任利敏
,
张一波
,
曾尚景
,
朱龙凤
,
孙琦
,
张海燕
,
杨承广
,
孟祥举
,
杨向光
,
肖丰收
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60280-X
以低廉的铜胺络合物为新型模板剂,成功地合成了含铜的SSZ-13沸石分子筛(Cu-ZJM-1).在合成过程中,铜胺络合物既是模板分子,又是催化活性组分铜物种的直接来源.理论计算表明,该模板分子的构型与尺寸恰好与构成SSZ-13分子筛结构的CHA笼相匹配,因而可以成功地导向该沸石分子筛结构.采用X射线衍射、扫描电镜、氮气吸附、红外、紫外-可见吸收光谱、差热-热重分析、氨气程序升温脱附及氢气程序升温还原等手段对样品的性质及模板分子的状态进行了系统表征.结果表明,所制Cu-ZJM-1样品为结晶度很高的SSZ-13沸石结构,硅铝比和铜负载量可调且铜处于高分散状态,在NH3选择催化还原氮氧化物反应中表现出优异的催化性能.
关键词:
新型模板剂
,
铜胺络合物
,
设计合成
,
Cu-SSZ-13
,
理论计算
,
氨还原消除氮氧化物反应
张一波
,
王德强
,
王静
,
陈去非
,
张震东
,
潘喜强
,
苗珍珍
,
张彬
,
武志坚
,
杨向光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60439-7
首次将钙钛石 BiMnO3用于低温条件下 NH3选择性催化还原 NO 反应中.结果表明,该催化剂在100~240 oC 范围内表现出较好的催化活性.实验和理论计算显示,相对于 LaMnO3, BiMnO3优异的低温催化活性归因于其较强的 Lewis 酸性和较多的表面吸附氧物种.此外, BiMnO3还具有较好的抗水、抗硫性能.
关键词:
钙钛石
,
锰酸铋
,
酸性
,
选择催化还原
,
低温
李经纬
,
邬天笑
,
张一波
,
易婷
,
张泽树
,
孙立伟
,
张震东
,
杨向光
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.11.160136
以水滑石为前驱体，通过流电沉积法制备了Pt负载型催化剂。在该催化剂中，贵金属Pt具有良好的分散性。此外，以CO氧化为探针反应考查了不同Pt负载量对CO催化氧化性能的影响。结果表明，当Pt的负载量为5％时，催化剂对CO的完全转化温度仅为90℃。
关键词:
水滑石
,
铂
,
流电沉积法
,
一氧化碳氧化
王德强
,
张一波
,
肖德海
,
杨向光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60193-3
考察了钛硅分子筛(TS-1)以及硅烷化钛硅分子筛(TS-1-S)上环烷酸钴(Co-nap)催化环己烷氧化反应性能.结果表明,TS-1和TS-1-S对该反应均具有显著的促进作用,环己烷转化率由无TS-1时的3.6%分别提高至6.4%和7.9%,产物选择性保持在80%左右,反应时间由300 min可缩短为130min.进一步的研究表明,随着TS-1的加入,Co-nap在其表面发生了吸附,使得均相反应变成了"类多相催化反应".这是反应性能显著提高的主要原因.
关键词:
钛硅分子筛
,
环己烷
,
均相氧化
,
吸附
,
硅烷化
李飞
,
肖德海
,
张一波
,
王德强
,
潘喜强
,
杨向光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(09)60093-0
报道了一种新型的可用于氨选择催化还原氮氧化物的Ce-P-O催化剂.在空速为20 000h-1,较宽的温度范围内经500℃焙烧的Ce-P-O催化剂上表现出了较高的NO转化率(可达到90%以上).与V-W-Ti催化剂相比,该催化剂具有一定的耐水蒸气和SO2能力以及较好的抗碱中毒性能.
