甲烷在Ni/TiO_2催化剂表面的活化

考察了Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性，实验表明，以ＴｉＯ２为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性，尤其对Ｈ２的选择性较高，对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性．采用脉冲－质谱在线分析等技术，在无气相氧条件下向Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂脉冲ＣＨ４，发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关．ＣＨ４与Ｎｉ／ＴｉＯ２催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象，可能是这种溢流效应使得Ｎ／ＴｉＯ２催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能．

稀土改性Ni/TiO_2光催化剂及其重复利用催化活性

用溶胶-凝胶法制备了La或Ce改性的0.3%Ni/TiO2(即La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2),考察了La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2在催化降解甲基橙水溶液过程中的重复利用性能,并用XRD、N2吸附-脱附以及XPS等手段对催化剂进行了表征分析。研究表明,适宜La和Ce掺杂量(La/Ti、Ce/Ti摩尔比)分别为0.15%和0.1%,适宜焙烧温度为400℃。在酸性条件下(pH=3),La-Ni/TiO2和Ce-Ni/TiO2与Ni/TiO2光降解甲基橙的能力相当,但La或Ce掺杂使Ni/TiO2催化剂的重复使用能力提高。催化剂上存在低结合能的低价钛离子(如Ti3+),低价钛离子的含量和结合能大小是衡量催化剂光催化降解活性的重要因素。可能是La或Ce使催化剂在使用过程中低价钛离子得到较好保留,从而使催化剂活性得到较好维持,催化剂重复使用性能提高。

Ni-TiO_2介孔材料的低热固相合成及其光降解甲基橙的动力学

以十六烷基三甲基溴化铵为模板,通过钛酸丁酯与六水氯化镍的固相反应直接合成了镍掺杂的二氧化钛(Ni-TiO2)介孔材料.用X射线衍射、高分辨透射电镜、N2脱附-吸附、红外、紫外以及拉曼光谱仪等分析技术对材料进行了物相与表面织构表征;通过电感耦合等离子发射光谱仪对材料的元素组成进行分析;同时研究了材料对甲基橙的光降解性能.结果表明,所得的介孔材料是锐钛矿型,金属镍已进入了二氧化钛骨架,镍的含量为3.62wt%;孔壁是由无定形的晶界与微晶组成,并伴有结构缺陷和痕量的金属镍氧化物;其BET比表面积为102.4m2/g,孔半径分布中心为2.4nm.在298K下,Ni-TiO2介孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解行为遵循准一级动力学反应规律,其反应速率常数比纯TiO粉体大二倍,且存在明显的浓度效应.

(Ni-Mo)/TiO_2纳米薄膜光催化降解刚果红的性能与机理

用恒电流复合电沉积方法制备(Ni-Mo)/TiO2薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,以刚果红为模拟污染物对薄膜的光催化性能进行了测定,并讨论了刚果红溶液的pH值对薄膜光催化活性的影响.采用循环伏安技术和向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光催化降解机理进行了探索.结果表明:(Ni-Mo)/TiO2薄膜是由粒径为50-100nmTiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜.薄膜具有较高的光催化活性,卤钨灯照射80min后,复合薄膜光催化刚果红的降解率是多孔TiO2(DegussaP25)/ITO(氧化铟锡)纳米薄膜的2.43倍.(Ni-Mo)/TiO2薄膜光催化活性的提高主要归因于薄膜层中有效形成的(Ni-Mo)/TiO2异质结和良好的电子通道,以及Ni-Mo纳米晶合金对溶解氧和激发电子还原反应的催化作用.分别给出了在紫外和可见光下薄膜光催化降解刚果红的反应机理.

Ni掺杂TiO2/RGO纳米复合材料的制备及其催化性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后采用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米粒子,进而合成出TiO2/RGO纳米复合光催化剂。最后用氧化石墨烯(GO)作为载体,以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和氯化镍(NiCl2)为前驱体,以聚乙烯亚胺(PEI)为交联剂,采用一步水热法合成了过渡金属Ni负载TiO2/RGO三元复合纳米光催化剂(Ni@TiO2/RGO)。对制备出的各类光催化剂的结构、组成进行了FTIR、DRS、SEM和EDS分析,并且将其应用于光催化降解亚甲基蓝(MB)溶液。实验结果表明:Ni@TiO2/RGO复合光催化剂具有较高的光催化活性和良好的循环再生能力,在170 min内降解率达到91.8%,循环利用8次后其降解率依然可达到80%。

