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催化材料

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  • 【分享】光催化净化原理

    光催化材料是具有环境净化和自洁功能的半导体材料的总称。它在微量紫外线作用下,能产生强大的光氧化还原能力,催化分解附表的有机物和部分无机物。光催化技术的特点是能有效利用光能、易操作、无二次污染,在环境保护(废水废气净化、空气净化)、新能源开发、有机合成、自洁和抗菌材料生产等领域具有广阔的应用前景。 TiO2是公认的最有效光催化剂,它的显著优点是:能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分;氧化还原性较强;在较大pH值范围内的稳定性强;无毒。但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV,只能吸收波长小于387nm的紫外辐射,不能充分利用太阳能。另外,TiO2的光量子效率也有待进一步提高。有鉴于此,国内外已从多种途径对TiO2材料进行改性,包括TiO2表面贵金属淀积、金属离子掺杂、半导体光敏化和复合半导体的研制等。近来研究发现纳米级TiO2材料的催化效率高于一般半导体材料。纳米半导体粒子存在显著的量子尺寸效应,它们的光物理和光化学性质已成为目前最活跃的研究领域之一,其中纳米半导体粒子优异的光电催化活性倍受世人注目。与体相材料相比,纳米半导体量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子效率提高;光生电子和空穴的氧化还原能力增强;振子强度反比于粒子体积而增大;室温下激子效应明显;纳米粒子比表面积大,具有强大的吸附有机物的能力,有利于催化反应。 纳米TiO2具有良好的半导体光催化氧化特性,是一种优良的降解VOCs(可挥发性有机化合物)的光催化剂。它的本质是在光电转换中进行氧化还原反应。根据半导体的电子结构,当其吸收一个能量不小于其带隙能(Eg)的光子时,电子(e-)会从充满的价带跃迁到空的导带,而在价带留下带正电的空穴(h+)。价带空穴具有强氧化性,而导带电子具有强还原性,它们可以直接与反应物作用,还可以与吸附在催化剂上的其他电子给体和受体反应。例如空穴可以使H2O氧化,电子使空气中的O2还原,生成H2O2,OH" 基团和HO2" ,这些基团的氧化能力都很强,能有效的将有机污染物氧化,最终将其分解为CO2、H2O、PO43-、SO42-、NO23-以及卤素离子等无机小分子,达到消除VOCs的目的。TiO2 +hv —— e - + h +e - + h + —— N +能量 (hv’入射光能量hv或热能)HO- +h+ —— OHH2O + h+ —— OH +H+O2 + e- —— O2-O2-+H2O —— OOH +OH-2OOH —— H2O2 +OH-OOH +H2O+ e- ——H2O2 +OH-H2O2 + e- —— OH+OH-

  • 催化反应的应用领域

    工业的应用现代化学工业的巨大成就与催化剂的使用是分不开的。约90%以上的化学工业产品是借助于催化过程来生产的。例如,从煤炭和石油资源出发合成了甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等基本有机原料,改变了过去用粮食生产的途径;合成纤维的生产减轻了人类对棉花的依赖;塑料的发展减轻了人类对木材的依赖。合成橡胶、化肥、医药、合成食品、调味品的生产都与催化剂的使用分不开。例如,硫酸的生产,相比于二氧化氮作催化剂的铅室法,产品浓度低、杂质多、产量小;用铂作催化剂可使硫酸产品浓度达98%以上,可制得发烟硫酸;用钒作催化剂后,产品质量大大提高,成本大幅度下降。又如炼油工业中的催化裂化,用分子筛催化剂代替无定形硅铝胶催化剂后,由于分子筛的择形作用,改变了裂化产物的分布,得到了高质量产品。生态上的应用处理各类废弃物。二氧化碳 + 废塑料轮胎→汽柴油+可燃气+炭黑,既解决了空中环境堵塞,又将地面废弃物转化为能源;煤+地面农、林、牧、城市生活废弃物、城市工业废弃物→汽柴油+可燃气+炭黑,既解决了地面的污染问题,地面生态通道的堵塞,和煤排出的CO2问题,又将煤、地面废弃物转化为急需的汽、柴油基础油,它产生的可燃气体和天然气的低碳排放是一个水平:排出的可燃气体,碳排放量为16%,天然气的碳排放量12%。优化化石能源的产业结构。用先进的催化技术和仿生能源的工艺方法,将炼油工业转化为资源节约型的工业结构。石油→汽柴油+可燃气+炭黑,以高科技手段,打破垄断,形成资源节约型产业,把地下化石能源成本降下来。 相比于传统炼油,设备成本为(1/5) 生产成本为(1/2),且更多的产出来源于石油中的生物质。

  • 催化转化器

    转化器是什么呢?它是汽车上面的一个小东西。可是汽车少了它那是万万不行的。其实这个东西我还真没有见过,它的外观还是黑色的,远处看好象是塑料做成的。其实它是钢做成的。外型也挺可爱的,那我们一起来研究一下,们来看看催化转化器综述:随着环境保护要求的日益苛刻,越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应,将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气,故又称之为三元(效)催化转化器,其催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素,价格昂贵,在正常情况下,它的寿命为八万公里左右。由于三效催化转化器的工作要求比较严格,如果使用不当,会造成催化器失效层损坏。在高温度过高 常温下三元催化转化器不具备催化能力,其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力,通常催化转化器的起燃温度在250—350℃之间。催化转化器工作时会产生大量的自量越高,氧化的温度也愈高,这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器,造成排气温度过高,影响催化转化器的效能。硫和铅来自于汽油,磷和锌来自于润滑油,这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面,使催化剂无法与废气接触,从而失去了催化作用中毒现象还是比较高的,在三元催化器无法启动,发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面。这样长期下来便使载体的孔隙堵塞,影响其转化效能。催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度,因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大,比如混合气偏浓等,就会影响催化器的催化转化能力,降低其转化效。在排气状况就发生变化,安装三元催化器的位置就不同,这都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此,不同的车辆,应使用不同的三元催化转化器。然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制,其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度,转换成电信号后发送给ECU,使发动机的空燃比控制在一个狭小的。还有它的注意事项:1.安装有催化器的汽车绝对不允许使用有铅汽油。 2.要避免催化转化器发生磕碰。 3.汽车不要长时间怠速,以防催化转化器烧坏。 4.要避免突然加速,以防止催化转化器过热。   5.要保证发动机正常运转,以防止催化转化器排气净化率最佳。由于三效催化转化器发动机始终处于理论空燃比的情况下工作,这时排气净化率最高。发动机电控系统、点火系统和燃油系统的故障都会使发动机工作不正常,混合气浓度偏离理论空燃化,使排气净化率降低,三效催化转化器寿命缩短。你们看一个催化转化器都有这么多条件,还有这么多的知识值得我们去看,去读,去理解,你们懂了吗?

