椰壳活性炭孔结构的调节及对超电容性能的影响

以椰壳为原料采用化学活化法制备活性炭,通过改变碱炭比,得到不同比表面积和孔结构的活性炭材料,并进行机理研究.其中,高比表面积产生大量容量;大量介孔为离子快速转移提供通道,有利于提高超电容的倍率性能.以6 mol·L-1的KOH为电解液组装成对称电极的超级电容器,并进行电化学性能测试.制备的AC-4活性炭比表面积为3831 m2·g-1,介孔率42.8;,组装为超级电容器在1A·g-1电流密度下放电比容量达到260F·g-1,100A ·g-1时仍保持216.116 F·g-1,最高功率密度24.5 kW· kg-1,能量密度13.35Wh· kg-1.     

硅溶胶-硅微粉对层状托贝莫来石物化性质的影响

以硅溶胶和硅微粉为混合硅源,采用动态水热合成法成功制备了层状托贝莫来石催化剂,借助XRD、BET和NH3/CO2-TPD等手段对托贝莫来石进行分析表征,研究了不同硅源比例对托贝莫来石晶相结构、比表面积、孔结构性质及表面酸碱性质的影响.结果 表明:随非晶态硅溶胶占比增大,托贝莫来石比表面积和孔容呈逐渐增大趋势,但结晶度和表面酸碱量及弱酸弱碱强度逐渐下降.硅溶胶占比增至20;,托贝莫来石结晶度由81.65;下降至73.66;,总酸量由0.18 mmol·g-1降至0.14 mmol·g-1,总碱量由0.47 mmol·g-1降至0.40 mmol·g-1,比表面积由65 m2·g-1增至174 m2·g-1,孔容由0.15cm3·g-1增至0.60 cm3·g-1,出现介孔-大孔特征;硅溶胶占比增至30;,制得托贝莫来石产物出现少量SiO2晶相.     

SAPO-34/CZA复合晶体相结构性质及催化CO2加氢反应研究

采用共沉淀包覆法制备了SAPO-34/CZA双功能复合催化剂,研究了复合相比例对催化剂晶体结构性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行了分析表征.研究结果表明,复合相比例对SAPO-34/CZA双功能复合催化剂的结构性质和催化性能影响较大.质量比为1∶1时,制得复合催化剂具有明显微孔和介孔特征(微孔比表面积53.15 m2·g-1、介孔比表面积59.84 m2·g-1、总比表面积为113.00 m2·g-1、总孔容0.41 cm3·g-1、平均孔径14.57 nm),具有特殊包覆结构及存在复合相界面,构造了特殊反应路径,微介孔层级结构强化耦合反应,表现出较高催化性能.在还原温度285 ℃、反应温度325 ℃、压力3.0 MPa、V(H2)/V(CO2)=3.0、空速(SV)3500 mL·g-1·h-1的条件下,CO2转化率为64.80;,低碳烯烃选择性为49.68;.与物理共混催化剂SAPO-34/CZA-M相比,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了31.98;和2.43;.     

沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质及CO2加氢反应影响

研究了液相沉淀包覆工艺终点pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2氢还原制低碳烯烃催化性能的影响.借助XRD、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了分析表征.研究结果表明,沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能影响较大.过高或过低的沉淀pH值制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度、微孔比表面积及表面碱量均有所下降,呈现以介孔为主的孔结构特征;而当pH值为7时,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53.1 m2·g-1,介孔比表面积59.8 m2·g-1,总比表面积为112.9 m2·g-1,总孔容0.4 cm3·g-1,平均孔径14.6 nm);在反应温度325℃,还原温度285℃,反应压力3.0 MPa,体积比H2:CO2=3.0,空速3500 mL·g-1·h-1反应条件下,CO2转化率为64.8;,低碳烯烃选择性为49.8;.与pH=9制得催化剂比较,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了26.2;和19.2;.     

