圆形片状纳米复合材料Ag/ZnO-ZrO_2微波辅助合成与多模式光催化罗丹明B

采用微波辅助结合沉淀法制备了以Zn O为主体的纳米复合材料Ag/Zn O-Zr O_2。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附等表征手段研究了微波辐射对Ag/Zn O-Zr O_2晶型结构、形貌及表面物理化学性质的影响。结果表明,在200 W微波辐射作用下,该样品晶型结构未发生明显变化,但Ag的衍射峰明显增强,同时,其晶粒尺寸、光吸收性质和表面物理化学性质等方面则发生改变,尤其是样品Ag/Zn O-Zr O_2的形貌呈现了圆形片状结构。分别在紫外和微波辅助条件下对纳米复合材料的光催化性能进行了一系列考察,同时为了进一步评价所合成样品在太阳光作用下的实用价值,又考察了Ag/Zn O-Zr O_2在模拟日光条件下的光催化性能。结果显示,紫外光作用下,纳米复合材料Ag/Zn O-Zr O_2的光催化活性高于市售P25以及未经微波处理的样品,且在微波辅助光催化条件下,其活性有较大程度提高。200 W微波功率下所合成样品Ag/Zn O-Zr O_2在模拟日光作用下显现出较高活性。另外,根据紫外光条件下对光催化活性物种的捕获实验提出了Ag/Zn O-Zr O_2可能的光催化机理。

科研成果转化为化学反应工程实验项目的应用研究

用生活废油催化裂解与变换重整制氢来替代现有的化学反应工程中一氧化碳变换重整制氢实验,替换后的整个实验从原料到产品都是学生一手完成。该实验绿色环保,且实验过程的完成可让学生了解从原料到产品的整个连续的化工生产过程,激发了学生的学习兴趣,在提高学生的动手能力以及从事科学研究的能力的同时,降低了实验耗费成本,提高了实验的安全性。

负载Fe_2O_3的Zr基钙钛矿催化剂对逆水煤气反应的影响

采用固相反应法制备了钙钛矿结构的BaZr_(0.9)Y_(0.1)O_3,并用BaZr_(0.9)Y_(0.1)O_3作为载体负载Fe_2O_3,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)观察负载型催化剂的晶相结构和微观形貌,同时考察了制备的催化剂的逆水煤气反应催化活性。结果表明,BaZr_(0.9)Y_(0.1)O_3粉体1200℃煅烧5 h时,负载型催化剂具有较好的催化活性;BaZr_(0.9)Y_(0.1)O_3对逆水煤气反应有一定的催化作用,负载少量的Fe_2O_3催化剂可以明显促进CO_2还原,在空速为1.13 h^(-1),温度为650℃时,CO收率可以达到31%;催化剂经过长时间运行催化效果良好,制备的催化剂活性较稳定。

基于CO_2原位捕集的生物质热解制氢

以谷壳作为生物质研究对象,在石英管反应器中研究了基于CO_2原位捕集的谷壳热解制H_2,考察了不同温度、不同的CO_2捕集剂(CaO)配比对其热解的产气量、气体中H_2的体积分数的影响。实验结果表明,谷壳热解的产气量随温度的升高而增大,当反应温度在800℃时有最大产气量340mL/g;捕集剂CaO的添加通过原位吸收CO_2促进相关反应向生成氢气的方向移动。在600℃,不同比例CaO下CO_2体积分数都保持在22%左右,谷壳热解产生的气体中H_2的体积分数为14%~26%;在700℃,当CaO与生物质质量比为1∶4时,添加CaO捕集剂能够较好地捕集CO_2,有效提高H_2的体积分数,此时获得较高的H_2产率41%,较低的CO_2体积分数16%,CaO的捕集率为64%;GC-MS表征分析发现,CaO在800℃的温度下对热解过程中产生的焦油有部分催化裂解效果。