  • 【原创大赛】为水处理催化剂而来——记第十六届国际催化大会

    【原创大赛】为水处理催化剂而来——记第十六届国际催化大会

    这几天北京国家会议中心举办了第十六届国际催化大会,据说是第一次在中国举办国际催化会议,四年才举办一次哦,还是在北京!简直太巧了!http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09505.gif昨天晚上收到公司通知,去凑个热闹。想想就好激动呢~好歹在公司也是做水处理方面催化剂的啊~哈哈,来参观参观,学习学习~http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09502.gif 大清早的到了国家会议中心,结果发现,木有人,来早了。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062210_599509_2695184_3.jpg 吃了个煎饼果子等了一个小时,终于可以进去了。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062211_599511_2695184_3.jpg 我只想说,里面好凉快啊~http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09502.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062213_599515_2695184_3.jpg 进入了主会场,果然是国际会议,人好多,据说两三千人,还有好多国际友人。主持人巴拉巴拉在上面说了一通,才发现全程英文,好吧,国际会议嘛~一年都不怎么说英语了,听起来略费劲。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062211_599514_2695184_3.jpg 匆匆的翻看了会议报告页,找到自己能看的,发现,艾玛。能跟我们相关的还真的不多。。。。做催化剂的多,但做水处理催化剂的好少。。。。我和我的小伙伴都惊呆了。。。。 什么能源催化、催化材料、催化理论、环境催化、工业催化、光电催化、催化化学合成、生物质转化啊,发现能听的也就催化剂材料制备了,听完了主会场,直奔分会场。坐下来听听确实还不错,能跟自己搞的东西比较沾边。来来来,上几张图。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062220_599516_2695184_3.jpg 瑞士的这个小伙给讲了讲通过原子沉积在氧化铝表面形成膜层,给做的表征也不少,图做的还挺漂亮,哈哈http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062223_599518_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062225_599519_2695184_3.jpg制备的过程跟我们的还是比较类似的嘛。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062226_599520_2695184_3.jpg 美国西北大学的这位白发苍苍教授也是用的ALD方法来制备的催化剂,看样子用这个方法还是挺多的,问了下旁边的小伙伴,这方法制备出来的催化剂效果还是不错,只不过制备过程比较复杂,用的设备比较高端,我们水处理催化剂用不起啊~屌丝气质瞬间显示出来了。呐,看看人家的实例吧:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062230_599521_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062231_599522_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062231_599523_2695184_3.jpg是吧,还不错吧~嘿嘿~听了几个讲座,就到中午了,可惜今天只有半天~不过也算学习了不少好东西。。。感谢公司给提供的机会,感谢催化大会给带来的见识~最后,想说,这个注册费好贵。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062234_599524_2695184_3.jpg 是不是又暴露了屌丝气质。。。 算了,我不说话了。

  • 化工催化剂检测

    [font=&][size=16px][color=#333333]点击链接查看更多:[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-38856.html[/url]服务背景[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]随着负载型双组份催化剂的发展,催化剂表征方法的建立使人们对催化剂中组分、活性以及存在状态具备综合分析的依据,能够对于所制备的催化剂的反应行为给予更合理的解释。如应用TPR及H2和O2化学吸附等方法对PtSn/Al2O3催化剂中的锡组分存在状态的表征,应用电镜和XRD对催化剂结构进行表征,通过ICP及XRF对催化剂进行定性及定量分析,另外对催化剂的积碳失活的检测有助于催化剂表面再生行为的研究,运用TPO、TG及STA等手段对催化剂表面积碳行为。[font=&][size=16px][color=#333333]检测内容[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]平台基础配套设施齐全,配备催化剂表征所具备的材料物化分析检测仪器设备,主要包括STA、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]、FT-IR、ICP、XRD、XRF等以及催化剂原位表征,包括化学吸附-质谱联用、吡啶透射红外、原位XRD、原位漫反射红外等。[font=&][size=16px][color=#333333]检测标准[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font][table][tr][td]产品名称[/td][td]检测项目[/td][td]检测标准[/td][/tr][tr][td]化工产品/催化剂[/td][td]比表面积[/td][td]GB/T 19587-2017[/td][/tr][/table]

  • 钌铝催化剂含量测定

    钌铝催化剂中钌含量测定,国标是碱融蒸馏后,上机分析。我这边按国标做了以下,发现钌只蒸馏出60%左右,请问做过的老师,在用饿钌蒸馏器蒸馏时要注意那些细节?

  • 2013年现代催化研究方法高级讲习班开课了!!!

    随着催化科学的快速发展,催化剂结构表征越来越重要,甚至已成为催化科学和技术发展的一个瓶颈。近年来我国各催化研究单位的催化剂结构表征条件得到了很大改善,不少单位的实验装备达到了发达国家的水平,但是大家也认识到我国的表征研究水平与发达国家仍存在一定差距,亟需进一步提高。近几年来,先后由中国科学院大连化学物理研究所(2007年)、浙江师范大学(2010年)和四川大学(2012年)成功举办了一系列以研究生、高等院校青年教师、企业和科研院所相关技术人员为主要对象的现代催化研究方法高级讲习班,着重讲解当前催化研究涉及的主要现代物理方法基本原理、应用实例和存在的问题,受到了催化界同行的强烈支持和热烈欢迎。2013年现代催化研究方法高级讲习班由中国科学技术大学化学与材料科学学院主办,计划于2013年6月30-7月6日在安徽省合肥市中国科学技术大学举行。本次讲习班拟聘请中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院金属研究所、北京大学、清华大学、复旦大学等催化界精英担当授课老师,相信参加者能从中获得收益,欢迎广大科研工作者报名参加。本次讲习班预计招收学员100-150名,将根据报名先后顺序录取学员,请有意参加讲习班的人员填写附件二-报名回执表,于2013年5月31日前发送至会议联系人。中国科学技术大学化学与材料科学学院2013年3月20日联系人:黄伟新教授,E-mail: huangwx@ustc.edu.cn,0551-63600435 马运生副教授,E-mail: ysma@ustc.edu.cn, 15255109902 汪文栋副教授,E-mail: wangwd@ustc.edu.cn, 13705699872 姜志全副研究员,E-mail: jzhiquan@ustc.edu.cn, 13721051597 讲习班网址: http://staff.ustc.edu.cn/~huangwx/CN/index_CN.htm拟任授课老师见附件第一轮通知

