一种类石墨状Au/g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及其光催化性能

论文以尿素作为前驱体,采用热聚合法合成了类石墨状氮化碳(g-C_(3)N_(4))纳米片光催化剂,并将g-C_(3)N_(4)纳米片用作载体,利用化学方法成功制备合成了多种不同掺金量的Au/g-C_(3)N_(4)的复合催化剂,并在模拟太阳光(300 W氙灯)照射下,系统探究了其光催化性能和不同pH下的化学稳定性。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪、紫外漫反射光谱仪、扫描电子显微镜等多种表征手段对样品结构和形貌进行分析和表征。研究结果表明:相比于g-C_(3)N_(4),不同掺金量的Au/g-C_(3)N_(4)复合催化剂的催化降解能力均有显著提高。当金与g-C_(3)N_(4)的质量比为3%时,Au/g-C_(3)N_(4)对甲基橙的降解率最高,并具有优异的光催化稳定性。

焙烧温度对低温水煤气变换Au/Fe2O3催化剂性能的影响(英文)

采用改性沉积-沉淀法制备了系列低温水煤气变换 Au/Fe2O3 催化剂, 发现经 300 ℃焙烧的样品具有较好的催化活性和稳定性. 并运用 N2 物理吸附、原位 X 射线粉末衍射(in situ XRD)、程序升温还原(H2-TPR)和 X 射线光电子能谱(XPS)等技术, 探讨焙烧温度对催化剂性能的影响机制, 同时对样品的失活原因进行了分析. 结果表明, 催化剂性能与焙烧温度引起的金和载体氧化铁的相互作用以及载体还原性质的变化密切相关. XPS 表征结果说明, 尽管反应后在催化剂表面有碳酸盐或类碳酸盐物种生成, 但半定量分析表明这些物种的形成不是催化剂失活的主要原因; 根据在低温水煤气变换反应过程中 Au/Fe2O3 催化剂的比表面积明显下降, 载体的结晶度也明显提高, 推断 Au/Fe2O3 催化剂载体的结构性质的变化才是其失活的主要原因.

金负载量对低温水煤气变换Auα-Fe_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀法制备了低温水煤气变换Au α Fe2O3催化剂。通过正交实验优化催化剂的还原活化条件,考察了金负载量对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、UV VIS、XRF、H2 TPR和O2 TPO等表征手段对催化剂的结构进行分析,并与其催化性能进行关联。结果表明,(1)采用10% H2 N2还原气将催化剂在150℃原位还原9h,其催化活性最高;(2)金的最佳负载量为8 00%,此时在催化剂制备过程中金的流失量较少,金粒子较小,也有利于抑制催化剂在反应过程中烧结;(3)TPR TPO结果表明,金的负载量为8 00%时,Au α Fe2O3催化剂具有较易被还原、不易被氧化的性质,从而显示出最高催化活性。(4)Au α Fe2O3催化剂中的金以单质金(Au0)形式存在;其高活性与Au0 Fe3O4间的协同作用有关。

NO在Au/Al_2O_3催化剂上还原反应的TPD-MS研究

考察了沉积 沉淀法制备的Au Al2 O3催化剂在O2 存在下催化C3H6 还原NO的反应 ,并用程序升温脱附 质谱 (TPD MS)手段研究了吸附于催化剂上的NO或NO O2 的脱附性能 .结果表明 :在O2 存在的条件下 ,对于C3H6 还原NO的反应 ,1%Au Al2 O3的催化活性最高 ,可于 3 75℃左右使NO生成N2 ,转化率达 60 % .这与催化剂对所吸附NO的脱附性能密切相关 ,N2 O可能是C3H6

