H_2在K^0-MWCNTs上储存和吸附/脱附特性研究

利用高压容积法辅以卸压升温脱附排水法,测定金属K修饰多壁碳纳米管对H2的吸附储存容量.结果表明,在室温(25℃),7.25MPa实验条件下,x%K0-MWCNTs(x%=30%～35%,质量百分数)对H2的吸附储存容量可达3.80wt%(质量百分数),是相同条件下单纯MWCNTs氢吸附储量的2.5倍;室温下卸至常压的脱附氢量为3.36wt%(占总吸附氢量的～88%),后续升温至673K的脱附氢量为0.41wt%(占总吸附氢量的～11%).利用LRS和H2-TPD-GC/MS等谱学方法对H2/K0-MWCNTs吸附体系的表征研究表明,H2在K0-MWCNTs上吸附存在非解离(即分子态)和解离(即原子态)两种吸附态;在≤723K温度下,H2/K0-MWCNTs体系的脱附产物几乎全为H2气;723K以上高温脱附产物不仅含H2,也含有CH4,C2H4和C2H2等C1/C2-烃.

Co修饰碳纳米管作为低碳醇合成CoMoK催化剂的高效促进剂

利用化学还原沉积法，制备一类Co修饰的多壁碳纳米管基复合材料（记为y％Co／MWCNT，y％为质量分数），进而用其作为促进剂，制备共沉淀型y％Co／MWCNT促进的Co-Mo-K氧化物基催化剂，CoiMOjKk-x％（y％Co／MWC-NT）（x％为质量分数）,实验发现，Co对MWCNT的预修饰明显地提高了单纯MWCNT促进的Co-Mo-K催化剂对CO加氢制低碳醇的催化活性,在所制备的Co1Mo1K0.05-12％（4．2％Co／MWCNT）催化剂上，在经优化的两种反应条件（5．0MPa，563K，V（H2）／V（CO）／V（N2）=60／30／10，GHSV=8000mL／（h·g）和5．0MPa，593K，V（H2）／V（CO）／V（COs）／V（N2）=60／30／5／5，GHSV=10000mL／（h·g））下，C2～9-醇的时空产率分别达294和628mg／（h·g），分别是单纯MWCNT促进的对应物在其最佳操作条件下这个值（269mg／（h·g））的1．09和2．33倍；在所制得两种低碳混合醇产物中，C2～9-醇的含量分别达89％和96％（质量分数），并分别以C7-醇和C5-醇为主要醇产物．本文结果表明，Co对MWCNT的预修饰并辅以原料合成气中添加适量CO2对于CO加氢转化率和C2～9-醇时空产率的显著提高起重要作用。

负载型ZnO纳米棒/Al_2O_3的制备及其光催化性能

以ZnCl2和Na2CO3为原料,将低温高压水热合成的ZnO前驱物原位沉积负载于Al2O3上,经高温焙烧得负载型纳米ZnO/Al2O3光催化剂。甲基橙光催化降解实验的结果表明,ZnO担载量为25%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为0.5g.L-1时,ZnO/Al2O3的光催化活性最佳。紫外灯光照30min,其对甲基橙的降解率达91.7%。在相同条件下,在太阳光下照射30min,其对甲基橙的降解率也可达87.9%。TEM结果表明,ZnO均匀分散于Al2O3上,呈无序棒状,外径为5～12nm。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/Al2O3对可见光的响应明显增强。

模板水热法纳米TiO_2制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂,钛酸四正丁酯(TBOT)为钛源,水热法制备纳米TiO2。采用XRD,SEM、TEM和UV-Vis DRS等测试手段对其形貌和结构进行表征。通过对甲基橙的光催化降解实验,探讨了焙烧温度、催化剂用量和溶液pH值对光催化性能的影响。结果表明,TiO2具有锐钛矿相,平均晶粒尺寸约为23.2 nm,TiO2颗粒呈片层状或由片层状堆积的疏松圆球形,经超声后即分散为八面体晶粒。550℃焙烧的样品,紫外光照3 h后,对甲基橙的降解率可达84.2%。相比普通水热法,采用模板剂法制得的TiO2吸收带发生红移,因而也具有较好的可见光催化活性。

pH对化学沉淀法制备纳米Al_2O_3粉体的影响

以硫酸铝铵、碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法,在不同pH条件下制备Al2O3的前驱体NH4Al(OH)2CO3,再经不同温度焙烧得到Al2O3粉体；利用扫描电镜、X射线衍射等分析手段对Al2O3粉体进行表征.结果表明,反应溶液pH的增大能降低Al2O3的相转变温度,但pH越大,所得到的Al2O3粉体越容易团聚；控制反应溶液的pH为9～10,焙烧温度为800℃左右,可得到结晶度高的γ-Al2O3粉体,其平均晶粒径约为12 nm.

