活性炭负载Fe,Ni催化氨分解的研究

以Fe,Ni为主活性组分,K,Mo,Co等为助催化成分,采用多步浸渍、直接高温分解、再分步还原的办法,使其负载于国产活性炭载体上,研究了Ni,Fe两类催化剂对氨的催化分解性能.结果表明,活性炭负载的Fe催化剂比负载的Ni催化剂的活性高.Fe-Mo/C的催化活性最好,在650℃时就能使氨气基本分解完全.助催化成分对Fe催化剂活性促进作用大小顺序是Mo>K>Co,而K,Mo对Ni催化剂活性的促进作用很小.XRD研究表明,Fe-Mo/C催化剂的主要晶相为FeMo,Fe2(MoO4)3,Fe2O3及少量的Fe3O4和石墨化C;催化反应后,出现了-αFe和较多的石墨C晶相,Fe2(MoO4)3及Fe2O3,Fe3O4衍射峰基本消失,表明铁化合物已被还原,且活性炭进一步石墨化了.FeMo化合物的形成是Fe-Mo/C活性高的一个重要因素.     

Fe、N掺杂活性炭负载TiO2光催化降解酸性橙Ⅱ的研究

【目的】研究掺杂的活性炭负载型TiO2(TiO2/AC)光催化剂,在紫外光作用下对酸性橙Ⅱ(AO7)的去除效果,以寻求一种在有机废水处理中催化活性较高且易回收的光催化剂。【方法】用硝酸铁和尿素分别作Fe源和N源,以活性炭(AC)为载体,采用溶胶-凝胶和浸渍-焙烘相结合的方法,制备出Fe、N单独掺杂及Fe-N共掺杂TiO2/AC光催化剂,分析其对AO7的去除效果。【结果】单独掺杂制备的TiO2/AC催化剂对AO7的去除率随着掺Fe量(n(Fe)∶n(Ti))和掺N量(n(N)∶n(Ti))的增加先升高后降低,当n(Fe)∶n(Ti)和n(N)∶n(Ti)分别为0.1%和3.2%时,AO7的去除效果较佳。Fe-N共掺杂制备的TiO2/AC催化剂中,Fe、N和Ti的物质的量比为0.2%∶4.8%∶1时,催化剂具有较好的催化性能,经过3h的光催化反应,AO7的去除率可达到90.5%。【结论】Fe-N共掺杂对TiO2/AC的催化性能具有协同作用,其催化能力明显优于Fe、N单独掺杂样品。     

纳米二氧化钛负载不同金属化合物催化合成龙脑的研究

[目的]研究新催化剂催化α-蒎烯酯化-皂化合成龙脑,提高传统催化剂合成龙脑的产率和质量。[方法]采用TiO2对硅钨酸、氧化镧、硫酸铜进行负载作为催化剂,在不同条件下用于传统方法催化合成龙脑,考查催化剂催化最优反应条件。用FT-IR和SEM对催化剂表面和结构进行表征,对硅钨酸/TiO2和硫酸铜/TiO2作为催化剂在最优条件下催化得到产品的组成进行GC检测分析。[结果]25%负载量的硅钨酸/TiO2、15%负载量的氧化镧/TiO2、30%负载量的硫酸铜/TiO2在反应时间分别为6、5、6h,反应温度为80℃时效果最好,α-蒎烯转化率分别达到86.32%、37.45%、87.14%,龙脑产品产率分别达到38.36%、14.83%、44.31%。以硅钨酸/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为50%,正龙脑含量/异龙脑含量为1.41。以硫酸铜/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为53.85%,正龙脑含量/异龙脑含量为2.38。[结论]硫酸铜/TiO2催化剂相比传统催化剂对龙脑产率和质量有更好的效果。     

玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的试验研究

针对生物质热化学转化过程中产生焦油的诸多不利影响,利用催化裂解法将焦其化为小分子燃气,可达到双效降低焦油含量并提高燃气热值的目的。本研究利用500℃条件下慢速热解获得的玉米秸秆炭和木屑炭作为催化剂,在自制的焦油催化裂解装置中,研究裂解温度为700、750、800、850、900、950和1000℃时,两种催化剂对焦油的催化裂解效果。结果表明:两种催化剂对焦油裂解具有良好的催化性能;随着裂解温度升高,裂解气中H_2含量逐渐增加,CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6等含量均逐渐减少,裂解气热值和密度逐渐降低;比较来看,木屑炭对焦油的催化性能优于玉米秸秆炭;焦油裂解产气率随裂解温度升高而增加,在反应温度为1000℃时,玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的产气率分别为91.98%和94.11%。总体来看,玉米秸秆炭和木屑炭既对生物质焦油具有良好的催化性能,又为催化裂解反应提供炭源。     

Ni/Fe二元金属对对氯苯酚废水的催化降解作用

采用自制的Ni/Fe对含有对氯苯酚(p-CP)的废水进行脱氯处理,并研究了Ni/Fe配比、添加浓度、pH、反应温度及氯原子取代数目对Ni/Fe催化降解氯代苯酚的影响。结果表明,Ni/Fe对p-CP的脱氯效率在其配比为2.95%时达到最高,此时Ni/Fe催化剂的比表面积为11.671 m2/g,是酸洗过Fe0的4.33倍;Ni/Fe添加浓度为3~12.0 g/L,p-CP的脱氯效率随Ni/Fe添加浓度的增加而升高;Ni/Fe对p-CP的脱氯效率随pH值的升高而降低;在温度≤43℃时,Ni/Fe的脱氯效率随温度升高而升高,反应为吸热反应;Ni/Fe对氯代苯酚的催化特性随Cl原子取代数目的增加而增强。Ni/Fe对含氯代苯酚废水有非常有效的催化降解效果。     

掺镍TiO2的微波合成及催化降解有机废水

以氯化镍和硫酸钛为原料,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂,通过直接投料微波合成了掺镍二氧化钛(Ni2+TiO2).以催化降解甲基橙为模型来考察其可见光光催化活性,研究了Ni的掺杂量、热处理温度、双氧水投加量、溶液酸度及掺Ni2+TiO2光催化剂用量等因素对光催化性能的影响.结果表明,当Ni2+/TiO2复合物的直接投料摩尔比为0.8％,在500℃的温度下热处理2h,催化剂用量为1.0 g/L,H2O2投加量为3 mL/L,溶液pH 5的条件下,可见光催化效果最好,此时2 mg/L的甲基橙溶液经光催化降解40min后,降解率达到94.5％.     

Fe/C共掺的TiO_2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解

[目的]研究Fe/C共掺的TiO2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解。[方法]采用溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备出铁碳掺杂的二氧化钛光催化剂,以4-叔辛基酚为测试分子研究该类催化剂的光催化性能,探讨了Fe掺杂量、催化剂用量、pH、光照等对反应的影响,并对干扰离子存在情况下的催化剂性能进行了研究。[结果]Fe/C掺杂量为0.6%时,在25℃、pH=9.0、300 W汞灯照射、催化剂用量为1.0 g/L的条件下,经过100 min的降解可以使初始浓度为1.00 mg/L的辛基酚水溶液浓度降至0.02 mg/L;反应体系pH的升高和光强的增加可以提高催化剂的效率,污水中常见的K+、Na+和Ca2+等对催化剂的催化效果无影响。[结论]Fe/C共掺的TiO2光催化剂在处理含有环境激素的废水时具有良好的效果。     

具有介孔结构的Co/SiO2空心球的制备及其催化性能研究

以二氧化硅为模板,采用牺牲模板法制备具有介孔结构的碱式硅酸钴空心球.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附曲线(BET)和程序升温还原(TPR)等方法,对样品的结构和形貌作了表征.探索了碱式硅酸钴空心球的还原规律,研究了Co/SiO2作催化剂的催化性能.结果表明,180℃下反应1 h时,碱式硅酸钴即为空心球结构;在800℃氢气气氛中反应5 h,碱式硅酸钴完全被还原为Co/SiO2,还原前后仍为空心球结构,比表面积和孔容均有所减小,孔径增大.以Co/SiO2空心球做催化剂进行硝基苯加氢催化,1 h后硝基苯的转化率为56%,比商用Raney Ni提高约14%.     