关键词:
氮氧化物
,
选择催化还原
,
氨
,
铈
,
磷酸盐
易婷
,
张一波
,
李经纬
,
杨向光
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60977-9
氮氧化物NOx (NO和NO2)对大气的污染日益严重,主要表现为形成酸雨、导致光化学烟雾和产生温室效应等,严重危害人类健康。氨气选择性催化还原(NH3-SCR) NOx是目前最有效的固定源NOx消除技术。工业中常用的催化剂主要是V2O5-WO3/TiO2,但其活性组分V2O5有毒,且存在氧化能力较强和操作温度窗口过窄等缺点。开发新型环境友好的非钒基NH3-SCR催化剂体系已成为NOx催化净化领域的研究热点。 CeO2在稀土市场中占有很大比重且相对廉价,同时还具有优异的氧化-还原及储氧性能,因此开发Ce基SCR脱硝催化剂具有非常好的发展前景。对于NH3-SCR反应,催化剂必须同时具有酸性位和氧化还原中心：酸性位有利于还原剂NH3的吸附与活化,而氧化还原中心可以促使氧化剂和还原剂之间发生反应。对于低温SCR催化剂,表面酸性适中即可,氧化还原性能起决定作用；而对于中高温SCR催化剂,不仅要提高其表面酸性以保证足够的NH3吸附量,同时还要控制其表面氧化性不宜太强,否则在高温段NH3氧化, N2选择性下降, NO转化率降低。 CeO2具有一定碱性以及优异的氧化还原性能,因此在高温阶段CeO2催化剂上易发生NH3深度氧化,高温NH3-SCR活性差,温度窗口窄。为了拓宽CeO2基催化剂的温度窗口,改善其催化性能,有必要调整CeO2的氧化还原性能和酸碱性能。过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐具有特殊的表面酸性和氧化还原性,被广泛应用于多种催化反应。考虑到过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐表面同时具有酸性位和氧化还原中心,因而可用于NH3-SCR反应。最近本课题组通过水热法制备了一种环境友好的Ce-P-O催化剂,该催化剂在较宽的温度范围(300~550 oC)内表现出较高的催化NO转化能力,同时具有较强的抗碱和耐硫能力,显示出很好的应用前景。此外,硫酸盐和镍盐修饰能有效改善铈锆固溶体催化剂的NH3-SCR性能：镍修饰增强了铈锆固溶体的Lewis酸性,有利于提高催化剂的低温活性,而硫酸盐改性提高了催化剂的Br?nsted酸性,因此有利于催化剂高温下吸附NH3,抑制了NH3的过度氧化。另外,磷酸盐修饰能提高铈锆固溶体催化剂NH3-SCR反应活性。然而,有关催化剂结构系统表征鲜见报道,催化剂的构效关系阐述不够详细。本文采用浸渍法将不同量的H3PO4负载于CeO2上制备了H3PO4修饰的CeO2催化剂,发现H3PO4修饰能显著改善CeO2催化剂的NH3-SCR性能。本文对催化剂结构进行了系统表征,详细探讨了H3PO4促进作用的原因。 NH3-SCR活性测试显示, H3PO4修饰后,催化剂活性显著提高,部分抑制了高温时CeO2催化剂上NH3的直接氧化,提高了SCR反应的选择性,从而拓宽了温度窗口。 X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱表征结果发现,随着H3PO4负载量增加,样品中CeO2相逐渐减少,而新相如CeP2O7和Ce(PO3)4等逐渐增多,多磷酸根阴离子可能是表面酸性增强的关键因素。 NH3程序升温脱附和吸附吡啶红外光谱结果表明,随着H3PO4修饰量的增加,样品的酸强度逐渐增大, Lewis酸性逐渐减弱至消失,而Br?nsted酸性逐渐增强。增强的Br?nsted酸性可能归因于H3PO4修饰后样品表面不断增加的P–OH基团。相对于Lewis酸, Br?nsted酸性位氧化能力更弱,可以抑制高温下NH2(ads)继续脱氢,避免了NH3深度氧化。程序升温还原测试结果表明, H3PO4修饰后,各还原峰向高温偏移,偏移量随H3PO4负载量增加而增加。这说明H3PO4修饰后CeO2的氧化还原能力降低,抑制了高温下NH3的过度氧化。因此, H3PO4的修饰使得CeO2催化剂高温NH3-SCR活性和N2选择性大幅提高。综上所述, H3PO4-CeO2样品优异的脱硝催化活性可能归因于H3PO4修饰后催化剂酸性,尤其是Br?nsted酸性的增强以及氧化还原性的降低。
关键词:
氨
,
选择性催化还原
,
二氧化铈
,
磷酸
,
氧化还原性能
,
酸性
张彬
,
张一波
,
杨向光
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2014.40101
以水滑石为前驱体合成微米花/纳米片多级结构过渡金属复合氧化物CoFe2O4,一种高性能锂离子电池负极材料.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段对其进行结构表征,发现得到的复合氧化物为单一晶相,且具有多级结构.电化学性能测试表明,得到的负极材料具有高比容量和倍率性能.通过还原氧化石墨烯(rGO)对CoFe2O4进行表面包覆制备CoFe2O4/rGO,其循环稳定性得到大幅度提高.
关键词:
锂离子电池
,
负极材料
,
复合氧化物
,
多级结构
,
电化学性能
