非晶态CeO2@TiO2催化剂的结构、性质及其选择催化还原脱硝性能

采用自发沉积法制备了非晶态Ce O_2@Ti O_2催化剂,通过XRD、Raman光谱、TEM、N_2吸附、H_2-TPR、NH_3-TPD及FTIR等手段表征了催化剂结构和表面性质,研究了Ce O_2@Ti O_2在选择催化还原脱NO反应中的催化性能。结果表明,非晶态Ce O_2@Ti O_2催化剂中Ce与Ti间存在很强的相互作用,能够在原子水平上相互结合,表现出与晶态结构截然不同的还原特性,具备更强的氧化还原能力。同时,与浸渍法制备的Ce O_2/Ti O_2相比,Ce O_2@Ti O_2还具有更大的比表面积和更强的表面酸性,因而具有更加优异的脱硝性能。在175℃下NO转化率即达到80%以上,在200-400℃脱硝率稳定在96.0%-99.4%;同时,H_2O和SO_2的阶跃应答实验表明,Ce O_2@Ti O_2具有很强的抗水和抗SO_2毒化能力。

CeO_2包覆对TiO_2传感器材料的氧敏性能的影响

针对CeO2 具有良好的催化性和稳定性 ,以及TiO2 具有优良的氧敏特性 ,采用溶胶 凝胶法制备CeO2 包覆TiO2 材料 ,并在自行设计的实验装置中对材料进行氧敏测试。该材料的温度系数低于纯TiO2 材料 ,且氧敏性能比纯TiO2 材料显著提高。其原因在于壳层中CeO2 颗粒为氧离子进出包覆体内的TiO2 提供通道 ,并利用CeO2 储、放氧能力 ,促进TiO2 电导率变化。

CeO2/TiO2光催化剂的制备及其可见光脱氮性能

采用溶胶-凝胶和浸渍掺杂两步法合成了Ce O2/Ti O2光催化剂,并对催化剂的理化结构进行表征分析;以吡啶-正辛烷体系为模拟油品氮源,研究了该催化剂在可见光作用下的光催化脱氮行为,并探究了光催化脱氮的最佳反应条件。结果表明,掺杂的铈主要以Ce O2的形式存在,且增强了催化剂在可见光区的吸收;在可见光辐照150 min的条件下,铈的掺杂量质量分数为8%,所制备的Ce O2/Ti O2催化剂投入量为1.0 g/L时,模拟油品中吡啶的脱氮率高达76.45%。

CeO_2-WO_3/TiO_2催化剂对燃煤烟气汞的催化氧化

采用超声波增强浸渍法合成了CeO2-WO3/TiO2（CeWTi）催化剂，采用BET和XRD等分析手段对催化剂进行了表征．在固定床反应器上研究了 CeO2-WO3/TiO2催化剂在模拟燃煤烟气条件下对单质汞的催化氧化性能及机理．结果表明，该催化剂在较宽温度范围（200-350 ℃）具有很强的汞氧化能力；最佳的 CeO2/WO3/TiO2质量比在0.5∶0.5∶1.0；烟气成分中 NO 和 O2对 CeWTi 催化剂催化氧化汞有明显的促进作用，而 SO2浓度低时对汞的促进作用明显，浓度高时对汞的促进作用减弱；CeWTi催化剂上汞与HCl的反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理．

堇青石蜂窝陶瓷负载CuO/CeO_2-ZrO_2/TiO_2催化氧化含酚废水的性能研究

选取球状堇青石蜂窝陶瓷作为催化剂基体,制备了堇青石蜂窝陶瓷负载CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂,采用XRD、BET等方法对其进行了结构表征,测定了其催化湿式氧化含酚废水的活性及抗压强度、脱落率、Cu2+溶出浓度等性能指标。结果表明,CuO/CeO2-ZrO2/TiO2堇青石蜂窝陶瓷催化剂在反应温度180℃、压力5Mpa、搅拌速率为600r/min时,催化湿式氧化反应200minCOD去除率可达92.7%;球状堇青石蜂窝陶瓷CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂具有强度高、易装填、易更换、脱落率低特点,Cu2+溶出浓度低于环保排放标准,适合工业化处理含酚废水。

