Au/FeOx催化3-硝基苯乙烯加氢反应

采用沉积-沉降法制备了负载型Au/γ-Fe2O3、Au/α-Fe2O3和Au/Fe3-O4催化剂,并利用X射线粉末衍射技术对催化剂进行了表征。 在不同反应介质（水、乙醇和无溶剂）中,研究了Au/FeOx催化剂催化3-硝基苯乙烯加氢反应,考察了反应温度以及载体对催化剂活性的影响。 实验结果表明,在介质水中3-硝基苯乙烯的转化率要远高于乙醇中或无溶剂条件下的转化率,且随温度的升高而增大,而其加氢产物3-氨基苯乙烯的选择性无显著变化。 不同氧化铁载体负载的Au催化剂在水中的活性顺序为Au/γ-Fe2O3＞Au/α-Fe2O3＞Au/Fe3O4,其活性的差异被认为来自于不同氧化铁载体与Au之间的相互作用。     

水合状态的无定形氧化铁用作高效水氧化催化剂

由于传统化石燃料的不可再生性和使用过程中对环境的污染,近年通过太阳光驱动催化水分解制备氢气或CO_2还原制备甲醇等高能化学燃料是人工光合作用制备太阳能燃料领域的研究重点.水的氧化反应是制备太阳能燃料的重要半反应,为质子或CO_2的还原提供必需的质子和电子,开发基于非贵金属氧化物的高效水氧化催化剂是人工光合作用制备太阳能燃料的重要挑战之一.最近我们课题组的研究发现,无定形氧化钴作为水氧化催化剂时,其本征活性比结晶态的高出一个数量级.与氧化钴催化剂相比,铁基氧化物作为水氧化催化剂具有许多优点,比如成本低、环境友好、对动植物不产生生理毒性.基于此,本文探索了开发制备具有高催化活性的铁基氧化物作为水氧化催化剂.结果发现,氧化铁水氧化催化剂活性不但受其结晶度影响,还与其水合状态密切相关.水合氧化铁在进行室温真空干燥脱水处理后,在Ru(bpy)3~(2+)-Na_2S_2O_8光催化水氧化体系中,其催化水氧化活性降低了一个数量级.热重分析、XRD和拉曼测试等结果表明,室温下进行脱水处理后,氧化铁基本不含有水分子的信号,其体相结构没有发生显著的变化. XRD和拉曼结果表明,催化水氧化测试后回收的氧化铁催化剂结构没有发生改变,表明该水合状态的氧化铁是水氧化过程中真实的催化剂成分,并不是充当前驱体的角色.基于此,我们进一步制备了尺寸较小且为水合状态的无定形氧化铁纳米粒子,后者在Ru(bpy)_3~(2+)-Na_2S_2O_8光催化水氧化体系中显示出极高的催化活性, TOF值高达9.3 s~(-1),基于产生的氧气分子计算的光催化量子效率达到67%.该尺寸较小的水合状态氧化铁纳米粒子还可以有效地负载在SiO_2表面进行催化水氧化反应,循环测试结果表明,负载的水合状态氧化铁纳米粒子连续进行三个催化水氧化循环测试,其活性未明显衰减,显示了较高的稳定性.该结果表明,未来设计铁基氧化物作为高活性的水氧化催化剂时,需要特别考虑其水合状态.     

提高氧化铁光电催化分解水效率的策略进展

为了解决能源危机与环境污染问题,发展一种可再生的清洁能源至关重要.太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,而氢气是一种良好的能源载体.利用太阳能光电催化水分解制氢,是一项有望能够解决能源与环境问题的技术,具有很大的应用前景.其中,氧化铁因为具有合适的能带位置与带隙、良好的稳定性与廉价无毒等优点,成为一种理想的光阳极材料...     

具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂

通过共沉淀法和沉积-沉淀法制备出了具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂, 并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附及热重和差示扫描量热(TG-DSC)分析等表征手段对催化剂的结构与表面形貌进行了研究分析. TEM测试结果表明: 500 ℃焙烧后, 未掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布较宽, 平均粒径约为7.0 nm, 载体颗粒尺寸在50-100 nm范围内; 而掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布变窄, 平均粒径约为5.0 nm, 且载体颗粒大小也明显小于未掺杂Al2O3的催化剂, 保持在30-50 nm的范围内. N2吸附-脱附测试结果表明, Al2O3的掺杂有利于保持催化剂的介孔结构和比表面积, 从而提高了载体的热稳定性. XRD和TG-DSC测试结果表明, Al2O3的掺杂可以有效地抑制Fe2O3的结晶, 进而抑制了高温焙烧过程中金颗粒的长大. 选用CO低温氧化反应对催化剂的活性进行了评价, 即使在500 ℃高温下焙烧12 h, 掺杂了Al2O3的催化剂仍然可在26.7 ℃将CO完全转化, 而未掺杂Al2O3的催化剂CO最低完全转化温度(T100)高达61.6 ℃. Al2O3的掺杂显著提高了催化剂的热稳定性能.     

红外光谱法对熔铁催化剂结构及掺稀土后变化的研究

红外光谱法对催化剂的表面态、吸附特性等已有不少研究工作.但对熔铁催化剂的组成分析尚未见报道。近年来,Mossbauer效应、X光衍射等研究提供了熔铁催化剂的组成、性能、特别是催化活性的重要信息.但由于熔铁催化剂化学组成复杂,掺稀土元素对催化剂组成及活性影响较大,是制备高活性催化剂的重要途径,有必要对其组成及各种物质的存在形式作深入研究.本文将对不同催化剂样品在相同条件下测其红外谱图,进行对比分析,确定结构组成,并说明不同稀土氧化物及掺入量的变化对催化剂结构的影响.     

Fe1-xO基氨合成催化剂的高活性和易还原性浅析

Fe1-xO基氨合成催化剂是我国独创的新一代催化剂[1];由于其具有高活性、易还原的特点,因而在工业上得到了广泛的应用[2].我们在文献[3～6]中报道了助剂Al2O3,K2O和CaO对Fe1-xO基催化剂物理结构、活性和还原性能的影响规律以及Fe1-xO基催化剂母体相Fe1-xO的歧化行为及其助剂的影响等.本文从比活性和相对活性两个角度分析了Fei-xO基催化剂高活性的本质,从母体相的化学本质、氢在催化剂表面的吸附性能及助剂的作用等角度分析了催化剂易还原的本质,获得了一些重要而明确的结果.     

环氧氯丙烷法制备超细β-FeOOH粒子

FeCl₃水溶液和环氧氯丙烷作用,可生成β-FeOOH溶胶,粒子外形呈纺锤状,粒径分布均匀。溶胶经表面处理,可制得油溶性β-FeOOH超细粒子。采用多步反应法,还可控制粒子的大小,并保持粒子外形的各向异性不变。     

还原温度对氧化铁吸附性能的影响

利用脉冲气相色谱保留体积法测定了不同还原温度的氧化铁样品对水的吸附特性并和Ｘ光衍射结果进行了关联,同时测定了含铬氧化铁对水的吸附特性。结果表明,中温还原样品有比较均匀的表面,低温和高温还原样品的表面均有一定程度的不均匀性且符合焦姆金吸附方程。铬的加入降低了氧化铁对水的吸附热,并增加吸附中心的数量