焙烧温度对Au/CeO_2-La_2O_3催化剂水煤气变换性能的影响

采用沉积沉淀法制备了Au/CeO2催化剂,通过N2物理吸附、XRD、H2-TPR和HRTEM等手段研究了焙烧温度对催化剂的织构、物相、还原性能以及WGS反应活性的影响。结果表明,焙烧温度对催化剂活性影响显著,低温焙烧有利于金粒子在载体表面的良好分散,高温焙烧则会使金粒子在载体表面聚集长大。选择适中的焙烧温度不仅可以使表面纳米金粒子获得较好的分散,而且可使Au与载体间具有适宜的相互作用,从而拥有较佳的WGS性能。在本文考察范围内,300℃焙烧4 h制得的样品在各个反应温度点上均表现了最高的WGS活性。

微乳法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂 Ⅱ .催化剂的表征

采用XRD ,BET ,H2 TPR ,TEM和XPS等方法对微乳法制备的Au/Fe2 O3 催化剂进行了表征 ,研究了不同制备方法对催化剂结构及性能的影响 .结果表明 ,在辛烷基酚基聚氧乙烯醚 (10 ) (TritonX 10 0 )体系中 ,Au/Fe2 O3 催化剂在低温区的活性物种为单质金和氧化态金 ,在高温区的活性物种中可能含有Au FeOx 固溶体 .金粒径小于 10nm ,且高度分散于载体表面 .氧化态金的含量及金的粒径和分散度是影响Au/Fe2 O3 催化水煤气变换反应活性的主要因素 .Au/Fe2 O3 催化剂中Au FeOx 固溶体的缺陷数目越多 。

Au/Fe2O3催化剂上的低温水煤气变换反应

研究了沉积-沉淀法制备的Au/Fe2O3催化剂上的低温水煤气变换反应,结果表明,金负载量对催化剂的性能有较大影响,催化剂活性随金负载量的增加而升高;经氧气及低温(140℃)氢气氛处理的试样活性相当,且具备优良的稳定性,而经高温(250℃)氢气还原处理试样的催化性能明显降低,原因很可能是由于金物种粒径增大,且均被还原为单质金所致.XRD、H2-TPR结果证实,在水煤气变换反应发生时,催化剂载体组成主要为Fe3O4相.

ZrO_2,Nb_2O_5助剂改性Au/α-Fe_2O_3催化剂的光谱研究

通过并流共沉淀方法,制备了一系列添加助剂ZrO2和Nb2O5的Au/α-Fe2O3催化剂,并用紫外-可见漫反射光谱,X射线光电子能谱,透射电镜和X射线荧光元素分析对其进行了表征。结果表明ZrO2和Nb2O5之间存在着较强的协同作用;两种助剂的同时添加促进了Au,ZrO2和Nb2O5在Au/α-Fe2O3催化剂表面的富集,有效地阻止了纳米微粒的团聚。经甲醇重整气氛下的催化性能评价,在200℃时,AuFZN的活性达到平衡转化率99.9%;经50h的稳定性测试,其稳定性远远高于未加助剂的Au/α-Fe2O3样品。这表明ZrO2和Nb2O5双助剂的添加有效地改善了Au/α-Fe2O3催化剂的性能。

Au/LaCo_(1-x)Ce_xO_3催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

为进一步提高催化剂活性,用Ce对LaCoO3载体进行改性,并采用溶胶-凝胶法制备系列LaCo1-xCexO3（x=0-0.5）载体。其中,x=0.1和0.2时,载体为钙钛矿结构。采用沉积-沉淀法制备Au/LaCo1-xCexO3（x=0.1、0.2）催化剂,通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行催化活性评价及稳定性表征测试。结果表明,Au/LaCo0.9Ce0.1O3和Au/LaCo0.8Ce0.2O3催化剂能够在90℃将CO完全转化,在此温度进行的连续20h和30h的寿命实验中,CO转化率保持100%,催化活性和稳定性均优于Au/LaCoO3催化剂。表明掺杂Ce改性载体,能够提高催化剂活性和稳定性。

前驱体溶液中Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比对Au/α-Fe_2O_3催化剂低温水煤气变换性能的影响