室温铁磁性Ni^(2+)掺杂TiO_2纳米带的制备与表征(英文)

通过水热离子交换方法,制得不同含量的过渡金属离子Ni2+掺杂的、锐钛矿型的TiO2纳米带.使用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),X射线光电子能谱(XPS),傅立叶变换红外(FTIR)光谱和磁性测试等手段对样品进行了详尽的表征.结果表明,经过离子交换,Ni2+离子进入到了TiO2纳米带的晶格中,其中并没有形成金属Ni团簇或纳米颗粒.此外,磁性测试的结果表明,实验制备的Ni-TiO2样品具有室温铁磁性和磁滞回线特性,并且,由于TiO2纳米带中Ni2+离子有较好的分散性,在相同的外磁场条件下,样品的磁化强度随着掺杂Ni2+含量的增加而增大.

复合电沉积制备(Ni-Mo)-TiO_2电极及其电催化析氢性能

为开发新型廉价高效的析氢材料,用恒电流复合电沉积方法制备了(Ni-Mo)-TiO2复合电极,讨论了TiO2悬浮量和电沉积时间对电极催化析氢性能的影响.用XRD和SEM对电极的晶体结构和表面形貌进行了表征,以稳态极化曲线对电极的催化析氢特性进行了评价.结果表明,(Ni-Mo)-TiO2电极是纳米TiO2粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合电极.电极具有较高的催化析氢活性.在25℃、0.5mol.dm-3H2SO4溶液中其表观交换电流密度是Ni-Mo合金电极的2.6倍,是Ni电极的60倍.在电流密度为100mA·cm-2时,电极电势相对于Ni-Mo电极正移了120mV,相对于Ni电极正移了542mV.催化活性的提高源于反应机理的改变,表观活化吉布斯自由能相对于Ni-Mo合金电极降低了24.48kJ·mol-1.

Ni-TiO_2基纳米复合电刷镀层微观结构及腐蚀电化学行为

研究了用电刷镀在Q235钢上制备出Ni-TiO2纳米复合镀层复合镀液中,纳米颗粒的加入量及不同的表面活性剂对镀层性能的影响。采用SEM对复合镀层的表面形貌进行分析,用极化曲线研究了纳米复合镀层在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为,结果表明:与纯Ni镀层相比,Ni-TiO2纳米复合镀层晶粒更加细小,空隙率更低,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层效果最为显著;复合镀液中纳米TiO2质量浓度为10g/L时,复合镀层的耐腐蚀性能最优;纳米颗粒含量相等的情况下,阳离子表面活性剂分散镀液所得镀层具有最好的耐腐蚀性能。

Ni-P-TiO2纳米复合镀层的制备及性能研究

用化学沉积方法制备了Ni-P-TiO2纳米复合镀层,通过XRD、SEM、TEM和EDS对纳米复合镀层进行了表征,分析了在3.5%NaCl溶液中TiO2纳米颗粒浓度对纳米复合镀层的耐蚀性能影响,研究了热处理温度对复合镀层显微硬度的影响。结果表明:所得复合镀层中纳米粒子的复合量可达到11.33%;在3.5%NaCl溶液中,当TiO2浓度为8g/L时复合镀层腐蚀电位最高,耐蚀性能最好;在镀态或热处理后,复合镀层的硬度都明显高于Ni-P合金镀层,且经过400℃热处理后,复合镀层的硬度高达Hv1160。

纳米Ni/TiO_2粉体的制备及其光催化性能

以四氯化钛为主要原料,通过溶胶法合成了纳米TiO2和Ni/TiO2粉体。研究发现掺杂镍,能够有效延缓锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2转变,提高Ni/TiO2粉体的催化活性;在500℃焙烧的Ni/TiO2催化剂,能较好催化溴甲酚绿染料在紫外光下降解。

Ni-P-TiO_2(ZrO_2)纳米复合材料镀层性质及工艺优化

制备了N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2纳米复合材料镀层,研究了温度、络合剂等对A3钢片上N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2纳米复合材料镀层的影响。用扫描电子显微镜(SEM)观察外貌;称重法测定厚度;通过10%NaC l溶液测定其耐腐蚀性;GB5935-86标准贴滤纸法测定其孔隙率;MH-3显微硬度仪测定其硬度。结果表明:在所选条件下,可得光亮、致密、耐腐蚀性、硬度强于A3钢、N i-P镀层的纳米复合材料镀层。N i-P-ZrO2和N i-P-TiO2镀层的腐蚀速率分别为0.0247、0.0322g/(m2.h)。

