张定国
,
张守民
,
张淑红
,
李鸿
,
李保庆
,
郑修成
,
吴世华
,
黄唯平
催化学报
通过浸渍法制备了不同Cu/Zn比的γ-Al2O3和改性γ-Al2O3负载的Cu-Zn催化剂,并用XRD,XPS和SEM等手段对催化剂进行了表征. XRD表征结果表明,还原活化前催化剂中的Cu和Zn分别以CuO和ZnO的形式存在; 还原活化后Cu以单质的形式存在;催化剂失活后,单质Cu又转变成CuO. XPS和SEM分析结果表明,催化剂中金属的价态及颗粒的形貌在反应前后发生了变化. 所制备的催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中表现出较高的选择性. 用Co改性的γ-Al2O3负载的Cu-Zn催化剂不仅具有较高的催化活性和选择性,而且还呈现出较长的寿命. 催化剂中的Cu晶相是催化活性中心; 催化剂中的Cu晶相转变成CuO和烧结是催化剂失活的主要原因.
关键词:
氧化铝
,
铜
,
锌
,
负载型催化剂
,
糠醛
,
加氢
,
糠醇
田晶
,
王雪
,
韩骐伟
,
赵景涛
,
黄唯平
,
朱宝林
材料导报
以钛酸纳米管和Cu(NO3)2为前驱体,采用沉积-沉淀法制备CuO修饰TiO2纳米管(CuO/TiO2 NTs).通过TEM(透射电子显微镜)、XRD(X射线衍射)和XPS(X射线光电子能谱)表征材料的结构,并研究制备过程中pH值对所得CuO/TiO2 NTs催化CO氧化活性的影响.研究表明,通过沉积-沉淀法可以制备高活性的CuO/TiO2NTs,随溶液的pH值升高,铜的负载量变少,而且不易被还原的二价铜含量升高,导致催化剂的活性变差.
关键词:
钛酸纳米管
,
氧化铜
,
沉积-沉淀法
,
催化CO氧化
吴世华
,
黄唯平
,
张守民
,
魏伟
,
张淑红
,
郑修成
催化学报
用溶剂化金属原子浸渍法制备了不同金含量的高分散Au/TiO2催化剂.XRD和TEM测定结果表明,随着金含量的增加,金颗粒度增大,但直径都在1.8～3.5nm范围内.XPS研究表明金处于金属态.Au/TiO2在低温下就显示出较高的CO氧化活性,323 K时CO的转化率可达到100%.金颗粒度为1.8 nm的Au/TiO2催化剂活性最高.
关键词:
一氧化碳
,
低温氧化
,
金
,
二氧化钛
,
负载型催化剂
,
溶剂化金属原子浸渍法
郑修成
,
张守民
,
黄唯平
,
李保庆
,
吴世华
贵金属
doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2003.01.003
研究了在IrCl3*nH2O、H2IrCl6*nH2O催化甲醇羰基化反应中一氧化碳分压、反应温度、溶剂等条件对反应产物的影响.实验结果表明,反应温度保持不变的条件下,随着一氧化碳分压的增高,生成二甲醚的选择性降低,而乙酸和乙酸甲酯的选择性增加;在CO分压保持不变的条件下,随着反应温度升高,生成乙酸的选择性略有增加;在反应温度和CO分压保持不变的条件下,使用甲苯作溶剂,乙酸的选择性大大提高,可达86%,而没有二甲醚生成.
关键词:
有机化学
,
乙酸
,
甲醇羰基化
,
铱基催化剂
揣宏媛
,
周德凤
,
朱晓飞
,
李朝辉
,
黄唯平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61002-6
邻苯二甲酸二甲酯是一种干扰人体内分泌系统的化学物质,尽管对人体具有潜在危害,目前仍做为塑料、醋酸乙烯酯、纤维素等生产过程中的添加剂而广泛使用.伴随着邻苯二甲酸二甲酯的生产和应用,自然界不可避免地受其污染.因此,如何有效降解排放在环境中的邻苯二甲酸二甲酯以减少其对人类的不利影响成为化学研究者的重要任务.通过半导体光催化剂高效利用太阳能光催化降解邻苯二甲酸二甲酯是一种有效方法. TiO2等半导体光催化剂由于光催化过程中产生的电子-空穴对极易复合导致其催化效率不高,减少光生电子-空穴对复合率进而提高光量子效率的方法有金属掺杂、非金属掺杂、表面敏化、半导体复合等多种手段.其中, MoO3由于其独特的结构和化学性质广泛应用于光催化领域,并常作为耦合剂与其他半导体(如TiO2)复合以提高光催化活性.在我们以前的工作中,曾使用MoO3做为耦合剂与V2O5复合,实验结果证明MoO3与V2O5复合形成异质结构有效提高了V2O5的光催化效率. MoO3由于其带隙较宽(约2.90 eV),对太阳光利用率不高,以及电子-空穴对极易复合导致MoO3实际光催化活性并不好.因此,我们考虑以MoO3做为主体, V2O5做为耦合剂研究n(V)/n(Mo)比对V2O5/MoO3复合光催化剂结构和性能的影响.我们以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、四水合钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,采用静电纺丝技术结合溶胶凝胶过程的方法,成功制备了具有不同n(V)/n(Mo)比的V2O5/MoO3复合光催化剂. XRD结果表明,当n(V)/n(Mo)<1/6时,钒离子掺杂进入MoO3晶格内,n(V)/n(Mo)>1/6时,部分钒离子掺杂进入MoO3晶格内,部分钒离子聚集形成V2O5晶体, V2O5晶体数量随着n(V)/n(Mo)逐渐增加,且尺寸有所增长.