改变前驱体溶液中Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比制备了系列Au/α-Fe_2O_3水煤气变换催化剂,并运用XRD、拉曼光谱和H_2-TPR对样品进行表征。结果表明,Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比的变化对Au/α-Fe_2O_3催化剂低温水煤气变换活性具有显著影响,这是由Fe^(2+)的添加改变了载体α-Fe_2O_3的结晶度、结晶缺陷及晶粒大小,从而影响金纳米颗粒的分散及与载体间的相互作用。Fe^(2+)与Fe^(3+)适宜物质的量比为1:6,所得样品AF-1:6具有最佳低温活性,150℃,CO转化率达78.02%。

制备条件对Au/La-Mn-O催化剂低温氧化CO性能的影响

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel法)制备系列La-Mn-O载体,用沉积-沉淀法(DP法)制备负载型金催化剂,以CO催化氧化为探针反应,对催化剂活性进行测试,并考察催化剂的制备条件(焙烧温度、制备过程中溶液的pH值、Au的负载量以及载体的种类)对催化活性的影响,用XRD、BET和AAS等手段对催化剂进行表征.结果表明,当溶液的pH=9,Au的理论负载量为2%,未经焙烧的Au/LaMnO3催化剂表现出较好的活性,CO的最低完全转化温度为90℃.稳定性测试结果显示,Au/LaMnO3催化剂具有较好的稳定性,连续反应30 h,CO的转化率一直保持100%,放置150 d后催化剂活性稍有下降,CO的最低完全转化温度由原来的90℃升至110℃.

预处理条件对Au/Al_2O_3催化CO氧化性能的影响

采用沉积 沉淀法制备了Au/Al2 O3 ,探讨了预处理条件对催化剂中金颗粒的大小及其催化CO氧化性能的影响 ,并以XRD和TEM等手段对催化剂进行了结构表征 .结果表明 ,还原和焙烧预处理得到的 1 2 %Au/Al2 O3 催化剂在GHSV =1 5× 10 4h-1时 ,可分别于 - 2 2和 - 10℃将空气中的 1%CO完全氧化 ,还原预处理所得催化剂的活性更高 ,原因是催化剂中金颗粒的尺寸更小 ,分散度更高 .

Au3催化甲酸分解反应机理的密度泛函研究

采用密度泛函理论对trans-HCOOH在有无催化剂条件下的各反应通道进行了研究,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点的几何构型,并计算其振动频率和零点能,通过零点能校正计算了各反应通道的活化能。结果表明,trans-HCOOH分解存在着脱氢与脱水两种途径。在无催化剂条件下,脱氢及脱水路径最佳反应通道速控步骤活化能分别高达319.0和302.2kJ/mol,分子很稳定,很难分解。在Au3催化下,两条路径最佳反应通道速控步活化能明显降低,分别为43.6和82.5kJ/mol,trans-HCOOH更易按照生成CO2和H2的途径来进行分解,Au3催化剂的加入活化了C—H键及O—H键,使速控步骤的活化能显著降低。

Au/La_2O_3/TiO_2催化甲醇水蒸汽重整制氢

用沉积-沉淀法制备了Au/La2O3/TiO2催化剂,考察了制备条件和反应条件对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明La2O3的加入可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高,且明显降低产物气体中CO和CH4的含量,使氢气选择性明显增加.当nH2O/nCH3OH=1.0、液体进料空速WHSV=3.42h-1、反应温度为275℃时,Au/La2O3/TiO2催化剂催化甲醇水蒸汽重整制氢反应的效果最佳.

Au /γ-Fe2O3/RGO的制备及其在光催化苯乙烯环氧化反应中的应用

金属掺杂石墨烯的复合材料在光化学催化中有很好的应用.采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)、氧化还原法制备还原氧化石墨烯(RGO)、化学共沉淀法制备γ-Fe2O3,再通过水热合成法制备γ-Fe2O3/RGO,最后掺杂Au元素,对每种产品使用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)等多种分析方法进行表征.光催化实验结果表明该催化剂催化效率高.

