以TiO2为涂层选择性催化还原氮氧化物催化剂制备

负载纳米tio2薄膜光催化还原氮气合成氨的
研究
纳米TiO2材料是一种非常重要的环境催化材料，它通过光吸收可以产生很多活性物种，用于水中的有机物的处理和光催化反应。

最近，学者们开发了一种负载纳米TiO2薄膜的新型光催化剂，将它用于氮气合成氨的研究。

研究表明，该负载的纳米TiO2薄膜在400 nm的可见光辐射下，可从氮气中分解出氨气，并能够有效地合成氨气。

实验结果表明，在最佳工作条件下，氨的收率可以高达92.3%以上。

这部分比未负载纳米TiO2材料高出许多，证明了负载纳米TiO2薄膜的优越性。

此外，为了更深入地了解“负载纳米TiO2薄膜”对环境影响方面，许多其他实验也进行了评估，其中包括金属吸附实验，硝基类磷酸盐吸附实验，亚硝酸盐的吃氧指数实验等。

实验结果表明，在最佳工作条件下，该催化剂不仅能够有效地转化可溶性锌分子，而且N2O 的排放量很低，更有利于保护环境。

综上所述，负载纳米TiO2薄膜耐受高温，稳定性强，反应速率快，可把氮气转化为氨相当高的收率，且N2O的排放量很低，环境友好，是合成氨的理想催化剂。

未来，将重点研究各种复合催化剂，以提高其光催化活性，使反应催化氨更加高效。

纳米二氧化钛催化剂选择性光还原NO生成N2：氧空位和铁掺杂的角色摘要传统的以TiO2为载基的光催化剂由于氧化氮氧化物生成硝酸盐并且不易自发的解除吸附，因此容易导致催化剂失活。

我们在一个还原性气氛中通过热还原法在TiO2纳米粒子中产生更大浓度的氧空位来改变选择性还原反应。

结果表明：在光致还原过程中，NO被氧化成N2和O2，并且催化剂在室温下能够自发的解除吸附。

通过在TiO2中掺杂Fe3+来大大提高光还原反应的活性，其中Fe3+作为一个受体型的掺杂剂用以稳定氧空位。

而且，光诱导还原Fe3+生成Fe2+提供了一种重组的途径：几乎完全抑制了NO2的形成，因此提高了还原反应生成N2的选择性。

气相色谱分析证实,N2和O2以化学计量比生成，并且发现氧空位的浓度限制了NO分解反应的活性。

我们提出一系列内部一致的反应方程来描述所有的实验观察到的光催化过程特性。

观察到氧空位对光诱导反应的活性和选择性的影响可能为设计高选择性的光催化剂提供新的路径。

引言世界上大部分的能源消耗主要是在空气中燃烧化石燃料。

主要的例子是汽车中内燃发动机和发电厂中的涡轮机。

这些过程产生大量的温室气体，例如CO2和NO x。

在燃料燃烧的过程中产生较高的温度使空气中N2和O2反应生成NO x （NO和NO2的混合物）。

在过去的几十年，由于越来越多的汽车和日益增长的工业活动，导致大气中NO x的浓度迅速增加。

关注的主要原因是排放的氮氧化物对人类的肺组织有害并且有助于形成酸雨。

TiO2，一种著名的半导体催化剂，能够在室温和常压下分解NO x，已经被广泛的研究。

当入射光的能量超过TiO2半导体的带隙3.2eV时，价带上的电子吸收光子被激发，从价带跃迁到导带，结果产生电子-空穴对。

部分电荷载流子到达TiO2表面并且被Ti上的表面吸附剂捕获形成超氧阴离子和羟基自由基。

生成的自由基非常活跃能够和NO反应形成硝酸盐。

然而，这种方法的主要问题就是形成的硝酸盐不能自发地使解除吸附。

纳米TiO2催化剂的制备改性、表征及在光催化氧化过程中的性能研究自从上世纪七十年代以来，二氧化钛在环境治理方面的研究被迅速开展起来。

二氧化钛最大的优点是无毒、抗腐蚀，由于具有稳定的物理和化学性质被广泛地用作催化剂和载体。

其中研究最多的是二氧化钛在光催化氧化过程中的应用。

当物质所具有的尺寸属于纳米级别（<100nm），其特殊的表面效应和体积效应决定了其具有特殊的化学性质。

由于纳米颗粒表面原子数与其总原子数之比随粒径变小而急剧增大，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子大相径庭，从而使其具有很大的化学活性。

