表面修饰多壁碳纳米管负载二氧化钛的制备及催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应的性能(英文)

制备了表面修饰多壁碳纳米管负载TiO2的催化剂,并将其应用于碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应.采用X射线电子能谱、透射电子显微镜、低温N2吸附-脱附和X射线衍射等对催化剂进行了表征.结果表明,以低浓度的氨水(0.4%)代替去离子水作为沉淀剂时,制备的催化剂显示出更好的催化活性、分离性与重复使用性.考察了TiO2负载量、催化剂用量及反应时间对反应性能的影响.在最佳反应条件下,苯酚转化率为42.5%,碳酸甲苯酯与碳酸二苯酯的总选择性达到99.9%以上.经过4次重复使用后,催化剂的活性略有下降.

多壁碳纳米管(MWCNTs)负载锰掺杂二氧化钛(Mn-TiO_2)在SO_2光催化脱除中的应用

本文利用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载二氧化钛(titanium dioxide supported by multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs/TiO_2)以及多壁碳纳米管负载锰掺杂二氧化钛(Mn doped TiO_2 supported by MWCNTs,MWCNTs/Mn-TiO_2),并利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、漫反射光谱(diffuse reflectance spetra,DRS)表征其理化性质.研究结果表明,MWCNTs以及Mn掺杂物可抑制TiO_2晶粒增长.实验表明0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2在紫外及可见光区域均表现出最佳的光学性能.通过在固定床反应器中进行实验,研究了光催化氧化模拟烟气中SO_2过程及其脱硫效率.以0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2时,在最佳工况条件(155mg/m3SO_2、8%O_2、5%H_2O)下,SO_2去除效率可达69%.NO存在时,由于其与SO2之间对于吸附点位的竞争导致脱硫效率降低,而O_2和H_2O则在光催化氧化SO_2过程中起着重要作用.

二氧化钛/多壁碳纳米管的制备及其对乐果光催化降解的影响

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛/多壁碳纳米管(TiO2/MWCNTs)复合材料,其m(TiO2)∶m(MWCNTs)=3∶4、表面平均孔径为5.724 nm。选用该复合材料对乐果进行光催化降解试验,探讨不同光源及光照时间、乐果初始浓度、复合材料添加量、温度等对其光催化降解能力的影响。结果表明:乐果在25℃、紫外光照30 min、初始质量浓度为5 mg/L和TiO2/MWCNTs复合材料添加量为0.25 g/L条件下的降解率为80.7%,TiO2/MWCNTs复合材料的最大吸附量为16.15 mg/g;在其他条件相同,仅将紫外光改为自然光条件下,乐果的催化降解率为79.2%,与紫外光下的催化降解率相差不大;而同等条件下,Ti O2对乐果在紫外光下的催化降解率比TiO2/MWCNTs低33.1%。因此,可以用自然光代替紫外光用于吸附试验,自然条件下采取该工艺可有效降解环境中乐果污染。

碳纳米管负载二氧化钛的制备及其对甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,羧基化多壁碳纳米管(oCNTs)为载体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,成功制备了TiO_2纳米粒子负载碳纳米管的复合光催化剂(TiO_2/o CNTs).通过XRD、TEM、UV等测试手段对复合材料进行了表征.结果表明:经450℃煅烧3 h后制备的TiO_2/o CNTs复合体系中,纳米TiO_2呈现锐钛矿且均匀包覆在碳纳米管表面.o CNTs的存在能够有效改变复合材料的表面性质,以实现TiO_2对紫外光的敏感性.当TiO_2和o CNTs的质量比为1∶0.03、TiO_2/3%o CNTs催化剂使用量为0.8 g/L时,对20 mg/L甲基橙溶液紫外灯照射1 h,甲基橙溶液的降解率达到99%,而同等条件下纯TiO_2对甲基橙的降解率不到50%,说明o CNTs能够有效提高TiO_2对甲基橙的光催化活性.TiO_2/3%o CNTs光催化剂对甲基橙进行5次循环降解,降解率保持在95%左右.

