催化性能

摘要： 以黄铜矿为原料,采用高温焙烧处理制备铜基催化剂用于催化甲醇水蒸气重整制氢反应,借助X射线粉末衍射仪、场发射扫描电子显微镜、H_(2)程序升温还原、甲醇水蒸气重整制氢试验以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪等对所制催化剂进行表征。结果表明,改变焙烧温度可调节铜基催化剂中铜位点的配位结构,黄铜矿在800°C下焙烧所得催化剂的催化性能最佳。

摘要： 开发新型能源是解决全球能源问题的重要手段。锌-空气电池有望在能源转化和储存领域得到广泛应用,但其空气电极发生的氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)因反应动力学缓慢严重限制了其大规模应用,因此迫切需要开发高效且稳定的ORR催化剂来解决这一问题。铁元素由于价格低廉、储量丰富、获取方式简单等优点成为ORR催化剂研究的重要选项。近几年,具有铁元素相关活性位点的催化剂受到了广泛的研究,并被认为是最具潜力的贵金属催化剂的替代品。简要介绍了可用于ORR的铁基碳材料催化剂(iron-based carbon material catalyst,IBCMC)的研究现状,按照活性位点分类分别探讨活性位点对IBCMC催化性能的影响,并对影响IBCMC稳定性能的因素进行了讨论,展望了IBCMC在ORR催化领域的发展方向。

摘要： 石墨炔是完全具有中国自主知识产权的全碳材料,在催化、能源、电子器件等诸多领域具有潜在应用。通过设计并合成不同的反应前体,经过炔炔偶联反应制备石墨炔碳材料。对材料进行Raman、XRD、XPS、SEM、TEM等结构与形貌表征,实现了石墨炔多孔碳材料掺杂氮原子的含量(3%~17%)及位置可控(吡啶氮/三嗪氮)。对材料的氧还原催化性能及锂电性能进行研究,验证了石墨炔碳材料在催化及储能方面的优势。

摘要： 材料是时代进步的重要标志,不同的材料结构具有不同的物理、化学性质,进而影响材料的功能特性。为了实现材料的最优化设计,常采用交叉实验的方法,通过开展大量实验探寻材料的最佳结构。该方法步骤繁琐,无法解决涉及高度非线性或大规模组合过程的复杂问题,也很难揭示材料一些罕见特性。随着计算机科学的发展,机器学习作为一种兼顾开发效率以及开发成本的方法,已经逐渐应用于材料发现、结构分析、性质预测、反向设计等诸多领域,并且在材料学研究中展现出惊人的潜力。然而,机器学习在材料科学中的应用仍存在一些瓶颈。数据集的高效获取、异构型数据集的信息处理、基于轻量化数据集的预测模型建立、材料性能的可靠预测等问题制约着该方向的发展,这些也正是该领域亟需解决的关键问题,同时也是机器学习在材料结构与性能预测中研究的热点与难点。近年来,关于机器学习在材料中应用的论文数量逐年增长,利用机器学习指导新型高性能材料合成的案例也比比皆是。通过采用支持向量机、神经网络等机器学习算法训练数据集来构建模型,以预测材料的结构、吸附特性、电学特性、催化性能、力学特性和热力学特性等材料性能,大大推动了机器学习在材料科学领域的发展,并且已经取得重要突破。为了合理地归纳整理该领域的研究成果,指导后续研究,该综述从应用角度出发,讨论了机器学习在材料结构与性能预测中的数据来源、预测模型以及预测结论等,并对机器学习在未来材料领域中的发展进行了展望。

摘要： 以稀土元素独特的理化性质及其在异相催化等领域的广泛应用为前提,结合纳米异相催化剂更大的比表面积和更优异的催化活性,针对稀土纳米催化剂丰富多样的结构和优异的催化性能,详细综述了近年来稀土异相纳米催化剂的控制合成和应用进展。文章首先根据稀土异相纳米催化剂中稀土元素的存在形式和活性成分,将稀土异相纳米催化剂分为稀土氧化物、稀土合金、稀土助催化剂和稀土单原子催化剂4类。在此基础上系统概述了各种稀土异相纳米催化剂的结构特点、控制合成方法和应用情况,总结了稀土异相纳米催化剂在CO氧化、CO_(2)加氢、水汽变换等C1转化反应和氢析出反应(HER)、氧还原反应(ORR)等电催化反应中的最新研究进展,简要分析了稀土异相纳米催化剂的结构与催化性能之间的关系,并对稀土异相纳米催化剂的发展前景进行了讨论和展望。

