三元水滑石类化合物的合成及应用进展

二维纳米材料具有高比表面积和特殊的层间空间,因此展现出独特的物理化学性质。三元水滑石类化合物是重要的层状化合物,其多种金属离子的复杂性使其具有可调节的粒径分布、层间结构、孔隙分布、酸碱性、离子交换性和热稳定性等。通过对三元水滑石类化合物制备方法 的研究和精细结构的设计,使其在电化学、催化、吸附、聚氯乙烯(PVC)热稳定和医药卫生等领域展现出独特的应用潜力:作为电极材料可应用于碱性电池、氧气析出反应(OER)、亚硝酸盐氧化等过程;通过调节三元水滑石类化合物的离子配比,结合离子改性、负载、焙烧等方法 可将其用于罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝、甲基橙等物质的光催化降解;利用三元水滑石类化合物的层间空隙,可以通过静电吸附或化学吸附实现重金属阳离子、阴离子及有机污染物的脱除;利用其碱性可吸收PVC分解产生的HCl,提高PVC的热稳定性;将三元水滑石类化合物与具有抗菌、抗癌、消炎功能的活性物质复合,可用于生物医药材料合成。

微波技术在分子筛材料合成及应用中的研究进展

综述了微波技术在分子筛材料合成、改性和应用中的研究进展,包括微波合成常规分子筛、纳米分子筛、复合分子筛及分子筛膜,微波强化分子筛改性、离子交换、催化反应及分子脱附,以及用于合成分子筛的微波设备等。与传统间接加热方式相比,微波可以实现瞬间、直接的体相加热,因而在分子筛材料的合成和应用中具有更快速、更节能、更高效、更环保的特点,其特殊的加热方式还可能改变分子的反应路径,因而具有重大应用潜力。此外,微波可以有效提高分子筛材料的晶化效率,调节孔径结构、粒径分布、微观形貌及分子筛膜厚度,强化离子交换速率,加速催化反应和分子脱附速率,为分子筛材料的合成和应用开辟新方向。

WO_(3)改性Cu/CeO_(2)催化剂选择性催化氧化乙二胺的性能研究

以CeO_(2)为载体、Cu物种为主要活性位点,采用浸渍法制备了一系列WO_(3)改性Cu/CeO_(2)催化剂。研究了WO_(3)质量分数对乙二胺(EDA)选择性催化氧化(SCO)性能的影响,并通过XRD、XPS、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD等方法对催化剂的物理化学性质进行了分析表征。结果表明,WO_(3)改性的Cu/CeO_(2)催化剂的N2选择性大幅提高,其中Cu/5W/CeO_(2)在337℃时对EDA实现了100%的转化率,该温度条件下NO_(x)的浓度大幅降低,同时具有较好的活性和选择性。表征结果表明,WO_(3)的引入显著提高了催化剂的酸性位点数量,促进了对反应副产物NO_(x)的催化还原,提高了反应的N2选择性。

含氮挥发性有机物催化氧化研究进展

含氮挥发性有机物(VOCs)多具有恶臭等刺激性气味,是废气达标排放的重要监管参数之一。催化氧化法因其高效、环保、去除率高等优点被认为是目前最有效的VOCs消除方法之一。文章综述了多种类含氮VOCs选择性氧化催化剂的研究进展,分析了典型催化剂对含氮VOCs选择性氧化的催化性能,并对含氮废气催化氧化的未来发展趋势进行展望。

Sr_(x)CoO_(3)钙钛矿活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了Sr_(x)CoO_(3)催化剂,运用XRD、SEM等技术手段进行了表征,考察了Sr_(x)CoO_(3)活化过一硫酸盐(PMS)对溶液中罗丹明B(RhB)的降解效果。表征结果显示,Sr_(x)CoO_(3)具有钙钛矿型结构。实验结果表明,在pH 3.0~9.0、Sr_(0.8)CoO_(3)加入量0.030 g/L、PMS加入量0.06 mmol/L的最佳条件下,反应30 min后,RhB去除率均可达96%。响应面分析结果表明,初始pH、Sr_(0.8)CoO_(3)加入量和PMS加入量3种影响因子之间存在协同作用,其中,Sr_(0.8)CoO_(3)和PMS加入量对RhB去除率的影响更显著。利用Design-Expeter软件建立的回归模型对RhB去除率的预测值与实测值显著相关,因此,该模型能够较为准确地反映RhB的实际去除情况。

铂族金属萃取分离技术研究进展

铂族金属(PGMs)是我国极度短缺的战略性金属,其循环利用是践行资源安全和“双碳”战略的重要途径。PGMs分离提纯是其循环利用的重要组成,但因性质相近,分离提纯难度大,严重制约PGMs行业可持续发展。为此,全面综述了PGMs分离提纯最新技术,重点介绍了溶剂萃取和离子液体萃取的原理和应用情况,分析了萃取分离铂族金属的制约条件和发展趋势,为今后PGMs的分离提纯提供了研究思路和技术支撑。