二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈三元复合材料的介电性能

通过溶剂流延成膜法配合超声辅助分散制备一种二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈(TiO2/MWCNT/PEN)三组分复合材料薄膜。对纯PEN薄膜和TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜的脆断面形貌进行表征,对比分析了TiO2/PEN二组分复合材料薄膜、MWCNT/PEN二组分复合材料薄膜以及TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜在50 Hz^100 kHz频率内的介电性能。结果表明:超声分散技术使TiO2和MWCNT在PEN基体中分散均匀;同时加入20%TiO2和3%MWCNT的TiO2/MWCNT/PEN复合材料薄膜的介电常数达到26(50Hz),说明这两种填料对复合材料介电常数的提高有协同作用。

基于铂氧化铜负载多壁碳纳米管标记夹心型电化学免疫传感器

设计了一种夹心型电化学免疫传感器,以金负载二氧化锡石墨烯(GS-SnO_(2)-Au)为检测平台,铂氧化铜负载多壁碳纳米管(Pt@CuO-MWCNTs)为标记物,用于乙肝表面抗原(HBs)的定量检测。GS-SnO_(2)-Au具有较高比表面积,良好的导电性、分散性和生物相容性,有利于捕获大量抗体(Ab1)。Pt、CuO和多壁碳纳米管对H_(2)O_(2)分解均具有催化性,Pt@CuO-MWCNTs复合物能协同放大催化作用,实现多重放大信号的效果,有利于实现高灵敏检测。通过透射电镜表征GS-SnO_(2)-Au和Pt@CuO-MWCNTs的形貌特征。结果表明,基底材料和标记物材料的性能良好。在最佳实验条件下:磷酸盐pH值7.4,GS-SnO_(2)-Au的质量浓度为1 mg/mL,Pt@CuO-MWCNTs质量浓度为2 mg/mL,该免疫传感器对HBs的线性范围为0.001~100 ng/mL,检出限为0.33 pg/mL,对实际样品的加标回收率为99.8%~100%,相对标准偏差(RSD)为1.1%~1.5%。所设计的免疫传感器具有良好选择性、重现性和稳定性,在HBs的临床检测方面具有潜在应用价值。

多壁碳纳米管负载TiO_2的光催化脱硝性能（英文）

采用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载TiO2(MWCNTs/TiO2),并利用透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.结果表明,MWCNTs/TiO2晶型以锐钛矿为主,MWCNTs的引入会限制TiO2晶粒的生长.另外,MWCNTs/TiO2的光吸收边向长波区域偏移.针对模拟烟气,在固定床光催化反应器中对采用涂覆处理的MWCNTs/TiO2的光催化脱硝性能进行了实验研究.结果表明,NO初始浓度较低时,光催化脱硝效率较高,SO2的存在可抑制光催化脱硝过程,而O2及H2O则有促进作用.在最佳实验条件(73 mg/m3 NO,8%O2,5%H2O)下,光催化脱硝效率可达46%.提出了光催化脱硝反应机理.

多壁碳纳米管负载铂的甲苯加氢脱芳催化剂

以多壁碳纳米管(CNTs)为载体制备了负载型Pt催化剂Pt/CNTs并将其用于催化甲苯加氢脱芳(HDA)反应.结果表明,在1.0%Pt/CNTs催化剂上,在0.4MPa,373K,PhCH3/H2摩尔比=6/94和GHSV=120L/(h.g)的反应条件下,甲苯转化率可达100%,比反应速率为0.0523mmol/(s.m2),分别是γ-Al2O3和AC负载各自最佳Pt负载量催化剂1.4%Pt/γ-Al2O3和2.4%Pt/AC上相应值的1.17和1.18倍.甲苯加氢产物全部为甲基环己烷,其他可能的加氢产物均在气相色谱检测限以下.催化剂的表征研究揭示,用CNTs代替γ-Al2O3或AC作为载体并不会引起所负载Pt催化剂上甲苯HDA反应的表观活化能发生明显变化.与γ-Al2O3或AC负载的相应催化剂相比,一方面,CNTs负载的Pt催化剂易于在较低温度下还原活化,并且其工作态催化剂表面催化活性Pt物种(Pt0)所占表面Pt摩尔分率有所提高;另一方面,CNTs负载的Pt催化剂对H2具有较高的吸附/活化和储存能力.这些促进效应对催化剂HDA活性的提高都有重要贡献.

