MoO3/TiO2纳米管的制备及其光催化降解多环芳烃的机制

本研究将热分解法制备的MoO3与水热法制备的TiO2纳米管复合,得到具有高太阳光催化活性的MoO3/TiO2纳米管异质结催化剂.研究中以芘为模型多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),探究了MoO3/TiO2纳米管模拟在太阳光下催化降解PAHs的效果及效率提升的机制.结果表明,MoO3和TiO2纳米管间形成的p-n异质结结构,降低了材料的能带间隙而获得更高的可见光利用效率,并有效促进了电子和空穴的分离,从而提高了复合材料的光催化活性.1%MoO3/TiO2纳米管催化降解芘速率(k)较MoO3和TiO2(锐钛矿)分别提升了5.3倍和1.5倍.催化体系中产生的·OH和光生空穴在芘的降解中起主要作用.

Y改性对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

为提升V2O5-MoO3/TiO2催化剂的脱硝性能,扩展催化剂活性温度窗口,对催化剂进行Y改性处理。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明,添加0.3%的Y可以增加催化剂上聚合钒物种,提高催化剂V4+/V5+、(V4++V3+)/V5+的摩尔比率,同时,还能增加催化剂上化学吸附氧(Oα)的含量。然而,过量的(0.6%、0.9%)Y会导致催化剂还原性能和酸性性能的显著降低,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,VMo Y(0.3)/Ti催化剂的脱硝活性最佳。

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga2O3质量分数的V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:Ga的添加对催化剂上MoOx物种的影响不大,但降低了催化剂上VOx物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga2O3质量分数为0.2%时,V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2催化剂的脱硝性能最佳。

TiO2基底对MoO3/TiO2复合薄膜电致变色性能的影响

采用水热法首先在导电玻璃上制备TiO2纳米线,随后电沉积涂覆MoO3薄膜,成功制备MoO3/TiO2复合薄膜。利用电化学测试与光谱测试,得到MoO3/TiO2复合薄膜的扩散系数、着色/退色的响应时间、光密度、电致变色可逆性和着色效率等参数,研究不同水热生长时长TiO2纳米线基底对MoO3/TiO2复合薄膜的电致变色性能的影响。结果表明:水热生长6h TiO2纳米线的MoO3/TiO2复合薄膜具有最佳的电致变色性能,扩散系数为2.86×10^-12 cm^2·s^-1,可逆性值为60.88%,光密度为0.41,着色效率达到124.49 cm^2·C^-1,着色和退色响应时间分别为13.53 s和12.65 s。

MoO_3与TiO_2界面化学分散的研究

在XRD相定量分析的阈值时,MoO_3/TiO_2(锐钛矿)界面上,MoO_3和TiO_2都有一个单分子层左右的非晶相分散,当MoO_3在催化剂中的含量超过阈值时,则它的非晶相量将增加为该含量的(1—0.73)倍。在这个非晶相层中,主要是聚钼酸和少量的MoO_3集合体,TiO_2则是表面层结构的畸变,它们的红外特征是:Mo=O的伸缩振动由993cm^(-1)红移到960cm^(-1),MoO_3集合体的伸缩振动为828cm^(-1),未发现MoO_4^(-2)的伸缩振动(898cm^(-1)),766和603cm^(-1)是畸变的TiO_2表面层同含Mo物种形成的表面化学键的特征伸缩振动,这个表面化学键对邻二甲苯选择氧化有利。

MoO_3/TiO_2固体超强酸催化松节油合成龙脑的研究

研究了MoO3/TiO2固体超强酸催化剂催化松节油与草酸、氯乙酸、三氯乙酸反应的规律。实验结果表明,氯乙酸是最佳酯化剂,催化剂具有较强的活性及选择性。酯化反应采用程序升温,时间315 min,皂化时间1 h。催化剂用量为松节油质量的5%,松节油∶氯乙酸为100∶25(质量比)时,龙脑得率为52.93%,正龙脑的选择性为60.46%。

