基于BP神经网络模型优化Fe_(1-x)O基氨合成催化剂

运用BP神经网络建立了助催化剂含量与催化剂活性之间的预测模型,对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂的助催化剂进行优化。首先将前期实验数据整理归纳为含有3、4、5、6和7个助催化剂等5类催化剂,以助催化剂含量(体积分数)为输入变量,以425℃反应器出口氨浓度(活性)为输出变量,对助催化剂进行优化。结果表明,BP神经网络预测模型拟合值均方误差最高为0.2784,预测值均方误差最高为0.1592,构建的BP神经网络模型准确度较高。在该模型的基础上,运用多种群遗传算法进行极值寻优,求解最优的催化剂配方,并进行实验验证。结果表明,根据优化结果制备5个样品的实验测定值与预测值的相对误差最高为2.88%,优化结果较为准确;含有7个助催化剂的催化剂活性最高为18.83%,比原样本的统计平均活性值(17.52%)高1.31%,相对提高7.48%,助催化剂含量优化取得满意的结果。

CFB中基于赤泥催化的N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同降低技术路线

随着污染物排放标准越发严格,为进一步发挥循环流化床污染物控制成本低的优势,需要明晰各个运行参数和因素对N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)排放的影响规律,挖掘N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同超低排放的可能性。基于“十四五”规划的要求和N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)的研究现状,初步形成了一条或实现N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)协同降低的技术路线:在保证燃烧效率的前提下,选择合适的床料(如赤泥)在炉内通过催化或反应脱除N_(2)O,通过平衡赤泥中的铝铁比例,实现N_(2)O和NO_(x)的双低排放,同时由于赤泥良好的吸附能力和较强的碱性,可进一步实现SO_(2)的脱除。如必要,通过流态重构或超细石灰石等将剩余的NO_(x)和SO_(2)降至合理水平,或通过SNCR和脱硫塔分别处理剩余的NO_(x)和SO_(2),使其达到排放标准,从而实现N_(2)O/NO_(x)/SO_(2)的协同超低排放。

不同生长温度下Zn_(1-x)Sb_(x)O薄膜的结构与发光性能研究

采用固相反应法制备了不同比例的Sb掺杂ZnO靶材,并用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基底上制备了Zn_(1-x)Sb_(x)O薄膜。通过XRD、光致发光(PL)谱对所制薄膜进行了结构表征和性能分析,探讨了不同Sb掺杂量和不同生长温度对薄膜结晶质量和发光性能的影响。结果表明:对比纯ZnO的PL谱发现ZnSbO薄膜出现了紫外峰,且随着Sb浓度的增加,所有发光峰的强度相对增大;针对Zn_(0.98)Sb_(0.02)O薄膜,不同的基底生长温度改变了薄膜的紫外和蓝光发射强度,500℃下薄膜具有最好的结晶质量和最强的发光峰;对于500℃下生长的Zn_(0.98)Sb_(0.02)O薄膜,当激发光源波长从325nm变化到300nm,峰位红移,而且紫外峰与蓝光锋强度比由1∶3变为12∶1。据此,可以通过改变Sb掺杂量、生长温度和激发光源波长,从而制备出不同波段、不同强度的发光器件。