生物油基酚类衍生物在双金属催化剂上加氢脱氧制富烃燃料的研究

采用浸渍法制备了不同修饰载体的双金属催化剂,利用XRD、N2物理吸附、TGA和SEM技术对其进行表征分析,并研究了双金属催化剂对生物油基酚类衍生物加氢脱氧性能的影响。结果表明,修饰后的载体催化剂Ni Cu/HZSM-5-La2O3的比表面积为271.03 m2/g、孔径为5.86 nm,属于介孔,稳定性得到提高;其中催化剂Ni Cu/HZSM-5-La2O3对愈创木酚具有较好的加氢脱氧效果,转化率、烃类含量和得率分别为96.29%、70.69%和40.93%。提质液中主要以环烃和芳香烃为主。     

室温常压湿式催化氧化催化剂及废水脱臭研究

炼油焦化废水中主要的恶臭物质为硫化物,本文用沉淀-浸渍法制备了湿式氧化催化剂Fe2O3-CeO2-TiO2/γ-Al2O3,并在室温常压下对模拟焦化废水进行了催化氧化脱臭处理。研究表明,适宜组成的Fe2O3-CeO2-TiO2/γ-Al2O3催化剂,具有较好的室温常压湿式催化氧化去除废水中硫化物的能力,Fe2O3、CeO2和TiO2等组分的适宜组成分别为3.5 wt%、1.6wt%和8.3 wt%。在废水pH为9～10、催化剂用量3 wt%、空气流量0.6 L.min-1/100 mL废水、反应时间90 min条件下,模拟焦化废水的硫化物转化率可达90%以上。废水的臭气强度可下降一级。     

六氯苯在TiO_2催化下的光降解研究

[目的]对六氯苯污染的废水进行处理研究。[方法]采用使六氯苯预先吸附到催化剂表面,在TiO2催化作用下的光降解。[结果]研究表明,HCB/TiO2的量、Fe3＋浓度、H2O2用量对六氯苯的光催化影响较大;TiO2表面覆盖度、体系pH值对六氯苯的光催化影响相对较小。[结论]在UV/TiO2/H2O2条件下,TiO2可有效地催化降解HCB,当表面覆盖度为4×10-5mol/g,HCB/TiO2用量为50 mg,H2O2用量16 mmol/L时,室温条件下90 min六氯苯脱氯率可达94.8%。     

Fe3 O4／TiO2复合物的制备

[目的]以钛铁矿为原料,制备包覆性Fe_3O_4/TiO_2磁性光催化剂。[方法]研究不同温度、反应时间、钛铁矿颗粒大小、是否冷凝回流等条件下钛铁矿的溶解情况以及TiO_2、Fe_3O_4/TiO_2的产率和催化效果,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对催化剂产物进行表征,且验证催化剂的磁性能。[结果]该方法可以制备出磁性良好、包覆效果好、较纯净的Fe_3O_4/TiO_2包覆性光催化材料。[结论]制备出的Fe_3O_4/TiO_2复合物保持了Fe_3O_4的磁性,是一种性能优良的包覆性光催化材料。     

磁性负载型光催化材料TiO2/Fe3O4的制备、改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备核-壳式结构的TiO2/Fe3O4负载型光催化剂,并对其进行中间层改性,制备出TiO2/SiO2/Fe3O4光催化材料.研究了pH等制备条件对TiO2/Fe3O4材料光催化性能的影响,并对比了改性前后降解甲基橙的光催化性能,通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和透射电子显微镜(TEM)对改性前后颗粒的磁性能、晶相和形貌进行了表征.研究表明:磁性负载光催化剂TiO2/Fe3O4和TiO2/SiO2/Fe3O4均为超顺磁性,且光催化性能较高,在1 h内甲基橙脱色率达90%以上,其降解反应均属于一级动力学反应;SiO2中间层的引入可显著提高材料的饱和磁化强度、光催化速率和循环使用的光催化活性.     