CeO_2/TiO_2异质结纳米花的制备及光催化性能研究

异质结催化剂以其优异的光电性能、光催化性能及在降解有机污染物上的实用性,吸引了广大研究者的注意。采用水热法,制备了CeO_2/TiO_2异质结纳米花,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、和紫外-可见光吸收(UV-vis)等分析手段对制备的样品形貌和结构进行表征,并以甲基橙为目标污染物,考察了样品的光催化性能,并且对光催化降解的机理进行了分析。我们发现,这种异质结构将其紫外-可见光吸收边由紫外光区域拓宽到可见光区域,从而提高光响应范围。研究表明CeO_2/TiO_2异质结纳米花表现了优异的催化活性,在60min内降解了98%的甲基橙,这主要是源于其特殊的异质结构,能增强光催化活性。

稀土元素(Ce)在TiO_2基体中的掺杂机理研究

采用沉淀法、胶溶法、浸泡沉淀法制备了TiO2纳米粉体和CeO2/TiO2复合纳米粉体,通过TEM、HREM对粉体的形貌进行了表征,结果表明通过简单的稀土离子掺杂可以得到粒径均匀、颗粒细小的纳米粉体,其平均粒径从25 nm减至8 nm,并运用分子杂化轨道理论和晶体生长理论对稀土元素细化晶粒的作用进行了解释。

Y^(3+)和La^(3+)改性对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y^(3+)和La^(3+)掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2(简称CZT)催化剂,研究Y^(3+)和La^(3+)掺入对其脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及紫外光光致发光光谱等实验方法对CZT催化剂进行表征。结果表明:Y^(3+)和La^(3+)的掺入抑制了TiO_2从无定形向锐钛矿型转变,不仅增大了催化剂的弱酸酸量和比表面积,同时提高了CZT催化剂的缺陷浓度和储释氧性能;弱酸酸量和比表面积的增大有利于CZT催化剂表面反应气体的吸附;缺陷浓度和储释氧性能的提高加快了吸附在CZT催化剂表面的NO被氧化速率,有利于催化反应的进行。因此,适量掺入Y^(3+)和La^(3+)会明显提升CZT催化剂的低温脱硝活性,拓宽其活性温度窗口。空速71 400 h-1条件下,0.2LaCZT催化剂在200℃的脱硝率达到85.1%,300℃达到最高(96.5%)。

CeO_2纳米颗粒修饰TiO_2纳米管阵列及其光催化性能

采用阳极氧化法在钛基底板上制备了TiO_2纳米管阵列,利用微波辅助均相沉淀法将CeO2纳米颗粒修饰到TiO_2纳米管阵列上。利用场发射扫描电镜(FESEM),能谱仪(EDS),X射线粉末衍射仪(XRD),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis),X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对所制备的复合材料进行表征,并对其电化学阻抗谱及光催化降解亚甲基蓝染料废水性能进行考察。结果表明:CeO_2纳米颗粒的修饰将TiO_2纳米管阵列的光响应范围拓宽至可见光区域;相对于TiO_2纳米管阵列,CeO_2/TiO_2复合纳米管阵列电荷转移阻力减小,电子-空穴的分离效率提高,载流子的传输速率较快。复合材料表现出较高的光催化活性,其在4h内对亚甲基蓝光催化降解率可达80%。

纳米CeO_2粒子与纳米TiO_2粒子组合物用作润滑油添加剂的摩擦学性能研究

在四球磨损试验机上测试纳米CeO2粒子与纳米TiO2粒子组合物用作润滑油添加剂的摩擦学性能,采用SEM观察试验钢球磨斑形貌;分析实验结果,指出纳米CeO2粒子与纳米TiO2粒子组合物添加剂的最佳量和最佳配比,探讨各组分的作用和机理。

Al^(3+)掺入对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al ^(3+)掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂,研究了Al ^(3+)掺入对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及荧光光谱等表征技术对催化剂进行表征。结果表明:Al ^(3+)的掺入有利于抑制TiO2从无定型相向锐钛矿相转变,增强了催化剂的储释氧性能,提高了催化剂的强酸酸量和缺陷浓度。强酸酸量和缺陷浓度的提高有利于反应气体的吸附;储释氧性能的增强,吸附的NO物种被氧化的速率加快,有利于催化反应的进行。因此,适量Al ^(3+)的掺入会明显提升CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂的高温脱硝活性,拓宽活性温度窗口。71400h-1条件下0.8Al-CZT催化剂在330℃达到最高活性(98.9%)且在400℃脱硝活性依然能够维持90.8%。