充分稳定和暴露的铜基异质结实现CO_(2)高效电还原制乙醇

二氧化碳(CO_(2))虽然被视为破坏生态环境的温室气体,但也是储量最丰富的碳资源,对其进行转化和利用将对社会环境和能源结构产生深远影响.电化学还原CO_(2)(CO_(2)RR)不仅转化效率高,而且成本较低,有望实现规模化生产.在众多催化剂中,廉价易得的铜基催化剂被认为是电化学催化还原CO_(2)生成高附加值产物的理想催化剂之一,其中铜氧化物的存在是CO_(2)RR生成高附加值产物的关键.然而,CO_(2)RR过程是在负电位下进行的,当施加电位低于‒0.1 VRHE时,铜氧化物很容易被还原为金属态铜.因此,催化剂稳定氧化态铜的能力在保持连续、高效和稳定的CO_(2)RR产多碳产物性能中至关重要.本文将简单的O_(2)等离子体处理技术与静电纺丝技术相结合,合成了多孔碳纳米纤维负载的Cu/Cu_(x)O异质结催化剂,并考察了其催化CO_(2)RR的性能.在静电纺丝过程中,Cu-ZIF-8前驱体的加入使得热处理后的原丝纤维中形成了丰富的网络贯穿多孔结构,该结构有效地实现了铜纳米颗粒的均匀分散;随后,通过O_(2)等离子体处理技术,在碳纳米纤维中构建了大量的开放介孔,为CO_(2)的吸附和反应提供了有利环境,并使Cu/Cu_(x)O异质结位点暴露于反应界面.电化学性能测试结果表明,在400 mA cm^(‒2)电流密度下,独特的Cu/Cu_(x)O异质结活性位点电催化还原CO_(2)生成乙醇的法拉第效率可达70.7%,该性能优于未经O_(2)等离子体处理的多孔铜纳米纤维.此外,高暴露的Cu/Cu_(x)O异质结活性位点显著地增加实际参与反应的活性位点数量,经计算Cu/Cu_(x)O异质结CO_(2)RR产乙醇的质量活性高达8.4 A mg^(‒1),是目前报道生产乙醇的较高质量活性.多孔碳纳米纤维衬底不仅具有协同电子输运能力,而且在CO_(2)RR测试中施加的负电压有助于维持Cu/Cu_(x)O异质结构的稳定性,使其在高电流密度下能够保持长时间的催化稳定性.此外,本文利用原位拉曼光谱和红外光谱、有限元模拟及密度泛函理论计算等方法深入研究了Cu/Cu_(x)O异质结的催化机理.原位拉曼光谱和红外光谱表征结果证实了在CO_(2)RR过程中Cu_(x)O的动态稳定状态以及关键信号*CO和C‒C键的存在;理论计算表明,Cu/Cu_(x)O异质结的存在促进了关键中间体*CO的溢流,降低了C‒C耦合过程的反应能垒,从而提高了还原产物乙醇的产率.综上,本文成功地在多孔铜纳米纤维中引入氧化物物种,并优化了纤维孔结构.其表现出了较好的电催化还原CO_(2)性能,可高选择性生成乙醇,其独特的多孔碳纤维结构充分暴露了活性位点,实现了较高的质量活性.本文所采用的催化剂组分和微观结构的调控策略为提升电催化中催化剂稳定性和催化活性提供了有益的借鉴.

钙钛矿型LaFe_(1-x)Cu_xO_3的光催化活性研究

用柠檬酸络合法制备了钙钛矿型 La Fe O3及 La Fe1 - x Cux O3化合物 ,测定了其对酸性红 3B等水溶性染料的光催化降解活性 .利用红外、紫外和光声光谱、正电子寿命谱及光电子能谱等技术分析了 La Fe O3的光催化性能及掺杂对其活性的影响 .结果表明 ,掺杂 Cu2 + 可使 La Fe

新一代三效催化剂的关键材料─Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体研究进展

汽车尾气排放法规的日趋严格迫切要求开发高性能的三效催化剂。传统三效催化剂中的CeO2 高温下易发生烧结而降低或失去储氧能力。而加入锆所形成的CexZr1 -xO2 固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力 ,可以作为新一代三效催化剂的关键材料。

夏季渤海NO_x、O_3、SO_2和CO浓度观测特征

利用 2 0 0 0 0 8～ 2 0 0 0 0 9渤海海上观测资料 ,初次揭示了渤海污染物浓度的时间变化特点 ,分析了光照、天气等因素对NOx、O3、SO2 和CO气体浓度的影响 .SO2 浓度比较稳定 ,浓度平均值在 0 0 0 6mg·m- 3左右 .O3浓度变化主要受辐射影响 .在弱天气形势下 ,CO和NOx 浓度分别在 2 5～ 3 5mg·m- 3和 0 1mg·m- 3左右 ,台风天气会造成浓度在短时间内的剧烈增长 .文中还简要说明了渤海大气污染与陆地污染的差异 ,评价了渤海夏季的空气质量 .