另外，纳米颗粒因其表面原子周围缺少相邻原子会存在许多悬空键，具有不饱和性质，这些因素将导致纳米颗粒的特殊吸附现象，反应活性和催化性质。

纳米二氧化钛催化剂由于其特殊的表面状态和表面能，具有很高的活性和吸附能力是一种性能优良的催化剂。

纳米材料的制备可分为物理方法和化学方法两大类。

物理方法包括机械研磨法、沉积法和熔融法等，其中最常见的为机械粉碎法。

物理方法通常能耗大、成本高、尺寸可控性差，可取之处在于所得材料的微晶结构较为完善、表面缺陷相对较小。

化学方法在微粒粒度、粒度分布、微粒表面控制方面有一定优越性，主要包括：化学气相沉积法、液相法、溶胶—凝胶法、固相反应法、辐射合成法。

1.纳米二氧化钛的制备纳米二氧化钛的合成方法很多中溶胶—凝胶法以其工艺简单、反应温度低、能耗小、且引入杂质的可能性小、制得的产品粒度小、纯度高、分散性好等优点，成为合成超细二氧化钛的主要方法。

溶胶—凝胶技术是指金属的有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成为氧化物或其他固体化合物的方法，所需要的烧结温度比传统的固相反应法低200~500℃。

采用溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛，选择钛酸丁酯作为前驱物，令其均匀混合于无水乙醇中并发生水解与缩聚反应，形成稳定的溶胶体系，溶胶再经过陈化转变为凝胶，最后对凝胶进行热处理得到超细的二氧化钛颗粒。

板式V2O5/TiO2催化剂的制备及其脱硝行为的研究
的开题报告
一、研究背景
氮氧化物是大气污染中的重要组成部分，其中NOx的排放对于空气质量的影响非常大。

而半导体光催化氧化和SCR技术是当前较为有效的NOx治理方式之一，其中，催化剂是关键的一环。

V2O5/TiO2催化剂具
有优异的催化性能，广泛应用于一氧化氮和氨的选择性催化还原反应中。

因此，对于板式V2O5/TiO2催化剂的制备及其脱硝行为进行研究，将有
助于提高催化剂的催化活性和稳定性，进一步推动V2O5/TiO2催化剂在
污染治理方面的应用。

二、研究内容
本研究将从以下方面展开：
1.板式V2O5/TiO2催化剂的制备：选择适宜的前驱体，通过溶胶-凝胶法或浸渍法制备板式V2O5/TiO2催化剂，并分析其物理、化学性质。

2.脱硝性能测试：采用高温热重分析法和反应器测试法，研究
V2O5/TiO2催化剂的脱硝性能，分析影响脱硝性能的因素，如温度、反
应气氛、空速等。

3.脱硝机理研究：通过红外光谱、电子顺磁共振等技术，研究
V2O5/TiO2催化剂脱硝反应的机理，探究NOx和NH3在催化剂表面的吸附、反应和转化过程。

三、研究意义
本研究旨在深入了解板式V2O5/TiO2催化剂的制备和脱硝行为，为其在大气污染治理方面的应用提供理论和实验依据，有助于提高脱硝催
化剂的催化性能，降低大气污染的程度。

此外，本研究所采用的制备方
法和研究方法也具有一定的推广价值，可为其他催化剂的制备及性能研究提供参考。

V2O5TiO纳米管催化剂的制备、表征及脱硝性能的研究的开题报告题目：V2O5TiO纳米管催化剂的制备、表征及脱硝性能的研究一、研究背景和意义氮氧化物是大气中主要的污染源之一，它们对环境和人体健康都会造成不良影响。

因此，目前各国都在开展氮氧化物控制和净化的相关研究。

其中，SCR技术（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）由于其高效、环保等特点，已经成为目前处理排放物中NOx的重要手段之一。