Ni-P/TiO2非晶态催化剂对α-蒎烯加氢的性能

采用化学还原法制备Ni-P/TiO2非晶态催化剂,以α-蒎烯加氢反应为探针反应,考察了催化剂制备条件对其催化性能的影响,得到适宜的制备条件为载体与NiCl2·6H2O质量比为3∶1,P/Ni摩尔比为2.5∶1,反应温度为25℃,pH为11。结果表明:该条件下制备的催化剂对α-蒎烯加氢具有较高的催化活性,α-蒎烯转化率为99.89%,顺式蒎烷选择性为98.48%,收率为98.37%,且可重复使用8次。以XRD、BET、DSC、XPS、TEM为表征手段,对催化剂失活前后的结构及形貌进行了分析,结果表明:新鲜催化剂为粒径均一的球形颗粒,粒径约为100nm,分散性较好,引入TiO2有效提高了Ni-P粒子的热稳定性,将其晶化温度分别提高了78℃、190℃和115.1℃,而失活催化剂的分散度、Ni^0含量均有下降,出现了活性组分流失、氧化及团聚等现象,这可能是导致催化剂失活的主要原因。

低温燃烧合成纳米Ni掺杂TiO_2光催化剂的表征及活性研究

采用低温燃烧合成法制备了Ni掺杂TiO2光催化剂，通过紫外一可见漫反射光谱（UV—Vis DRS）、X射线粉末衍射（XRD）、激光散射、热重一差示扫描量热分析（TG—DSC）等方法对催化剂的光吸收特性、晶相组成、粒度分布、升温过程中化学变化等进行了表征，以亚甲基蓝为模型污染物考察了催化剂在可见光下的光催化活性．结果表明，相对P25而言，Ni掺杂TiO2的光吸收带边红移，当Ni／Ti原子比为0．4时，催化剂的带隙宽度为2．3eV，对应的吸收带边为564nm；催化剂晶型以锐钛矿TiO3为主，随Ni掺杂量增大，NiTi03比例升高；催化剂粒径主要分布在50～150nm之间，占总量的96．9％；升温过程中催化剂在445．2℃发生晶型转化，出现锐钛矿和NiTiO3晶体．催化剂显示出较高的催化活性，在可见光作用150min后最高可使93．9％的亚甲基蓝分解，活性高于P25．

TiO_2纳米粒子对Ni-PTFE镀层微观组织结构和性能的影响研究

为了进一步提高Ni-PTFE镀层的硬度和耐磨性,在保持镀层自润滑性能的基础上,采用纳米溶胶技术与复合电镀技术相结合的方法,将纳米TiO2溶胶加入到电解液,制备获得TiO2纳米粒子强化的Ni-PTFE-TiO2复合镀层。通过对显微硬度、摩擦学性能和微观组织结构的分析表明,适量纳米TiO2溶胶的加入,细化了Ni-PTFE镀层,提高了镀层的致密性,在一定范围内硬度和耐磨性得到了显著提高。其中在PTFE含量为30g/L的镀液中,加入30mL/LTiO2溶胶制得的Ni-PTFE-TiO2镀层,硬度从未加TiO2溶胶时的HV360提高到了HV480。

Ni^(2+)/TiO_2介孔材料光催化降解造纸废水影响因素的研究

溶胶-凝胶法合成了不同Ni掺杂量的Ni2+/TiO2介孔复合材料。用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外(FT-IR)光谱和N2吸附脱附等对产物结构进行了表征。考察了Ni掺杂量、催化剂的用量、初始pH、外加氧化剂等因素对光催化降解造纸废水的影响。结果表明:Ni2+/TiO2介孔复合材料光催化降解造纸废水的最佳反应条件为:Ni掺杂量为2%、催化剂用量1.5g/L、初始pH=4、通氧;光照4 h后,废水色度去除率达100%;12 h后,废水CODCr去除率达到83.4%。