脉冲激光沉积法生长Zn_(1-x)Mg_xO薄膜

采用脉冲激光沉积法 ,生长出没有组分偏析 ,晶体质量好的 Zn1 - x Mgx O薄膜 (x=0 .2 ) .研究了衬底温度对Zn0 .8Mg0 .2 O薄膜晶体质量、晶粒度大小的影响 ,发现最佳衬底温度为 6 5 0℃左右 .对 Zn0 .8Mg0 .2 O薄膜进行了光致发光分析 ,发现相对 Zn O晶体有 0 .4 e

LiNi_xCo_(1-x)O_2合成条件对其结构与性能的影响

研究了在空气下固相合成LiNixCo1-xO2 的工艺及反应预处理方式、不同锂源、温度、时间和配比等因素对产品结构与性能的影响 .结果表明 :采用LiOH为锂源、采取混合研磨后压块以及烘干Ni(OH ) 2 、Co(OH) 2 后加入氢氧化锂的预处理方式更有利于合成反应的进行 ;在 6 0 0℃预烧一段时间的条件下 ,75 0℃恒温合成的产物比 6 5 0℃、85 0℃保温合成的产物层状结构更明显 ,首次充电容量更高 ;在一定范围内 ,随合成时间的增长 ,产物的衍射峰强度增大 ,结构更完整 ,电性能更好 ;按镍钴的不同配比 ,均能合成结构良好的LiNixCo1-xO2 ,而配比为n(Li) :n (Ni) :n (Co) =1.15∶ 0 .3∶ 0 .7时合成的产物初始容量较高 ,达到15 6 .146mAh/g .

Ce_(1-x)Eu_xO_(2-δ)(x=0.05～0.50)固溶体的溶胶-凝胶法合成与性质研究

利用溶胶 -凝胶方法合成了固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ,通过XRD ,Raman ,XPS和交流阻抗谱系统研究了固溶体Ce1 -x EuxO2 -δ的结构 ,确定了稀土离子价态及掺杂对CeO2 基电解质电性能的影响 .XPS分析表明固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ中 ,Eu离子价态为 +3价 ,Ce离子主要以Ce4+ 离子形式存在 ,阻抗谱测试表明低价离子掺杂使固溶体Ce1 -xEuxO2 -δ的导电率得到很大提高 ,导电率x =0 .2时达到最大值σ60 0℃ =2 .87× 10 -3 S·cm-1 .导电活化能为Ea=0 .72eV .

LaFe_(1-x)Cu_xO_3光催化降解水溶性染料的活性

采用柠檬酸法合成了钙钛矿型复合氧化物催化剂ＬａＦｅＯ３ ， 并按不同比例进行掺杂，制备了ＬａＦｅ１ － ｘＣｕｘＯ３（ｘ ＝ ０－０１～０－０９）系列样品． 以高压荧光汞灯为光源，测定了该系列样品对酸性红３Ｂ等水溶性染料的光催化降解活性． 采用红外、紫外、光声光谱及正电子寿命谱等技术分析了催化剂的光催化性能及掺杂对活性的影响． 结果表明，掺杂后ＬａＦｅＯ３ 的光催化活性明显提高，这主要与Ｂ离子的ｄ 电子结构有关．