  • 三元催化剂的制备和原料选择

    [align=center][b]三元催化剂的制备和原料选择[/b][/align]稀土催化材料在汽车尾气净化中的作用 目前国外广泛开发应用于汽车尾气净化的催化剂基本上是由铂(Pt),铑(Rh)等贵金属组成的, 目前, 普遍使用的铂铑基贵金属三元催化剂主要通过Pt 的氧化作用净化HC , CO , 通过Rh 的还原作用净化NOx 。该催化剂虽具有活性高、净化效果好、寿命长等优点,但是造价也较高,尤其是Pt、Rh等受到资源限制。为了缓解Pt特别是Rh的供应与需求之间的矛盾,广泛使用价格相对便宜的钯(Pd),开发了Pt,Rh和Pd组成的催化剂以及钯催化剂。 人们发现用稀土代替部分贵重金属制成的催化剂成本低,而且能获得满意的净化效果。 稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性,有效地控制排放尾气的组分,能在还原气氛中供氧,或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用,以保持催化剂较高的催化活性。所以开发稀土少贵金属的汽车尾气净化剂,是取稀土之长补贵金属贵属之短,生产出具有实用性的汽车尾气净化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长,因此在汽车尾气净化领域备受青睐。 稀土元素外层电子结构相似,稀土元素间的催化性能差别比较小,总的催化活性比不上外层电子结构的过渡元素及贵金属元素。在现行的实用工业催化剂中,稀土一般只用作助催化剂或催化剂中的一种活性组分,很少作为主体催化剂。作为贵金属催化剂的助剂,稀土能够提高和改变催化剂的性能,其助剂的作用远远大于传统意义上的碱金属或碱土金属元素。我国的机动车排放污染严重,然而我国贵金属贫乏而稀土资源丰富,因此稀土应用于机动车尾气处理在我困得到广泛的应用。 稀上在机动车尾气净化催化剂中主要是具有储氧和催化作用,将其加入催化剂活性成组中,能提高催化剂的抗铅、硫中毒性能和耐高温稳定性,并能改善催化剂的空燃比工作特性。 稀土在TWC中的应用 稀土氧化物特有的性质早已引起了国内外催化剂研究工作者的广泛关注,然而到目前为止稀上氧化物多用作催化剂载体和助剂。稀土在催化剂中的作用主要有以下几方面。 1.汽车尾气净化催化剂活性成分 汽车尾气中的主要有害成分为碳氧化合物(Hc)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO),在净化器中的化学反应包括氧化和还原反应。因此,需要找出一种能使氧化和还原两类反应同时进行的三元催化剂,使催化剂在汽车排气管内借助于排气温度和空气中氧的浓度,对尾气中的CO、HC和NO同时起氧化还原作用,使其转化成无害物质C02、H20和N2。 Ce、La稀土催化活性的研究结果表明:Ce02的引入明显提高了CO和NO的催化转化活性。因此,可用稀土氧化物完全或部分代替贵金属来担当催化剂的活性组分,催化还原Co、HC和No。2提高催化剂的抗中毒能力机动车尾气含有的Pb、S、P等是易使贵金属三效催化剂中毒的物质,这些物质在催化剂的表面活性位置上产生化学吸附,阻碍了反应的进行,使催化剂失去了催化活性。 稀上具有抗硫化物中毒能力是因为这些有毒物与其生成稳定相,如Ce203与硫化物反应生成稳定的C02(S04)3。在还原气氛中,这些硫化物又被释放出来并在Pt和Rh催化剂上转化成H2S,同尾气一起排出(产生有臭味的H2S)。稀上对硫化物的转化作用使含稀土的催化剂具有较强的抗中毒能力。 研究表明Ce02对尾气中S02组分有一定的储硫作用。汽车发动机在贫燃条件下工作时发生如下反应:6 Ce02+3S02一Ce2(S04)3+2C0203,在富燃条件下储存的硫会被释放,从而增强了催化剂的抗S中毒能力。 3提高催化剂的热稳定和机械强度 通常构成活化涂层的丫-A1203在800℃以上会转变成a-A1203,使密度增加,表面积减少,造成孔隙结构坍塌。并且在1200℃以上活化涂层会从载体上脱落,使气体阻力增大,催化活性降低。 加入Ce02能稳定丫-A1203晶体结构,使活化涂层在高温下保持稳定,抑制活性损失。氧化铈在还原或中性气氛下,在1473 K处理数小时后仍能保持60 m2g.1表面积,说明主要以Ce A1203存在的Ce3+阻碍了晶体生长和氧化铝的转变。 4. 自动调节空气燃料比(储氧能力提高催化剂的活性) (围绕汽车发动机工作时的理论空燃比,汽车废气的组成是会呈周期地发生变化.利用选种特性,把废气中的氧能可逆的进行吸附和放出的物质叫做氧的存储物质,CeO 有这种作用。) 许多研究发现,氧化铈等稀土氧化物具有储放氧能力。Ce02在贫氧区放出02,氧化C0和HC,在富氧区储存02,从而控制贵金属附近的气氛波动,使空燃比A/F稳定在化学计量平衡附近,起到扩大空燃比窗口的作用,保持催化剂的催化活性。 Ce02中的Ce能改变氧化态(Ce4+与Ce3+之间的转化),具有极好的储氧效应和释放氧能力,在贫燃/富燃条件下可以储存/释放氧气,从而可以提高催化剂对CO、HC、NO的转化率。 (当发动机瞬时富油而造成废气瞬时缺氧时,四价Cc (CeO2)可变成三价Ce(Ce2O3),释放出O2.当发动机瞬时贫油而造成废气瞬时富氧时, Ce2O3又结合O2而转化成CeO2,这就是所谓的氧的储备作用。 其反应方程式如下:2 CeO2-- Ce2O3+1/2O2.) 5.助催剂的作用 汽车尾气中含有约l0%的水蒸气,Ce02可以促进水气转移反应产生还原性气体,可以在缺氧时提高CO的净化率,同时H2可用在NO的还原中,提高NO在富燃区的净化率。CO+H2O- -CO2+H2 为了弥补富Pd及全Pd催化剂中Pd在催化还原NO方面的能力不足,在Pd内加入La203,这种Pd-La催化剂在性能上完全可以和Pt.Rh催化剂媲美。 6.提高活性涂层的催化活性 加入CeO2 使活性涂层中贵金属颗粒保持分散, 避免因烧结而导致催化格点减少, 使活性受损。在Pt/γ2Al2O3 中添加CeO2 , 由于CeO2 能在γ2Al2O3 上单层分散( 最大单层分散量为01035 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]eO2Pgγ2Al2O3 ) , 改变了γ2Al2O3 的表面性质, 从而提高了Pt 的分散度。当CeO2 含量等于或接近于分散阈值时, Pt 的分散度达到最高。CeO2 的分散阈值即为它的最佳添加用量。Rh 在600 ℃以上氧化气氛中, 因高温氧化生成的Rh2O3 与Al2O3形成固溶体而失去活化作用。CeO2 的存在将减弱Rh与Al2O3 之间的反应, 保持Rh的活化作用。La2O3也能防止Pt 超微细粒长大。将CeO2 和La2O3 添加到PdPγ2Al2O3 后发现, CeO2 的加入促进了Pd 在载体上的分散, 并且产生一种协同还原作用。Pd 的高度分散及其与CeO2 在Pd/γ2Al2O3 上的相互作用是催化剂具有高活性的关键。 CeO2 还是一种有效的烃类氧化催化剂。在考察Pt/ CeO2 上CO 氧化时发现Pt 和CeO2 界面处的晶格氧起着重要作用。在真空或还原气氛中CeO2表面可以产生低价铈和氧缺陷, 具有优异的氧化还原催化性能和气敏功能, 特别是具有与吸附分子交换电荷、交换物种的功能。CeO2 在氢作用下易产生低价铈和氧空位。Pt/ CeO2 可吸收[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]氢并再释放出来。在常温下部分还原的CeO2 上吸附氧形成分子离子氧物种。氧物种可部分脱附, 高于170 ℃时均可转化为晶格氧 。另外, CeO2 对γ2Al2O3 载体的改性, 有利于钯催化剂上表面氧物种的脱附和氧化再恢复, 从而促进Pd/ CeO22γ2Al2O3催化剂的氧化作用。催化剂的制备工艺非常复杂,从配方的粉体原材料选择:催化剂粉体主要的材料是三氧化二铝、铝胶、稀土材料(氧化镧、氧化铈、氧化锆等)进行工艺混合,再由不同比例的贵金属活性组分添加,通过800度的高温制备而成。整个制备的工艺是一个科技含量非常高和严谨的流程。三元催化转化器的结构三元催化转化器主要由外壳、隔热保护罩、中间段、入口和出口锥段、弹性夹紧材料、防直通密封催化剂等几部份组成, 其中催化剂作为三元催化转化器的技术核心包括载体、涂层两部分。2.1 载体 基本材料为陶瓷(MgO2, Al2O3,SiO2)。目的是提供承载催化剂涂层的惰性物理结构。为了在较小的体积内有较大的催化表面,载体表面制成为蜂窝状。2.2 涂层在载体表面涂敷有一层极松散的活性层,它以金属氧化物γ-AL2O3 为主。由于表面十分粗糙,这使壁面的实际面积增大了约7000 倍,大大的增加了三元催化转化器的活性表面和储存氧的能力。在活性层外部涂敷有含锆Zr 和铈Ce 等元素的助催剂,含有铑Rh、钯Pd、铂Pt 等贵金属的主催化剂。市场现状(2)— 国内催化剂生产量估算[table][tr][td][b]厂 家[/b][/td][td][b]年产量(万升)[/b][/td][/tr][tr][td]昆明贵研催化剂有限责任公司[/td][td]300[/td][/tr][tr][td]无锡威孚力达[/td][td]60(剂)+20(封装)[/td][/tr][tr][td]天津化工研究设计院[/td][td]50[/td][/tr][tr][td]天津卡达克[/td][td]50(封装)[/td][/tr][tr][td]其他[/td][td]30[/td][/tr][tr][td]合计:[/td][td]500[/td][/tr][/table][img=,499,267]file:///C:\Users\dell\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsAD7D.tmp.jpg[/img][img=,480,361]file:///C:\Users\dell\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsAD8E.tmp.jpg[/img]三元催化剂的制备过程,提高催化效率,关键在于选用合适的催化剂。催化剂要求粒径小,大比表面积,同时要求高分散性,要求分散吸附性能强。市场上主流的效果最好的纳米氧化铈生产厂家有:杭州九朋新材料有限责任公司,其生产的纳米氧化铈比表高达200-300平,且分散性好,价格合理,同时还生产纳米氧化铝,纳米氧化铝溶胶,铂铑钯催化剂。另一家是山东加华,外资企业,主要生产氧化铈,出口为主,价格较高。要更换新的三元催化如何选择呢? 1、原厂件:4s如果你依然信任他,而且你也能够承担高出好几倍的价格,那么可以选择,关键是三元催化原厂件厂家一般都没有质保,原因很简单,因为新车的时候都很难质保。 2、品牌件:这个选择的难度就比较大了,因为今天中国的三元催化市场太吓人,从100元的三元催化到1万元的都有,一家三口人都可以在家里生产三元催化,这个市场是乱的把外星人都吓跑了,这么一个高科技含量的配件今天在中国变成家庭作坊都可以生产,这也难怪为什么主机厂基本在中国放弃了在用车市场,因为实在无法竞争。那我们消费者选择起来可就更难了,外行根本看不懂啊。其实方法还是有的。再乱的市场也有正规做事情的企业。

