Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的核磁共振研究

 利用1H MAS NMR技术,在甲烷部分氧化(POM)制合成气反应条件下研究了Rh/SiO2催化剂上氢与金属的相互作用及反应机理. 结果发现,氢气在Rh/SiO2上解离吸附后可能有四种存在形式: 化学位移为δ=-100～-120的可逆(αM)和不可逆(αI)吸附氢物种,δ=0～-100的“氢云”或“氢雾”形式的氢物种和δ=3.0的溢流氢物种. 溢流氢物种是由可逆吸附的氢物种和“氢云”或“氢雾”状态的氢物种溢流到SiO2上并弱吸附在桥式氧(Si-O-Si)附近而形成的. 溢流氢物种活化晶格氧,形成一种POM反应的活性氧物种OH-. 活性氧物种OH-反溢流到Rh上,并与CH4解离吸附在Rh上的CHx物种反应生成含氧中间物种CHxO. CHxO物种的化学位移为5～7. O2参与CHxO物种的进一步氧化,或补充溢流氢夺取桥式氧后形成的缺陷位上的晶格氧,在高温(973 K)反应条件下,O2可能优先补充缺陷位上的晶格氧,使CHx的氧化按表面反应机理进行.     

复合光催化剂CeO2/TiO2的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了CeO2／TiO2二元复合纳米光催化剂,用XRD、FTIR等对其进行了表征。以紫外灯为光源,直接耐晒兰(DFB)的脱色为模型反应,研究了CeO2／TiO2的光催化活性。结果表明：掺杂摩尔百分比x(CeO2)=1．44％、600℃煅烧2h时,该催化剂的催化活性最高,比纯TiO2高近1倍。DFB脱色的最佳条件为：pH9．0～10．0,投加量200mg／50mL,空气流量200mL／min。     

Properties of TiO2-SiO2 Mixed Oxides and Photocatalytic Oxidation of Heptane and Sulfur Dioxide

A series of TiO2-XSiO2[X denotes the molar fraction(%) of silica in the mixed oxides] with different n(Ti)/n(Si) ratios was prepared with ammonia water as a hydrolysis catalyst. The photocatalysts prepared were characterized by XRD, thermal analysis, FTIR, UV-Vis and SPS. The characterization results of FTIR and UV-Vis spectra show that Ti atoms were gradually changed from octahedral coordination to tetrahedral coordination with the addition of silica, which is not beneficial for obtaining strong Bronsted acidity and higher photocatalytic activity. The photocatalytic activity experiments, which were conducted by using heptane (or SO2) as the model reactant, showed that TiO2-SiO2 containing a suitable amount of silica can exhibit much higher photocataiytic activity than pure TiO2. The enhanced photocatalytic activity can be attributed tothree following factors.. (1) smaller crystalline size;(2) higher thermal stability; (3) the new strong Broensted acidity.     

纳米ZnO室温选择氧化H2S特性的研究

碱式碳酸锌在不同焙烧温度下制得的纳米ZnO具有六方晶系纤锌矿结构，平均粒径为15.4 nm、19.1 nm、22.9 nm和33 nm，以其为脱硫剂，对H2S室温脱硫性能进行了研究。利用XRD和XPS技术对脱硫反应前后的样品进行了表征。实验结果表明，纳米ZnO的脱硫性能随粒径的增大而降低，常温、常压下，260 ℃焙烧的纳米ZnO对H2S有高的去除率，并且H2S可选择性地被氧化为单质硫。     

Cu-Zr-Ce-O催化剂上CO选择性氧化及再生研究

采用共沉淀法制备了一系列Cu-Zr-Ce-O复合氧化物催化剂，考察了ZrO2加入量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响，并通过DSC-TPR、XRD和SEM手段对催化剂进行了表征。结果表明，添加ZrO2的Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂在160 ℃～200 ℃，具有99％以上的CO转化率，并且催化剂的选择性相对较高。适量ZrO2的加入能够细化催化剂的颗粒，提高催化剂的热稳定性，改变催化剂的聚结方式。经氮气、氢气及氧气再生处理后的Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂，催化活性有所不同，其中经氧气处理后的催化剂，表面吸附氧体积分数较高，活性恢复较好。     