络合溶胶凝胶法制备LaCo_(1-x)Cu_xO_3纳米晶及其对酸性黑10B的光催化降解

以EDTA为络合剂、PEG为分散剂 ,采用络合溶胶 凝胶法合成LaCo1 -xCuxO3复合氧化物纳米晶。通过TG DTA ,XRD ,SEM等手段对凝胶的热分解机制、LaCo1 -xCuxO3的形成过程、纳米晶的物相结构、微观形貌、粒度大小等进行了研究。结果表明 :硝酸根离子可以加速EDTA 凝胶的热分解 ,仅在 60 0℃焙烧即可得到颗粒细小、组分均匀、钙钛矿型LaCo1 -xCuxO3纳米晶 ,颗粒基本呈球形 ,粒径为 5 0nm左右。与传统的固相反应相比 ,该法制得的LaCo1 -xCuxO3组分均匀 ,化学计量比易于控制 ,烧成温度低。而且 ,由于EDTA可以和元素周期表中绝大多数金属元素络合 ,因此 ,该技术可广泛应用于复杂氧化物体系纳米材料的制备及研究。光催化性质研究发现 :在适宜条件下 ,LaCo1 -xCuxO3可使染料酸性黑 10B的脱色率达近 10 0 %。

新体系氨合成催化剂母体中Fe_(1-x)O的歧化及其效应

Ｆｅ１－ｘＯ基氨合成催化剂分别在室温和２５０℃下真空脱气２ｈ和５ｈ后，再在真空和４００℃下进行６０ｈ的热处理．利用ＸＲＤ，ＴＧ和催化反应评价等方法研究了真空热处理过程中Ｆｅ１－ｘＯ的歧化行为及热处理对Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂还原性能和催化活性的影响．结果表明，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂母体中的Ｆｅ１－ｘＯ在热处理过程中的歧化行为与助催化剂有关，助催化剂对Ｆｅ１－ｘＯ的歧化有一定的抑制作用．无助催化剂和单、双助催化剂的Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂经热处理后，其母体中有不同量的Ｆｅ３Ｏ４和αＦｅ生成；但在热处理的多助催化剂的Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂母体中没有观察到新物相的生成．真空热处理明显影响Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的还原性能，但对Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂活性和稳定性没有影响．

Fe_(1-x)O基氨合成催化剂的制备化学

采用高温熔融法制备了各类铁氧化物 ,用 XRD分析了熔融过程中的物相变化 ,EOS考察了熔融体凝固 -冷却速率对助催化剂分布的影响 .结果表明 ,采用大气气氛中的高温熔融法不能制取 Fe2 O3和化学计量比的 Fe O,前者会发生分解反应 ,后者会发生歧化反应 ;在 1 .333≤ n( O) /n( Fe) <1 .38范围时 ,可以制取Fe3O4或非化学计量比的 Fe3- y O4;在 1 .1 1 <n( O) /n( Fe) <1 .333范围时 ,可以制取 Fe3O4和 Fe O的混合氧化物 ;在 1 .0 4 5 <n( O) /n( Fe) <1 .1 1 1范围 ,平均冷却速度大于 2 0℃ /min时 ,可以制取非化学计量比的氧化亚铁 Fe1 - x O,即维氏体 .Fe1 - x O基催化剂的制备必须采用物理熔融与化学反应相结合的工艺 .凝固冷却速度对抑制氧化亚铁的氧化反应和歧化反应 。

纳米晶材料SrMg_xTi_(1-x)O_3的合成与表征

采用硬脂酸法合成纳米晶 Sr Mgx Ti1 - x O3( x=0 .1～ 0 .5)材料 .用 DTA,TG,XRD,IR,XPS和 TEM进行表征 .结果表明 ,粉末粒径 d随 Sr Mgx Ti1 - x O3中镁含量、烧结温度和烧结时间的改变而变化 ;烧结所产生的粉末粒度分布均匀、大小适中 ;Mg2 + 部分替代 Sr Ti O3的 Ti4+ 后 ,O的 1 s光谱随着 Mg2 + 含量的不同而发生变化 .