这一点在扫描电镜中得到了进一步的证实.扫描电镜结果表明α-MoO3呈规则的层状结构,为长度约3μm,宽度约2μm,厚度约500 nm的表面光滑的正交相MoO3微纳米片,而V2O5则为微纳米颗粒,其中表面光滑的层状MoO3微纳米片散乱分布在块状V2O5微纳米颗粒之间,并与V2O5微纳米颗粒团簇紧密接触.由于二者的紧密接触,可能在二者交界处形成了V2O5/MoO3异质结构.紫外-可见漫反射光谱数据表明,掺杂或者异质结构的形成有效降低了MoO3的带隙,促进了MoO3对可见光的吸收,拓宽了光响应范围.为进一步确定MoO3与V2O5复合前后元素的化学态变化,我们进行了XPS能谱测试.通过对V 2p和Mo 3d XPS谱图高斯曲线拟合发现,与纯V2O5相比, VM-6和VM-2中不同价态的V元素电子结合能均有所增加.同时, VM-6和VM-2中的Mo元素的电子结合能与纯MoO3相比有轻微的减少,这说明无论是掺杂还是异质结构的形成都使V离子和Mo离子的化学环境有所改变.我们以亚甲基蓝为探针反应,测试V2O5/MoO3复合光催化剂的催化活性.结果表明,无论掺杂还是异质结构的光催化剂光催化降解亚甲基蓝的活性均远大于纯MoO3和V2O5.这可能是由于V 3d杂质能级的存在以及V2O5和MoO3交界处异质结构的形成有效降低了MoO3的带隙,拓宽了光响应范围.另一方面,异质结构有利于光生电子-空穴对的分离,有效提高了光量子效率.其中, n(V)/n(Mo)的最佳比为1/2,亚甲基蓝的光降解率高达89.23%.为了测定V2O5/MoO3复合光催化剂对邻苯二甲酸二甲酯的光催化活性,我们选取了样品纯MoO3, V2O5, VM-6和VM-2进行测试.测定结果与光催化降解亚甲基蓝结果吻合, VM-2催化效果最高,可达82.20%.并通过高效液相色谱测定邻苯二甲酸二甲酯降解过程的中间产物为邻苯二甲酸.
关键词:
静电纺丝法
,
五氧化二钒
,
三氧化钼
,
复合物
,
光降解活性
,
邻苯二甲酸二甲酯
朱宝林
,
赵伟玲
,
曾晨婕
,
陈洁
,
韩骐伟
,
黄唯平
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10605
采用含有氯化镉和硫脲的钛溶胶对钛酸纳米管载体进行修饰,再经焙烧制得不同CdS含量的一维CdS/TiO2纳米材料.运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2吸附-脱附、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等手段表征了材料的结构和性质,并考察了CdS/TiO2样品在紫外光及模拟日光条件下光催化降解甲基橙溶液的活性.结果表明,经高温焙烧后,钛酸纳米管晶型发生变化,生成一维TiO2晶片,经CdS修饰后,其光催化性能明显提高,其中400℃焙烧所得的3％ CdS/TiO2光催化性能最好.
关键词:
钛酸纳米管
,
载体
,
硫化镉
,
二氧化钛
,
光催化活性
吴世华
,
魏伟
,
李保庆
,
赵维君
,
黄唯平
,
张守民
催化学报
利用普通浸渍法、共沉淀法和溶剂化金属原子浸渍法制备了一系列Cu-Cr/γ-Al2O3催化剂,并用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等技术对这些催化剂进行了表征. 结果表明,不同方法制备的催化剂的金属粒度的顺序为溶剂化金属原子浸渍法＜共沉淀法＜普通浸渍法; 金属还原程度的顺序为溶剂化金属原子浸渍法＞普通浸渍法≈共沉淀法. 糠醛加氢反应实验结果表明,催化活性顺序为溶剂化金属原子浸渍法＞普通浸渍法＞共沉淀法; 生成2-甲基呋喃选择性顺序为共沉淀法＞普通浸渍法＞溶剂化金属原子浸渍法.
关键词:
糠醛
,
加氢
,
2-甲基呋喃
,
铜
,
铬
,
氧化铝
,
负载型催化剂
,
普通浸渍法
,
共沉淀法
,
溶剂化金属原子浸渍法
胡晓静
,
石玉坤
,
朱宝林
,
张守民
,
黄唯平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60213-8
采用光沉积法制备了光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂.通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱和光电流等表征手段研究了催化剂的结构和性质. TEM表明二氧化钛纳米管经光照后仍然保持良好的管状结构； XPS结果表明大部分Pd以零价形式存在.以甲基橙溶液作为模拟废液研究了催化剂在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性.当Pd的负载量为0.3 wt%时，催化剂的光催化活性最高并且优于P25的光催化活性.另外，通过在光降解过程中加入不同的捕获剂研究了不同氧化活性组分的作用.结果表明，光生空穴(hvb+)在光催化降解过程中起主要作用.
关键词:
二氧化钛纳米管
,
钯
,
活性物种
,
光降解
,
甲基橙