TiO_2/CeO_2/SnO_2薄膜光催化超亲水性能的研究

以普通玻璃片作为基片,首次用溶胶-凝胶浸渍-提拉法制得TiO2/CeO2/SnO2薄膜,该薄膜厚度均匀,且在室温下具有良好的光致超亲水性。主要研究了薄膜厚度、热处理温度对复合薄膜亲水性能的影响,并利用XRD、DTA-TG进行了表征。

高可见光透过、高紫外截止镀膜玻璃的制备

为了提高镀膜玻璃的可见光透过率,本研究通过反胶束溶液刻蚀法制备出一种新型玻璃基板,即表面多孔玻璃。玻璃表面形成了蜂窝状的多孔膜层,减小了对可见光的反射率,从而使可见光平均透过率提高了7%。通过一系列射频磁控溅射实验,探索了可见光平均透过率高,紫外阻隔率最高的最佳工艺条件。在此条件下,分别在制备的表面多孔玻璃和普通玻璃上镀CeO_2/TiO_2防紫外线膜,并采用紫外–可见分光光度计、SEM、XRD、XPS等测试手段对样品进行了分析表征。结果表明,在相同的镀膜条件下,当镀膜后表面多孔玻璃与镀膜普通玻璃的紫外光阻隔率均为99%时,表面多孔玻璃镀膜后的可见光平均透过率为85%,而普通玻璃镀膜后的可见光平均透过率仅为79%。此外,玻璃表面上的孔结构还提高了薄膜与基板的接触面积,使膜基结合力提高2倍左右。

Zr改性CeO_2/TiO_2催化剂选择性催化还原烟气脱硝性能

采用Zr对CeO_2/TiO_2催化剂进行改性,考察Zr掺杂对CeO_2/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO性能的影响,利用静态N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对其脱硝机制进行分析。结果表明,Zr掺杂能够拓宽CeO_2/TiO_2催化剂的温度窗口,提高其脱硝活性和抗H_2O/SO_2性能。Zr掺杂能够增大CeO_2/TiO_2催化剂的比表面积和总孔容,抑制载体锐钛矿TiO_2发生晶相转变,显著提高催化剂的表面酸性,增加催化剂表面Ce^(3+)和化学吸附氧的原子浓度,使得催化剂表面NH_3吸附能力加强,氧化还原能力提高,有助于促进SCR反应的进行。

Mid-Temperature Synthesis of CeO_2-TiO_2 Complex Compound and Its XRD Structure Study

The CeTi 2O 6, which is formed above 1300 ℃ by ceramic method, was obtained at 700 ℃ using sol gel synthesis method. XRD analysis shows that there is 8% deficient of Ce in the structure. The chemical formula is Ce 0.92 Ti 2O 5.84 , which has a monoclinic structure with space group of C 2/ m . Its cell parameters are a =0.9811(8) nm, b =0.3726(3) nm, c =0.6831(6) nm, and β =118.84°. After being treated at 1300 ℃ for 3 h, the system keeps stable but the deficient disappears, while the chemical formula change to the normal CeTi 2O 6, and the cell parameters are a =0.9813(3) nm, b =0.3752(4) nm, c =0.6883(5) nm, β =119.05°. The key to synthesis the precursors of CeTi 2O 6 is that Ti 4+ and Ce 3+ ions must reach the atomistic distributing state and prevent the oxidation of Ce 3+ during sol gel process.

TiO_2/CeO_2复合薄膜的制备及其电化学发光性质

以Ce(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,通过溶胶-凝胶法,在ITO导电玻璃基底上制备TiO2/CeO2复合薄膜.利用SEM、XRD、UV、FT-IR等测试手段对它们的形貌、晶型等进行表征.通过循环伏安法(CV)对所得薄膜的电化学发光(ECL)性质进行研究.结果表明:TiO2/CeO2复合薄膜的电化学发光性能比单纯TiO2薄膜有很大提高.

溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2光催化材料及其性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸铈为铈源,通过溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2复合光催化材料。利用X射线衍射仪和紫外可见分析仪表征样品的组成和光吸收特性。以亚甲基蓝水溶液为模拟污染物,在模拟太阳光下考察样品的光催化性能。结果表明:当焙烧温度为500℃,CeO_2含量为30%时,CeO_2/TiO_2复合物具有最高光催化活性。

xCeO2-yWO3-TiO2脱硝催化剂的制备与性能

我国面临着大气污染物氮氧化物排放限制要求,以及商业催化剂(V2O5-WO3/TiO2)危废处理困难等问题.以工业偏钛酸为钛源,采用共沉淀法制备了xCeO 2-yWO3/TiO2催化剂,研究了活性组分Ce,W含量对催化剂脱硝效率的影响,其中30Ce4W催化剂脱硝率90%和95%的温度区间最宽分别达到了310℃和285℃.采用XRD,XPS,BET,NH 3-TPD,H2-TPR等测试方法对催化剂结构及脱硝性能机理进行表征.结果表明,30Ce4W催化剂表面较高的Ce^4+占比和化学吸附氧含量、较高的比表面积有利于提高脱硝性能,且该催化剂表面氧化物更容易被还原并对NH 3的吸附能力较大,因此其脱硝效果最佳.

Er掺杂对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响（英文）

氮氧化物(NO_x)是大气污染的主要因素之一,对其排放的治理成为较为迫切的需求.氨气选择性催化还原法(NH_3-SCR)是目前减少NO_x排放中应用最为广泛的技术.目前,商业SCR催化剂主要是V_2O_5(WO_3,MO_3)/TiO_2,但其具有活性温度窗口窄、N2选择性低和对环境影响大等缺点.因此,新型的催化活性高且活性温度窗口宽的环境友好催化剂成为脱硝催化剂的研究热点.CeO_2因其独特的氧化还原性能和优异的储释氧能力在催化领域具有广泛应用,在NH_3-SCR中也研发出较多类型的铈基催化剂.我们课题组前期研发了具有优异脱硝性能的CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂,为拓展其应用范围,需要进行更深入的研究.理论上,Ti^(4+),Ce^(4+)以及Zr^(4+)离子的价态均高于Er^(3+),且离子半径相近.换言之,Er_2O_3能够与TiO_2以及CeO_2产生缺陷反应增大催化剂的缺陷浓度,进而提高催化剂的催化活性.本文以溶胶-凝胶法制备了一系列Er掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂,测试了样品的NH_3-SCR催化活性和N2选择性,并且在320°C下连续24 h测试了水蒸气、SO_2以及两者混合作用对催化剂活性的影响.使用X射线衍射(XRD)、N2等温吸附-脱附(N2-BET)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、光致发光光谱(PL)、电子顺磁共振(EPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征.XRD结果显示,Er掺杂后催化剂的结晶程度降低,且图谱中没有出现明显的Er_2O_3衍射峰,即Er在催化剂上有较好的分散度且掺杂抑制了催化剂的晶化.NH_3-TPD和H2-TPR结果表明,Er掺杂降低了酸强且提高了储释氧能力,催化剂的氧化还原能力则有所减弱.PL和EPR测试结果显示,掺杂后的催化剂氧空位浓度和Ti^(3+)浓度有所增加,与前期理论设计一致.XPS测试结果表明,掺入Er后催化剂的化学吸附氧含量和Ti^(3+)浓度增加,Ce^(3+)浓度基本不变,推测是CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂中掺入的Er主要与载体TiO_2,而不是与活性组分CeO_2或助剂ZrO_2产生缺陷反应的结果.CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂最高活性为94.28%,其活性温度窗口为230–390°C,掺入Er(Er:Ce=0.10:1)后,催化剂的整体活性尤其是350°C以下的催化活性具有明显提升,最高活性达到98.85%,活性温度窗口也拓展为220–395°C.单独的水蒸气对催化活性影响很小,SO_2会部分降低催化剂活性,而当两者混合作用时,催化剂活性下降最为显著,且Er掺杂后CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂的抗中毒能力有所增强.Er掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂显示出较好的抗硫抗水中毒能力以及较高的NH_3-SCR催化活性和N2选择性,应该是一种具有应用前景的SCR催化剂.Er掺杂降低了催化剂的酸强,抑制了TiO_2和铈锆固溶体的晶化,提高了Ti^(3+)和氧空位浓度并增强了储释氧能力,是CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂活性提高的主要原因.

CeO2改性Cu/TiO2光催化合成甲醇的影响因素

光催化二氧化碳加氢合成甲醇反应,在减少二氧化碳的同时可生产重要的化工原料,对CeO2改性Cu/TiO2光催化合成甲醇的反应影响因素进行总结,为光催化二氧化碳加氢合成甲醇的研究做出了有益的探索。