傅利勇  吕绍洁 《分子催化》1999,13(5):367-372
在CH4、CO2 催化氧化制合成气反应中, Ni/Al2O3 催化剂在高温下生成NiAl2O4 尖晶石,是导致催化剂失活的一个重要因素. 通过向载体(Al2O3)中添加各种氧化物, 使得催化剂的抗氧化性能得到改善. 并运用TPR、XRD对催化剂进行表征, 发现催化剂的抗氧化性顺序为: Ni/CaO-Al2O3 > Ni/MgO-Al2O3 > Ni/CeO2-Al2O3 > Ni/La2O3-Al2O3 > Ni/Y2O3-Al2O3 > Ni/TiO2-Al2O3> Ni/Al2O3> Ni/Fe2O3-Al2O3.  相似文献   

14.
Mn/Ba/Al2O3催化剂的NOx氧化-储存和耐硫性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用分步等体积浸渍法制备了Mn/Ba/Al2O3催化剂, 并用XRD和TPD等方法进行表征. 考察了催化剂在不同温度下NOx氧化-储存特性和NOx脱附行为. 结果表明, Mn/Ba/Al2O3催化剂具有较高的催化NO氧化活性和较大的NOx储存容量. BaMnO3是主要的活性组分;Mn能够催化NO的氧化反应, 且具有一定的NOx储存能力; Ba是主要的储存组分, 将NOx以硝酸盐的形式储存; 硝酸盐在300~600 ℃分解, 释放出NOx. Mn/Ba/Al2O3催化剂在800 ℃老化6 h后, NO氧化活性和NOx储存能力稍有下降. 低含量的SO2对催化剂的NO氧化活性和NOx储存能力没有明显影响; 高含量的SO2使催化剂的NO氧化活性降低, NOx储存量减小, 最终导致催化剂失活.  相似文献   

15.
负载型钼基催化剂上甲烷,乙烷无氧芳构化反应研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
姜辉  崔巍 《分子催化》1998,12(5):335-341
研究了不同载体钼基催化剂上甲烷,乙烷的无氧芳构化反应。在所采用的载体中,HZSM-5具有最佳性能,对甲烷的芳构化反应,Mo/HZSM-5催化剂表现出较高的活性和芳烃选择性;而Mo/Al2O3或Mo/SiO2催化剂则相对较差。对于乙烷的反应,钼物种的存在更有利于甲烷或乙烯的生成,芳烃选择性相对较低。钼物种较强的断键能力可能是使甲烷C-H键活化的原因。  相似文献   

16.
自从 Arata等 [1]首次报道无卤素型 SO2 - 4/Mx Oy 固体超强酸体系以来 ,对该类催化剂的研究引起了人们的广泛重视 .大量研究工作表明 ,固体超强酸催化剂对丁烷异构化、苯衍生物烷基化、链烷烃裂解和乙烯二聚等诸多酸催化的反应表现出极高的反应活性 [2 ] .最近 ,我们把 SO2 - 4/Ti O2 型固体超强酸应用于有机物的光催化氧化反应 ,研究发现 Ti O2 光催化剂经 H2 SO4 浸渍处理形成固体超强酸后 ,催化剂的光催化活性大大提高 ,并具有很好的反应活性、稳定性和抗湿性能 [3] ;此外 ,我们以前的工作表明 Ti O2 中引入 Si O2 后 ,其结构、…  相似文献   