TiO2/MIL-53(Al)和TiO2/Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。     

Spectroscopic observation of dual catalytic sites during oxidation of CO on a Au/TiO₂ catalyst

The prevailing view of CO oxidation on gold-titanium oxide (Au/TiO(2)) catalysts is that the reaction occurs on metal sites at the Au/TiO(2) interface. We observed dual catalytic sites at the perimeter of 3-nanometer Au particles supported on TiO(2) during CO oxidation. Infrared-kinetic measurements indicate that O-O bond scission is activated by the formation of a CO-O(2) complex at dual Ti-Au sites at the Au/TiO(2) interface. Density functional theory calculations, which provide the activation barriers for the formation and bond scission of the CO-O(2) complex, confirm this model as well as the measured apparent activation energy of 0.16 electron volt. The observation of sequential delivery and reaction of CO first from TiO(2) sites and then from Au sites indicates that catalytic activity occurs at the perimeter of Au nanoparticles.     

(111)晶面暴露的NiO纳米催化剂的制备及其CO催化氧化性能

采用溶剂热法,以Ni(NO_3)_3·6H_2O、均苯三甲酸以及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料快速合成金属有机骨架材料Ni_3(BTC)_2·12H_2O晶体。以Ni_3(BTC)_2·12H_2O为前体,通过焙烧得到具有(111)面的NiO颗粒用于CO催化氧化反应,并与由硝酸镍热解得到的NiO(R)催化剂进行对比。通过X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法对具有(111)面的NiO颗粒的组成、结构和形貌进行表征。CO催化氧化结果表明,具有(111)面的NiO颗粒的催化活性优于普通NiO催化剂的催化活性。     

云南和广西人工种植香菇中微量元素的测定

[目的]从微量元素角度对广西和云南人工种植香菇的营养价值作评价,为了解不同地区人工香菇的药效和营养价值提供科学依据。[方法]采用火焰原子吸收光谱法测定广西和云南人工种植香菇中Zn、Co、Ni、Cu、Fe、Cr、Li、Ca和Mg的含量。[结果]2种人工香菇中Mg、Ca、Li、Zn、Fe和Cu含量较高,尤其Mg含量很高,Co、Ni和cr含量较低,广西和云南香菇的Zn／Cu值分别为6.3和3.3。[结论]广西和云南人工香菇中含有丰富的人体所需的微量元素,Zn／Cu值与抗癌中药中微量元素的含量有Zn高Cu低的关系相同,表明这2种香菇具有较高的营养价值,食用香菇可摄入人体所必需的微量元素。     

Biomass Catalytic Pyrolysis with Ni Based Catalyst to Produce Hydrogen Rich Gas

Hydrogen rich gas was produced using rice husk as biomass material on the continuous biomass pyrolysis apparatus which consisted of continuous pyrolysis reactor and secondary catalytic cracking reactor. Ni based catalysts of different Ni/Al mass ratio and calcined temperature were prepared by impregnating method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), scan electron microscope (SEM) and FT-IR Spectrometer (FT-IR). Ni based catalyst showed good selectivity for H2 production from biomass. Catalysts prepared under different conditions had little influence on the yields of three states products when used at the same cracking temperature. Ni/Al mass ratio played an important role in products selectivity. However, the content of NiO increased further when Ni/Al mass ratio values reached 0.7 : 10, and the yield of H2 slightly increased. Hydrogen yield was greatly impacted by calcined temperature. Catalyst calcined at 550℃ performed best. When the catalyst was calcined at high temperature, NiO in the catalyst transformed into NiAl2O4, and the acid site also changed, which caused the deactivation of the catalyst. The hydrogen yield increased with the cracking temperature. The highest stable yield of hydrogen was about 30% without increasing with the cracking temperature.     

Solvent-free oxidation of primary carbon-hydrogen bonds in toluene using Au-Pd alloy nanoparticles

Selective oxidation of primary carbon-hydrogen bonds with oxygen is of crucial importance for the sustainable exploitation of available feedstocks. To date, heterogeneous catalysts have either shown low activity and/or selectivity or have required activated oxygen donors. We report here that supported gold-palladium (Au-Pd) nanoparticles on carbon or TiO(2) are active for the oxidation of the primary carbon-hydrogen bonds in toluene and related molecules, giving high selectivities to benzyl benzoate under mild solvent-free conditions. Differences between the catalytic activity of the Au-Pd nanoparticles on carbon and TiO(2) supports are rationalized in terms of the particle/support wetting behavior and the availability of exposed corner/edge sites.