  • 【求助】采购催化剂制备进口设备

    本人是一研究院搞催化材料研究的,负责实验室的仪器采购, 领导最近说要买一批催化剂制备用的进口设备, 但我实在不知如何下手, 象挤条机、碾压机什么的。谁有这方面的资料,拜托与我分享一下啊。谢谢! 本人联系方式:QQ-113389616,E-mail: haijun666@126.com

  • 分子筛填料和催化剂

    常见分子筛3A分子筛4A分子筛5A分子筛10X分子筛13X分子筛13XAPG分子筛富氧分子筛XH系列制冷剂专用分子筛中空玻璃专用分子筛 分子筛催化剂SAPO-11: 芳烃和异构化芳烃的烷基化,二甲苯异构化,石油炼油,石油化工。ZSM-5: 甲醇转化,低碳烷烃脱氢。高硅ZSM-5为疏水性的。磷酸铝分子筛:电中性,气体干燥,裂解反应,脱氢反应,水合反应,酯化反应。TS:氧化还原性能,弱Lewis酸性,环烯烃、环烷烃以及不饱和醇的催化氧化。MCM:苯和丙烯烷基化,甲烷无氧芳构化,催化裂化,烯烃芳构化,甲苯歧化。SBA:催化氧化,催化加氢、聚合、缩合反应,烷基化反应,异构化反应,催化裂化,光催化,热分解。不知道有老师用过没有,能不能提供下供货信息啊

  • 催化剂表征与评价—催化领域多位专家齐上阵,长江学者领衔报告

    催化剂表征与评价—催化领域多位专家齐上阵,长江学者领衔报告

    [align=center][img=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst2022/,690,151]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206101025467345_9400_3295121_3.jpg!w690x151.jpg[/img][/align][size=24px][color=#ff0000]催化剂表征与评价 主题网络研讨会[/color][/size][size=18px]举办时间:6月28日 14:00[/size][font=&]1、韩一帆(华东理工大学/郑州大学 长江学者、中原学者、教授/博士生导师):Elucidating Active Sites for Syngas to Olefins through F-T Reaction[/font]2、周琰(安东帕(上海)商贸有限公司 产品经理):气体吸附在催化剂表征中的应用3、刘丽萍(大连理工大学 高级工程师):固体多孔材料比表面积和孔结构分析方法应用探讨4、杨军(中国科学院过程工程研究所 研究员):贵金属基异质结构纳米材料及其电催化应用戳链接,[size=18px][color=#ff0000]免费[/color][/size]报名:[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/catalyst2022/[/url]

  • 三元催化_台式XRF分析仪

    三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,载体部件是一块多孔陶瓷材料,安装在特制的排气管当中。称它是载体,是因为它本身并不参加催化反应,而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。 它可以把废气中的HC、CO变成水和CO2,同时把Nox分解成氮气和氧气。  HC、CO是有毒气体,过多吸入会导致人死亡,而NOX会直接导致光化学烟雾的发生。经过研究证明,三元催化器是减少这些排放物的最有效的方法。通过氧化和还原反应,一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳氢化合物被氧化成水和二氧化碳,氮氧化合物被还原成氮气和氧气。三种有害气体都变成了无害气体。三元催化剂最低要在350摄氏度的时候起反应,温度过低时,转换效率急剧下降;而催化剂的活性温度(最佳的工作温度)是400℃到800℃左右,过高也会使催化剂老化加剧。在理想的空燃比(14.7:1)下,催化转化的效果也最好。它安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应,二氧化碳和氮气,故又称之为三元(效)催化转化器。

  • 【资料】光催化转化氮氧化物的研究进展

    光催化转化氮氧化物的研究进展 马睿 谭欣 赵林 ( 天津大学环境学院, 天津 300072) 摘要:对光催化转化氮氧化物的研究进展进行了综述。首先介绍了氮氧化物的危害及传统处理方法的缺点以及光催化反应的机理 随后着重介绍了以 TiO2 为催化剂对 NOx 去除的研究进展, 并对其他用于分解氮氧化物新型光催化进行了介绍 最后对应用前景作出 展望。光催化转化氮氧化物的研究分为光催化氧化和光催化还原 2 种, 反应器则主要为固定床反应器和流化床反应器。N 原子的搀 杂、氧空穴的产生以及表面负载 Pt 均能有效地利用可见光, 炭( AC) 、沸石、氧化钙、ZrO2、高岭土等载体也可明显地提高光催化转化 氮氧化物的效率。此外, 植入过渡金属离子沸石, 也可有效地转化氮氧化物。 关键词 TiO2 氮氧化物 光催化 脱除 载体 可见光 进展 中图分类号 O43 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 08- 02215- 03目前, 脱除 NOx 的技术措施主要有非催化法和催化还 原法两类[1]。非催化法主要包括湿式吸收法、固体吸附法、电 子束照射法等, 这些方法往往需要复杂的设备、较高的成 本, 且存在二次污染问题。选择性催化还原法是目前主流发 展方向, 但也存在二次污染及要求较高的反应温度等问题。 例如, 在 Ag/Al2O3 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操作温 度是 500 ℃[2], 在 Ba/MgO 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操 作温度是 700 ℃[3]等。光催化技术是近几年发展起来的一项 空气净化技术, 具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等 优点[4], 笔者对光催化分解氮氧化物的研究进展进行了综述。1 光催化反应机理半导体材料存在能级分布, 当用能量大于半导体禁带 宽度的光照射半导体时, 光激发电子跃迁到导带, 形成导带 电子( e-) , 同时在价带留下空穴( h+) 。由于半导体能带的不 连续性, 电子和空穴的寿命较长, 它们能够在半导体本体和 表面运动, 与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生 氧化还原反应, 而将污染物分解掉。以 TiO2 为例, 它的禁带 宽度为 3.2 eV, 在波长小于 380 nm 光照下, TiO2 的价带电 子被激发到导带上, 产生高活性的电子- 空穴对。图 1 绘出 了受光源照射时半导体内载流子的变化。电子和空穴被光 激发后, 经历多个变化途径, 主要存在俘获和复合两个相互 竞争的过程。光致空穴具有很强的氧化性, 可夺取半导体颗 粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子, 使原本不吸收光而 无法被光子直接氧化的物质, 通过光催化剂被活化氧化。光 致电子具有很强的还原性, 能使半导体表面的电子受体被 还原, 这两个过程均为光激活过程。同时迁移到体内和表面 的光致电子和空穴又存在复合的可能, 此为去激活过程, 对 光催化反应无效。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或 H2O 发生作用生成 HO?。HO?是一种活性很高的粒 子, 通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电 子能够与 O2 发生作用生成 HO2?和 O2?-等活性氧类, 这些活 性氧自由基也能参与氧化还原反应。目前对 NOx 的光催化 反应的研究分为光催化氧化和催化分解 2 种。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903201415_139711_1614854_3.gif[/img]