碳掺杂对ΤiΟ_2晶相及光催化活性的影响

以钛酸四正丁酯为Ti源,采用改进的溶胶-凝胶法制备C掺杂TiO2,并对其制备过程中的影响因素进行探讨,并利用XRD、UV-Vis DRS等测试手段进行表征分析。结果表明:C源、C掺入量、焙烧温度等影响C-TiO2催化剂对甲基橙的降解活性。当蔗糖为碳源、m(C)∶m(TiO2)为7%、焙烧温度为500℃时,催化剂的活性最高,紫外光照6h后,甲基橙基本降解完全。XRD结果表明,C掺杂TiO2为混晶结构,主要以锐钛矿相存在,含少量金红石相,平均晶粒约为14.9nm。紫外-可见漫反射光谱显示,相比单纯TiO2,C-TiO2对光的响应发生红移。

液相还原Ru/CNTs催化氨分解性能研究

近年来各国对环境保护日益关注，为了减少甚至消除汽车、小型发电站等带来的污染，供给质子膜燃料电池（PEMFC）的现场制氢技术的研究受到关注。

Fe^(3+)掺杂TiO_2在太阳光下的催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,Fe(NO3)3为Fe3+掺杂源,通过两步反应制得Fe3+掺杂二氧化钛(Fe3+/TiO2)。甲基橙的太阳光催化降解实验结果表明,n(Fe3+)/n(Ti)为0.5%,焙烧温度450℃条件下制备的Fe3+/TiO2具有较高的光催化活性,150min后降解率达到81.7%,约为未掺杂TiO2的1.41倍。SEM测试表明,Fe3+/TiO2晶粒主要呈八面体形。XRD结果表明,Fe3+/TiO2为锐钛矿相,焙烧温度超过450℃时晶粒明显增大。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯TiO2,Fe3+/TiO2对可见光的响应显著增强。

液相还原制备钌/碳纳米管及催化氨分解性能

通过乙二醇液相还原法将少量金属Ru沉积在碳纳米管（简称CNTs）上,TEM、XRD表征结果表明,该法明显提高了Ru在CNTs上的分散度,Ru微晶的粒径在3~4 nm。氨分解反应结果表明,采用乙二醇液相还原法在降低Ru负载量的同时还明显提高了Ru/CNTs的催化氨分解活性。在0.4 MPa、773 K、空速GHSV100%NH3=30 000 mL/（h.g）反应条件下,在液相还原法制备的4.2%Ru/CNTs催化剂上氨分解转化率可达48.5%,约为同条件下浸渍法所得5%Ru/CNTs的1.3倍,液相还原最佳配比5.7%Ru/γ-Al2O3的1.2倍。表观活化能测试结果显示用CNTs代替γ-Al2O3作为载体或分散相并不引起所负载Ru催化剂上NH3分解制H2反应的表观活化能发生明显变化。

Cu^(2+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为原料,以硝酸铜为铜源,利用溶胶-凝胶法原位制备铜离子掺杂TiO_2。考察催化剂降解亚甲基蓝的光催化性能,利用X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱对其晶相结构与光响应性能进行表征。结果表明:焙烧温度为450℃,铜掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,Cu^(2+)/TiO_2催化性能最佳。紫外光照射80min后,亚甲基蓝的降解率达到96.4%,为纯TiO_2的1.41倍。TiO_2的活性相为锐钛矿,金红石相出现时光催化活性降低。少量Cu^(2+)的修饰降低了TiO_2的平均晶粒半径,显著增强了TiO_2的光响应性能。

ZnO/GO复合物的光催化性能研究

以尿素和硝酸锌作为反应物,采用均匀沉淀法制备ZnO的前驱物,300℃焙烧制备ZnO颗粒,再将其分散在氧化石墨烯(GO)中制备ZnO/GO复合物,考察复合物在可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能。当GO添加量为9%时,氙灯光照3h,对亚甲基蓝的降解率达到96.6%。XRD与SEM结果都显示,GO明显阻止了纳米ZnO颗粒的团聚。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/GO对可见光的响应明显增强。

TiO_2-Al_2O_3负载型催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和氢氧化钠为反应物,采用两步水热法制备TiO2纳米线,并将其原位负载于Al2O3载体上,研究它们对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,锐钛矿相TiO2主要呈纳米线和八面体状负载在Al2O3载体上,当TiO2负载质量分数为30%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为1.332 0 g/L时,TiO2-Al2O3负载型催化剂光催化降解甲基橙的性能最佳,光照5 h后,甲基橙在紫外和太阳光下的降解率分别达到58.9%和55.6%。相同实验条件下,TiO2-Al2O3负载型催化剂对甲基橙的降解率比单纯TiO2提高了35.1%。

CuO/TiO_2的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯和无水乙醇为反应物,采用溶胶-凝胶法制备CuO负载TiO2.以亚甲基蓝为模型反应物,实验结果表明,Cu/Ti元素质量比为30%,焙烧温度为500℃,产品光催化降解亚甲基蓝的反应性能最好.日光灯照射10 h后,亚甲基蓝的降解率可达58.4%.XRD表征结果显示,二氧化钛晶相为锐钛矿和金红石混晶结构,在Cu/TiO2中Cu以CuO晶体形式存在.

