CeO2/γ-Al2O3复合材料制备及其光催化性能研究

以Ce(NO₃)₃·6H₂O及Al(NO₃)₃·9H₂O为原料,NH₄HCO₃为造孔剂,以沉淀法制备了具有介孔结构的CeO₂/γ-Al₂O₃光催化材料。研究了不同NH₄∶Al及Ce∶Al摩尔比等条件下制备CeO₂/γ-Al₂O₃样品的光催化性能。结果表明,所制备CeO₂/γ-Al₂O₃复合材料具有优异的光催化性能,最佳NH₄∶Al及Ce∶Al摩尔比分别为1及0.2,该条件下制备的样品BET比表面积为94.4642 m²·g^-1,孔径为5.8565 nm,对亚甲基蓝(MB)的光催化降解率可达93.59%,动力学常数k为0.0218 m...     

柠檬酸对MoO3/CeO2-Al2O3催化剂耐硫甲烷化性能的影响

将柠檬酸（CA）作为络合剂添加至CeO₂-Al₂O₃复合载体中,并考察了CA对MoO₃/CeO₂-Al₂O₃催化剂耐硫甲烷化性能的影响。活性评价结果显示,催化剂活性随柠檬酸添加量的增大而增大,当n（CA）/n（Ce）为3时,CO转化率可达60%。催化剂BET、XRD、H₂-TPR及XPS等表征结果表明,在CeO₂-Al₂O₃复合载体中加入CA,可以增大载体及催化剂的比表面积,使Mo物种分散性提高。同时,CA对Ce物种起络合作用,致使催化剂表面Ce元素含量明显增加,进而减弱了活性组分Mo物种与载体间相互作用力,并最终导致了催化剂活性的提升。     

g-C3N4/CeO2异质结材料的制备及其光催化性能的研究

以三聚氰胺、硝酸铈为原料,通过高温煅烧法制备了不同CeO₂含量的片层状g-C₃N₄/CeO₂,通过XRD、FT-IR、XPS等对系列g-C₃N₄-CeO₂材料进行了表征,考察了材料在可见光(λ≥420nm)条件下降解盐酸四环素(TC)的光催化活性。与单纯的g-C₃N₄相比,g-C₃N₄/CeO₂-30%具有更优异的光催化性能,这是由于g-C₃N₄-CeO₂间的异质结作用促进了光生电子和空穴分离。自由基捕获实验证实·O^-₂在催化反应过程中起到主要作用,并提出了相应的光催化机理。     

CeO2/TiO2光催化剂的制备及其可见光脱氮性能

采用溶胶-凝胶和浸渍掺杂两步法合成了CeO₂/TiO₂光催化剂,并对催化剂的理化结构进行表征分析;以吡啶-正辛烷体系为模拟油品氮源,研究了该催化剂在可见光作用下的光催化脱氮行为,并探究了光催化脱氮的最佳反应条件。 结果表明,掺杂的铈主要以CeO₂的形式存在,且增强了催化剂在可见光区的吸收;在可见光辐照150 min的条件下,铈的掺杂量质量分数为8%,所制备的CeO₂/TiO₂催化剂投入量为1.0 g/L时,模拟油品中吡啶的脱氮率高达76.45%。     

纳米Ag,CeO2和Ag-CeO2的合成及在CO催化氧化中的应用

系统合成了不同粒径的CeO2和Ag纳米粒子及Ag-CeO2纳米复合粒子,并对其进行了结构表征和CO催化氧化性能测试.结果表明,Ag纳米粒子的催化活性较低,以其为催化剂时CO的最大催化转化率仅为40%,且粒径越小越容易失活;在CeO2纳米粒子催化下,CO的催化转化率可达到100%,但催化反应的温度较高(约350℃);与CeO2和Ag相比,Ag-CeO2的催化性能明显增强,CO在较低的温度(150℃)下可实现完全转化.程序升温还原(Temperature-programmed reduction,TPR)分析结果表明,纳米复合材料中Ag和CeO2之间的相互作用是产生优异催化性能的关键原因.     