摘要： 有机金属框架材料具有较大比表面积,以其作为前驱体制备得到的金属氧化物通常具有丰富的微孔结构,有利于提高催化性能。本文以泡沫镍为载体,首先通过溶剂热法制备了Mn-MOF74@NF材料,再通过管式炉退火得到Mn2O3@NF材料,并研究了该催化材料在碱性介质中的催化析氧性能。结果表明镍电极表面成功负载了晶态纳米柱状氧化锰,具有巨大的比表面积,在析氧电流密度为10 mA/cm2过电位仅为220 mV,塔菲尔斜率72.1 mV/dec,且具有较好的稳定性,证明该材料具备良好的OER催化性能。

摘要： 通过共沉淀法制备高比表面积、高孔容的氧化铝改性高铈铈锆复合氧化物,并研究氧化铝改性、前驱体含水焙烧等因素对铈锆复合氧化物结构及负载钯催化性能的影响。研究结果表明:氧化铝改性能够大幅度提升高铈铈锆复合氧化物的比表面积、孔容和高温稳定性。改性样品的新鲜比表面积为122.01 m^(2)/g,孔容为0.4750 mL/g;经1000°C、4 h高温老化后样品的比表面积为66.28 m^(2)/g。前驱体含水焙烧可以提高氧化铝改性铈锆复合氧化物的储氧能力,增强铈锆复合氧化物的高温稳定性;焙烧样品经1000°C、4 h高温老化后的比表面积比常规铈锆复合氧化物提高2.28 m^(2)/g,比常规铈锆铝复合氧化物提高2.75 m^(2)/g。此外,氧化铝改性还可以增大新鲜负载Pd催化剂的空燃比窗口,对催化剂的C_(3)H_(8)、NO催化性能具有促进作用;而前驱体含水焙烧对老化态氧化铝改性负载Pd催化剂的CO、C_(3)H_(8)、NO催化性能均有明显促进作用。

摘要： 本文利用芋头淀粉颗粒与银氨溶液的静电吸附作用制备出芋头淀粉/AgNPs复合粒子,采用紫外可见分光光度计研究其对硼氢化钠与罗丹明B降解反应的催化性能,通过单因素试验探讨不同反应条件对其催化性能的影响。结果表明:芋头淀粉/AgNPs复合粒子对硼氢化钠与罗丹明B的降解反应有较强的催化性能;在芋头淀粉用量为0.1000 g、银氨溶液浓度为5×10^(-4)mol/L、PVP用量为0.1000g、p H值为8.0、反应温度为50°C、反应时间为24 h的条件下制得芋头淀粉/AgNPs复合粒子的催化性能最佳。

摘要： 甲醇两步制芳烃反应中低碳烯烃芳构化反应稳定性优异,为分析其内在机制,制备了不同硅铝比(nSiO_(2)/nAl_(2)O_(3))及Zn负载量的ZSM-5催化剂,以丙烯芳构化为模型反应,分析ZSM-5表面酸性对低碳烯烃芳构化反应性能的影响规律,并探究反应微观特性。发现当硅铝比由150降至75时,增加的酸密度促进了烯烃氢转移芳构化过程,使芳烃选择性由31.0%增至34.4%,但丙烯直接参与的氢转移过程也被强化,使丙烷产物选择性由28.2%增至36.0%。引入Zn助剂可将部分Brønsted酸转变为Zn-Lewis酸,强化烯烃脱氢芳构化过程,使芳烃选择性进一步显著增加到62.4%。丙烯芳构化过程中芳烃烷基化深度比甲醇芳构化过程低,提升总芳烃选择性的同时,也明显抑制了难溶性积碳的形成,使反应稳定性明显提升。由此得出,甲醇两步制芳烃过程中甲醇制低碳烯烃过程对甲醇的预先消耗,抑制了低碳烯烃芳构化反应芳烃产物的深度烷基化,是该反应表现出优异稳定性的重要原因。

