Ag_2O/TiO_2异质结的光催化活性及耐光腐蚀性研究

以钛酸丁酯、硝酸铋和硝酸银为原料,FTO为基底,采用水热法结合超声沉积法合成了Ag_2O/TiO_2异质结光催化剂。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征。结果表明,Ag_2O/TiO_2异质结是由直径约200~300 nm的TiO_2纳米棒镶嵌着Ag_2O纳米颗粒组成,与TiO_2纳米棒阵列相比,Ag_2O/TiO_2异质结在可见光区有明显的光吸收。Ag_2O/TiO_2异质结的光催化效率明显提高。尤为重要的是,经光处理后,最终得到稳定的Ag-Ag_2O/TiO_2三元体系,并对Ag-Ag_2O/TiO_2三元体系提高光催化稳定性和活性的机理进行了分析。

Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

近年来,半导体光催化技术作为一项快速发展的新型环保技术,在降解水体中污染物和可再生清洁能源的生产领域有很大的应用前景。本文以所制备出的20 wt%类石墨烯碳氮化合物(g-C3N4)/TiO2为基质,利用水热法中纳米Ag颗粒部分氧化行为成功合成了Ag修饰异质结型Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料的晶体结构、形貌、光学性质等进行表征和分析。以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料的可见光催化性能。结果表明:在纳米Ag颗粒修饰的Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合材料中,Ag部分氧化成Ag2O;与g-C3N4的协同作用使Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4复合催化剂具有良好的可见光催化活性;可见光照射4 h后,AgAg2O/TiO2-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的降解率接近50%。

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成肉桂酸系列酯

以固载杂多酸盐TiSiW12O40/TiO2为多相催化剂,对以乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇和肉桂酸为原料合成肉桂酸系列酯的反应条件进行了研究。实验表明,TiSiW12O40/TiO2是合成肉桂酸系列酯的良好催化剂,较系统地研究了醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对酯收率的影响。最佳反应条件为n(醇)/n(酸)=4/1或9/1,催化剂用量为反应物料总量的2 0%,反应时间为1 5～3 0h。上述条件下,肉桂酸乙酯的产率为58 7%,肉桂酸正丙酯的产率为62 0%,肉桂酸正丁酯的产率为81 2%,肉桂酸正戊酯的产率为93 3%。

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成氯乙酸异戊酯

以固载杂多酸盐TiSiW12 O40 /TiO2 为多相催化剂 ,通过氯乙酸和异戊醇反应合成了氯乙酸异戊酯 ,并探讨了TiSiW12 O40 /TiO2 对酯化反应的催化活性 ,较系统地研究了醇酸物质的量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产率的影响。实验表明 :TiSiW12 O40 /TiO2 具有良好的催化活性 ,醇酸物质的量比为 1.4∶1,催化剂用量为反应物料总量的 1.5 % ,反应时间 1.5h ,反应温度 98～ 12 6℃时 ,酯收率可达 92 .78%。

K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成乙酸异戊酯的研究

以固载杂多酸盐 Ti Si W1 2 O4 0 /Ti O2 为多相催化剂 ,通过乙酸和异戊醇反应合成了乙酸异戊酯 ,并探讨了诸因素对产率的影响。结果表明 :Ti Si W1 2 O4 0 /Ti O2 具有良好的催化活性 ,醇酸摩尔比为 1.2∶ 1,催化剂用量为反应物料总量的1.0 % ,反应时间 1.5 h,反应温度 110～ 12 2℃ ,产率可达 96 .3%

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成丙酸异戊酯

Synthetic method of solid superacid TiSiW 12 O 40 /TiO 2 was described.The synthesis of iso amyl propionate catalyzed by TiSiW 12 O 40 /TiO 2 has been studied and the factors influencing on the yield is discussed.It shows that it’s an excellent catalyst,the yield of the iso amyl propionate can be over 77% when the molar ratio of iso amyl alcohol and propionic acid is 1.2,the quality of TiSiW 12 O 40 /TiO 2 is equal to 1.5% feed stock,the reaction time is 80min and the reaction temperature is about 103～107℃.

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成丁酸异戊酯

以固载杂多酸盐TiSiW12 O4 0 /TiO2 为多相催化剂 ,通过正丁酸和异戊醇反应合成了丁酸异戊酯 ,并探讨了诸因素对酯化率的影响。实验表明 :TiSiW12 O4 0 /TiO2 具有良好的催化活性 ,醇酸物质的量比为 1 3∶1,催化剂用量为反应物料总量的 1 5 % ,反应时间 1 0h ,反应温度 12 0℃～ 130℃ ,酯化率可达 95 7%

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。

TiO_2和α-Al_2O_3晶体的生长习性

通过水热法制备粉体的实验观察到金红石、锐钛矿和а－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长习性．采用配位多面体生长习性法则合理地解释了ＴｉＯ２和а－Ａｌ２Ｏ３的生长习性．其主要结果为а－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长习性为平板｛０００１｝，其各晶面的生长速度为：Ｖ｛０００１｝＜Ｖ｛１１２３｝＜Ｖ｛０１１２｝＝Ｖ｛１１２０｝＜Ｖ｛０１１０｝。金红石的生长习性为柱状，其各晶面的生长速度为：Ｖ＜１１０＞＜Ｖ＜１００＞＜ Ｖ＜１０１＞＜ Ｖ＜００１＞＜ Ｖ＜１１１＞；锐钛矿的生长习性为四面体，其各晶面的生长速度为Ｋ＜０１０＞＝Ｖ＜００１＞＞Ｖ＜０１０＞＞Ｖ＜１１１＞．而ＰＢＣ理论很难合理地解释а－Ａｌ２Ｏ３晶体的生长习性．

TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2催化合成葡萄糖酯的研究

以固载杂多酸盐TiSiW12 O4 0 /TiO2 为多相催化剂 ,对以乙酸酐、丙酸、丁酸、异丁酸和葡萄糖为原料合成葡萄糖酯的反应条件进行了研究。实验表明 :TiSiW12 O4 0 /TiO2 是合成葡萄糖酯的良好催化剂 ,最佳反应条件为 :n(糖 )∶n(酸 ) =1∶6 ,催化剂用量为反应物料总质量的 2 0 % ,反应时间为 2h。上述条件下 ,葡萄糖五乙酸酯的产率为 88 7% ,葡萄糖五丙酸酯的产率为 84 5 % ,葡萄糖五丁酸酯的产率为 85 4% ,葡萄糖五异丁酸酯的产率为 86 4%。

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%～10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355～420℃的温度范围内NO脱除率为80%～85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。

V2O5-CeO2／TiO2催化剂上低温氨选择性催化还原NO的性能

考察了V2O5-CeO2/TiO2催化剂中V、Ce活性组分的担载量和焙烧温度对催化剂低温催化还原NO活性的影响及其在单独SO2、H2O和两者共存气氛下的抗毒化性能。结果表明,焙烧温度400℃下制备的5V30Ce/TiO2催化剂具有良好的低温催化还原NO活性,空速为10 000 h-1,165℃时NO转化率达99.2%;500℃以下低焙烧温度时,添加的Ce不与V相互作用,在催化剂表面主要以CeO2形式存在,有利于增大催化剂比表面积,增强V2O5在催化剂上的分散度,提高催化活性。而在500℃以上较高焙烧温度下,Ce与V会形成CeVO4,对活性提高不利。催化剂具有良好的低温抗水中毒性能,但受SO2毒化作用明显,其在SO2、H2O共存气氛下中毒程度较单独SO2下浅。

TiO_2(掺入La_2O_3)催化超声降解甲基橙

以实验室合成的La2O3掺入TiO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对La2O3掺入TiO2催化超声降解甲基橙溶液的影响。结果表明,在TiO2(掺入La2O3)催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于单纯以锐钛矿型TiO2催化时的情况。TiO2(掺入La2O3)用量为0.5～1.0g/L、超声波频率为25kHz、输出功率为1.0W/cm2、pH值为1.0～3.0时,初始浓度为20mg/L的甲基橙水溶液在80min左右基本可降解完全,COD的去除率达到了99.0%。

蜂窝状V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3／TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（[NH3]／[NO]、水蒸气等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO，的氧化率和氨逃逸量的影响。研究结果表明，自制蜂窝状催化剂在空速比小于3500h^-1、NH3／NO在0．9-1．0、温度320-420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求；低含量（低于2％）水蒸气可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸气对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸气的加入会使NO脱除温度范围拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。

铌对V_2O_5/TiO_2催化剂性能的影响

考察了含铌的V2 O5/TiO2 催化剂在邻二甲苯催化氧化制苯酐反应中的催化性能 ,并与不含铌的催化剂进行了比较 ,发现铌的加入能够显著降低催化剂的初始反应温度 ,提高催化剂在低温区的活性 ,且在较宽的温度范围内苯酐的选择性较高 ,有利于工业操作 ,用TPD、XRD。

钾盐对V_2O_5/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO反应的影响

钾在中国燃煤和生物质烟气中以钾盐——硫酸钾和氯化钾的形式存在。文中采用静态N2物理吸附、程序升温表面反应(temperature-programmed surface reaction,TPSR)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FT-IR)光谱和催化活性评价的方法,研究了钾盐对V2O5/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO反应的影响。结果表明,钾盐使V2O5/TiO2催化剂活性降低。随着钾盐在催化剂上负载量的增加,稳定的NO脱除温度窗口逐渐变窄,当K与V物质的量之比达到3.0时,该窗口消失。钾盐的掺入使催化剂表面活性位数量明显减少,但是并没有显著改变催化剂的反应性。催化剂失活的主要原因是K优先配位在催化剂表面的Br￠nsted酸性位上,中和了Br￠nsted酸性位酸性,使Br￠nsted酸性位上吸附的氨减少。

TiSi W_(12)O_(40)/TiO_2催化合成乙酸正丙酯

首次报道了以固载杂多酸盐TiSiW12 O40 /TiO2 为多相催化剂 ,通过乙酸和正丙醇反应合成了乙酸正丙酯 ,并探讨了诸因素对产率的影响。实验表明 :TiSiW12 O40 /TiO2 具有良好的催化活性 ,醇酸物质的量比为1 60∶1,催化剂用量为反应物料总量的 1 0 % ,反应时间 1 5h ,反应温度 90℃～ 92℃时 ,产率可达 94 5 8%。

等离子喷涂纳米Al_2O_3/TiO_2涂层耐磨性的研究

采用液相喷雾造粒的方法将纳米粒子团聚成微米级颗粒,并利用等离子喷涂技术制备出了含有纳米结构的陶瓷涂层。在MM200型环块磨损试验机上进行了常温干摩擦试验,比较了纳米结构涂层和传统陶瓷涂层的耐磨损性能,利用扫描电镜观察了磨损后的磨痕形貌。结果表明,纳米涂层的耐磨损性能明显好于传统陶瓷涂层,且随着磨损载荷的增大,纳米涂层和传统涂层的磨损机制的变化是不同的。传统涂层的磨损机理主要是微裂纹和颗粒的剥落,而相同条件下纳米涂层则由于涂层韧性的提高,几乎不存在微裂纹,主要表现为涂层的局部剥落和粘着。