氢气分离提纯技术研究进展

低温分离法(深冷法)、选择吸附法、膜分离法是比较常见的氢气分离提纯技术。低温分离法在气体分离过程中涉及压缩和冷却过程,需要很高的能耗,适用于大规模气体分离过程。选择吸附法可分为变压吸附法、低温吸附法和低温吸收法,其中变压吸附工艺应用范围广,能够处理多种杂质,吸附剂是该工艺的基础和核心;低温吸附法操作较复杂,能耗较高,投资成本高,仅适用于大规模生产;低温吸收法适用于工业化生产,但也存在设备投资大、能耗较高等缺点。膜分离法是一种很有前途的生产超纯氢气的技术,按照制膜材料的不同,又可分为无机膜、有机膜和混合基质膜。就氢气纯度而言选择吸附法的效果最好,深冷分离法和膜分离法的氢气回收率比变压吸附法高,膜分离法的成本较其他两种低。实际应用中可选用两种或多种氢气分离法联合使用,以获得更好的氢气分离性能和经济性。目前氢分离的研究热点主要集中在新型无机膜及其复合膜的研制,以及多种分离过程集成方法的研究。

湿法脱硝尿素吸收液析出物性质分析及研究

尿素湿法脱硝技术具有成本低、操作简单、无污染等优点被广泛应用,但其副反应及其副产物的累积是其应用中的一大问题。通过使用X射线衍射仪、电感耦合等离子光谱发生仪、紫外分光光度计、总有机碳TOC分析仪、离子色谱等分析方法,首先,对工业湿法脱硝装置尿素吸收液中析出物进行了元素组成、氨氮、总氮、总有机碳及晶相分析,确定了析出物主要为硝酸脲,并且发现硝酸脲在120℃干燥下即可分解为硝酸铵;其次,研究了尿素溶液中尿素浓度、硝酸根浓度、氢离子浓度对硝酸脲析出的影响,阐明了硝酸脲的析出机理,确定了硝酸脲析出的边界条件;最后,通过对工业湿法脱硝装置吸收液组成的研究,明确了工业装置中硝酸脲析出的原因,为湿法脱硝技术在工业应用中避免硝酸脲析出提供了理论指导。

对撞流反应器制备高性能Ni/CeO_(2)甲烷干重整催化剂及其反应机理研究

利用对撞流反应器制备高性能Ni/CeO_(2)甲烷干重整(DRM)催化剂。针对传统反应釜制备的Ni/CeO_(2)甲烷干重整催化剂活性较低、稳定性较差的问题,从提高催化剂氧空位含量的角度出发,利用对撞流反应器具有优异传质及混合的特点,制备高活性、高稳定性Ni/CeO_(2)催化剂。探究了对撞流共沉淀合成条件对反应活性及稳定性的影响,在流速100mL/min的工艺条件下制备的Ni/CeO_(2)催化剂可以实现93%的CO_(2)转化率及85%的CH4转化率,并且维持较好的稳定性。利用XRD、BET、TEM、CO化学滴定及Raman等表征手段探究了催化剂结构与性能之间的关系。研究结果表明,与传统的共沉淀过程相比,对撞流共沉淀过程因其具有较强的混合及传质能力,所制备的Ni/CeO_(2)催化剂具有较高的比表面积和Ni颗粒分散度,提高了DRM反应活性;同时丰富的氧空位不仅能够促进CO_(2)的活化,并且有助于积炭的消除,从而增强DRM高温反应下的稳定性。

拟薄水铝石性质及其胶溶性能研究

采用XRD、XRF、FTIR、激光粒度、热分析等研究了不同方法制备的拟薄水铝石物化性质,并分析了其胶溶性能。结果表明,不同方法制备的拟薄水铝石结晶度、晶粒尺寸、颗粒尺寸、晶粒聚集程度、元素组成、结构羟基、胶溶性能差异明显;拟薄水铝石的结晶度越高,则晶粒尺寸越大,γ-Al_(2)O_(3)转变温度越高,胶溶性能越好;拟薄水铝石的胶溶过程与其表面部分能够与氢离子结合的活性羟基有关,与其颗粒尺寸、晶粒聚集程度、元素组成无显著关联关系。

液相有机氢载体的催化研究与应用

氢能清洁高效、能量密度高,是理想的能源载体,也是公认的未来能源发展方向之一。氢气的存储是氢能利用的关键环节,目前仍没有完美适配所有场景的储氢材料,储氢技术的选择势必要以使用场景为导向。液相有机氢载体(liquid organic hydrogen carriers, LOHCs)作为一种液相储氢材料,在运输方面具有独特的应用优势。本文介绍了常见的液相有机储氢材料,重点探讨了适用于运输工具(车、船、航空器等)的LOHCs,综述其加氢/脱氢的催化研究进展、应用技术难点,并展望了其应用前景。

FCC废催化剂中金属分布规律及赋存状态研究进展

FCC催化剂是当前用量最大的炼油催化剂,FCC废催化剂的综合处理和资源化利用必然会取代现有的填埋处理方式。综述近年来国内外关于FCC废催化剂中污染金属的分布规律及存在形态方面的研究进展。对于FCC废催化剂的处理和利用,明确污染金属分布状态和物质存在形式将有利于处理方案的选择与制定。在各种污染金属元素中,Ni是FCC废催化剂中最为关键的一种污染金属,对于Ni是以何种化合物形式存在,仍有待进一步的研究。