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。

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。

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。

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%。

ZrO_2-TiO_2-CeO_2的制备及其在NH_3选择性催化还原NO中的应用

采用共沉淀法制备了载体材料TiO2、ZrO2-TiO2及ZrO2-TiO2-CeO2,并利用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对三种载体材料进行了表征.结果表明,ZrO2-TiO2-CeO2具有较多的表面强酸位,并具有一定的储氧性能和较强的氧化还原性能.以三种材料为载体,制备了质量分数分别为1%、9%的V2O5、WO3的整体式催化剂.研究了三种催化剂在富氧条件下用NH3选择性催化还原NO的催化性能.结果表明,以ZrO2-TiO2-CeO2为载体的催化剂在反应空速为10000h-1,275℃时,NO的转化率接近100%,具有最好的催化活性,并有良好的应用前景.

CeO_2-TiO_2复合氧化物载体在催化中的应用研究进展

介绍了CeO2-TiO2复合氧化物制备方法及性能特征;评述了影响CeO2-TiO2复合氧化物结构、性质的因素;对负载金属元素后的催化剂在不同的催化反应中的应用进行了综述。并对CeO2-TiO2复合氧化物应用前景作了展望。

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．

基于NH3-SCR的CeO2-TiO2复合氧化物催化剂：结构与脱硝性能

以TiOSO_4·2H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为前驱体,采用共沉淀法制备了不同CeO_2含量的CeO_2-TiO_2复合氧化物催化剂.对样品结构进行了表征,考察了催化剂的NH_3-SCR(NH_3选择性催化还原)反应活性、N_2选择性和抗水抗硫性能.结果表明,随着催化剂中CeO_2含量的增加,催化剂的物相结构、晶粒尺寸及脱硝性能均出现规律性变化,这种改变与样品的酸碱性和氧化还原性能的变化有关.当样品中CeO_2的质量分数约为50%时,催化剂的结构呈无定形态,具有较大的比表面积和较多的氧空位,有利于反应物分子在催化剂表面的吸附和活化,拓宽了催化剂的低温活性窗口并提高了NO的转化率.

溶胶-凝胶法制备玻璃表面CeO_2-TiO_2紫外吸收薄膜的研究

分别以Ce(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为前驱体制备CeO2和TiO2溶胶,通过改变Ce/Ti摩尔比(0/10,1/9,2/8,3/7,4/6,5/5,6/4,7/3,8/2,9/1,10/0)得到一系列复合溶胶,采用提拉法在玻璃基片上制备了CeO2-TiO2紫外吸收膜层。利用紫外-可见光谱、XRD对各溶胶以及溶胶沉积的薄膜进行了表征;用SEM观察了镀3层膜和镀7层膜样品的新鲜断面,得到膜厚,借以验证计算所得数据的可用性。结果表明,溶胶的颜色产生变化与溶胶中Ti3+浓度有关;由于CeO2和TiO2相互作用,复合溶胶及其膜层的紫外线吸收能力分别强于纯的CeO2和纯的TiO2,吸收曲线向长波方向移动;膜层中CeO2晶体会使膜面雾化,膜层内的Ce/Ti固溶体或当晶体微小和呈非晶态时,均不影响膜面质量;当薄膜达到一定厚度的时候,紫外线几乎全部被阻隔;在临界厚度内,膜层越厚阻隔效果越好,且对可见光区域的透过率基本无影响,均在70%～80%。