摘要： 开发高效稳定的析氧电催化剂是可持续发展氢能源的关键。简单快速制备层状双金属氢氧化物催化剂对电解水制氢的工业化具有重要意义。以六水合硝酸钴、六水硝酸镧为原料,利用三电极体系电化学工作站,在镍网上快速(90 s)电沉积制备出CoLa-LDH@NF,采用XRD、XPS、SEM和各种电化学方式表征其结构和性能。结果表明,纳米片状CoLa-LDH@NF在1 mol/L KOH溶液中具有优异的析氧催化性能。超薄片状结构增加CoLa-LDH@NF与电解液的接触面积,增大了参与反应的有效活性位点数。驱动10 mA/cm^(2)的电流密度需要过电位为251 mV,塔菲尔斜率为47 mV/dec,具有良好的析氧稳定性和耐久性。

摘要： 挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是对环境和人体健康有巨大威胁的大气污染物之一.低温催化氧化法是国内外普遍认可的最有效净化VOCs的方法之一.本论文结合类水滑石的结构可调、形貌可控、活性组分高分散且耐高温等特点,设计了一系列具有特定结构的Co基氧化物,考察了它们的VOCs催化氧化活性、稳定性并探索其反应机理;设计了不同形貌的CoAlO氧化物并用高锚酸押对它们进行改性,制备了一系列Mn改性的Co基催化剂,研究了催化剂制备机理、催化性能及反应机理.

摘要： 为了实现以非提钛方法对高钛型高炉渣的综合利用,利用其含TiO2可制备光催化剂的特点,以攀钢高钛型高炉渣掺杂偏钒酸铵为原料,采用多元固相烧结法制备掺杂钒的光催化剂,在紫外光下,考察了煅烧温度、掺杂量及煅烧时间对模拟污染物亚甲基蓝溶液降解率的影响,并用XRD对催化剂进行了表征.结果表明,在煅烧温度800°C、偏钒酸铵-TiO2质量百分比45％、煅烧时间2h时,制备的掺杂光催化剂降解率达到83.5％,与未掺杂之前相比,其降解率提高了26.9％.

摘要： 在分子筛SCR催化剂制浆过程中添加硅烷基粘结剂,发现添加量增加,涂层浆料酸性增强,平均粒径先增加后减小.研究发现,高速研磨没有破坏催化剂微孔结构.二次涂覆后3#样品负载率最大,达到28.5％;微观形貌照片进一步说明3#样品催化涂层分布均匀、结合紧密;催化性能测试显示3#样品完全转化温度窗口为205-440°C,这与Lewis酸位和Br(Φ)nsted酸位吸附的NH3量有关.

摘要： 人们针对甲醛的净化已经做了大量的研究工作,能在较低温度下将甲醛完全转化为二氧化碳和水的催化氧化法是最具有应用前景的甲醛消除技术.常用的催化剂主要有贵金属催化剂和过渡金属催化剂,但只有负载贵金属的Pt或者Pd催化剂可以在室温下将甲醛完全转化为二氧化碳和水,其高昂的价格限制了该类催化剂在实际条件下的应用.因此,寻找合适的锰基催化剂载体,并实现在低温甚至室温体系下的甲醛催化降解具有重要的科学意义和实践价值.本研究以经纯化处理过的天然凹凸棒石(PG)、硅藻土(DT)、蒙脱石(MT),γ-Al2O3作为载体，采用一步还原法将MnO2原位负载于上述载体材料上，并用于室温下的甲醛催化氧化，其中γ-Al2O3用作对比研究。实验结果表明，采用凹凸棒石为载体的复合催化剂展现了最优催化性能。

摘要： X型分子筛是一种物化性能优异的多孔材料,通过改性可提高其吸附性能、离子交换性能以及催化性能等.改性X型分子筛已被广泛应用于多个领域,而X型分子筛的改性研究在很大程度推动了其应用与发展.从离子交换改性、浸渍改性、固相混合改性、碱改性四个方面综述了近年来X型分子筛改性研究进展,为今后X型分子筛的研究提供一定的借鉴.