MoO_3/TiO_2-SiO_2催化剂的阈值效应

采用气相流动吸附法制备TiO2 /SiO2 复合载体 ,浸渍法担载一定量MoO3。用XRD、LRS和TPR等考察了MoO3在TiO2 /SiO2 表面的分散状态 ,中压固定床反应装置测定MoO3/TiO2 SiO2 、MoO3/SiO2 催化剂的噻吩加氢脱硫(HDS)、环己烯加氢 (HYD)和苯加氢 (BHD)活性。结果表明 ,(1 )TiO2 的加入有利于加强MoO3与载体之间的相互作用 ,促进MoO3在载体表面的分散 ,提高其分散阈值 ;(2 )当MoO3载量低于分散阈值时 ,其HDS、HYD和BHD活性随MoO3载量的增加而明显增大 ,但在高于分散阈值后 ,几乎保持不变 ,能明显体现负载型Mo催化剂在HDS、HYD和BHD反应中的阈值效应 ;(3 )MoO3 TiO2 /SiO2 催化剂的HDS、HYD和BHD活性都较MoO3/siO2 催化剂高 ,TiO2 能很大程度地改善MoO3/SiO2 催化剂的HDS、HYD活性。

SiO_2改性的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂抗碱中毒性能研究

以陶瓷为骨架,用溶胶凝胶法和浸渍法制备了V2O5-MoO3/TiO2催化剂,并用SiO2进行改性。采用浸渍法模拟碱K中毒,研究了SiO2改性前后催化剂中毒脱硝效率的变化,并通过BET、H2-TPR、NH3-TPD等技术手段对催化剂进行了表征。结果表明,加入SiO2后,催化剂的比表面积明显提高。SiO2改性后新鲜催化剂还原温度向低温方向迁移10℃左右,氧化还原能力得到了提高,其表面酸强度和酸量也得到较大的提高。反应评价结果表明,SiO2改性可以提高催化剂抗碱中毒的性能。

ZrO2掺杂对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法制备了一系列V2O5-MoO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2-ZrO2催化剂,考察了ω(V2O5/TiO2)、ω(MoO3/TiO2)及ω(ZrO2/TiO2)对催化剂选择性催化还原NO性能的影响。结果表明:ω(V2O5/TiO2)为3%,ω(MoO3/TiO2)为6%,ω(ZrO2/TiO2)为30%的催化剂具有最佳的脱硝活性、较低的SO2氧化率及较好的抗硫抗水性能。采用XRD、TG、BET、SEM、H2-TPR及NH3-TPD等手段,对上述催化剂的理化性能及结构进行表征。结果表明:掺杂ZrO2的催化剂具有更好的选择性催化还原NO活性,这与其较大的比表面积、较多的表面羟基、均匀的粒径、优良的氧化还原性能和较多的弱酸性位有关。

MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2低温SCR催化剂

V系催化剂具有良好的抗中毒能力,广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉烟气(固定源)和车辆尾气(移动源)脱硝领域。本文采用水热法制备了V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,并通过挤出成型得到蜂窝式V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,通过与共混法相比,发现采用水热法表现出来的较高的低温SCR活性,并研究了MgO的掺杂对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂性能的影响,发现MgO的掺杂能够降低SO_2的转化率。并通过表征发现采用水热反应法得到的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂能使活性组分高度分散于TiO_2载体表面上,具有较高的比表面积,从而使催化剂表现出最佳的低温活性,同时MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的抗硫抗水性以及抗碱金属中毒性也做出了研究。

