ZnO/CeO_2复合纳米材料的Rietveld全谱拟合物相表征

通过非均相沉淀法合成ZnO/CeO_2复合纳米材料,并利用XRD粉末衍射法对其进行物相分析、Rietveld全谱拟合法对其进行结构精修。拟合结果表明,该法制备样品为六方相ZnO与立方相CeO_2混合相,平均晶粒尺寸分别为20.0nm和6.9nm,质量分数分别为28.2%及71.8%。精修结果的数值判据为Rwp=5.95%、Rexp=4.06%、GOF=1.47,数值均在正常范围且计算结果可靠。TEM表征进一步证明计算结果可靠。研究结果表明,Rietveld全谱拟合法在研究复合纳米材料的物相比与晶粒大小时更加合理。

陈化时间对CuO/ZnO/CeO_2/ZrO_2甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响(英文)

采用共沉淀法制备了CuO/ZnO/CeO2/ZrO2甲醇水蒸气重整催化剂,探讨了陈化时间对催化剂性能的影响。结果发现,延长陈化时间能增加催化剂的表面铜原子数和改善催化剂的还原性能,但与此同时也降低了催化剂的储放氧性能。延长陈化时间,CuO/ZnO/CeO2/ZrO2催化剂的氢产率随表面铜原子数的增加而成线性增长。另一方面,重整尾气中的CO含量也随着储放氧能力的下降而增加。综合考虑产氢率和重整尾气中CO含量,最佳陈化时间为2h,此时,CuO/ZnO/CeO2/ZrO2催化剂表现出了最佳性能。

氧化石墨烯改性ZnO/CeO_2复合纳米材料的制备及其紫外屏蔽性能研究

以六水硝酸锌、六水硝酸铈、氧化石墨烯为原料,采用溶胶凝胶法制备了氧化石墨烯(GO)改性ZnO/CeO_2复合纳米紫外屏蔽剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对产物的结构、组成及形貌进行表征,研究了氧化铈与氧化锌摩尔比、GO投入量、屏蔽剂用量以及pH值对复合纳米材料紫外屏蔽性能的影响,探索了氧化石墨烯改性ZnO/CeO_2复合纳米的最佳制备条件。结果表明:氧化石墨烯改性ZnO/CeO_2复合纳米材料中GO、CeO_2、ZnO的平均粒径分别为8. 3、15. 4、37. 5 nm。当pH 6. 0、氧化铈与氧化锌摩尔比为4∶1、GO投入量为2. 0g、屏蔽剂用量为0. 06 g/L时,紫外屏蔽性能强弱顺序为:氧化石墨烯改性ZnO/CeO_2复合纳米材料> GO>ZnO/CeO_2复合纳米材料> CeO_2> ZnO。

纳米ZnO/CeO_2复合氧化物的制备及其改性

以燃烧法制备氧化锌并以其为包裹对象用沉淀法合成ZnO/CeO2复合氧化物,采用XRD、SEM、IR、TG-DTA、UV-Vis、TEM对样品进行表征,结果表明氧化铈以包覆形式与氧化锌形成复合氧化物。用改性剂对复合氧化物进行改性研究,以亲油化度考察改性剂的类型、改性剂的用量、改性温度、pH值对改性效果的影响。实验结果表明:当选用硬脂酸钠为改性剂且用量为ZnO/CeO2的4%,改性温度为60℃,pH值为7时,样品粒径明显变小,分散性变好,亲油化度明显提高,可获得最佳改性效果。

GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

以改进Hummers法制得的氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成GO改性氧化锌(ZnO)/二氧化铈(CeO_2)(ZnO/CeO_2)复合纳米光催化剂,并对产物的结构、组成及其形貌进行了表征,并以刚果红(CR)为目标降解污染物,考察了不同配合比的产物在紫外光照射下的光催化性能。研究结果表明:在CeO_2与ZnO摩尔配合比为1∶50,GO用量为0.8g,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的用量为1.0g/L,pH=10,反应120min条件下,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂对100mL(50mg/L)CR的降解率高达94.12%。与相同条件下ZnO/CeO_2复合纳米材料相比,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的光催化性能得到了明显提高。

