γ-Al2O3对介孔稀土复合氧化物催化特性的影响研究

利用γ-Al2O3替代了60%的Ce/Zr固溶基体,对介孔La/Ce/Zr复合氧化物进行改性.利用ICP分析仪、X射线衍射仪、SEM、比表面仪、激光粒度仪、热重分析仪等表征技术对制备得到的催化剂粉体进行表征.结果显示,活性Al2O3显著提高了催化剂粉体的比表面积,改善了高温下的表面烧结程度,增强了催化剂的热稳定性能并提高了其使用寿命,同时也增加了催化剂粉体的储氧能力和对NO的吸附能力,从而提高了催化活性,明显降低了PM的起燃温度和最高活性工作温度,提高了其对NOx的最大还原率.该研究结果对同时去除船舶柴油机排气污染物PM和NOx具有非常重要的工程应用价值.     

Cu0.1Ce0.9Ox和Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox的动态储放氧性能及结构表征

考察了采用溶胶－凝胶法制备的固溶体Cu0.1Ce0.9Ox和Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox的动态储放氧性能,并通过XRD,TPR,XPS与EPR对样品结构进行了表征.结果表明,新鲜样品Cu0.1Ce0.9Ox的活性优于Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox,老化后,结果相反.采用XRD,TPR,XPS和EPR技术对样品进行了表征.结果表明,Cu-O与Ce-O的相互协同作用提高了Ce基材料的动态储放氧性能.     

C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr复合材料的合成与光催化性能研究

采用沉淀-光致还原法首次制备了复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr,通过SEM-EDS、XRD和UVVis对其形貌、物相结构、表面成分作了表征与分析.结果表明,含5%C@(Fe_3O_4-HNTS)的复合催化剂在紫外和可见光区域均有较强的光响应.在可见光(λ 420 nm)照射下,采用C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr做催化剂,历时20 min,水中甲基橙(MO)的降解率可达89. 72%.在反应体系中,·O_2~-和h~+是主要的活性物种,·OH是次要的活性基团. C@(Fe_3O_4-HNTS)表面的含碳物质和Fe_3O_4起了助催化剂的作用,二者的存在明显加快了MO的降解速率.复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr对染料具有较好的降解效果,可重复利用性好,具有潜在的应用价值.     

Pt-Pd催化剂砷中毒原因的初步研究

以AsH3为毒物,H2-O2反应为模型反应,用流动法对Pt-Pd/-A l2O3催化剂活性进行评价。用X-光电子能谱(XPS)、X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对新鲜催化剂及不同失活程度的催化剂进行了表征。分析认为,AsH3引起Pt-Pd/-A l2O3催化剂失活是由于毒物AsH3发生氧化反应形成的As2O3覆盖了活性位以及非活性稳定物质在催化剂表面的形成,改变了催化剂表面组成及活性组分电子结构,导致催化剂完全失活。     

Ag3PO4/Bi2O3异质结光催化剂的制备及其光催化性能研究

通过水热共沉淀法制备了Ag_3PO_4/Bi_2O_3异质结光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试方法对制备的催化剂进行表征,并以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了Ag_3PO_4/Bi_2O_3的可见光催化活性和稳定性.结果表明,Ag_3PO_4粒子均匀地沉积在Bi_2O_3表面,两者结合形成了异质结.Ag_3PO_4/Bi_2O_3异质结对RhB具有良好的可见光催化活性,60 min内可催化降解85%的RhB,在循环使用4次之后对RhB的降解率仍然高达80%左右.Ag_3PO_4/Bi_2O_3在可见光下催化降解RhB过程中的电荷转移和光催化增强机理是:Ag_3PO_4导带的光生电子转移到Bi_2O_3导带,光生空穴从Bi_2O_3价带转移到Ag_3PO_4价带上,有效地促进了光生电子-空穴对的分离,聚集在Ag_3PO_4价带上的空穴直接氧化RhB.     

低温催化燃烧VOCs铜锰混合型催化剂的研究

考察了2种铜锰混合型催化剂低温催化燃烧各种VOCs的反应活性,以及这2种催化剂的抗湿性能和受空速的影响.结果表明,2种催化剂都能在低于260℃完全催化燃烧VOCs;1号催化剂的催化活性和抗湿性能更优.通过BET,XRD.XPS,SEM等表征发现,2种催化剂呈现无定形状态,表面孔分布特别丰富,2种催化剂都有大的比表面积,这些因素就促使2种催化剂对VOCs有高的低温活性.通过XPS分析,Cu2p3/2显示Cu元素主要是 2价,Mn2p3/2显示Mn元素主要是 4价.     