纳米CaCO_3负载过渡金属CVD法制备多壁碳纳米管的研究

以纳米碳酸钙粉体为载体 ,用浸渍法制备了可用于化学气相沉积 ( CVD)法制备碳纳米管的高产率催化剂 .应用 FESEM,HRTEM,TEM,XRD和激光拉曼谱对产物进行了表征 .结果表明 ,由于纳米碳酸钙具有较大的比表面积 ,可高密度地承载催化剂活性组分 .在碳纳米管生长初期 ,处于缓慢分解状态的纳米碳酸钙才能有效地起到载体作用 ,且反应温度为 70 0～ 75 0℃时 ,碳纳米管的产率较高 .Fe-Co双金属催化剂在 70 0℃ ,催化生长 60 min后 ,可增重 1 0倍 ,而且产物中无定形碳含量极少 .纳米碳酸钙载体易于提纯 ,用质量分数为 3 0 %的硝酸超声提纯粗产品 1 h,可使纯度提高到 97% 。

碳纳米管负载Mo-Co-S加氢脱氮催化剂研究

用多壁碳纳米管(简写为CNTs)作载体制备负载型Mo Co S催化剂,x%MoiCoj/CNTs(x%为质量百分数),以乙腈和吡咯的加氢脱氮(HDN)作为探针反应,考察它们在该类催化剂上加氢脱氮的反应化学行为,并与γ Al2O3 和活性炭(AC)分别负载参比样作比较研究.实验发现,在583 K,0.1 MPa,CH3CN/H2 =2.3/97.7(mol/mol),GHSV=2 200 mL(STP)·h-1·(g catal.)-1的反应条件下,在7.2%Mo3Co1/CNTs催化剂上,所观测乙腈 HDN的比反应速率达到 0.51μmol CH3CN·s-1·(mmol Mo)-1,是γ Al2O3 和AC分别负载相同Mo3Co1 载量催化剂的1.46和1.76倍,相应各自最佳Mo3Co1 载量催化剂的1.89和2.55倍.相似的反应化学行为在吡咯 HDN反应中也观测到.对比研究表明,用 CNTs代替γ Al2O3 或AC作为催化剂载体并不导致所负载Mo3Co1 催化剂上乙腈或吡咯HDN反应的表观活化能发生明显变化.H2 TPR研究揭示,与γ Al2O3 或AC负载的体系相比,CNTs负载催化剂具有较高的可还原性:不仅表现在其还原所需温度较低,还表现在较高的还原“比耗氢量”,后者暗示有较多的高价 Mon+ 物种可被还原至具催化活性的较低价态(Mo4+);在另一方面,CNTs载体对H2 优异的吸附活化性能可期在工作态催化剂表面营造较高氢稳态浓度的表面氛围;

壁碳纳米管的表面改性与分散工艺研究

通过浓硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行纯化,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法对纯化后的MWCNTs进行表面改性,采用XRD、TEM分析手段对表面改性的多壁碳纳米管的物相组成和形貌进行表征,并研究了MWCNTs在乙醇中的分散性,结果表明:采用浓硝酸浸泡可以有效地纯化MWCNTs;采用溶胶-凝胶法在MWCNTs表面负载了纳米TiO2;纯化、负载纳米TiO2和超声波震荡提高了MWCNTs在乙醇中的分散性。

多壁碳纳米管增强的新型抗冲共聚聚丙烯树脂

采用具有可控颗粒形态的多壁碳纳米管(MWCNT)负载Ziegler—Natta催化剂,进行连续的丙烯聚合和乙烯-丙烯共聚合,以聚合反应参数调控树脂组成,制备了以聚丙烯(PP)抗冲共聚物为基体的MWCNT增强的三元抗冲共聚聚丙烯釜内合金新型树脂(EPR&MWCNT@PP),考察了EPR&MWCNT@PP树脂的颗粒形态、乙丙无规共聚物(EPR)和MWCNT的分散状态、树脂的熔融与结晶行为和力学性能等。实验结果表明,EPR&MWCNT@PP树脂具有良好的颗粒形态,粒子间无粘连且表面光滑;MWCNT均匀分散于PP基体中,EPR微区尺寸在500 nm以下;EPR&MWCNT@PP树脂具有较高的熔融温度(160℃以上),且具有较高的断裂伸长率(达800%以上)和缺口冲击强度(常温下达35.0 kJ/m^2以上)。