  • 高顺式聚丁二烯橡胶催化体系的分析研究

    [align=center][b][/b][/align][align=center][b]高顺式聚丁二烯橡胶催化体系的分析研究[/b][/align]2012年11月1日欧盟轮胎标签法规—EC1222/2009实施,要求出口欧盟的轮胎必须标示出轮胎的燃油效率、滑动噪声和湿抓着力等级。高顺式顺丁橡胶是生产高性能绿色轮胎的重要原材料,常见用于子午线轮胎、斜交轮胎胎侧和胎面配方中。不同催化体系的顺丁橡胶应用性能差异较大,尤其是稀土顺丁橡胶。橡胶行业对不同催化体系的高顺式顺丁橡胶的应用非常关注。主要基于以下诉求:1、轮胎厂急欲了解品牌轮胎中不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用方向,以便采购生胶原材料,提高自我品牌轮胎性能。2、合成橡胶生产厂急欲知道不同催化体系高顺式顺丁橡胶在轮胎中的应用现状与前景。3、合成橡胶应用技术研究人员急欲掌握不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用性能。采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url](FAAS、GAAS)可以对高顺式聚丁二烯橡胶生胶及硫化胶催化体系进行定性、定量分析。1、采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]对高顺式顺丁胶(单用和并用)进行定性。2、进行样品处理,样品处理有三种方法:A、干法灰化,B、湿法消解,C、半降解。3、采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]测试样品中的钕、镍、钴、铝。优化测试条件,消除存在干扰。检测限能达到ppb级。4、根据检测结果,总结国内外轮胎用高顺式顺丁橡胶催化体系的不同及应用方向。

  • 关于二氧化钛光催化技术现在有没有成熟的产品

    之前四年我一直跟纳米材料打交道,不过都是在做气体传感器催化发光,最近突然发现二氧化钛光催化技术慢慢火起来了。我查了一下文献,发现二氧化钛本身是很好接近完美的材料,但是市面上好像做二氧化钛用来除甲醛抗菌的产品不多,所以想问问大伙有谁了解这方面的事情,大家一起交流一下啊

  • 请问催化去除甲烷的催化剂或催化炉的成分和原理是什么?

    首先说明:这里讨论的是催化方法[b] 除掉样气中的甲烷[/b],催化生成H2O和CO2。 而不是加氢催化无机碳生成CH4市场上有测量非甲烷总烃的FID设备,原理是使用催化炉除掉样气中的CH4,至于其他如乙烷、乙烯、甲醇等其他 有机成分都保留,送到FID测量,得到非甲烷总烃。请问这种催化剂的原理和成分是什么?

  • 【转贴】微波技术在催化领域中的应用

    微波技术在催化领域中的应用微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一,发展极为迅速。20世纪80年代微波开始在化学领域中得到广泛研究,并取得了积极效果,如在有机合成方面,合成某些放射性药剂及干燥等方面[1]。最近,微波在催化领域中的研究也越来越活跃,这里介绍近年来微波技术在催化领域中所取得的进展,如微波用于诱导催化反应,用于催化剂的制备以及载体的改性方面。微波技术用于诱导催化反应一、 微波诱导催化反应原理 微波是一种电磁波,电磁波包括电场和磁场,电场使带电粒子开始运动而具有一种力,由于带电粒子的运动从而使极化粒子进一步极化,微波的电和磁部分的相关的力方向快速变化,从而产生摩擦使其自身温度升高。这就是微波加热的基本原理[2]。 许多有机反应物不能直接明显地吸收微波,但将高强度短脉冲微波辐射聚焦到含有某种“物质”(如铁磁性金属)的固体催化剂床表面上,由于表面金属点位与微波能的强烈作用,微波能将被转变热,从而使某些表面点位选择性地被很快加热至很高温度。尽管反应器中的物料不会被微波直接加热,但当它们与受激发的表面点位接触时可发生反应。这就是微波诱导催化反应的基本原理[3]。 二、微波诱导催化反应的催化剂和载体 微波诱导催化反应实质上是微波首先作用于催化剂或其载体,使其迅速升温而产生活性点位,当反应物或载化都可以用于微波诱导催化反应的,只有那些可能被微波激活的催化剂和载体才能用于微波诱导催化反应。对于金属催化剂,能与微波发生强相互作用的主要是那些铁磁性金属,如镍、钴、铁等。对于金属氧化物,则视组分和结构不同而有很大差别;对于S区金属氧化物,不存在变价情况,则对微波是透明的。对于P区金属氧化物和过渡金属氧化物,存在变价现象,则它们对微波是不透明的,即吸收微波的能力随组分和结构而不同[4]。有人曾对过渡金属和P区金属的氧化物与微波之间的相互作用作过较深的研究[5]。把金属氧化物分成3类:第1类是高损耗物质,它们是一些含有变价元素的金属氧化物,如NI2O3,MNO2,Co3O4等,在微波场中有很高的活性。第2类是在微波场中辐射一段时间后才开始急剧升温,如Fe2O3,CdO,V2O5等。第3类低损耗物质,如AL2O3,TiO2,ZnO,PbO,La2O3,Y2O3,ZrO2,Nb2O5等。显然,第1类金属氧化物最适宜作微波诱导催化反应的催化剂,第3类金属氧化物宜作载体。 三、微波诱导催化反应的应用 (1) 甲烷分解 四烷分解制成乙烯有着十分重要的经济和学术意义。研究证明[6],在微波辐射下,许多催化剂可使甲烷快速分解,通过适当控制条件,可选择地获得较低或较高烃类。当在400 W 微波炉中用Ni-1404片或Ni粉作催化剂时,其转化产物主要为乙烯、乙烷和乙炔。 (2) 烃类氧化 脂肪烃和芳香烃直接氧化有着重要的经济意义,已被广泛地研究了几十年,但是迄今未能找到转化率高、选择性好的直接氧化方法(尤其是对于甲烷的氧化。)最近研究证明:在微波辐射下,甲烷、丙烷、再烯、乙烷、甲苯都可与水发生催化氧化,形成相应的醇、酮、醚等。 微波场中甲烷部分氧化剂制合成气的研究较为活跃,因为在微波场中进行的甲烷部分氧化(POM)反应与常规加热条件下相比较前者具有反应速率快,催化床层温度低,反应物的转化率和产物的选择性均得到改善等优点[7]。对微波场中甲烷部分氧化合成气所用催化剂的考察,研究人员做了很多工作[8],通过对Ni/La2O3,Ni/ZrO2,Co/La2O3,和Co/ZrO2的催化性能的考察,发现以ZrO2为载体的镍基催化剂的活性和稳定性明显优于钴基催化剂,活性顺序为:Ni/ZrO2>Ni/La2O3>Co/ZrO2>Co/La2O3。 甲苯选择氧化制苯甲酸的多相工业化生产由于甲苯的转化率和苯甲酸的选择性较低而无法实现。研究表明[9],在微波场下,V2O5/TiO2在较低的温度下选择氧化甲苯,可得到苯甲酸和苯甲醛的收率分别为41%和14%。与传统加热催化过程相比,苯甲酸的收率有较大的提高。 (3) SO2和NO的还原 以往的除去SO2的方法大都是将其氧化后中和除去,但基氧化物腐蚀性强,处理费用高。把含有SO2的空气在微波场下通过Ni-1404催化剂,则SO2可分解而释放出氧和硫;同样把含NO的空气在微波场下通过Ni-1404催化剂,则NO被分解成为O2、N2及少量N2O。微波技术用于催化剂的制备及载体的改性 一、分子筛的合成 利用微波的介电加热作用进行分子筛合成,是一种新型合成方法。据报道。用微波技术合成的分子筛有A型,X型,Y型,ZXM-5型,CoAPO-44型,CoAPO-5型,AlPO4-5型以及中孔MCM-41型分子筛,还有NaX及NaA分子筛。与传统的水热合成方法相比,微波合成法能同时大量成核且能大幅度缩短晶化时间,获得均匀细小的晶粒,比表面积增大。 二、活性组分在分子筛上的负载 活性组分负载在载体上是一个复杂的过程,其分散度影响催化剂的活性、选择性及寿命等各个方面。最近不少学者采用微波技术使一些无机盐很好地负载在分子筛等载体上。据研究,微波固相法制备的ZnCl2/NaY催化剂与普通法制备的ZnCl2/NaY催化剂相比,在Diels-Alder反应中表现出较高的环加成选择性和区哉选择性。利用微波法制备的ZnCl2-HY分子筛催化苯甲醚与乙酰氯的酰化反应,发现这种催化剂具有良好的初活性。利用微波功率的增大,苯甲醚的转化率和甲氧基苯乙酮的选择性也增加。这可能是由于微波功率增大,促进了ZnCl2在HY分子筛中的分散及与HY分子筛的交换的缘故。 用微波法负载活性分于分子筛上,与传统法相比,具有以下优点:分散度高;处理时间短,效率高;处理样品简单,避免了溶液的混合烘干及培烧;无机盐很容易分散到多孔分子筛上。 三、载体的改性及新型材料的合成 Al2O3是多相催化中广泛应用的载休,利用微波辐射制备结晶γ-Al2O3,与传统的深浅法所获得的γ-Al2O3相比,具有规整、清晰的晶貌特征。这是由于在微波下,水分子被子激活形成活性水分子,加速了铝溶胶的溶解从而促进了体系中结晶Al(OH)3xH2O的生成所致其制备方法是:将铝溶胶置于微波炉中,利用策波辐射加热,保持沸腾3h后,冷却,静置,将所得白色沉淀洗涤,分离,在120℃烘干,在马福炉中按规250℃ 1h,350℃ 1h,450℃ 1h,550℃ 3h顺序焙烧,得到白色粉末,即可得到边界清晰、结构规整的结晶γ-Al2O3。 Al2O3作为一种载体,由于它的比表面积较小,所以某些活性成分在其上面的负载将受到限制。若将 Al2O3分散于比表面积较大的沸石上,则可制得一种具有Al2O3表面性质又保持沸石高比表面积的新型复合材料。据研究,用化学镀饰法化学浸渍法和高温热处理法所制的Al2O3/NaY新型催化材料的分散度均不高,而采用微波辐射固相法制得的Al2O3/NaY新型催化剂材料具有较高的分散度。Al2O3在NaY沸石上的理论分散值为0.62,实验测得用微波辐射得到的分散值为0.45,其他方法得到的分散值均小于0.3。 四、 结 语 微波技术应用于化学研究有着相当大的优势和无限的魅力。微波技术发展的特点之一,是它与更多的学科相结合。这会大大地突破传统内容,建立一系列新的生长点。而研究用的微波炉也易于获得,使该方法的研究更具有普遍意义。但微波技术应用于催化领域也存在一些复杂性。有关微波诱导催化反应的机理以及微波参催化剂作用的机理的研究毕竟还很不深入,主要原因是微波场中温度无法准确测量。所以进一步改进实验测量技术(特别是微波场中的温度测量技术)具有十分重要的意义。只有将微波的作用机理进行深入研究才能使微波在催化剂领域中得到进一步发展。