KOH修饰Au/Al_2O_3催化剂的低温CO氧化催化反应性能

采用等体积浸渍法制备了KOH-Au/Al2O3系列催化剂,考察了催化剂对低温CO氧化反应的初始活性和干、湿气氛下连续反应的稳定性能,并用电感耦合等离子发射光谱、红外光谱、高分辨透射电镜、紫外漫反射光谱等技术对催化剂进行了结构表征.结果表明:与母体催化剂(Au/Al2O3)相比,修饰催化剂(KOH-Au/Al2O3)的活性在一定程度上有所降低,但其连续反应的稳定性有所提高,这可能与修饰催化剂预吸附空气中的CO2在催化剂表面形成的碳酸根物种有关.

高比表面介孔LaNiO3负载纳米Au催化剂的研究

分别采用纳米铸型法和溶胶-凝胶法制备了系列LaNiO_3载体,并用沉积-沉淀法制备了系列Au/LaNiO_3催化剂.对催化剂进行了XRD、BET、AAS、TEM和XPS等表征,测试了其对CO催化氧化活性.实验结果表明,纳米铸型法得到的LaNiO_3-NCM具有介孔结构,且比表面积可达126 m2·g-1,以其为载体制备的Au/LaNiO_3-NCM催化剂在30℃条件下将CO完全转化,活性远高于以传统溶胶-凝胶法制备的LaNiO_3-SG为载体的金催化剂. XPS结果表明该Au/LaNiO_3-NCM催化剂表面存在较多的氧化态Auδ+(0<δ<3)和晶格氧,且活性组分Au含量也较高,说明高比表面介孔LaNiO_3载体有利于提高活性组分Au的负载量,从而提高催化剂催化活性.

Au/γ-Al_2O_3催化剂上高浓度甲醇催化消除反应的研究

采用沉积沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,并进行了BET、SEM等表征.对高浓度甲醇蒸汽进行催化消除反应.探讨了载体粒径、金含量和活化气体(O2、N2、H2)对催化剂性能的影响.结果表明:载体粒径不同的催化剂表面积不同,不同的活化气体对反应产物有很大影响.在O2活化的最佳催化剂Au(2.0%)/γ-Al2O3(0.4-0.5mm)上浓度为86.3g/m3的甲醇的最低全转化温度是170℃,产物中CO2和甲醚的选择性分别为99.7%和0.3%,达到国家安全排放标准.图1,表3,参16.

制备条件对Au/LaCoO_3催化氧化CO性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaCoO3,并用沉积-沉淀法(DP法)制备了Au/LaCoO3催化剂.考察了制备条件对催化剂催化氧化CO活性的影响.结果表明,制备过程中,溶液pH、pH调节顺序及催化剂焙烧温度对催化剂活性均有一定影响.Au/LaCoO3催化剂的最佳制备条件为:沉积过程中在HAuCl4溶液中先加入载体后,再调节溶液pH=8,得到的催化剂经250℃焙烧后可提高催化剂稳定性.

生物还原制备Au/γ-Al_2O_3催化葡萄糖氧化动力学研究

主要讨论了生物还原制备Au/γ-Al2O3催化剂用于催化葡萄糖氧化动力学的研究.利用甲烷氧化菌素(Methanobactin,Mb)作为还原剂及稳定剂制备了1%Au/γ-Al2O3催化剂.通过TEM分析,负载纳米金颗粒(Gold nanoparticles,AuNPs)粒径为3.48±0.881 nm.比较Mb及Au/γ-Al2O3催化剂的FTIR发现,在Au/γ-Al2O3催化剂表面整合有Mb基团.实验建立了幂指数速率模型,确定了D-葡萄糖、H2O2、催化剂、葡萄糖酸钠的反应级数,分别为:0.4696、0.3729、0.4088和-0.9794.同时通过阿伦尼乌斯曲线求得该催化剂活化能(Activation energy,Ea)为6.114 kJ/mol.最后通过验证该速率模型发现,预测值与实验值具有良好的拟合性.