载体对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂表面性质及其选择性催化还原脱硝性能的影响

采用比表面积分别为101．86m^2·g^-1（A）、86．37m^2·g^-1（B）和7．78（C）m^2·g^-1（C）的TiO2载体，通过分步浸渍法制备V2O5-MoO3／TiO2（A，B，C）选择性催化还原脱硝催化剂。在空速为10000h^-1和氨氮体积比1．0条件下，以TiO2（A）与TiO2（B）为载体制备的催化剂脱硝活性在反应温度窗口（350—450）℃超过90％，且具有良好的高温抗硫中毒性能和相对较小的氨气氧化率。而以Ti02（C）为载体制备的脱硝催化剂活性温度窗口窄，在350℃时获得的最高脱硝活性仅为73％，且对NH3的氧化作用较强。利用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱、H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等对载体和催化剂进行表征。结果表明，活性组分V2O5在载体TiO2（A）上分散性良好，主要以孤立态钒氧物种形式存在，因此，以TiO2（A）为载体制备的催化剂比表面积、氧化还原性和表面酸性等性能更优。

Pr掺杂对V2O5-MoO3／TiO2催化剂NH3-SCR反应活性的影响

采用溶胶一凝胶法制备了不同Pr掺杂量的Pr6O11-TiO2载体，并以浸渍法制备了V2O5-MoO3／Pr6O11-TiO2催化剂．活性评价结果表明，该催化剂在220～400℃范围内具有良好的脱硝效率和N2选择性以及较强的抗SO2和H2O性能．表征结果表明，掺杂Pr可以提高V2O5-MoO3／TiO2催化剂的比表面积、表面化学吸附氧物种浓度、桥式硝酸盐物种和Brionsted酸位数量，从而提高了催化剂上NHx的选择性催化还原（NH3-SCR）活性。

V_2O_5-WO_3-MoO_3/TiO_2催化剂在柴油机NH_3-SCR系统中的性能

针对柴油机运行工况特点及柴油机尾气成分特点,以工业纯锐钛型二氧化钛、偏钒酸铵、偏钨酸铵、钼酸铵为主要原料制备了颗粒状V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂,以Lister Petter TR1重型直喷式单缸柴油机为依托搭建试验台,研究了在真实柴油机尾气环境下催化剂的脱硝性能。结果表明,柴油机负载增大,催化剂脱硝活性呈现下降趋势。1800r·min-1时,脱硝活性最大值87.1%在负载25%、反应温度380℃、空速20000h-1、氨氮比1.0处取得。柴油机负载不同,导致催化剂活性温度窗口(脱硝活性>70%)发生较大变化,与负载25%相比,负载50%活性温度窗口减小约60℃。增大柴油机负载可以提高NH3/N2O反应起始温度,但是同时会导致高温区间(>400℃)N2O生成量增大。

V2O5-MoO3TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V2O5-MoO3/TiO2催化剂,研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明:当钒负载量(w)为1.5%~2.5%时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量(w)为1.5%、钼负载量(w)为4.0%时,催化剂的脱硝性能最优;SO2对V2O5-MoO3/TiO2催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na2O负载量(w)为2.0%时,催化剂失活严重,主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V5+与化学吸附的Oα的比例。

SO_4^(2-)/TiO_2-MoO_3催化剂催化合成缩醛(酮)

以固体超强酸SO42-/TiO2-MoO3为催化剂,对以环己酮、丁酮、正丁醛、异丁醛和乙二醇、丙二醇为原料合成缩醛(酮)的反应条件进行了研究。实验表明,固体超强酸SO42-/TiO2-MoO3是合成缩醛(酮)的良好催化剂,较系统地研究了醛(酮)/醇摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。最佳反应条件为:n(醇)/n(酮或醛)=1.3/1或1.5/1,催化剂用量为反应物料总质量的0.25％～1.5％,反应时间为1.0 h。在最佳反应条件下,环己酮-乙二醇缩酮的收率为82.7％,环己酮-1,2-丙二醇缩酮的收率为83.4％,丁酮-乙二醇缩酮的收率为74.1％,丁酮-1,2-丙二醇缩酮的收率为94.9％,丁醛-乙二醇缩醛的收率为68.1％,丁醛-1,2-丙二醇缩醛的收率为87.5％,异丁醛-乙二醇缩醛的收率为70.7％,异丁醛-1,2-丙二醇缩醛的收率为82.5％。