碳纳米管负载Mo-Co-S基HDS/HDN催化剂的制备及其表征研究

用自行制备的多壁碳纳米管（简写为CNTs）作为载体制备负载型Mo-Co—S催化剂，记为：m%Mo3Co1/CNTs（m％为质量百分数）.用噻吩加氢脱硫（HDS）和吡咯加氢脱氮（HDN）作为探针反应．XRD、XPS和H2-TPD作为表征手段，考察Co／Mo摩尔比、MoiCoj负载量及Co和Mo的浸渍顺序对所制备催化剂的结构和催化性能的影响．研究结果表明，对于本文自行制备CNTs负载的Mo—Co-S催化剂．最佳的Co／Mo摩尔比为1：3．最适宜的Mo3Co1负载量为～7．2％（质量百分数），Co和Mo的浸渍顺序以“先浸渍Co、经干燥焙烧后浸渍Mo”为佳．与AC负载的参比体系相比．CNTs负载催化剂较易于被还原.工作态催化剂表面具有催化活性的Mo物种（Mo^4＋）在总负载Mo量中所占份额较高；在另一方面，在HDS／HDN反应条件下，作为载体的CNTs的表面存在着数量更加可观的吸附氢物种．这些活泼氢物种通过“溢流”容易传输至Mo—Co-S催化活性位，于是有助于提高表面加氢反应的速率．以上两方面因素对CNTs负载Mo-Co-S催化剂上高的HDS／HDN反应活性都有重要贡献．

钯/多壁碳纳米管催化剂制备及催化Suzuki反应研究

采用乙二醇或甲醛为还原剂制备了多壁碳纳米管负载的钯催化剂,并研究了负载催化剂在Suzuki偶联反应中催化合成联苯的性能,考察了反应条件如溶剂、还原剂、底物及反应温度等对均相Suzuki反应的影响。

反式聚异戊二烯/多壁碳纳米管复合材料的微观结构及物理机械性能

以氯化镁(MgCl_2)、经四氯化钛(TiCl_4)预处理的普通型多壁碳纳米管(MWCNTs)或羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)为载体,采用高能球磨法制备了负载钛系催化剂,然后采用原位聚合法制备了反式聚异戊二烯(TPI)/MWCNTs纳米复合材料,表征了MWCNTs在催化剂中的分散性、纳米复合材料的微观结构,考察了2种MWCNTs含量对纳米复合材料物理机械性能的影响。结果表明,在负载钛系催化剂中,MWCNTs-OH或普通型MWCNTs无聚集且分散均匀;在2种TPI/MWCNTs复合材料中,TPI分子链紧密包覆MWCNTs表面,二者形成类似于核-壳管状结构,反式-1,4-结构质量分数均为99.1%,3,4-结构质量分数均为0.9%,MWCNTs的类型对复合材料的结构无显著影响;TPI/MWCNTs-OH复合材料的物理机械性能优于TPI/普通型MWCNTs复合材料及纯TPI材料,且当MWCNTs-OH的质量分数达到0.10%时,复合材料的拉伸强度及扯断伸长率较纯TPI分别提高了36%和49%。