CeO_2掺杂ZnO厚膜的制备及气敏性能的研究

采用sol-gel法制备ZnO及CeO2掺杂量分别为6%、7%和8%(质量分数)的ZnO粉体。通过XRD、SEM对材料的表面形貌和结构进行表征。研究了掺杂量对粉体制备的影响。采用静态配气法对该粉体制成的气敏元件进行测试,结果表明,在工作温度仅为85℃的条件下,7%(质量分数)CeO2-ZnO气敏传感器对饱和丙酮蒸汽的灵敏度最高达9634,响应时间为3s,恢复时间为2s;在较低浓度2.0×10-4时灵敏度也可达30左右。并对丙酮气敏传感器的气敏机理进行了进一步探讨。

ZnO掺杂纳米CeO_2的共沸蒸馏法合成

采用化学共沉淀法结合正丁醇共沸蒸馏处理前驱体合成了ZnO掺杂纳米CeO2颗粒,通过XRD,DSC/TG,IR, TEM,原子吸收光谱以及紫外透过率分析等方法对其结构和性能进行了表征:并根据XRD线宽法,由Scherrer公式计算其晶粒尺寸,研究了共沸蒸馏、ZnO掺杂、以及焙烧温度和时间对CeO2纳米晶粒尺寸的影响。结果表明:正丁醇共沸蒸馏法能有效脱除前驱体凝胶中的水分,防止干燥和焙烧过程中硬团聚的形成,从而得到粒径更小、分布更均匀、分散性更好的纳米CeO2颗粒:2 mol％～10 mol％掺杂ZnO能与纳米CeO2形成固溶体,且掺入量增加引起纳米CeO2晶粒有所增大;随焙烧温度提高,ZnO掺杂纳米CeO2晶粒显著长大,而高温下随焙烧时间延长,其晶格进一步趋于完整,晶粒尺寸增加;纳米CeO2具有良好的可见光透过和紫外光吸收能力,ZnO掺杂不会影响纳米CeO2的紫外遮蔽效果。

复合ZnO-CeO_2纳米颗粒的分散及其在涂料中的应用

采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,对自制的复合ZnO-CeO2纳米颗粒进行分散。采用FT-IR、XRD和TEM对分散后的样品进行表征。将最佳分散条件下的纳米颗粒经预分散后,加入到自制的水性外墙涂料中,采用紫外-可见分光光度计、紫外灯照射、紫外光耐气候试验箱对样品进行性能测试,并根据国标GB/T 9775—2001检验其性能。研究表明:在50 mL去离子水中,用1.5 g SDBS分散0.5 g复合ZnO-CeO2纳米颗粒,pH为5、超声时间为20 min、温度为50℃时分散最佳。由TEM观察到处理后团聚现象明显降低,XRD显示处理前后晶型无变化,FT-IR显示出分散剂的特征峰。改性涂料中纳米颗粒添加量为1.0%时改性涂料的紫外吸收效果最好,并且表现出良好的紫外吸收稳定性。添加纳米颗粒的涂料的耐人工老化性能较未添加的提高90%,比国标中优等品的要求提高58%。

CuO+ZnO/CeO_2/Al_2O_3水煤气变换活性及其表面形貌网络特征分析

以φ3 mm Al2O3作为主载体,采用浸渍与焙烧工艺,制备水煤气低温变换催化剂:CuO+ZnO/CeO2/Al2O3.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Raman散射光谱分别对催化剂的化学组成、表面形貌以及表面元素键合状态进行表征;对催化剂的水煤气变换反应(WGSR)活性进行测试.在对催化剂表面形貌进行数据挖掘的基础上,利用复杂网络方法对催化剂的表面形貌进行网络建模,并对其网络拓扑参数和同步性进行了计算.计算结果表明,CuO+ZnO/CeO2/Al2O3表面形貌网络度分布具有幂律分布特征;在催化WGSR以后,催化剂表面形貌网络同步性有所增强.

CeO_2/ZnO纳米复合粉体的制备及抗紫外线性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和(CH_3COO)_2 Zn·2H_2O为原料,采用超声—沉淀法制备了纳米CeO_2,ZnO粉体,CeO_2/ZnO纳米复合粉体。研究了不同的铈锌摩尔对复合粉体紫外吸收性能的影响、通过正交实验确定了制备CeO_2/ZnO纳米复合粉体的最佳工艺条件,并采用XRD、IR、TG-DTA、UV-Vis以及激光粒度等测试手段对复合粉体进行了表征。结果表明,在最佳工艺条件下制得的CeO_2/ZnO纳米复合粉体,属于原子级混合,其紫外吸收性能优于单一粉体。

CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3用于1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3,通过XRD检测了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3,揭示了CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3微观结构和内在规律。结果发现,金属离子之间存在协同效应,以1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯为探针反应,评价其催化活性,3%CeO_2的CuO/ZnO/Al_2O_3呈现出最高催化活性。催化反应的最佳反应条件:反应温度为563 K,气时空速为5 h-1,反应时间为5 h,V(氢气)∶V(1,5-戊二醇)=2.0∶1,p(H2)=0.12 MPa,此时,1,5-戊二醇的转化率为93.0%,δ-环戊内酯的选择性和收率最大值分别达到94.0%、87.4%。该方法为1,5-戊二醇气相催化脱氢制备δ-环戊内酯的中试和工业放大性研究提供了基础数据和实验依据。

纳米ZnO/CeO_2抗紫外剂制备工艺研究

以Zn(NO3)2.6H2O、Ce(NO3)3.6H3O、(NH4)2CO3.H2O和PEG400为原料,采用直接沉淀法制备ZnO/CeO2抗紫外剂复合粉体,用XRD测试了纳米颗粒的粒径,研究了n(Zn2+)/n(Ce4+)、PEG400的用量、煅烧温度的最佳工艺,结果表明n(Zn2+)/n(Ce4+)为1∶3、PEG400用量为3mL、煅烧温度为500℃时效果最佳。

紫光激发对CeO_2掺杂ZnO纳米线气敏性能的影响

以物理热蒸发法制备的CeO2掺杂ZnO纳米线为气敏基料,制作成旁热式气敏元件,采用紫光(波长(为3702～395nm)激发,用静态配气法对浓度均为1×10-2%的甲烷和一氧化碳进行了气敏性能的测试。结果表明,在紫光激发下,CeO2掺杂ZnO纳米线气敏元件对甲烷和一氧化碳的灵敏度分别提高了300%和305%,对甲烷和一氧化碳的响应时间分别缩短了3s和4s;恢复时间分别缩短了2s和4s。并且随着紫光强度的增大,元件的气敏性能提高。

CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3催化合成二乙基甲苯二胺及性质

采用柠檬酸为络合剂,溶胶-凝胶法制备系列CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3,在3.0 MPa压力和220~230℃反应条件下,甲苯二胺(TDA)和乙烯催化合成二乙基甲苯二胺(DETDA)为探针反应,考察其催化性能,其中CeO_2掺杂量为3%,催化活性最高。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、差热重量分析法(DTG-DTA)、核磁氢谱1 H NMR对CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3、DETDA、TDA进行检测和表征,揭示了它们的微观结构和内在规律性。XRD检测发现CeO_2掺杂量增多,CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3衍射峰强度增强,提高了晶化程度,金属原子存在协同效应,增多了活性中心。FT-IR揭示了DETDA内部化学键键型,拥有甲基、亚甲基的多取代芳胺。DTG-DTA检测出的质量变化与热效应两种信息,DETDA的DTG-DTA曲线在66.0、271.0℃存在二个吸热峰,分别为氨基脱离苯环、DETDA的分解产生。通过1 H NMR对DETDA、TDA检测,得到DETDA、TDA的氢原子的数目分别为18和10,分子中各个氢核对应所归属的吸收峰,分别和它们分子式中的氢原子数目吻合。CeO_2-CuO/ZnO/Al_2O_3催化合成DETDA,反应条件温和,工艺流程简单,容易实现高效率和连续化工业生产,因此具有广阔的发展前景。

Ag/SiO_2-ZnO-CeO_2催化剂上甘油与苯胺液固相高效催化合成3-甲基吲哚

3-甲基吲哚作为一种应用极广的氮杂环化合物,可以合成许多在工、农、医等领域有重要用途的化学品.以生物柴油副产物甘油为主要原料与苯胺反应合成3-甲基吲哚是目前最理想的合成方法,不仅价格低廉,而且绿色环保.以Ag/SiO_2为催化剂,向其添加ZnO及CeO_2助剂,在不锈钢高压反应釜中通过液固相反应一锅高效催化合成3-甲基吲哚,通过H2程序升温还原、X射线粉末衍射、透射电镜、NH3程序升温脱附和热重等手段对催化剂进行表征.结果表明:加入ZnO助剂能增强活性组分银与SiO_2载体的相互作用,有效提高银在SiO_2-ZnO表面的分散度,并抑制银粒子在反应过程中的烧结.CeO_2助剂的加入能在一定程度上减弱催化剂的中强酸酸性,从而抑制反应过程中积碳的形成.当ZnO和CeO_2助剂含量分别为1.00和0.04mmol/g时,Ag/SiO_2-ZnO-CeO_2催化剂表现出很高的催化性能,反应16h,3-甲基吲哚的收率可以达到70%.该催化剂重复使用5次,其目标产物收率尚能达到63%.