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。

SO_4^(2-)/CeO_2-TiO_2光催化材料的制备与光谱表征（英文）

采用溶胶-凝胶法结合硫酸浸渍法制备了SO_4^(2-)/CeO_2-TiO_2复合氧化物。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱价带谱(VB-XPS)及荧光光谱(PL)技术对样品的结构、性质进行了表征,以光催化分解水制氢为模型反应,评价了样品的光催化性能。XRD,FTIR结合PL结果表明CeO_2与TiO_2的复合形成了异质结构,有利于提高光生电子与光生空穴的分离效率,对催化剂活性的提高有促进作用;Py-FTIR谱图证明SO_4^(2-)/CeO_2-TiO_2复合氧化物在表面具有Lewis酸性,Lewis酸性位的产生是由于S_4O^(2-)在样品表面的配位吸附所致,S=O的诱导效应增强了表面金属得电子能力,从而进一步提升光生载流子的分离效率;UV-Vis及XPS价带谱分析说明,半导体氧化物复合能够缩减带隙,拓宽光响应范围,Lewis酸性影响复合氧化物的能带结构,使其导带底位置向负向移动,利于光催化还原能力的提高,进而促进其光催化制氢活性。光催化分解水制氢实验结果表明,SO_4^(2-)/CeO_2-TiO_2复合氧化物具有优于纯氧化物CeO2,TiO2及未经硫酸浸渍的CeO_2-TiO_2复合氧化物的催化活性,5h的产氢速率为1 934.1μmol·g^(-1)·h^(-1)。光谱分析结果结合光催化制氢活性评价结果表明,SO_4^(2-)/CeO_2-TiO_2复合氧化物的异质结构与酸浸渍是影响样品光催化性能的主要因素。

磁控溅射法制备CeO_2-TiO_2紫外吸收薄膜

采用射频磁控溅射在玻璃基片上沉积具有紫外吸收CeO2-TiO2混和薄膜。通过制备一系列不同物质的量浓度比的，n（CeO2）：n（TiO2）靶材（1．0：0，0．90：0．10，0．80：020，0．70：0．30，0．60：0．40，0．50：0．50，0．40：0．60，0．30：0．70，0．20：0．80，0．10：0．90，0：1．0），研究其紫外吸收性能最佳的物质的量浓度比：TiO2加入CeO2后，改变CeO2的结晶状态并提高UV吸收．采用Raman和XPS表征薄膜的特性，物质的量浓度比值在n（CeO2）：n（TiO2）=0．5：0．5，0．6：0．4时，薄膜为非晶态，并具有高的紫外吸收（98％）和可见光透过率（70％-80％）；XDS分析表明薄膜存在（F^4＋，Ce^3＋和Ti^4＋。

碳包覆TiO_2-CeO_2纤维的制备及其光催化降解盐酸环丙沙星

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶/钛酸正丁酯为前驱体,硝酸铈为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了CeO2掺杂TiO2凝胶,继而以静电纺丝法制备了CeO2掺杂TiO2纳米纤维,最后利用气相沉积法,在制得的纳米纤维表面包覆一层碳膜。采用扫描电子显微镜、红外吸收光谱、透射电子显微镜和X射线衍射对制备的纳米纤维进行了表征,研究了其在紫外光照射下对盐酸环丙沙星的光催化降解能力。当光照时间为40 min时,碳包覆TiO2复合纳米纤维具有很好的光催化性能,对盐酸环丙沙星的降解率达到85.8%。

SO_2和H_2O对CeO_2/TiO_2/堇青石催化剂选择催化还原NO_x性能的影响

采用浸渍法制备了以堇青石为基底、氧化铈为活性组分的整体式脱硝催化剂CeO2/TiO2/堇青石催化剂。通过与商业钒基催化剂(V2O5-WO3/TiO2/堇青石)的对比研究发现,CeO2/TiO2/堇青石催化剂表现出了优良的抗硫抗水性能,经过30 h抗硫抗水实验,CeO2/TiO2/堇青石催化剂的氮氧化物转化率仍能保持在70%以上,仅下降了5%。BET、XRD、FT-IR和TG表征结果表明,在含硫含水气氛中反应时,CeO2/TiO2/堇青石和V2O5-WO3/TiO2/堇青石催化剂表面均有硫酸铵盐的生成,且前者的生成量明显低于后者。NH3-DRIFT分析结果表明,在含硫含水气氛中两种催化剂表面Brnsted酸性都被增强,而Lewis酸性有所减弱。进一步的XPS分析结果表明,烟气中的SO2+H2O会使催化剂表面Ce4+向Ce3+发生转化,从而导致化学吸附氧含量增加,这是CeO2/TiO2/堇青石催化剂具有优良抗硫抗水性能的重要原因。

BaO-CeO_2-TiO_2微波介质陶瓷的烧结特性及物相组成

采用TG-DTA、SEM、EDAX、XRD等测试手段研究了BaO-CeO_2-TiO_2微波介质陶瓷的烧结特性及物相组成.BaO-CeO_2-TiO_2的预烧温度和烧结温度分别为900～1100℃和1250～1300℃.结果表明:Ba_(6-3x)Ce_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0.8)在1300℃下烧结后形成了由A、B两相共存的体系,其中A、B两相的元素摩尔比分别为Ce:O=1.0:1.3,Ba:Ti:Ce:O=1.00:6.70:0.35:9.46.此时体系的介电常数为28.72,品质因数为最高值4862.13GHz.