摘要： 以钨酸钠和硝酸为原料,通过水热法制备WO3过程中加入结构调整剂(NaCl)进行改性得到系列样品NaCl/WO3,通过XRD和BET表征分析表明:NaCl的添加不改变三氧化钨的品型,但添加适量的NaCl会增加高能晶面的暴露量,有助于氧化物种(O2-、-OH、HOO-以及H2O2)的增加,提高催化剂的氧化活性;BET表征分析,添加适量的NaCl会使材料形成大量大介孔(狭缝孔),这使得污染物可以迅速传送到催化剂表面;氧化物种和大介孔的增加提高了反应效率.光催化降解甲苯/甲基橙试验结果表明,当NaCl/WO3为1∶1时,样品光催化活性最高,紫外-WO3体系中,光照270min后,三氧化钨对甲苯的平均降解率为86.9％;光照24h后,甲基橙平均降解率为48.0％.表明改性WO3催化剂NaCl/WO3光催化效果增强.

摘要： 以钨酸钠和硝酸为原料,通过水热法制备WO3过程中加入结构调整剂(NaCl)进行改性得到系列样品NaCl/WO3,通过XRD和BET表征分析表明:NaCl的添加不改变三氧化钨的品型,但添加适量的NaCl会增加高能晶面的暴露量,有助于氧化物种(O2-、-OH、HOO-以及H2O2)的增加,提高催化剂的氧化活性;BET表征分析,添加适量的NaCl会使材料形成大量大介孔(狭缝孔),这使得污染物可以迅速传送到催化剂表面;氧化物种和大介孔的增加提高了反应效率.光催化降解甲苯/甲基橙试验结果表明,当NaCl/WO3为1∶1时,样品光催化活性最高,紫外-WO3体系中,光照270min后,三氧化钨对甲苯的平均降解率为86.9％;光照24h后,甲基橙平均降解率为48.0％.表明改性WO3催化剂NaCl/WO3光催化效果增强.

摘要： 以钨酸钠和硝酸为原料,通过水热法制备WO3过程中加入结构调整剂(NaCl)进行改性得到系列样品NaCl/WO3,通过XRD和BET表征分析表明:NaCl的添加不改变三氧化钨的品型,但添加适量的NaCl会增加高能晶面的暴露量,有助于氧化物种(O2-、-OH、HOO-以及H2O2)的增加,提高催化剂的氧化活性;BET表征分析,添加适量的NaCl会使材料形成大量大介孔(狭缝孔),这使得污染物可以迅速传送到催化剂表面;氧化物种和大介孔的增加提高了反应效率.光催化降解甲苯/甲基橙试验结果表明,当NaCl/WO3为1∶1时,样品光催化活性最高,紫外-WO3体系中,光照270min后,三氧化钨对甲苯的平均降解率为86.9％;光照24h后,甲基橙平均降解率为48.0％.表明改性WO3催化剂NaCl/WO3光催化效果增强.

摘要： 以钨酸钠和硝酸为原料,通过水热法制备WO3过程中加入结构调整剂(NaCl)进行改性得到系列样品NaCl/WO3,通过XRD和BET表征分析表明:NaCl的添加不改变三氧化钨的品型,但添加适量的NaCl会增加高能晶面的暴露量,有助于氧化物种(O2-、-OH、HOO-以及H2O2)的增加,提高催化剂的氧化活性;BET表征分析,添加适量的NaCl会使材料形成大量大介孔(狭缝孔),这使得污染物可以迅速传送到催化剂表面;氧化物种和大介孔的增加提高了反应效率.光催化降解甲苯/甲基橙试验结果表明,当NaCl/WO3为1∶1时,样品光催化活性最高,紫外-WO3体系中,光照270min后,三氧化钨对甲苯的平均降解率为86.9％;光照24h后,甲基橙平均降解率为48.0％.表明改性WO3催化剂NaCl/WO3光催化效果增强.