铁基复合载氧体还原性能研究

化学链燃烧是一种新型的燃烧技术,和传统燃烧方式不同在于,化学链燃烧是在载氧体的作用下实现燃料与空气的非接触燃烧。本文使用了Fe_2O_3作为载氧体,选择了Al_2O_3作为惰性载体,使用浸渍法制备了6种不同Fe_2O_3质量含量的Fe_2O_3/Al_2O_3载氧体,对其还原性能做了初步研究,发现Fe_2O_3质量含量的增加对Fe_2O_3/Al_2O_3载氧体的还原反应性能有着重要的影响,载氧体中活性金属铁的含量越高,载氧体的还原性能越强,在Fe_2O_3质量含量为70%时载氧体的还原性能最佳。     

Pt-Pd/Al2O3催化剂对甲烷的催化燃烧性能研究

采用浸渍法制备了Pt-Pd/Al2O3催化剂,以甲烷为实验气体,详细考察了空速、温度、甲烷浓度等反应条件对该催化剂活性的影响.实验结果表明,对于低浓度的甲烷,催化剂在350 ℃时活性达到75.3%,完全转化温度T99为400 ℃;温度、空速、甲烷浓度均对催化剂的活性产生影响,温度越高、空速越低、甲烷浓度越高,催化剂活性越好;在低浓度甲烷条件下,原料气中的氧气浓度对催化剂的活性影响较小;在20%O2/N2气氛中活化催化剂,其活性高于在纯N2气氛中活化的催化剂.     

氮掺杂Fe配位化合物非贵金属催化剂的制备及性能研究

燃料电池非贵金属催化剂因其制备方法简单、种类多样并且具备较好的氧还原活性,因此是燃料电池领域的研究热门方向。本文介绍了一类新型的氮掺杂Fe配位化合物非贵金属催化剂及其制备方法,并对其进行结构和氧还原性能的表征,所制备的氮掺杂Fe配位化合物催化剂主要活性物质为氮掺杂碳载Fe及其碳化物,其在碱性条件下的氧还原活性超越了Pt/C催化剂,其起始还原电位和半波电位分别达到了1.02V和0.92 V。实验进一步表明非贵金属在碱性燃料电池中替代Pt/C催化剂是可行的。     

Pt/SDB疏水催化剂的制备及其用于水相消氢

将疏水催化剂应用于水相消氢可以提高电解水制氧装置的氧气纯度.本文以聚苯乙烯 - 二乙烯基苯(SDB)树脂为载体制备了高度分散的Pt/SDB疏水催化剂,并将其应用于水相消氢实验中.结果表明,6%的Pt/SDB催化剂消氢活性最高.在H2/O2空速(GHSV)10 000 h-1,水流量30 L/h,温度60 ℃时,氢气消除率达到了80%.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、热重分析仪对制备的催化剂进行了表征.分析发现,制备的催化剂具有良好的疏水性,Pt已被还原为0价态并以高度分散态存在,平均粒径小于5 nm.     

空间站用常温消氢催化剂催化性能研究

采用XRD、SEM及TEM对催化剂进行表征,催化剂的活性组分是以纳米尺寸高度分散在载体表面上,催化剂具有较大的比表面积(211m2/g)和孔容(0.137mL/g)。在固定床反应器上考查氢气浓度、湿度、空速对催化剂活性的影响以及考核催化剂抗氨气、硫化氢中毒性能和使用寿命,结果表明催化剂具有很高的催化活性、较宽的使用边界条件、较好的抗湿性能、较强的抗中毒性能和超长的使用寿命,已基本能够满足空间内的使用要求。     

碳量子点/g-C3N4复合光催化剂的制备及光催化降解四环素性能

通过一步煅烧法制备了碳量子点修饰氮化碳(CQDs/g-C_3N_4)复合光催化剂,采用TEM、XPS、UV-vis、FT-IR、稳态荧光光谱(PL)及电化学阻抗等对催化剂进行了表征,考察了可见光下催化剂对水中四环素(TC)的光降解活性.结果表明,少量CQDs的沉积不仅增加了g-C_3N_4的活性位点,而且加快了g-C_3N_4表面电荷的转移,抑制了载流子的复合,进而提升了其光催化降解活性.在优化条件下,1 mL CQDs溶液(1 g/L)修饰的g-C_3N_4(1CCN)对TC的光催化降解效率为纯相g-C_3N_4的1.5倍;通过探究其活性增强原因发现,光催化活性的提升主要归因于CQDs在复合体系中的沉积,及其可作为电子储存器加快g-C_3N_4光激发所产生的电子转移,有效地抑制电子-空穴对的重组.     

降低船舶NOx排放的NO催化氧化联合SCR试验研究

用浸渍法制备钴基催化剂,考察了载体、活性组分负载量、焙烧温度、助剂等制备条件对钴基催化剂催化氧化NO性能的影响,结果表明：以ZrO2为载体,活性组分负载量为10%,表面活性剂含量5%,在350℃焙烧的催化剂具有最佳的NO催化氧化性能,在NO进口浓度700ppm、O2体积分数5%、空速27000 h-1的条件下,200℃时NO氧化率可达49%,满足快速SCR的条件。对NO催化剂进行孔隙结构及XRD表征,结果表明催化剂比表面积的大小不是决定催化剂活性的必要条件,而Co3O4晶体平均颗粒尺寸的大小对催化剂活性有一定影响。考察了空速对催化剂效率的影响,发现NO催化氧化剂在较高空速下仍居有一定活性,并对低温、高空速条件下SCR的反应效率有较大提升。在180℃时,SCR的NO去除效率由联合前的53%提高至65%。     

