填料型固体酸的制备及其催化性能

用阳极氧化法制备了填料式Al₂O₃-Al载体,经浸渍H₂SO₄后再焙烧制得SO₄^2-/Al₂O₃-Al固体酸催化剂.用SEM,BET,XRD和NH3-TPD等手段对其进行了表征,结果显示,载体Al₂O₃膜为无定形结构,SO₄^2-/Al₂O₃-Al为中等酸强度的固体酸.用乙酸-乙醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能,显示出催化剂具有较高的催化活性,且稳定性较好.     

光催化分解水制备氢气和过氧化氢

过氧化氢不仅是一种广泛应用于化学合成、消毒、废水处理及纸浆漂白等领域的高价值化学品,还是一种具有潜力的能源载体.此外,过氧化氢燃料电池因其结构简单而受到广泛关注.蒽醌法是工业生产过氧化氢的传统方法,但是这种方法不仅能耗高,而且生产过程会造成严重的环境问题.因此,通过环保并且低成本的工艺直接合成过氧化氢具有重要研究意义.以太阳能为动力的光催化法生产过氧化氢被认为是最有前景的方法之一.目前,光催化已在制氢、二氧化碳还原和水处理等诸多领域取得了重要进展.但是,利用光催化分解水制备过氧化氢的研究还非常少.尽管通过光催化还原氧气可以制备过氧化氢,但是通过分解水同时制备高价值过氧化氢和氢气更具有吸引力.在本项工作中,我们利用Pt/TiO_2(锐钛矿)光催化剂在没有牺牲剂的条件下实现了高效产氢和过氧化氢,氢气和过氧化氢的生成速率分别达到7410和5096μmol g~(–1) h~(–1) (第一小时),远高于市售的Pt/TiO_2 (锐钛矿)体系和文献报道数值.本文采用X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(ESR)和荧光标记法等表征手段研究了Pt/TiO_2上同时生成氢气和过氧化氢的催化机理.XPS测试结果表明, Pt/TiO_2在光照射1 h后, XPS信号发生明显变化.与其他样品相比,物理吸附水和羟基的峰明显增加.因此,我们推测羟基和物理吸附水对过氧化氢的生成具有重要影响.进一步采用电子自旋共振(ESR)和荧光标记法对羟基进行了测量.ESR结果显示,紫外光照60 s即可检测到羟基捕获剂与羟基的结合物5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide-OH(DMPO-OH)的特征峰.此外,在体系中加入荧光标记分子对苯二甲酸(TANa)后也可以迅速检测到2-羟基对苯二甲酸(TAOH)在422 nm处明显的荧光信号.因此, ESR和荧光结果均表明所产生的羟基自由基在过氧化氢形成中起着重要作用.上述结果表明,在本体系中氢气和过氧化氢的生成遵循两电子转移过程.与传统全分解水体系生成氢气和氧气相比,两电子转移过程比四电子过程更容易发生.因此,光催化水氧化制过氧化氢是实现大规模生产氢气和过氧化氢的一种很有前景的方法.     

掺铜二氧化钛光催化剂的XPS研究

利用浸渍法制备了铜掺杂的二氧化钛，以乙酸为模型物研究了催化剂的光催化活性，利用XPS结果对改性后的催化剂进行了分析.结果表明，改性后的催化剂表面吸附氧的提高和Cu＋/Cu2＋的共存有利于光生载流子的分离和界面电子转移，因而改善了催化剂的光催化性能.     

铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究

在复合半导体基础上,采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步铜改性,制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化剂CuO_x-SnO₂/TiO₂,考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响.结果表明,表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力,二者间表现出相互增强的作用.结合XRD、XPS、TEM等催化剂表征结果,对铜锡改性纳米二氧化钛光激发机制进行了讨论,提出了二氧化碳光催化还原的可能机制.     

主晶相为莫来石复合纳米晶的制备、结构表征及性能测试

以高岭土为原料,采用水热晶化法,制得了主晶相为莫来石的复合纳米晶。利用XRD、 TEM、 BET及TG～TDA对在不同条件下制得的纳米晶物相、粒度及热稳定性进行了表征。对复合纳米晶进行了CO、 SO2程序升温脱附性能测试。对负载Ni、 Mn、 Co进行程序升温还原测试。结果表明：在脱附物中检测出CO2与固体硫,证明吸附质在纳米晶表面发生了反应。微米晶与纳米晶负载Ni、 Co、 Mn后,随着粒度的不同,负载上的氧化物与载体的相互作用力不同,而表现出不同的峰温与峰面积,表明负载上Ni、 Co、 Mn的氧化物与载体有结构效应,且随晶体表面结构的不同,而表现出不同的H2消耗量。     

负载型铁系钙钛矿催化剂结构对SO2还原的影响

负载型催化剂;铁钙钛矿;二氧化硫;催化还原;负载型铁系钙钛矿催化剂结构对SO2还原的影响     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂,采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al一体型载体,并将活性固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al催化剂.利用XRD、 SEM、 BET、 XPS、 NH3-TPD等手段对其进行了表征.结果表明,所制得的阳极氧化铝膜厚为56 μm, SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点.XRD结果表明, ZrO2在Al2O3-Al上处于高度分散状态.将该固体酸用于乙酸/乙醇酯化反应中,显示出较高的催化活性,且稳定性较好.     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂 ,采用铝阳极氧化法制备了Al2 O3 Al一体型载体 ,并将活性固体超强酸SO42 -/ZrO2 引入到Al2 O3 Al上 ,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al催化剂 .利用XRD、SEM、BET、XPS、NH3 TPD等手段对其进行了表征 .结果表明 ,所制得的阳极氧化铝膜厚为 5 6 μm ,SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点 .XRD结果表明 ,ZrO2 在Al2 O3 Al上处于高度分散状态 .将该固体酸用于乙酸 /乙醇酯化反应中 ,显示出较高的催化活性 ,且稳定性较好     

负载型铁系钙钛矿催化剂结构对SO2还原的影响

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