摘要： 以钨酸钠和硝酸为原料,通过水热法制备WO3过程中加入结构调整剂(NaCl)进行改性得到系列样品NaCl/WO3,通过XRD和BET表征分析表明:NaCl的添加不改变三氧化钨的品型,但添加适量的NaCl会增加高能晶面的暴露量,有助于氧化物种(O2-、-OH、HOO-以及H2O2)的增加,提高催化剂的氧化活性;BET表征分析,添加适量的NaCl会使材料形成大量大介孔(狭缝孔),这使得污染物可以迅速传送到催化剂表面;氧化物种和大介孔的增加提高了反应效率.光催化降解甲苯/甲基橙试验结果表明,当NaCl/WO3为1∶1时,样品光催化活性最高,紫外-WO3体系中,光照270min后,三氧化钨对甲苯的平均降解率为86.9％;光照24h后,甲基橙平均降解率为48.0％.表明改性WO3催化剂NaCl/WO3光催化效果增强.

摘要： 本发明属于可见光催化不对称有机合成技术领域，提供一类具有可见光催化不对称光催化羟基化性能的有机催化剂、制备方法及其应用。该催化剂是以不对称有机催化剂与可见光光敏剂，通过化学键组合构建形成一类具有可见光催化不对称羟基化性能的有机催化剂。该类催化剂成功实现了在可见光环境下，以分子氧为氧化剂，催化活化C‑H键，形成不对称C‑O键；特别是催化β‑二羰基化合物的不对称α‑羟基化反应制备α‑手性羟基β‑二羰基化合物的最简洁方法。本发明反应条件温和、具有良好的底物适用性以及环境友好性。该催化剂与底物极易分离，性能稳定，可以循环使用多次并保持催化效果，具有良好的应用及开发价值。

摘要： 本发明提供了光催化性涂布剂，它至少含有(a)光催化性氧化物粒子、(b)疏水性树脂乳液和(c)水，上述光催化性氧化物粒子的平均粒径比分散在上述疏水性树脂乳液中的粒子的平均粒径小。另外，本发明提供了自净化性水性涂料组合物，含有(a)硅氧烷水性乳液等、(b)光催化剂粒子或者光催化剂溶胶、(c)水，(b)成分的固形分不到涂料总固形分的5重量%。本发明还提供含有(a)硅氧烷水性乳液等、(b)须晶等、(c)光催化剂粒子、(d)无机着色颜料、(e)水的自净化性水性涂料组合物。

摘要： 本发明属于可见光催化不对称有机合成技术领域，提供一类具有可见光催化不对称光催化羟基化性能的有机催化剂、制备方法及其应用。该催化剂是以不对称有机催化剂与可见光光敏剂，通过化学键组合构建形成一类具有可见光催化不对称羟基化性能的有机催化剂。该类催化剂成功实现了在可见光环境下，以分子氧为氧化剂，催化活化C‑H键，形成不对称C‑O键；特别是催化β‑二羰基化合物的不对称α‑羟基化反应制备α‑手性羟基β‑二羰基化合物的最简洁方法。本发明反应条件温和、具有良好的底物适用性以及环境友好性。该催化剂与底物极易分离，性能稳定，可以循环使用多次并保持催化效果，具有良好的应用及开发价值。

摘要： 本发明提供了光催化性涂布剂，它至少含有(a)光催化性氧化物粒子、(b)疏水性树脂乳液和(c)水，上述光催化性氧化物粒子的平均粒径比分散在上述疏水性树脂乳液中的粒子的平均粒径小。另外，本发明提供了自净化性水性涂料组合物，含有(a)硅氧烷水性乳液等、(b)光催化剂粒子或者光催化剂溶胶、(c)水，(b)成分的固形分不到涂料总固形分的5重量％。本发明还提供含有(a)硅氧烷水性乳液等、(b)须晶等、(c)光催化剂粒子、(d)无机着色颜料、(e)水的自净化性水性涂料组合物。