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  • 【求助】有机催化反应后,要测定催化剂的流失,如何处理样品?

    本人是作催化的,公司新买了ICP,但没有人会用。有2个问题想向各位请教一下。用钯/活性炭 作为催化剂,催化苯乙酮加氢还原,得到苯乙醇。1、想测定催化反应循环过程中,每次催化剂的流失。如何处理样品?(注* 催化剂颗粒很小,即使用高速离心机处理,产物相还是有点黑,也就是还有少量催化剂在里面)2、想测定钯/活性炭 催化剂中 钯的量。样品又如何处理?谢谢各位啦!!

  • 中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组招聘博士后

    中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组招聘博士后中国科学技术大学纳米催化表面物理化学研究组目前承担了国家科技部重大科学研究计划、中国科学院、国家自然科学基金、MPG-CAS伙伴小组等项目,因科研需要,诚招有相关科研经验的博士后。研究组组长黄伟新教授是中国科学院“百人计划”入选者(2005-2008年),已在国内外学术期刊上发表SCI收录论文80余篇,被引用700余次。2005年在中国科学技术大学独立工作以来在JACS, AngewChemIntEd, JCatal, JPC等刊物发表学术论文60余篇。曾获得第13届国际催化大会“青年科学家奖”(2004年)、亚历山大洪堡基金会洪堡学者(2004年)、中国真空学会 “中国真空青年科技创新奖”(2008年)和中国化学会“青年化学奖”(2009年),曾担任“先进催化材料结构-性能关系:试验与理论”教育部创新团队带头人。目前为“多相催化模型体系的结构-性能关系”中国科学院-德国马普学会伙伴小组组长和中国化学会催化委员会委员。详细信息请访问研究组主页http://staff.ustc.edu.cn/~huangwx/ 一、研究方向(1)模型催化体系基于表面分析仪器研究催化反应过程中的基元化学反应步骤,从中了解催化反应的具体路径,探讨催化剂表面的构效关系。(2)纳米催化研究利用各种纳米材料的制备方法合成纳米催化剂,并通过样品表征技术来研究催化剂的组成、结构和催化性能之间的联系 二、招聘条件申请者应具有相关专业的博士学位(或即将毕业),身体健康,品学兼优,有敬业精神,具有相关课题经验和科研经历,以及独立的科研工作能力,有责任心和团队精神。 三、待遇享受中国科学技术大学规定的博士后工作和生活待遇,学校提供生活设施齐全的博士后公寓一套。优秀者将有机会获得学校青年科学基金(10-20万元)资助和额外生活补贴。 四、应聘材料(1)个人简历(2)曾参加或承担的主要科研工作简介,成果业绩(3)博士/硕士/本科论文的主要内容(4)发表(含录用)论文清单 五、联系方式请将申请函寄至信箱:huangwx@ustc.edu.cn