不同铈添加量对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。     

溶剂热合成片状介孔CeO2及光致发光性能

本文以乙二醇为溶剂,Ce(NO3)3·6H2O为铈源,尿素为沉淀剂,采用了溶剂热法一步合成了二维片状结构的介孔CeO2,同时讨论了不同反应时间对晶型的影响。通过SEM、TEM、XRD、EDS和N2吸附-脱附等检测手段进行了表征,结果表明所合成CeO2是由大量较规整的片状结构单元组成,在片状结构上分布着均匀有序的介孔,产物具有立方萤石型结构,并考察了相应的光致发光性能。     

Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料（CeO2-TiO2）/Cu的水热制备与性能

以Cu网为载体,Ti(OBu)4和Ce(NO3)3·6H2O为原料,Na3PO4·12H2O为矿化剂,采用一步水热法制备了多种不同形貌的Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料(CeO2-TiO2)/Cu.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)对材料的形貌、结构及光吸收特性进行了表征,通过测试接触角表征了材料的浸润性.以20μmol/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,测试了材料在可见光照射下的催化性能.结果表明,制备的TiO2为锐钛矿型,CeO2为方铈矿型;CeO2晶体比TiO2晶体更易负载于Cu网;改变制备过程中Ce(NO3)3·6H2O的用量、Na3PO4·12H2O浓度、水热反应时间及温度可实现(CeO2-TiO2)/Cu的形貌调控;(CeO2-TiO2)/Cu显示出超亲水性及可见光催化活性.     

共沉淀法制备的CeO2-ZrO2-Al2O3材料及性能

采用简单易操作的共沉淀法制备了性能优异的CZA材料, 并通过对其晶体结构的表征, 初步探讨了ZrO2和Al2O3在CZA中的存在方式.     

CeO2/NaNbO3复合物的水热合成及其光催化性能的提高

钙钛矿型NaNbO3由于其非线性光学、铁电、离子导电性、高声速、光催化性能和光折变等优良性能而备受关注. 在光催化反应中, 宽禁带宽度(≈ 3.24 eV)使NaNbO3具有较高的导带底(CBM)和较低的价带顶(VBM). 因此, 它表现出强烈的光氧化和光还原能力. 众所周知, 钙钛矿型光催化剂光电子激发和传输能力的增强归因于其较高的对称性. 因此, 具有高对称性的立方NaNbO3有利于电子激发和转移. 但是, 一些固有的缺点, 包括电荷分离效率低、量子产率差和光催化活性差等, 限制了其在光催化领域的实际应用. 为了解决这些问题, 一种有效的方法是与其他半导体结合, 形成具有改善光催化活性的异质结复合物. CeO2作为传统的催化剂在光催化领域得到了广泛研究. CeO2具有稳定、无毒的特点, 是一种n型半导体. 目前, 研究人员已经发现CeO2与不同半导体的耦合可以提高CeO2的光催化活性. 这归因于能级水平的适当匹配.本文通过简易水热法制备了高活性的CeO2/NaNbO3异质结复合物, 并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM, HRTEM)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等表征技术研究了所制光催化剂的物相结构、样品形貌和光学性能. 所制样品的光催化活性通过光催化降解无色抗菌环丙沙星(CIP)和染料罗丹明B(RhB)证实. 结果表明,在紫外和可见光照射, CeO2/NaNbO3复合物比纯NaNbO3具有更高的光催化活性. 此外, CeO2/NaNbO3复合物中CeO2的最佳质量比为2.0 wt%. 紫外光照射下光催化性能的显著提高是由于CeO2/NaNbO3异质结的形成不仅提高了光生电荷在界面范围内的迁移速率, 而且降低了光激发产生的电子和空穴的复合率. 可见光照射下内置电场的存在促进了电子和空穴的分离, 提高了光催化性能. 此外, 利用光致发光(PL)光谱、光电流、电化学阻抗谱和捕获实验证明了样品的光催化反应机理.捕获实验结果表明, ·OH自由基、·O2-自由基和空穴都参与了RhB的光催化降解过程. 最后, 探讨了提高光催化活性的可能机理.     