17.
汽车尾气中主要污染成分 CO和 NOx可导致酸雨、光化学烟雾和臭氧空洞效应,对生物、环境及生态系统造成重大危害。污染源中 CO是性能优良的还原剂,如能不添加还原剂实现 CO催化还原 NOx,将成为最具经济技术优势的 NOx脱除技术。在富氧、低温条件下,利用 CO选择性催化还原 NOx为 N2,是目前选择性催化还原研究中的热点和难点。催化 CO还原 NOx常用的贵金属 Ir, Rh, Pt和Pd矿藏稀少,价格昂贵,有氧条件下活性急降,而分子筛催化剂和一些金属氧化物催化剂普遍存在反应温度高,尤其对 N2选择性差等问题。为解决上述问题,需寻找新的适合我国矿产资源的催化体系。研究发现,稀散金属基催化剂对氮氧化物的净化具有一定效果,因而可将我国的稀散金属资源优势转化为技术优势和经济优势。因此,本文以 TiO2-γ-Al2O3(TA)为载体, In/Ag为活性组分,采用等体积浸渍法制备了 InAg/TA以及 In/TA, Ag/TA和InAg/Al (γ-Al2O3为载体)催化剂,考察了贫燃条件下 CO选择性还原NO的催化活性。研究表明,双金属催化剂InAg/Al和 InAg/TA的活性比单金属催化剂In/TA和 Ag/TA高, In/TA催化剂中引入 Ag物种能降低起燃温度;另外,相比于InAg/Al催化剂, InAg/TA催化剂具有较高的催化活性,550?600°C时 N2产率超过60%,说明载体中引入TiO2可以提高催化剂活性。为了深入研究 InAg/TA催化剂中 Ag物种和TiO2对 In物种的作用,通过比表面测定、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱、氢气程序升温还原、傅立叶变换红外线光谱等方法分析了催化剂结构和表面形态。结果表明, Ag物种可以提高 In物种的分散性, In和 Ag物种在 TA载体表面可以很好地分散,从而有利于提高催化活性。 In和 Ag物种在 TA载体表面以氧化态形式存在,并且 Ag物种可以提高 In物种表面含量,表面 In和 Ag物种含量越高,吸附活性位越多,催化活性越高;同时, TiO2也可以促进 NO吸附,从而提高 InAg/TA催化剂活性。 InAg/TA催化剂在450°C连续反应72 h进行稳定性测试,测试前后分别在50?600°C进行活性测试,并用 XRD和 TEM对反应后的催化剂进行表征测试。结果表明, InAg/TA催化剂具有较好的稳定性,连续反应前后催化剂活性基本保持不变,推测可能由于在有 CO和O2存在的体系中, Ag物种利用自身 Ag+与 Ag0之间的氧化还原反应抑制了活性组分 In2O3的还原和聚集,稳定了 In物种乃至催化剂活性。 InAg/TA催化剂用于贫燃条件下CO还原NO具有较好的催化效果,主要归因于催化剂活性组分分散性好,稳定性高,对NO吸附能力强。 Ag物种可以稳定In物种并提高其分散性, TiO2可以改善In物种和Ag物种的分散性并促进NO吸附。  相似文献   

18.
Complete catalytic oxidation of toluene was investigated on Cu-Mn doped mesoporous and microporous catalysts, i.e., Cu-Mn/MCM-41, Cu-Mn/beta-zeolite, Cu-Mn/ZSM-5 (where SiO2/Al2O3 is either 25 or 38), and Cu-Mn/porous silica, in the presence of excess oxygen. The result shows that mesoporous catalysts have exhibited the highest catalytic activity among these catalysts above. The less amount of coke formation due to the unique mesoporous structures could play a key role in the high activity on the mesoporous catalyst. In addition, the bimetallic Cu-Mn-MCM-41 supported catalyst shows higher oxidation activity than either single metal catalyst, i.e., Cu-MCM-41 and Mn-MCM-41. The highly dispersed Cu-Mn mixed oxides on mesoporous structures probably provide active sites for the complete oxidation of toluene on these mesoporous catalysts.  相似文献   

19.
选择不同氧化物(Al2O3,SiO2,TiO2,MgO)和H-ZSM-5分子筛作为载体,以尿素为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了一系列负载型金催化剂.采用X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、程序升温还原、NH3程序升温脱附和透射电镜等技术对催化剂样品进行了表征,并测定了催化剂对乙醇选择氧化反应的催化性能.选择Au/Al2O3催化剂,考察了金负载量、反应条件(温度、压力、时间)和添加剂对乙醇选择氧化反应的影响.结果表明,所制备的Au/Al2O3催化剂的金负载率较高,金粒子较小(3~4 nm)且分布均匀.载体对金催化剂催化乙醇氧化反应有显著影响,主要产物为乙醛、乙酸乙酯和缩醛.以TiO2为载体时,乙醇转化率较高.以Al2O3为载体时,乙酸乙酯选择性较高;少量碱性添加剂可抑制缩醛的生成,并可提高乙醇转化率和乙酸乙酯选择性.在优化的条件下,乙醇转化率可达4.7%,乙酸乙酯选择性可达93.5%.  相似文献   

20.
担载型钌催化剂吸附CO性能的原位红外研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
用原位红外研究了CO的吸附与脱附,CO/H2的共吸附及反应,考察了焙烧温度对Ru/Al2O3及Ru/SiO2催化剂的影响,结果表明,经不同温度焙烧的催化剂样品,其吸附性能有很大差别。随着焙烧温度的升高,金属-载体相互作用增强,导致CO吸附量减少。Ru/Al2O3吸附的CO较稳定,而Ru/SiO2吸附的CO在高温易脱附。各不同CO吸会态间、多重态更易发生反应。在未焙烧的Ru/SiO2低CO/H2反应  相似文献   

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