  • 【分享】纳米二氧化钛的光催化特性

    一、 研究意义和目的 人类正面临着环境污染的巨大压力。污水中成分复杂,浓度亦不相同,利用光催化技术可将多种有机污染物完全矿化为二氧化碳、水及其他无机小分子或离子;将高毒性的CN-氧化为CNO-,CrO42-还原为Cr3+,来降低它们的毒性;还能将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]体系中的氮氧化物分解并将有机污染物氧化。如何提高光催化反应的光量子产率,是光催化大规模应用面临的主要难题之一。晶粒尺寸减小到一定程度后,光能隙蓝移,对应于更高的氧化-还原电位,因而有更强的氧化-还原能力;另外晶粒尺寸减小后光生载流子迁移到晶粒表面的时间大大缩短,有效地减少了光生电子和光生空穴的体相复合。因此,制备高比表面积的超细二氧化钛纳米颗粒有望能显著地提高其光催化活性。 我们课题组的研究目标是利用价廉的含钛无机物为主要原料,制备锐钛矿相、金红石相、两相的混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和由介孔与二氧化钛纳米晶构筑的团聚体。利用苯酚的光催化氧化反应和铬酸根的光催化还原反应为模型,来考察不同结构的纳米二氧化钛的光催化活性。这些研究成果对光催化的基础研究、金红石相二氧化钛纳米晶的应用和高性能的光催化制备有重要的指导意义和借鉴作用。 1.不同结构纳米二氧化钛的制备与性能 以钛醇盐为前驱体,用沉淀法或溶胶-凝胶法都能制备出无定形或结晶度较差的锐钛矿相(anatase)二氧化钛。要获得金红石相(rutile)需经高温煅烧,大约在500t开始锐钛矿相?金红石相转变(具体温度与制备条件有关),要获得纯金红石相需在8000C左右煅烧2h。实际上,金红石相是常温下的稳定相,但在通常条件下难以合成。国内生产的钛醇盐主要是钛酸丁酯,含钛量不高且价格贵,文献中的数据表明,用钛醇盐为原料难以获得高比表面积(大于200m2/g)和超细尺寸的二氧化钛纳米晶(小于10nm)。而且,这种方法得到的粉体往往含有较多的有机物,这些有机物会降低二氧化钛的催化活性。因此,用醇盐得到的二氧化钛需用煅烧的方法来改善结晶度和除掉有机物。我们课题组找到了用廉价原料制备不同晶相的高性能二氧化钛纳米粉体的方法。高温条件下金红石相二氧化钛纳米晶的生长速度快,高温[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]反应(如氯化法)也难以获得金红石相二氧化钛纳米晶。二氧化钛纳米晶在液相介质中,很难分离和回收。文献曾报道用模板剂来合成介孔二氧化钛,但墙体二氧化钛是无定形的,且3500C煅烧介孔开始坍塌,尚不能完全烧掉模板剂。因此,这种介孔并不适合作光催化剂。 我们用四氯化钛为主要原料,通过控制水解条件可以得到锐钛矿相、金红石相以及混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和三维无序结构的介孔二氧化钛。图1和图2分别为它们的x射线衍射图(XRD)和透射电镜照片(TEM)。 纳米粉体有着更高的光催化活性,但在应用中面临的主要问题是它们难以分离和回收。为了解决这一难题,可将二氧化钛负载在分子筛或介孔材料上,Ying曾制备了二氧化钛介孔材料,但350℃煅烧后孔开始坍塌。这样低的煅烧温度尚不能烧掉孔内的模板剂剂,作为墙体的二氧化钛是非晶的,并不适合于用作光催化剂。我们通过溶胶-凝胶法制备了含少量二氧化硅的钛硅复合氧化物,利用二氧化硅网络阻止煅烧过程中二氧化钛的传质过程从而抑制品粒长大和相变。钛硅复合粉体中二氧化钛晶化后,用化学法洗去二氧化硅,可以得到高比表面积的介孔二氧化钛。与现有文献相比,这种介孔材料的突出特点是:①墙体为锐钛矿相,适合作光催化剂;留颗粒尺寸为10mm级,是一次粒径为1nm的锐钛矿相和介孔构筑的团聚体,既保留了纳米晶高比表面积的特点又可用过滤的方法来分离和回收;③可用光还原的方法在孔壁沉积出贵金属岛,来实现电子和空穴的分离和氧化过程和还原过程的分隔。我们知道铂的密度是锐钛矿相二氧化钛的5.6倍,使用过程中铂原子簇会从颗粒表面脱落。沉积在孔壁上的铂位于孔构筑的笼中,能延长负载珀的光催化剂的使用寿命。 2.发现了不同结构纳米二氧化钛的光催化活性中的一些新现象 苯酚是常见的有机污染物,汽提法不过是将有机污染物由一种介质转移到另一种介质,没有真正降解;利用光催化技术可将苯酚等污染物降解(为二氧化碳和水,实现完全矿化。铬(VI)有致癌作用,并且不易被吸附剂吸附,因而难以固定。利用光催化技术,可以把铬(VI) 还原为毒性较低的铬(Ⅲ),在中性或弱碱性介质中,铬(Ⅲ)可以转化为Cr(OH)3沉淀,能够从溶液中分离出来。选择这两种最常见的污染物来考察二氧化钛纳米晶的光催化活性,发现了一些新现象并得到了有重要意义的结果。 我们首次在国际上报道了超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶在苯酚的光催化降解反应中对其深度矿化有更高的选择性。不往反应体系中通人氧气,利用搅拌时空气中的溶解氧来促进苯酚的光催化氧化,发现粒径为3.8nm的锐钛矿相二氧化钛对苯酚的深度矿化的选择性最高,而混晶和金红石相的超细纳米晶的选择性较低。这一发现表明用超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶作为光催化剂时,生成的有机中间产物少,不会造成降解产物对水体的二次污染。图3为不通氧条件下,主要的几种二氧化钛纳米晶使苯酚深度矿化的选择性差异3.8nm(A) 6.8nm(A) 14.1nm(A) mixed-1 rdxexl-2 7.2nm(R)Photo0Zcatalysts不同晶相的纳米二氧化钛对苯酚深度矿化的选择性mixed-l=混晶,4.4nm(R)+5.9nm(A);mixed-2=混晶,14.2nm(R)+10.7mm(A).不论是否往反应体系中通人氧气,合成的混晶均表现出最高的催化活性。总有机碳(TOC)含量的结果表明,不通人氧气,用合成的混晶、6.8nm的锐钛矿和7.2nm的金红石相二氧化钛纳米晶作为光催化剂,反应4h后反应体系中TOC分别下降61.2%、50.5%和47.1%。通入氧气后,反应速率迅速提高,反应1.5h后,使用这三种催化剂后,反应体系中的TOC分别下降97.6%、84.5%、91.5%;作为对比,我们选择商品二氧化钛(锐钛矿相,比表面积等于9m2/g)进行光催化实验,同样条件下其TOC含量仅下降21.2%。由此可见纳米晶的高催化活性。紫外-可见光谱表明混晶的漫反射吸收谱不同于两相的机械混合物:它们在可见光区有一较弱的吸收带,高分辨电镜照片表明混晶中不同形貌的纳米颗粒在晶面尺度上形成毗连结构,这种晶面毗连形成了过渡能态,有利于提高其光催化活性。优化混晶中两相的比例、并设计和制备出更多不同相的毗连晶面的高活性光催化剂的工作正在进行之中。 铬酸根的降解反应中,锐钛矿相超细纳米品表现出很高的光催化活性,催化活性随着粒径的减小而大幅度提高。在酸性条件下,纳米晶显示更高的光催化活性,半小时铬酸根的除去率超过90%。从不同晶粒尺寸的锐钛矿相二氧化钛的UV-vis吸收谱来看,其尺寸效应不如金红石相二氧化钛明显。也就是说,锐钛矿相晶粒细化后,光能隙的蔬移并不明显。二氧化钛纳米晶中光生电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间(t)可由下列公式来估算:t=r2/p2D (1)r为二氧化钛纳米晶的半径,D为载流子的扩散系数。电子的扩散系数(De)为2×10-2cm2/s,由此算得粒径为6.8nm、lOnm和lOOnm的二氧化钛中电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间约为0.58ps(皮秒)、1.25ps和125ps。可见粒径细化后,光生电子迁移到晶粒表面所需的时间大大减少。这样可有效地减少了光生电子和光生空穴在体相内的复合,有更多的光生电子参加氧化-还原反应,因而有更高的光催化活性。因此,在铬酸根的光催化还原反应中,晶粒细化后,光生电子迁移到纳米晶表面的时间大大缩短,减少了光生载流子的体相复合是其光催化活性有显著尺寸效应的主要原因。 需要强调指出的是无论在苯酚的光氧化反应还是铬酸根的光还原反应中,介孔二氧化钛的光催化活性大大高于钛硅复合粉体,负载0.22 wt%的Pt后,光催化活性大幅度提高。