Hg在Pd掺杂的CeO_2表面吸附和脱除

基于密度泛函理论对Hg在纯CeO_2表面的吸附机理进行了理论计算,采用p(3×3)的二维超晶胞模型计算了CeO_23个不同表面上不同位点对汞的吸附能,计算结果表明,Hg在纯CeO_2表面吸附能力较弱,为物理吸附,Hg原子与CeO_2未形成有效化学键。为了进一步研究Hg在CeO_2表面的吸附机理,计算了Hg在Pd掺杂的CeO_2(Pd-CeO_2)表面的吸附机理,结果表明,Hg在Pd-CeO_2表面吸附能较强,为化学吸附,Hg原子与Pd-CeO_2之间形成有效的化学键,说明Pd的掺杂有利于提高CeO_2对汞的吸附能力。为了量化纯CeO_2和Pd-CeO_2的汞脱除效率,对Hg在纯CeO_2和Pd-CeO_2表面的脱除进行了实验研究。实验结果表明,纯CeO_2对汞的脱除效率较低,贵金属Pd的掺杂能够有效提高CeO_2的汞脱除效率,与理论计算的结果相符。     

CeO_2改性SiO_2-CuO复合氧化物的制备和表征以及催化氧化脱硫性能

采用不同方法、不同负载量、不同焙烧温度制备CeO_2改性的SiO_2-CuO-CeO_2复合氧化物催化剂,并对其进行X射线衍射分析、扫描式电子显微镜、TG-DSC、N_2吸附-脱附和H_2-TPR等表征.在温和条件(65℃、常压)下,以过氧化氢为氧化剂,乙腈为溶剂,苯并噻吩(BT)为模型硫化物,考察SiO_2-CuO-CeO_2复合氧化物催化剂的氧化脱硫性能,确定复合氧化物的最佳制备工艺条件.结果表明,适量的添加CeO_2可以提高CuO在SiO_2上的分散度、比表面积和孔径,提高复合氧化物的活性;溶胶-凝胶法制备的SiO_2-0.1CuO-0.02CeO_2复合氧化物,在500℃下焙烧,催化剂活性最高,脱硫率最高为81.6%.催化剂的重复使用5次,脱硫率仍可达到60.0%.     

核桃青皮制备高含氧量多孔炭及其对Ni2+的吸附性能

以核桃青皮为原料, 先用水热法制备其炭前驱体, 然后以不同的温度活化得到生物质炭(HBC_x). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 氮气吸附-脱附仪(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对HBC_x进行了表征, 并考察其对废水中高浓度和低浓度Ni²⁺的吸附性能. SEM和BET表征结果表明, 大量的大孔(约2 μm)均匀地分布在HBC_x上, 其具有分级多孔结构, 当活化温度为800 ℃, 所得HBC₈₀₀的比表面积为 94 m²/g, 平均孔径为4.07 nm; 炭材料表面含氧和含氮官能团丰富, 氧含量(摩尔分数)高达21.24%, 可与Ni²⁺发生离子交换或共沉淀, 这些基团有利于吸附过程的进行. 所制备的多孔炭对废液中低浓度的Ni²⁺去除率接近100%, 表现出优异的吸附性能. Langmuir等温模型能很好地描述了HBC_x对Ni²⁺的吸附过程, 为单分子层吸附, HBC₈₀₀对Ni²⁺的最大理论吸附量高达127.39 mg/g. 拟二级吸附动力学模型可以更好地反映吸附过程, 吸附速率主要由化学吸附所控制. 固定床动态吸附结果表明该材料有优异的工业应用前景.     

不同方法制备的CeO2载体对CuO/CeO2催化剂水煤气变换活性和稳定性的影响

分别采用沉淀法(A), 水热法(B)和柠檬酸溶胶-凝胶法(C)制备了三种CeO2材料, 并以其为载体采用沉积-沉淀法制备了CuO/CeO2催化剂. 运用N2物理吸附、粉末X射线衍射(PXRD)、原位粉末X射线衍射(in situ PXRD)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)和循环伏安法(CV)等技术对其进行了表征, 考察了不同方法制备的CeO2载体对CuO/CeO2水煤气变换(WGS)催化剂的结构、氧化-还原性能、催化活性和稳定性的影响. 结果表明, 它们的催化活性和稳定性顺序都是CuO/CeO2-A>CuO/CeO2-B>CuO/CeO2-C. 联系表征结果, CuO/CeO2催化剂的活性与催化剂中CuO的颗粒度、CuO的微观应力和中等大小且与二氧化铈相互作用的CuO的数量等有关, 而这些因素很大程度上受CeO2载体本身的热稳定性的影响. 根据CV中扫描次数的增加, Cu2+←→Cu0氧化还原峰面积减小, 推断CuO/CeO2催化剂在一定条件下氧化还原是不可逆的, 这可能是其在反应气氛下经受温度循环之后活性降低的原因.     