硼掺杂CeO_2/TiO_2光催化剂的制备及其活性研究

在三氯化钛和钛酸丁酯水解过程中引入硼酸、硝酸铈,制备了具有可见光活性的硼(B)掺杂CeO2/TiO2复合氧化物光催化剂,采用XRD、DRS、XPS等手段进行表征,以偶氮染料酸性红B为模型污染物评估了催化活性.结果表明,硝酸铈加入量影响催化剂的吸收带边,随用量增加,吸收带边红移至481nm(Ce/Ti=1.0,摩尔比),继续增加用量,吸收带边轻微蓝移.催化剂晶相组成与焙烧温度有关,500℃时焙烧样品主要由立方晶型CeO2和锐钛矿TiO2组成,焙烧温度高于700℃时,TiO2转化为金红石型,CeO2则无显著变化.随焙烧温度升高,催化剂吸收带边明显蓝移,综合考虑催化剂稳定性和太阳能利用,认为500℃焙烧较为合适.B1s XPS显示仅有少量B原子进入复合氧化物晶格取代了氧原子,主要以B2O3形式存在.酸性红B降解试验显示B掺杂CeO2/TiO2可以提高TiO2的催化活性,紫外光辐射10min最高可使96.0%的酸性红B分解,且反应彻底,表现出较强的氧化能力,但Ce/Ti>0.5(摩尔比)时催化活性显著下降.

CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极,以该复合膜电极为阳极、Cu为阴极,组装高效低耗的斜置双极液膜光催化反应装置,以活性艳红X-3B(RBR)为目标污染物,在可见光激发下进行光催化降解,探讨了电极制备条件对CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极光催化性能的影响,考察了不同条件对RBR脱色率的影响,并初步探究了可见光光催化降解RBR的机制。结果表明:(1)最佳制备条件为CeO2、TiO2摩尔比(简写为n(Ce∶Ti))1∶10、煅烧温度400℃。线性伏安曲线和紫外—可见漫反射谱图分析表明,该制备条件下得到的CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极具有较明显的可见光响应。(2)在RBR初始质量浓度为20mg/L、RBR废水循环流量为5.10L/h、初始pH为2.0的最佳条件下,可见光光催化90min时,RBR脱色率可达80.8%。(3)RBR光催化降解过程中的紫外—可见分光光度谱图分析表明,CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解RBR主要是使其发色基团即偶氮键断裂,并由苯环生成小分子有机酸等中间产物,而不能使其矿化。

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%)。

Fe/TiO_2-CeO_2催化剂室温高效催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶（sol-gel）和浸渍相结合的方法制备Fe/TiO2-CeO2催化剂,以X射线衍射（XRD）和N2物理吸附-脱附对催化剂结构进行了表征.结果表明,Ti的添加抑制CeO2晶粒长大,使TiO2-CeO2具有更小的晶粒尺寸和更高的比表面积.甲基橙催化降解的结果表明当催化剂中Fe,Ti,Ce摩尔比为1∶2∶6时催化剂活性最高,以H2O2为氧化剂对10.0 mg.L-1甲基橙溶液进行催化湿式氧化反应,在低温5~30℃范围内,催化剂均表现出高的催化活性.室温25℃时,当催化剂和氧化剂H2O2（30.0wt%）用量分别为0.07 g和0.04 mol.L-1时,50 min后甲基橙的降解率达96%,且6.0wt%Fe/10.0wt%TiO2-90.0wt%CeO2催化剂的催化性能是6.0wt%Fe/CeO2的1.5倍.同时,催化剂重复性实验结果表明6.0wt%Fe/10.0wt%TiO2-90.0wt%CeO2催化剂具有良好的稳定性.