构筑可控催化氧化性能催化剂用于醇的转化

通过金属离子替代的方法设计了催化氧化性能不同的Mg-Al-Ru-CO₃类水滑石、Co-Al-Ru-CO₃类水滑石和Ru-Co(OH)₂-CeO₂等三种催化剂. XRD实验表明钌部分替换制得的Mg-Al-Ru-CO₃和Co-Al-Ru-CO₃可保持水滑石的结构; 但用铈替代铝之后得到的Ru-Co(OH)₂-CeO₂催化剂无法保持水滑石的结构， 而是由氢氧化钴和二氧化铈的微晶组成. XPS 和Ru K-edge XAFS的测试结果证实Mg-Al-Ru-CO3催化剂中钌被等键长的6个氧原子包围， 该催化剂可有效地催化氧化醇类； Co-Al-Ru-CO₃催化剂中钌被两种键长不等的6个氧原子包围， 其中短键长的Ru═O是催化氧化性能增强的原因； Ru-Co(OH)₂-CeO₂催化剂中钌被两种键长不等的5个氧原子包围， 其对于各类醇均有高效的催化氧化性能， 原因归功于配位数少的钌物种.     

介孔Co3O4-CeO2复合氧化物的制备及在CO选择性氧化中的应用

以硝酸钴和硝酸铈为前驱物，SBA-15为硬模板，利用双溶剂法制备了Co3O4-CeO2介孔复合氧化物，通过X-射线衍射、N2吸脱附测试、程序升温还原和透射电子显微镜等技术对活性组分及载体进行了表征，并且与浸渍法和共沉淀法所制备的催化剂进行了对比分析。结果表明，相比于浸渍法和共沉淀法，采用双溶剂法制备的介孔Co3O4-CeO2复合氧化物具有均匀的介孔结构、较小的颗粒尺寸、较大的比表面积和较高的活性组分分散度。此外，CO氧化脱除评价显示与常规的共沉淀法和浸渍法所制备的催化剂相比该介孔复合氧化物具有较高的反应活性和选择性，其高活性主要归因于较高的比表面积和活性组分的高分散度。     

TiNi合金表面原位热氧化膜的结构与光电性能的研究

采用AFM、XRD和EDS等手段,对TiNi合金在空气中、400—800℃下形成的氧化膜组织结构进行了分析,并对TiNi合金表面原位热氧化膜的光电性能进行了研究.结果表明,TiNi合金在空气中氧化原位形成的氧化膜的结构主要为金红石型二氧化钛,不同温度下生长的氧化膜存在择优取向;随着氧化温度的升高,所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流和开路光电压随氧化温度的升高先增大后减小,在700℃所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流最大.     

介孔混合氧化物催化剂La-Co-Zr-O的制备与表征

 采用柠檬酸络合-有机模板剂分解法制备了(La+Co)/(La+Co+Zr)原子比为0.5的La-Co-Zr-O催化剂,并与传统的共沉淀法制备的La-Co-Zr-O催化剂进行比较. N2物理吸附结果表明,采用模板剂法制备的催化剂样品具有较大的比表面积(96.6～117.6 m2/g)和十分均匀的孔径(3.5～4.3 nm); X射线衍射、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构表征结果一致表明,催化剂中活性组分主要为高分散的Co3O4微晶(粒径为23～33 nm), 模板剂法制备的催化剂中所有组分的分散性均优于共沉淀法制备的催化剂. 程序升温还原实验结果表明,采用聚乙二醇辛基苯基醚与十六烷基三甲基溴化铵为混合模板剂制备的催化剂中Co3O4更容易被还原. Co-O 键的活动度与催化剂催化氧化反应的活性密切相关.