从可溶性单源分子前驱体采用溶胶凝胶法制备ZnO/TiO2 纳米复合物

合成了单源分子前驱体Cl2TiZn（dmae）4 （dmae为2-二甲基乙醇胺）,并以乙醇为溶剂,加入等摩尔量的水对其进行可控水解得ZnO/TiO2纳米复合凝胶,经pH=9沉淀,在200、400和600℃烧结得到不同的产物T200、T400、T600. XRD分析表明未烧结产物为无定形粉末并随着烧结温度升高晶型改善. ZnO呈纤锌矿结构（六方晶系）,TiO2呈板钛矿型结构（正交）. BET分析和扫描电镜表明颗粒的大小随着烧结温度的提高而增加. 红外光谱证明Zn-O和Ti-O的特有的振动频率,OH基团烧结后的产物中被去掉. 所有的样品都显示良好的光催化活性, 且T600活性最高.     

Orange Peel Biomass-derived Carbon Supported Cu Electrocatalysts Active in the CO2-Reduction to Formic Acid

We report a green, wet chemistry approach towards the production of C-supported Cu electrocatalysts active in the CO₂ reduction to formic acid. We use citrus peels as a C support precursor and as a source of reducing agents for the Cu cations. We show that orange peel is a suitable starting material compared to lemon peel for the one-pot hydrothermal synthesis of Cu nanostructures affording better Cu dispersion as well as productivity and selectivity towards formic acid. We rationalize this finding in terms of the beneficial chemical composition of the orange peel, which favors both the reduction of the Cu precursor as well as the carbon matrix. This work demonstrates new viable opportunities for the reuse of citrus waste on a rational basis.     

Effect of Addition of Base on Ceria and Reactivity of CuO/CeO2 Catalysts for Low-Temperature CO Oxidation

In this work, we have reported the influence of the addition of base (KOH) on the physicochemical property of ceria synthesized by alcohothermal process, and the alcohothermal mechanism was also put forward. Furthermore, the prepared CeO2 was used as the support to prepare CuO/CeO2 catalysts via the wet impregnation method. The samples were characterized by N2 adsorption-desorption, X-ray powder diffraction (XRD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and temperature-programmed reduction by H2 (H2-TPR). The catalytic properties of the CuO/CeO2 catalysts for low-temperature CO oxidation were studied using a microreactor-GC system. The crystal size of CeO2-A was much smaller than that of CeO2-B, and the corresponding copper oxide catalysts exhibited higher catalytic activity than that of the CeO2-B-supported catalysts under the same reaction conditions. The alcohothermal mechanism indicated that KOH plays a key role in determining the physicochemical and catalytic properties of ceria-based materials.     

Co3O4/CeO2的氧化还原性能及反应条件对其CO氧化活性的影响

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。运用XRD、BET和TPR表征手段,考察了不同钴铈比及焙烧温度对钴铈复合氧化物物理及化学性能的影响,并分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。结果表明,与纯的Co₃O₄相比,在不同比例的Co₃O₄/CeO₂均经723 K焙烧的各种催化剂中,钴铈原子比为9∶1的复合氧化物粒径较小,比表面积较大,说明适当比例铈的添加能使Co₃O₄具有较小的粒径。此氧化物经538 K温度焙烧制得的钴铈比为9∶1的复合氧化物中Co₃O₄平均粒径为7.2 nm, BET比表面积为167.6 m²/g。经TPR考察发现其具有最优的氧化还原性能。     

纳米二氧化铈修饰碳糊电极线性扫描伏安法测定苯酚

在0.01mol.L-1硼砂溶液(pH 9.18)中,用纳米二氧化铈修饰碳糊电极作为工作电极,线性扫描伏安法测定苯酚。伏安图上出现一灵敏的氧化峰,其峰电位为+0.56V(vs.SCE),峰电流与苯酚的浓度在1.0×10-7～2.0×10-4 mol.L-1范围内呈线性关系,检出限(3s/k)为5.0×10-8 mol.L-1。富集时间为30s,同时采用线性扫描伏安法研究苯酚在纳米二氧化铈修饰碳糊电极上的氧化还原反应,结果表明此电极反应为一不可逆的吸附过程。