船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能研究

为有效预防铸铁材料的腐蚀,提高船舶的安全性,研究船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能。制备纳米Fe粉体材料和添加了纳米Al粉和Cr₃C₂粉的Fe-Al/Cr₃C₂复合喷涂粉体材料以及指标甲酸溶液,利用正火态20钢制备铸铁试件M-1和M-2,将甲酸溶液作为腐蚀溶液,在不同高温环境下进行抗高温腐蚀性能测试。试验结果表明,铸铁涂层试件在高温甲酸溶液腐蚀后,涂层表明呈现不同程度凸起,该凸起为Al和Cr氧化物以及Fe氧化物,该氧化物对铸铁材料起到了保护膜作用,因此试件M-2的抗高温腐蚀性能较好;在相同高温甲酸溶液腐蚀环境下,试件M-2的质量损失数值也低于试件M-1,表明添加了纳米Al粉和Cr₃C₂粉的Fe-Al/Cr₃C₂复合喷涂粉体材料制备成的铸铁试件M-2抗高温腐蚀能力较强。     

船舶柴油机颗粒物捕集及再生试验

颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)是应对柴油机颗粒物(Particulate Matter,PM)排放的有效工具,针对某型船用发动机,设计DPF和不同的PM再生方式,对DPF的PM捕集效率和再生性能进行试验测试。结果表明:该型DPF对船舶柴油机在不同工况下的PM排放均有较高的捕集效率,达到90%以上,但会造成柴油机排气背压和油耗升高;采用贵金属催化剂和非贵金属催化剂涂层均可降低PM的纯被动再生活性温度,实现有效再生,但贵金属催化剂结合抗硫涂层的耐硫性能优于非贵金属催化剂;采用燃烧器主动再生装置提高柴油机烟气温度可有效实现DPF再生,再生效率和再生程度较高。根据试验结果对船舶柴油机匹配DPF及其再生系统提出建议,为DPF的实船应用提供参考。     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

纳米Al_2O_3复合镀铁层的结构与性能

为提高船机零部件的耐磨性,减少零部件磨损,通过在电镀液中添加Al_2O_3纳米颗粒的方法,在45钢表面制备出含有Al_2O_3纳米颗粒的复合镀铁层。对制备出的镀层进行硬度、表面形貌、元素成分和摩擦磨损性能分析。结果表明:Al_2O_3纳米颗粒成功进入了镀层,含有Al_2O_3颗粒的复合镀层相对普通镀铁层有明显提高;含有40 g/L Al_2O_3的复合镀层的摩擦系数相对普通镀层下降了25%,磨损量也大幅下降;经过摩擦磨损后复合镀层的表面状态良好。     

O_3协同SCR处理船舶柴油机废气排放的试验

为提高船用柴油机低负荷下选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)反应器的NO_x转化率,采用O_3协同SCR进行排气处理试验研究。试验研究结果表明:柴油机在40%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器不工作的情况下,排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比得以提高;柴油机在20%负荷率工况下,NO_2/NO浓度比达到30%。同时,O_3可有效地降低柴油机烟度(K值)和HC的排放,其排放浓度与注入O_3前相比,最高降幅分别达到51%和19.1%。柴油机在30%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器按氨氮比1∶1的标定尿素喷射量喷入尿素时,SCR反应器前的排气管注入O_3与注入O_3前相比,SCR反应器中NO_x转化率得以提高,最高增幅达到32.1%。主要原因在于排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比升高,促进SCR反应器中NO_x催化还原的快速反应。排气管注入O_3后,在SCR反应器工作的情况下,SCR反应器后的烟度(K值)降低,HC排放也稍有降低。试验表明:O_3协同SCR有利于柴油机在低负荷下提高SCR反应器的NO_x转化率。     

纳米Pt/C电催化剂研究

介绍了采用还原法制备纳米电催化剂,探讨了影响反应及粒度的因素,得到了最佳反应条件,并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)进行了表征.得到了粒径为2～5nm左右的Pt晶粒,研究了反应条件对催化剂催化活性的影响.研究表明,随着催化剂中Pt晶粒直径减小,电催化剂活性得到提高;电催化剂的反应条件与其晶相结构具有一定的对应关系.     

电解液添加剂对锌粉性能的影响

研究了在电解液中添加C_(16)EO_(10)和Bi_2O_3、InBi_2O_3制备不同类别的锌粉,并对合成的锌粉的形貌、视密度、振实密度、析气量进行了检测分析,以及电性能的研究。结果表明,用C_(16)EO_(10)和Bi_2O_3、InBi_2O_3制备的锌粉的视密度分别为0.48 g/cm~3、0.47 g/cm~3,振实密度分别为0.98 g/cm~3、1.00 g/cm~3,析气量分别为0.09ml/(1g·3d)、0.08 ml/(1g·3d)。用Bi_2O_3、InBi_2O_3制备的锌粉具有较好的大电流密度放电性能。