整体利用钛精矿制备多相复合型光催化粉体

以攀枝花钛精矿为原料,加入一定配比的氧化锌,采用固相反应煅烧法制备具有光催化作用的多相复合粉体.利用X射线荧光光谱、X射线粉末衍射、BET氮气吸附法、紫外-可见漫反射吸收光谱、紫外-可见分光光度法对原料及合成粉体进行性能表征.主要研究了煅烧温度对合成粉体的物相组成、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响.实验结果表明:随着煅烧温度的升高,粉体的物相组成发生变化,比表面积减小,光催化活性降低.加入20;ZnO、在600℃热处理1 h制备的粉体具有最高的光催化活性,对甲基橙溶液的光催化降解效率达到90;.     

不同表面活性剂对合成介孔氧化镁晶体性质的影响

采用液相法,以Mg(NO3)2·6H2O为镁源,NH3·H2O为沉淀剂,研究了不同表面活性剂对介孔MgO晶体性质的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET和CO2-TPD等手段对介孔MgO晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面化学性质进行了分析表征.研究结果表明,不同表面活性剂对介孔MgO晶体物化性质影响较大.以非离子型PEG-2000为表面活性剂制得产品表面碱强度和碱总量均大于以阴离子型SDS、阳离子型CTAB制得的产品.以非离子型PEG-2000为表面活性剂制备得到的介孔MgO同时具有弱碱、中强碱特征,碱总量为0.192 mmol·g-1,比表面积、孔容和平均孔径分别为145.42 m2·g-1、0.67 cm3·g-1和18.56 nm.     

TiO2介孔材料的制备及其结构表征

以三嵌段高分子表面活性剂EO20PO70EO20(P123)为模板剂,异丙醇钛(TTIP)为无机母体源,采用溶胶-凝胶法制得稳定透明的TiO2凝胶,经煅烧后得到了TiO2介孔材料.分别用X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、N2吸附-脱附和紫外-可见分光光度计对TiO2介孔材料的结构、形貌、比表面积、孔径以及光催化活性进行了表征.所得结果表明:通过调整P123与TTIP的配比,在400℃下煅烧可得到局部结晶有序、比表面积大、催化活性高的TiO2介孔材料.     

临江高品位硅藻土的物理化学提纯

采用超声、酸浸和煅烧结合的物理化学法对临江高品位硅藻土进行处理,分析不同的硫酸浓度、酸浸处理方式(水浴、水热)以及煅烧温度对其形貌、比表面积、吸附量及各成分含量的影响,并利用红外光谱仪分析了硅藻土提纯前后谱图的变化,最终确定了最佳酸浸和煅烧提纯条件.其中,水浴酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为27.79 m2·g-1,非晶质SiO2含量为93.42;,对罗丹明B吸附量为1.94 mg·g-1;水热酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为25.10 m2·g-1,SiO2含量93.52;,对罗丹明B吸附量为1.84 mg·g-1.     

水热处理温度对WO3微晶晶相、形貌和光催化性能的影响

以Na2WO4·2H2O和盐酸为原料,采用水热法合成了WO3微晶.通过X射线衍射分析(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等表征手段,研究了水热反应温度及煅烧处理对产物的晶体结构和微观形貌的影响.结果表明:水热处理温度从100℃升到160℃时,所得微晶的衍射峰强度逐渐升高,所得样品的结晶度趋于完整,其形貌由片状结构变为自组装的球状结构.光催化结果表明可知随着水热温度的升高,光催化性能先上升后下降,产物的结晶性与其比表面积大小为影响其光催化性能的主要因素.通过对比煅烧前后产物的光催化性能发现六方相WO3结构比正交相WO3·0.33H2O结构具有更好的光催化活性.     

氧化还原法制备氧化锰超级电容器电极材料

以高锰酸钾(KMnO4)和聚乙烯吡络烷酮(PVP)为原料,采用氧化还原法制备介孔氧化锰.研究发现,产物的晶型和微观结构受KMnO4溶液浓度的影响.当KMnO4溶液浓度从0.1 mol·L-1增加到0.3 mol·L-1,产物从比表面积13.6 m2·g-1的晶态Mn3O4转变成比表面积约60 m2·g-1的非晶态MnO2.电化学测试表明:非晶MnO2具有最佳电化学性能,在2 mol·L-1 KOH溶液中,1 A·g-1的电流密度下的比电容可达442 F·g-1,5 A·g-1的电流密度下循环1100次后比电容保有率为72.6;.