糠醛液相加氢用Mo改性Ni-B/TiO_2-Al_2O_3(S)非晶态合金催化剂

以溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-Al2O3(S)负载非晶态Ni-B合金用于催化糠醛液相加氢反应,并研究了Mo对催化剂的改性作用.采用ICP(等离子发射光谱)、DSC(差示扫描量热)、N2吸附、TPR(程序升温还原)和TPD(程序升温脱附)等技术对催化剂进行了表征.研究结果表明,与单一氧化铝载体相比,复合载体负载的Ni-B合金催化性能明显提高,这是由于在同样的制备条件下,复合载体负载的Ni-B中Ni含量更高,同时TiO2分散到了!-Al2O3的孔中,堵住了部分细孔,有利于产物糠醇扩散出来,防止深度加氢.Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的热稳定性,增大Ni的负载量,使部分氧化态物种变得易于被还原,表面出现新的加氢活性中心,并增加化学吸附中心数,减弱吸氢强度,因而显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的活性;Mo添加使Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的平均孔径及总孔容均增大,有利于产物糠醇扩散出来,还能使糠醇更易从催化剂的表面脱附,防止其深度加氢,因而提高了糠醇的选择性.当Mo含量为1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%.

(Ni-Mo)-TiO_2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以恒电流复合电沉积方法制备(Ni-Mo)-TiO2薄膜。采用SEM、XRD和DRS对薄膜的表面形貌、相结构和光谱特性进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性进行测定,讨论罗丹明B溶液的pH值、通入气体以及不同辐射光波对薄膜光催化性能的影响,并推测光催化机理。结果表明:(Ni-Mo)-TiO2薄膜是由TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜。薄膜具有较高的光催化活性,在可见光和紫外光照射下,罗丹明B的降解率分别为多孔P25 TiO2粒子薄膜的2.0倍和1.7倍。复合薄膜光催化活性的提高主要源于在薄膜层中能有效形成(Ni-Mo)/TiO2异质结和良好的电子通道,它一方面可以促使光生电荷的分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应。

TiO_2对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了一系列不同TiO2含量的TiO2-Al2O3复合载体,并通过浸渍法制备了NiO/TiO2-Al2O3催化剂。分别考察了不同TiO2含量的NiO/TiO2-Al2O3催化剂及反应温度对CO甲烷化催化性能的影响。实验结果表明,当复合载体中TiO2质量分数为30%,反应温度为350～450℃时,催化剂催化活性较高。利用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂物化性能进行了表征。结果表明,加入适量的TiO2能抑制镍铝尖晶石NiAl2O4物种的生成,改善NiO的表面分散性能,避免大晶粒NiO的形成,也改善了催化剂的还原性能,从而提高催化剂的CO甲烷化活性。

有机体系中制备纳米TiO_2掺杂Ni电极及其性能测试

在无隔膜电解槽中合成金属醇盐N iTim(OR)3m+1(acac)m+1,直接水解形成凝胶,干燥后在550℃煅烧2 h,制得纳米N i/TiO2粉体。通过电合成与沉积得到高活性的纳米N i/TiO2修饰电极,采用循环伏安比较研究了TiO2和N i/TiO2电极在H2SO4溶液中的氧化还原行为。结果表明,所得前驱体中含有乙酰丙酮基[acac-],所得纳米粉体粒径为20 nm;N i/TiO2电极在1 mol/L H2SO4溶液中有两对氧化还原峰,掺杂N i电极的放电电流明显增大,达到75 mA.cm-2。

电沉积制备(Ni-W-P)-TiO_2纳米复合电极的催化析氢性能

用恒电流复合电沉积方法制备(Ni-W-P)-TiO2复合电极,讨论TiO2悬浮量和电沉积时间对电极催化析氢性能的影响。采用SEM和XRD对电极的表面形貌和晶体结构进行分析,以稳态极化曲线对电极的催化析氢特性进行评价,并推测其反应机理。结果表明:(Ni-W-P)-TiO2电极是纳米TiO2粒子相和纳米晶Ni-W-P固溶体相构成的复合电极,具有较高的催化析氢活性;在25℃、0.5mol/LH2SO4介质中(Ni-W-P)-TiO2电极的表观交换电流密度是Ni-W-P合金电极的2.7倍,是Ni电极的53倍;当电流密度为100mA/cm2时,该电极电势相对于Ni-W-P电极正移了176mV,相对于Ni电极正移了581mV;(Ni-W-P)-TiO2复合电极催化活性的提高主要源于反应机理的改变,复合电极表面的TiO2纳米粒子与Ni-W-P合金具有明显的电子协同效应。