“3+1”模式下工程班课堂教学改革——以物理化学课程为例

在普通高校应用转型和学院"3+1"模式应用型人才培养方案的背景下,结合工程班的教学目标和学生的实际特点,构建了物理化学课堂教学改革的几点思路和具体实施方案,通过理论与实践的密切联系提高工程班学生分析与解决问题的能力.

微波辅助法制备CuO/ZnO及光催化研究

以乙酸锌为锌源、乙酸铜为铜源、乙二醇为溶剂,采用微波辅助法制备CuO/ZnO复合材料,并对其制备过程中的影响因素进行研究,利用SEM、XRD等测试手段对催化材料进行表征分析.结果表明,在合适微波条件下得到的CuO/ZnO晶体材料,当焙烧温度为400℃、CuO/ZnO的质量掺杂比为0.5%时,催化剂的活性最高,可使亚甲基蓝的降解率达到94.3%.XRD、SEM结果表明,适当的修饰比可以降低ZnO的平均晶体粒径,而晶体粒径的大小会明显地影响其光催化效率.

Sn^(4+)/氯氧化铋花状微球的制备及可见光催化性能

以Bi(NO_(3))35H_(2)O为铋源,SnCl_(4)5H_(2)O为锡源和部分氯源,乙二醇为溶剂,尿素为沉淀剂,利用溶剂热法原位合成了不同尺寸的Sn^(4+)掺杂BiOCl(简称Sn^(4+)/BiOCl)。对罗丹明B的降解结果表明,当Sn掺杂量为8%,水热温度为110℃,水热时间为3h时制备的BiOCl光催化性能最好。可见光照3h后罗丹明B完全降解。X射线衍射和扫描电镜表征结果显示Sn的掺杂使BiOCl的晶化温度显著降低,Sn^(4+)/BiOCl为片层结构排列较为紧密规整的花状微球,粒径约1-2.5μm。紫外-可见光谱表明掺杂Sn^(4+)明显增强了BiOCl对可见光的光响应性能。

乙二醇还原Ru／CNTs的制备及催化氨分解性能研究

为获得高分散的Ru负载催化剂，采用乙二醇液相化学还原沉积法制备Ru／CNTs，TEM、XRD、H2-TPD表征，结果表明，乙二醇液相还原法可以制备金属粒径小（2—4nm）而均匀的高分散度的钌修饰CNTs，其表面存在较高稳态浓度吸附氢。以氨分解制氢作探针反应，实验结果表明，在相同反应条件下，经乙二醇油浴液相还原沉积制备的Ru／CNTs催化剂上氨转化率约为浸渍法制得相应催化剂上的1．6倍，同时发现钌微晶粒径在3—4nm范围的Ru／CNTs对氨分解制氢的催化性能最佳，钌微晶粒径≤2nm时氨分解转化率明显下降。

GO复合的混晶TiO_2的光催化性能

利用溶胶-凝胶法原位制备氧化石墨烯复合的TiO_2(简称GO/TiO_2),通过扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱和亚甲基蓝的降解对制备过程中的影响因素进行了分析。结果表明,当m(氧化石墨烯)∶m(TiO_2)为1.05%、焙烧温度为450℃时,催化剂的活性最高,紫外光照4 h后,亚甲基蓝基本降解完全。GO的掺入降低了锐钛矿相向金红石相的转变温度。1.05%GO/TiO_2为混晶结构,主要以板钛-锐钛矿相存在,并含少量金红石相,平均晶粒约为9.8 nm,颗粒分布较为均匀。少量GO的复合明显增强了TiO_2的光响应性能。

由国际本科学术互认课程项目看中美教育差异

以许昌学院中美国际本科学术互认课程(ISEC)项目为例,从通识教育课程的设置和重视程度、选用教材的特点、教学大纲和教案的格式、教师岗前培训等几个方面比较中美本科教育存在的差异,以期对中国的高等教育改革有所启示。而如何从合作办学中借鉴先进的办学理念、科学的管理模式和高校的教学模式是亟待重视的课题。

“对分课堂”启发下的物理化学课堂教学改革新思路

物理化学研究的是化学的本质与规律,概念抽象,逻辑性强,但应用性非常广。为了最大程度地激励学生积极、主动学习物理化学的能动性,在前期教育教学改革研究项目的基础上,结合工程班学生实际的学习能力和课时量的限制,在“对分课堂”模式的启发下构建了一种课堂教学的新思路,并阐述了教学改革内容和实施过程。该教学方式遵循学生的学习规律,取得了较为明显的学习效果。