透射电子显微镜原位观察Cu/ZnO甲醇催化剂前驱体的分解过程

本文通过透射电子显微镜原位研究了甲醇催化剂前驱体锌孔雀石的分解过程。HRTEM、电子衍射及STEM面扫元素分析结果显示锌孔雀石分解过程可大致分为四个阶段。分解首先同时引发于锌孔雀石晶体内部的随机区域和晶体外表面,导致局域结构塌陷形成内部孔洞和非晶表面扩散层;随后孔洞逐渐增多增大,表面扩散层进一步增厚,同时CuO在孔洞区域和表面扩散层区域逐步结晶形成小晶粒;最后锌孔雀石结构完全分解,形成相互交织的CuO和ZnO,其中CuO小晶粒被非晶态ZnO相互隔离;此后进一步加热,ZnO方逐步结晶得到相互交织的CuO晶粒和ZnO晶粒,即焙烧后催化剂的结构。本研究通过TEM直观观察了整个分解过程的结构变化,增进了对甲醇催化剂前驱体焙烧过程的理解,也将有助于优化催化剂焙烧条件。     

Effect of heat treatment on morphology, crystalline structure and photocatalysis properties of TiO2 nanotubes on Ti substrate and freestanding membrane

Highly ordered titanium oxide (TiO₂) nanotubes were prepared by electrolytic anodization of titanium electrodes. Morphological evolution and phase transformations of TiO₂ nanotubes on a Ti substrate and that of freestanding TiO₂ membranes during the calcinations process were studied by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and X-ray diffraction microscopy. The detailed results and mechanisms on the morphology and crystalline structure were presented. Our results show that a compact layer exists between the tubular layer and Ti substrate at 600 °C, and the length of the nanotubes shortens dramatically at 750 °C. The freestanding membranes have many particles on their tubes during calcinations from 450 to 900 °C. The TiO₂ nanotubes on the Ti substrate transform to rutile crystals at 600 °C, while the freestanding TiO₂ membranes retain an anatase crystal with increasing temperature to 800 °C. The photocatalytic activity of TiO₂ nanotubes on a Ti substrate annealed at different temperatures was investigated by the degradation of methyl orange in aqueous solution under UV light irradiation. Due to the anatase crystals in the tubular layer and rutile crystals in the compact layer, TiO₂ nanotubes annealed at 450 °C with pure anatase crystals have a better photocatalytic activity than those annealed at 600 °C or 750 °C.     

焙烧与预处理条件对 Co3O4 催化氧化 CO 性能的影响

采用沉淀法制备了 Co₃O₄, 考察了焙烧和预处理条件对其结构、低温催化氧化 CO 性能的影响. 热重分析表明, 未经焙烧的样品以 Co(OH)₂CO₃ 的形式存在, 150~400 ^oC 空气气氛中焙烧后, 样品以立方相 Co₃O₄ 的形式存在. N2 吸附-脱附法、X 射线衍射、透射电镜及活性测试结果表明, 以纳米颗粒物存在的 Co₃O₄ 的比表面积、颗粒尺寸、催化氧化 CO 活性与焙烧温度密切相关. 正电子湮没寿命谱、O₂-程序升温脱附与定温条件下 CO 氧化测试结果表明, 合适温度 (150~250 ^oC) 下 N₂ 预处理有利于 Co₃O₄ 表面氧空穴团的形成, 它在吸附活化分子氧以及 CO 催化氧化反应中起到关键作用. 同时讨论了预处理作用下Co₃O₄表面氧空穴的再构机制.     

沉淀煅烧法合成(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S2光催化剂及可见光下的制氢性能

研究了沉淀煅烧法制备的纳米级(CuAg)_0.15In_0.3Zn_1.4S₂光催化剂以及产氢效率,并采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、N₂吸附-脱附、紫外-可见吸收光谱等手段对催化剂进行了表征. 结果表明,(CuAg)_0.15In_0.3Zn_1.4S₂的结晶度、比表面积和吸收可见光能力与煅烧温度和煅烧时间有关. 在可见光下,以KI为电子给体,考察了不同条件对光催化产氢能力的影响. 发现在600℃煅烧5h时所制的(CuAg)_0.15In_0.3Zn_1.4S₂光催化剂产氢活性最高,产氢速率为1750 μmol g^-1 h^-1,量子效率在420±5nm达到12.8%,比未煅烧催化剂的光催化活性提高了约6倍.     

氮掺杂无定形碳负载Pd催化剂对甲醇的电催化氧化

采用800 ℃高温煅烧聚邻甲基苯胺(POT)的方法制备了含氮的新型无定形碳(C_xN) 载体, 其氮含量约为8.5%(w). 氮元素的存在使载体具有极性, 显著提高载体的化学活性, 有利于钯纳米粒子在载体表面的沉积和分散, 使C_xN负载钯纳米粒子催化剂(Pd/C_xN)具有较大的电化学活性表面积, 在碱性介质中对甲醇氧化具有很高的催化活性和稳定性, 表明C_xN在直接甲醇燃料电池研究中是一类很有潜力的催化剂载体.     

焙烧温度对锂离子电池正极材料Li2MnSiOJC电化学性能的影响

采用液相法合成了Li2MnSiO4/C复合正极材料,并研究了不同焙烧温度对材料的结构、形貌和电化学性能的影响.利用热重(TG)分析了材料前驱体的热行为,确定了合成Li2MnSiO4/C复合正极材料的焙烧温度范围为600-800℃.X射线衍射(XRD)测试结果表明,不同温度下合成的样品材料均具有正交结构,且空间群为Pmn21,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对所得样品材料的微观形貌及颗粒大小进行了表征.将所得Li2MnSiO4/C复合正极材料组装成扣式电池,并在不同的电流密度下进行充放电测试,结果表明:700℃合成的样品材料电化学性能最佳,具有较高的库仑效率及很好的循环稳定性.     

Effect of Calcination Temperature on La-Modified Al2O3 Catalysts for Vapor Phase Hydrofluorination of Acetylene to Vinyl Fluoride

利用沉积沉淀法制备出了La改性Al₂O₃催化剂,研究不同焙烧温度对La改性Al₂O₃催化剂用于乙炔气相氢氟化合成氟乙烯反应性能的影响．利用NH₃-TPD、Pyridine-FTIR、XRD和Raman等技术对不同温度焙烧的催化剂进行表征,发现焙烧过程能改变催化剂结构的同时也能调变催化剂表面的酸量．经400 °C焙烧的催化剂显示出最高的乙炔转化率(94.6%)、最高的氟乙烯选择性(83.4%)和较低的积炭选择性(0.72%)．催化剂的高活性与其表面的高酸量有关,同时积炭的选择性也与其表面的酸中心数量有关．