摘要： 本发明公开了一种高CO净化性能催化剂制备方法及其催化剂。催化剂用于涂覆在载体表面制成发动机尾气净化催化器，由贵金属负载在载体材料上制成；贵金属是：Ru，和Pt、Pd、Rh中的一种或几种，Ru含量是1g/ft3～30g/ft3，其他是5g/ft3～40g/ft3；本发明催化剂通过调节Ru的负载材料，利用含Ce材料的氧缺陷，增加Ru与材料的协同作用抑制Ru颗粒在高温条件下迁移和烧结，提升Ru的抗老化性能；同时，改变Ru粉料的焙烧温度，Ru的前驱体首先转变成Ru氧化物，并且与载体产生强相互作用，使Ru处于最佳的活性价态，整个催化剂涂层的活性中心数量增加，提升催化剂CO性能以及耐久性能；本发明采用价格较为便宜的Ru替代一部分Pt、Pd、Rh，降低催化剂的成本，提升催化剂的性价比。

摘要： 本发明公开了一种光催化性能测定装置及光催化性能测定方法，其中光催化性能测定方法是通过光催化性能测定装置实现的，所述光催化性能测定装置包括可旋转的转盘，其中部设置有不随之旋转的光源系统，在转盘上安放随之转动的盛装有待测样品，由于转盘的实时转动，其上的多个待测样品受到的光照情况是一致的，能够保证实验的准确性；在转盘上还设置有向待测样品中注入空气的充气泵和导气管，并且在光源外侧还设置有冷却系统和滤光片。该装置可以同时测定多种样品的光催化性能，还可以取平均值测定同一种样品的光催化性能，能够提高实验可比性和光能的利用效率。

摘要： 本发明公开了一种在太阳光照射下具有优异光催化性能的氧化锌与苝酰亚胺（PTCDI）复合材料光催化剂的制备方法与流程,属于材料制备技术领域，实验先采用一步水热法合成了氧化锌，再通过简单的湿化学方法将合成的氧化锌与不同浓度的PTCDI氯仿溶液进行反应，得到了三种不同的复合光催化剂。并对样品进行了测试与表征，同时探究了不同PTCDI浓度对得到的催化剂光催化性能的影响。本发明的特点是：光催化剂制备方法简单，高光催化效率，低成本，无污染。

摘要： 一种具有弱光催化性能的纤维素基光催化材料的制备方法，它涉及一种光催化材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有粉末悬浮液相光催化体系存在易脱落、团聚、回收困难、光利用率低和弱光催化性能差的问题。方法：一、制备纤维素水溶液；二、将光催化材料加入到纤维素水溶液中，再超声，最后冷冻干燥，得到具有弱光催化性能的纤维素基光催化材料。本发明制备的光催化材料由于特殊的微结构，能够实现弱光催化，应用到室内等光强比较弱的地方可以正常使用，在最短的时间内可以实现最优的催化效果。本发明可获得一种具有弱光催化性能的纤维素基光催化材料。

摘要： 一种电沉积制备钴原子诱导合金催化剂晶格畸变提升甲醇电催化性能的方法，属于光电催化技术领域。采用阳极氧化法在钛片上制备出垂直取向排列规整的竹节状二氧化钛纳米管阵列，然后采用循环伏安电沉积的方法在二氧化钛纳米管阵列中共沉积PtCo纳米合金颗粒，制备得到一种二氧化钛纳米管担载的钴原子诱导晶格畸变的合金催化剂作为甲醇燃料电池的一体式自支撑膜电极。本发明制备的电催化剂，其合成方法操作简单、反应效率高，PtCo合金纳米颗粒分散均匀、稳定性高，制备得到的电极能明显提高甲醇的电催化活性，降低催化剂的中毒性，具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种正仲氢反应催化剂催化性能测试装置及测试方法，该测试装置包括氢气罐、测试对照路和热导色谱仪，测试对照路包括催化测试路和标定对照路；标定对照路包括用于提供标定温度的标定冷媒和用于对氢气进行催化转化的标定催化剂，每个标定对照路具有不同的标定温度，氢气在每个标定对照路均充分催化转化；催化测试路包括设定测试温度的测试冷媒和测试区域，测试区域填充待测催化剂，氢气在测试温度下经过待测催化剂进行催化转化；热导色谱仪用于对催化转化后的氢气进行检测，分析色谱谱峰高度与仲氢含量关系，完成待测催化剂的性能检测。本发明可以快速并且高精度的测量目标气体中的仲氢含量，以完成催化剂的性能测试。