  • 【讨论】国内外光催化反应器的发展情况

    【讨论】国内外光催化反应器的发展情况

    随着我国社会经济的迅速发展,不可避免地伴随着大量废弃物排放,这导致了严重的环境污染和生态破坏。这些因素正危及我国居民生存安全。另外,调查表明环境污染问题也会影响到我国的可持续性发展。所以,保护与治理环境是构建环境友好、和谐社会和实现我国社会经济叮持续发展的重要任务。传统污染物处理方法不能彻底消除降解污染物,也容易造成二次污染,使用范围窄。仅适合特定的污染物,还伴随着能耗高,不适合大规模推广等缺陷。近些年来,利用光催化技术降解和消除污染物得到人们的广泛关注。光催化氧化技术是一种集高效节能、操作简便、反应条件温和、同时可减少二次污染等突出特点于一身的一项新的污染治理技术,而且从地球卜物质循环的角度来看,光催化技术可以将大量的有机污染物降解为CO2和H2O.从而被植物利用.形成了循环,如图l所示,可以说光催化技术正足人类所急需的一种技术。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281052_374718_2556116_3.jpg 光催化技术起源于20世纪70年代.自从日本学者Fujishima和Honda发现了利用TiO2单晶可将水光催化分解之后。世界范围内,便开始了光催化氧化技术在污水处理、空气净化、抗菌杀毒等方面的应用研究,于是光催化技术受到全世界的广泛关注。并得到了快速发展。如今人们对于光催化技术的研究主要分为对光催化剂的研究(如TiO2、ZnO)和对光催化反应条件的研究,其中。对反应条件的研究中,人们为了让光催化氧化反应能稳定和高效的进行,会设计出相应的反应器,用来为反应提供良好的平台,一个设计良好的反应器,将能大大提高反应体系的反应效率,从而达到高效、节能、稳定等目的。1 光催化反应器的设计依据 光催化反应器的设计主要目的是为了给光催化氧化反应提供高效和稳定的反应空间和环境。实现光催化过程对光的充分利用,从而提高反应效率。由于光催化反应需要有光子参与,光催化剂才能将光能转化成为化学反应所需的能量,来进行催化降解作用,因而在设计反应器的时候,最主要的两个理论依据就是光的传输理论和催化反应动力学理论。光的传输以及在光在反应器中的分布直接影响到催化剂对于光的吸收效率。充分均匀的催化剂分散可保证光在传输途中浪费少,这样催化剂对光的利用效率高,反之将会有较多催化剂由于得不到或者只接受到很少的光照而不能充分的进行光催化氧化反应。2 国内外光催化反应器的发展 早期的光催化研究大多是在一些很随意的反应条件下进行的。比如在液相光催化反应中,催化剂与污染物溶液混合时,一般的实验过程都是人工用玻璃棒进行搅拌。由于人为误差的因素难以避免,会对结果的准确性和再现性产生较大影响。为了满足对光催化反应器准确、稳定和高效的要求,反应器的设计也在不断的变化。一个设计较好的反应器,不仪可以提高光催化反应的效率,而且可以将其大规模化。可高效稳定的进行光催化作业,从而实现产业化。到目前为止,有一些类型的反应器已经用于诸如污水和空气处理的工业化应用。2.1流动床光催化反应器 流动床光催化反应器是将催化剂与待降解物质直接混合的一种反应器。一直以来,人们都在为满足不同的光催化反应要求,设计不同的反应器。应用最多的儿种类型的反应器包括椭圆型、底灯型和柱型,如图2所示。这几种反应器的特点是不仅效率较高,制作难度低。而且可以用于大多数的反应类型,可以同时满足液相和气相两种类型的光催化反应,因而得到了广泛的应用。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281053_374721_2556116_3.jpg 椭圆型反应器(图2(a)所示)是将灯管和反应区分别放在椭圆的2个焦点上,这样可以很好的将灯管所发出的光集中在反应区内,减少了光的浪费,提高了整体的效率。虽然反应器中的反应区在椭圆型焦点上,但是这不表示灯管所发出的所有光线都能达到反应器,而且这种类型的反应器.光的传输路程较长,这样就增加了光在传输过程中的损失,并且反应区域内光的分布不均匀。底灯型反应器(图2(b)所示)是对椭圆型反应器的改进,它的光源位于抛物线的焦点上,但是光源的光线并不是聚焦在另一个焦点,而是从下往上射人反应区,光进入了反应区域后就不会再被反射回来。更大程度的利用了光源。柱型反应器是现在比较成熟的类型,一般可分为中灯外反应区(图2(c)所示)和中反应区外灯(图2(d)所示)2种。柱型反应器有着较高的光利用率和良好的对称性(可使光在反应区内均匀的分布,减少局部差异)。一些发达园家,这两种反应器已经用来处理污水,在这2种反应器中.光从光源发出来后,基本上都会通过反应区。特别是中灯外反应区这样的反应器.光的利用率几乎可以达到最大。在光源的光照强度合适的情况下,甚至可以不需要反射壁。都可以达到光的最大利用率。而且这种柱型的反应器制造难度小,成本低。适合大规模的生产和运用。因此现在的大多数针对反应器的研究,也是以柱型为模型来进行的。2.2 固定床光催化反应器 在近年来,人们将催化剂固定在一些载体表面来进行催化反应.即固定床反应器,这样避免了光催化剂的分离问题。固定床与传统的流动床的区别在于,催化剂不随液体或者气体一起流动.而是固定在玻璃或者其它介质表面,污染物流经其表面来进行反应。这样一来,人们就可能更精确的了解催化剂的性质,并易于控制催化反应的进行,也易于催化剂和反应物的分离。基于这种思路,人们设计了一些新型的光催化反应器,其中效果比较好的是平板型和喷泉型,如图3所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281053_374722_2556116_3.jpg 平板型的反应器是将催化剂固定在平板上,在光照的条件下.将污染物液体或者气体缓慢的通过催化剂表面降解,属于层流型反应器。这种反应器的好处在于制造简单,待降解物经过催化剂的时候光照时间和光照强度基本一致,并很容易控制流动速度。当流速放慢的时候可提高反应物的降解程度。但是所需时问也就相应增加;当加快流速的时候虽然降解的程度不如流速慢的情况.但是所需时间较少。这种平板反应器可以根据不同的降解需求。调整流速,达到相应的效果。平板型的反应器还有另一个其他反应器不具备优点,由于催化剂是固定在平板上的。不会随着待降解物的流动而流动,也就省去了后续催化剂分离的步骤。但是也由于催化剂固定的原因,在降解一定时间后,催化剂的催化效率会降低,而更换催化剂比较困难,并且光的损失也比较严重。因为光源发出的光最多只有50%被利用.即使加装了反射壁.也会有大量的光损失掉。鉴于平板型反应器的造价低.易于控制的优点,很多实验室都运用平板反应器来进行一系列的光催化研究。 喷泉型反应器是近几年由Puma和Yueu等人提出的,此类反应器与平板型反应器大致相同,将催化剂固定在斜面上,在顶部固定光源,将待降解物斜面中心的喷嘴喷出,然后在重力作用下流经催化剂从而得到降解。此种反应器主要是用于研究催化剂的反应效率.由于结构相对比较复杂,所以应用也较少。还有很多种新型的反应器.比如球型反应器.这种反应器在理论上能达到非常高的光利用率,并且无论是光的分布。还是污染物的分布.还有催化剂的分布都能达到非常高的均匀性和稳定性.反应效率也是非常理想的,但是制作非常的困难.所以现在这种球型的反应器并不常见,是一种理想化的反应器。3 结语 随光催化技术的提高,光催化反应器也在被不断的改进和优化.越来越受到人们的重视.特别是光催化技术实现工业化后,反应器的设计需要进行系统的优化没计才能使光催化反应效率达到最优值,一个设计优良的反应器,不仅可以提高反应效率,还能减少对能源和原材料的浪费.提高经济效益。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206291103_374928_2556116_3.jpg

  • 【原创大赛】高顺式聚丁二烯橡胶催化体系的分析研究

    2012年11月1日欧盟轮胎标签法规—EC1222/2009实施,要求出口欧盟的轮胎必须标示出轮胎的燃油效率、滑动噪声和湿抓着力等级。高顺式顺丁橡胶是生产高性能绿色轮胎的重要原材料,常见用于子午线轮胎、斜交轮胎胎侧和胎面配方中。不同催化体系的顺丁橡胶应用性能差异较大,尤其是稀土顺丁橡胶。橡胶行业对不同催化体系的高顺式顺丁橡胶的应用非常关注。主要基于以下诉求:1、轮胎厂急欲了解品牌轮胎中不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用方向,以便采购生胶原材料,提高自我品牌轮胎性能。2、合成橡胶生产厂急欲知道不同催化体系高顺式顺丁橡胶在轮胎中的应用现状与前景。3、合成橡胶应用技术研究人员急欲掌握不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用性能。采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url](FAAS、GAAS)可以对高顺式聚丁二烯橡胶生胶及硫化胶催化体系进行定性、定量分析。1、采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]对高顺式顺丁胶(单用和并用)进行定性。2、进行样品处理,样品处理有三种方法:A、干法灰化,B、湿法消解,C、半降解。3、采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]测试样品中的钕、镍、钴、铝。优化测试条件,消除存在干扰。检测限能达到ppb级。4、根据检测结果,总结国内外轮胎用高顺式顺丁橡胶催化体系的不同及应用方向。

  • 催化剂的分类

    催化剂的分类方式有很多种:按聚集状态分类、按化学键分类、按催化剂组成及使用功能分类以及按催化剂工艺和工程特点分类。目前,国内外均以功能划分为主,兼顾市场类型及应用产业。我国尚无统一的工业催化剂分类法,参考一些大型书目和国外分类方法可将工业催化剂分成:石油炼制、无机化工、有机化工、环境保护和其他催化剂5大类。细分情况见图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702061522_01_1241901_3.jpg

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