碳纳米管负载合成气制低碳醇Co-Mo-K硫化物基催化剂

用自行制备的多壁碳纳米管(CNTs)作为载体,制备一类负载型CNTs促进Co-Mo-K硫化物基催化剂,x%CoiMojKk/CNTs(x%为质量百分数).实验发现,在2.0 MPa、593 K、V(CO):V(H2):V(N2)=45:45:10、GHSV=2 400mLSTP.h-1.g-cat.-1的反应条件下,在11.6%Co1Mo1K0.6/CNTs催化剂上,所观测低碳醇合成的比反应速率达到0.77μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1,是AC和-γAl2O3分别负载各自最佳Co-Mo-K摩尔组成及相应负载量催化剂(50.3%Co1Mo1K0.8/AC和26.1%Co1Mo1K0.8/γ-Al2O3)上这个值(分别为0.23和0.27μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1)的3.35和2.85倍.对比研究显示,用CNTs代替常规载体AC和-γAl2O3并不引起所负载Co1Mo1K0.6硫化物催化剂上低碳醇合成反应的表观活化能发生明显变化.与AC或-γAl2O3负载的参比体系相比,CNTs负载的催化剂更易于在较低温度下还原活化,并促使工作态催化剂表面催化活性Mo物种(Mo4+)在总Mo量中所占份额明显提高;在另一方面,CNTs负载的催化剂展现出对H2更强的吸附活化能力,有助于在工作态催化剂表面营造较高稳态浓度吸附氢的表面氛围,于是提高了表面加氢反应的速率;这些因素对低碳醇合成反应活性的提高都有重要贡献.

多壁碳纳米管负载掺杂Cu/Mn二氧化钛的表征及脱硫性能

本文利用溶胶凝胶法制备多壁碳纳米管负载TiO_2及掺杂Cu/Mn的TiO_2(MWCNTs/TiO_2,MWCNTs/CuTiO_2及MWCNTs/Mn-TiO_2)。利用透射电镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),X射线能谱仪(EDX)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对制备的光催化剂进行表征。结果表明Cu/Mn掺杂的光催化剂TiO_2晶相以锐钛矿为主,晶粒尺寸较纯TiO_2降低。DRS图谱表明MWCNTs/TiO_2光吸收边拓展至可见光区域,而10%MWCNTs/Cu-TiO_2及0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2在紫外可见光区域都有较强的光吸收强度。用固定床反应器,对光催化剂的脱硫性能进行研究,MWCNTs/TiO_2具有较强的光催化脱硫能力,10%MWCNTs/Cu-TiO_2及0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2的光催化脱硫效率分别提高至71%和69%。

Pd/MWCNTs(多壁碳纳米管)催化剂的制备及其Heck反应催化活性

以浓硝酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,通过微波辅助法简单而快速地制备了高度分散、粒径均一的Pd/MWCNTs催化剂。利用XRD、HRTEM、XPS等手段对催化剂进行了表征。考察了Pd/MWCNTs催化剂对Heck反应的催化活性,并优化了反应温度、碱的种类和用量等反应条件。结果表明,Pd/MWCNTs在Heck反应中具有良好的催化活性。

多壁碳纳米管的制备与可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/CdS/TiO2复合半导体光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了在可见光照射条件下MWCNTs/CdS/TiO2对甲基橙(MO)降解的光催化性能。结果表明,MWCNTs/CdS/TiO2能有效降解甲基橙。低浓度MO降解效果比高浓度好,光催化剂投加量为1.2 g/L即可达到较好的催化效果,酸性条件有利于光催化,投加适宜浓度的H2O(2低于10 mmol/L)时会和催化剂产生协同效果,浓度过大,催化效果下降。阴离子对催化效果有抑制作用,其中PO43-的抑制作用最强。所制备的复合催化剂具有较好的实际应用价值。

多壁碳纳米管/TiO2复合材料的合成及其光催化性能

TiO2被广泛应用于环境污染治理、新能源转换以及传感器等领域.通过负载导电材料复合(碳纳米管)拓宽纳米TiO2的光谱响应范围,提高光生电子-空穴对分离效率,是有效提高TiO2光催化性能的研究手段.以多壁碳纳米管和钛酸异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法合成碳纳米管负载的TiO2光催化剂.利用X射线单晶粉末衍射(XRD)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激光拉曼(Raman)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)等对催化剂进行表征.通过在365 nm紫外光照射下,光催化降解亚甲基蓝来研究不同含量碳纳米管负载对TiO2光催化活性的影响.结果表明,负载2%碳纳米管的TiO2光催化效果有明显提高,对亚甲基蓝的降解率达90.6%.碳纳米管负载后,样品的比表面积增大,可见光吸收能力和光电流强度增强,光生电子寿命增长.同时,碳纳米管与TiO2构建了紧密的界面接触关系引起Ti-O键的缩短而有利于光生电子和空穴的分离从而产生大量h+、·OH和超氧自由基等活性基团,能有效提高光催化性能.