Fe_(1-x)O基氨合成催化剂还原性能的研究

具有维氏体（Ｗｕｓｔｉｔｅ）相结构的Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂低温还原性能明显优于传统的Ｆｅ３Ｏ４基催化剂，其还原诱导期短。在干气氛条件下，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂还原动力学可用“壳－核模型”描述。空速和温度明显影响Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的活化，而压力影响不如它们显著。在工业还原过程中宜采用“低温、低压、高空速、高氢”

锂离子电池用活性正极材料LiCo_(1-x)Ni_xO_2

用热重分析方法并配合中间产物及最终产物的物相鉴定，研究了ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２合成过程的机理及产物的结构和性能。碳酸锂和钴、镍的碱式碳酸盐，在共混后热合成ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２的过程分两步进行，第一步为碱式碳酸镍（钴）盐的热分解（＜３００℃），第二步（＞３００℃）包括碳酸锂的分解和ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２的合成。温度升高，合成产物中锂含量增加，晶格参数增大，生成物为具有单相结构的ＬｉＣｏＯ２和ＬｉＮｉＯ２固溶体。随着ＬｉＣｏ１－ｘＮｉｘＯ２中ｘ值的增加，晶格参数增大。合成过程中碳酸盐分解产生的ＣＯ对Ｃｏ＋＋、Ｎｉ＋＋氧化成Ｃｏ＋＋＋、Ｎｉ＋＋＋产生影响，因此合成的气氛和原料对产物有明显的影响。通过合成条件的优化得到的ＬｉＣｏ０．５Ｎｉ０．５Ｏ２和ＬｉＮｉＯ２放电量均可达到ＬｉＣｏＯ２的水平。

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜的结构和光学性质

用等离子辅助分子束外延 (P MBE)的方法 ,在蓝宝石c平面上外延生长了MgxZn1 xO合金薄膜。在0≤x≤ 0 2范围内薄膜保持着ZnO的纤锌矿结构不变。X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。据布喇格衍射公式计算得到 ,随着Mg含量的增加 ,薄膜的晶格常数c由 0 5 2 0 5nm减小到 0 5 1 85nm。室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射 (NBE)峰 ,没有观察到深能级 (DL)发射 ,且随着Mg的掺入量的增加 ,紫外发射峰有明显的蓝移。透射光谱的结果表明 ,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动 ,这与室温下光致发光的结果是相吻合的 ,并计算出随着x值增加 ,带隙宽度从 3 338eV逐渐展宽到3 6 82eV。通过研究Mg0 1 2 Zn0 88O样品的变温光谱 ,将紫外发射归结为束缚在施主能级上的束缚激子发射。并详细地研究了在整个温度变化过程中 ,束缚激子的两个不同的猝灭过程以及谱线的半峰全宽与温度变化的关系。

几种SO_4^(2-)/M_xO_y型固体超强酸酯化催化活性的研究

以醋酸和乙醇酯化为模型反应 ,考察了SO2 - 4/γ -Al2 O3,SO2 - 4/ZrO2 ,SO2 - 4/Fe2 O3等几种SO2 - 4/MxOy 型固体超强酸及其不同的制备方法对酯化反应催化活性的影响 ,得出以FeSO4 ·7H2 O在550℃下直接焙烧 ,所得SO2 - 4/Fe2 O3型固体超强酸催化活性最佳 ,且酯化反应主要为固体超强酸催化剂表面上的B酸中心所催化的结论。

醇-水溶液共沉淀法制备纳米尖晶石型ZnFe_xCr_(2-x)O_4

在醇 -水体系中采用沉淀法制成复合氢氧化物 ,再经高温煅烧制成纳米尖晶石型Zn FexCr(2 -x) O4粉体材料 ,并用XRD ,TEM和IR等方法对纳米晶进行表征。通过与传统的水溶液共沉淀法相比较 ,表明该方法得到的样品粉体粒径尺寸小。