Ag/CeO_2-ZnO催化剂上甲醇部分氧化制氢气研究

研究了用于甲醇部分氧化制氢气反应的Ag/CeO2-ZnO催化剂的制备条件以及反应条件对催化剂性能的影响。Ag/CeO2-ZnO催化剂中银含量、焙烧温度、反应温度以及反应气的比例等对催化剂性能具有很大的影响。Ag/CeO2-ZnO催化剂的制备条件以及反应条件控制在一定范围内时,Ag/CeO2-ZnO催化剂对甲醇部分氧化制氢气具有很高的催化活性与选择性。

NiO-CeO_2/ZnO催化剂制备及其乙醇水蒸气重整制氢性能

通过共沉淀法制备了一系列不同质量分数CeO2的NiO-CeO2/ZnO催化剂,在固定床反应器中检测其制氢性能。运用XRD、BET、SEM等手段对催化剂进行表征发现:CeO2质量分数决定催化剂的制氢性能,其中15%NiO/5%CeO2/ZnO表现出最好的氢气产率和选择性。质量分数为5%CeO2的加入,可以有效地增强NiO与CeO2、ZnO之间的相互作用,减小活性组分NiO的粒径,促进其分散性,增大比表面积,NiO也更易于被还原,从而得到更好的制氢性能。

Cu-ZnO-CeO_2催化剂组成对CO_2加H_2合成甲醇性能的影响

采用并流沉淀法分别制备了CuO-CeO_2(物质的量比为5∶1)、CuO-ZnO(物质的量比为5∶4)、CuO-ZnO-CeO_2(物质的量比为5∶4∶1)三组目标催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氢气升温还原(H2-TPR)、CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、N2O滴定表征技术对催化剂的物化性能进行了测试,并在高温高压微催化反应器中对催化剂进行活性评价。研究了CuO-ZnO-CeO_2组成对CO_2加氢合成甲醇的影响。结果表明,与二组分催化剂相比较,三组分CuO-ZnO-CeO_2催化剂物化性能及催化活性发生了很大变化,催化剂表面碱性位增强,热稳定性增强,CuO颗粒粒径变小,铜分散度以及氧空位浓度提高,最终催化活性显著提高。其中,CuO-ZnO-CeO_2催化剂中,CuO颗粒粒径为8.2 nm,铜的比表面积为68.4 m^2/g,铜分散度为7.19%,甲醇的选择性和收率分别为48.6%和0.057 mmol/(g·min),催化剂活性较好。

CuO-ZnO-CeO_2/Al_2O_3催化剂的催化及表征

采用共沉淀法制备了用于催化湿式氧化工艺的CuO-ZnO-CeO2/Al2O3催化剂,采用X射线衍射(XRD)对催化剂进行了表征,并以实验室配置的苯酚溶液为目标污染物,考察了CuO-ZnO-CeO2/Al2O3催化剂的活性和稳定性。结果表明,Ce的加入有提高催化剂体系分散度的作用;催化剂中的活性组分Cu、Zn、Ce分别以CuO、ZnO、CeO2的形式存在,并成功负载于载体Al2O3;对于初始质量浓度为900mg/L的实验室配置苯酚溶液,在反应温度为180℃,压力为4MPa,搅拌速度为300r/min,催化剂加入量为0.1g/(100mL),反应时间30min时,化学需氧量(COD)去除率达到95%。

CeO_2掺杂对ZnO薄膜气敏特性的影响

ZnO薄膜进行CeO2掺杂,研究掺杂含量和热氧化对薄膜结构、表面、晶粒尺寸及气敏特性的影响。结果显示,用热蒸发制备的高纯Zn膜经500℃热氧化,获得c轴取向ZnO多晶薄膜。掺CeO2可抑制晶粒生长使颗粒细化平均粒径减小,同时改善了ZnO薄膜的体相化学计量比,Zn与O的比例从未掺杂时1∶1.28降到1∶1.191。XPS分析给出薄膜中Zn显+2价,O为-2价。掺CeO2(9%)可大大提高薄膜对乙醇和丙酮的敏感性,灵敏度分别达35和40。