SO_4^(2-)改性后的TiO_2(锐钛和/或金红石)表面上MoO_3的分散性质研究

采用红外(IR)、拉曼(Raman)、X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等方法考察了经硫酸根改性后的金红石(SR)与锐钛矿(SA)的混合比例变化时的负载型催化剂,MoO3/TiO2(SR+SA),的一些物理化学性质(如活性组分MoO3的分散行为、表面酸碱性、氧化还原性)的变化规律。结果表明:对于MoO3/TiO2(SR+SA)样品,低含量MoO3表面分散时倾向于优先与混合载体中的改性金红石(SR)发生作用;TiO2载体表面SO42-的存在,使得载体表面产生了新的酸性位,导致样品中表面分散的钼物种主要以聚合八面体状态存在。

TiO_2/MoO_3复合薄膜的制备及其电致变色性能研究

在导电玻璃上水热生长TiO_2纳米线,随后利用电沉积技术涂覆MoO_3薄膜,制备出TiO_2/MoO_3复合薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征证实了TiO_2/MoO_3复合薄膜的形成.利用电化学测试方法,在LiClO_4/PC溶液中对Li+的注入/抽出进行了研究,采用紫外可见分光光度计对薄膜着色、退色状态的光透过率进行测试.得到了切换时间、循环可逆性、光调制和着色效率等参数.对其电致变色性能进行分析,分析表明,与单一TiO_2和MoO_3薄膜的电致变色性能相比,复合薄膜的电致变色性能有明显增强.同时研究了不同厚度MoO_3薄膜对复合薄膜变色性能的影响,研究表明沉积6个循环MoO_3薄膜的TiO_2/MoO_3复合薄膜具有最佳的电致变色性能.

MoO_3-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂对正庚烷异构化的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-SiO2复合氧化物载体,浸渍法制备了MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化剂,通过XRD、BET表征了催化剂的物化性质,并在连续流动固定床反应器上考察了MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化正庚烷临氢异构化反应性能,讨论了催化剂制备条件和反应条件对其正庚烷异构化催化性能的影响。结果表明,当w(MoO3)=5%、w(WO3)=15%、w(TiO2)=80%、w(SiO2)=20%、焙烧温度773K、还原温度723K、反应温度553K、还原时间6h时,MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化剂对正庚烷异构化反应表现出最高催化活性,此时正庚烷转化率可达23.12%,异庚烷选择性可达77.32%。

MoO_3-TiO_2复合物的制备及其增强光催化活性

目的通过水热法制备MoO_3-TiO_2复合光催化剂,对其结构和催化活性进行研究。方法采用XRD,SEM,BET和UV-Vis DRS等手段对其晶相结构和化学性质进行表征,通过测试该复合结构对罗丹明B的可见光催化降解评估其光催化活性。结果实验结果显示,MoO_3-TiO_2的光催化活性与相应的MoO_3和TiO_2比较,MoO_3-TiO_2光催化剂增强了光催化活性。结论研究表明,光催化活性增强的原因归因于MoO_3和TiO_2形成p-n异质结,抑制了光生电子和空穴的复合。在光催化降解反应中,活性物种h+起主要作用。

稀土改性固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-MoO_3-La_2O_3催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

报道了以稀土改性固体超强酸SO42-/TiO2-MoO3-La2O3为多相催化剂,通过环己酮和1,2-丙二醇反应合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-MoO3-La2O3对缩酮反应的催化活性,采用正交试验法系统地研究了酮醇量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明,稀土改性固体超强酸SO42-/TiO2-MoO3-La2O3是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,在n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.6,催化剂用量为反应物料总质量的0.4%,环己烷为带水剂,反应时间1.0 h的优化条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达88.8%。