V2O5-TiO2催化剂是SCR技术的重要组成部分，其优异的催化活性和稳定性使得其在工业领域中得到了广泛应用。

然而，常规制备的V2O5-TiO2催化剂存在一些问题，比如催化活性不稳定、晶粒粗大等。

因此，研究制备高活性、高稳定性的V2O5-TiO2催化剂，对于提高SCR 技术的效率和降低催化剂的成本具有重要意义。

纳米管是一种新型的纳米材料，其独特的结构和性质使其在催化领域中具有广泛应用前景。

因此，通过制备V2O5-TiO2纳米管催化剂，可有效提高催化剂的催化活性和稳定性，从而提高SCR技术的效率和降低催化剂的成本。

二、研究内容和方法本文的研究内容为制备V2O5-TiO2纳米管催化剂，并对其进行表征及脱硝性能的研究。

具体步骤如下：1. 制备V2O5-TiO2纳米管催化剂：采用水热法制备V2O5-TiO2纳米管催化剂。

2. 催化剂表征：采用XRD、SEM、TEM、BET等多种手段对催化剂的结构、形貌、孔径等进行表征。

3. 脱硝性能测试：采用固定床反应器测试催化剂的脱硝性能。

三、预期结果和意义通过本研究，可以制备出高活性、高稳定性的V2O5-TiO2纳米管催化剂，并对其进行表征及脱硝性能测试。

具有以下预期结果和意义：1. 催化剂具有较高的催化活性和稳定性，能够有效地降解氮氧化物，提高SCR技术的效率和降低催化剂的成本。

2. 研究纳米管催化剂的制备方法和表征手段，为纳米材料在催化领域中的应用提供了新思路和方法。

TiO2碳热还原氮化法制备TiN粉末及TiN-Al2O3复合材料探究引言：随着现代工业的快速进步，对于高性能材料的需求也越来越高。

钛氮化物（TiN）是一种具有优异性能的材料，具有高硬度、高熔点、良好的导电性和耐腐蚀性等特点，在航空航天、电子器件、涂层材料等领域有着广泛的应用。

目前，制备TiN材料的方法浩繁，其中碳热还原氮化法是一种被广泛探究和应用的方法。

本文旨在通过TiO2碳热还原氮化法制备TiN粉末，并将其与氧化铝（Al2O3）复合，探究其性能和应用。

1. 试验原理碳热还原氮化法主要是利用碳作为还原剂，将氮化源与碳源同时加热，使氮化物得到还原氮化，从而制备TiN。

在本试验中，起首将TiO2和一定比例的活性炭混合匀称，然后进行高温煅烧，通过碳热还原氮化反应，使得TiO2转化为TiN。

随后，将制得的TiN粉末与Al2O3按一定比例混合，通过热压烧结等方法制备复合材料。

2. 试验步骤（1）筹办所需材料：TiO2粉末、活性炭粉末、Al2O3粉末。

（2）将TiO2粉末和活性炭粉末按一定比例混合，放入流化床炉中进行煅烧，升温至高温区域进行碳热还原氮化反应，得到TiN粉末。

（3）将制得的TiN粉末与Al2O3按一定比例混合，并使用机械球磨设备进行混合匀称。

（4）将混合得到的粉末样品进行热压烧结，制备复合材料。

（5）对制备的TiN粉末和TiN-Al2O3复合材料进行性能测试和表征，并进行相应的分析。

3. 结果与谈论通过试验，得到了TiO2碳热还原氮化法制备的TiN粉末以及TiN-Al2O3复合材料。

通过X射线衍射（XRD）分析，确认了样品的相组成，得到了TiN、TiO2和Al2O3的衍射峰。

通过扫描电子显微镜（SEM）观察了材料的形貌和结构，发现粉末颗粒大小匀称，且复合材料中TiN与Al2O3匀称分布。

通过硬度测试和电导率测试，得到了材料的硬度和导电性能。

依据结果分析，通过碳热还原氮化法成功制备了TiN粉末，并进一步将其与Al2O3制备了复合材料。

板式scr催化剂是SCR（选择性催化还原）技术中的一种重要催化剂，主要用于降低柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）排放。

其工作原理是通过选择性地还原NOx，将其转化为无害的氮气和水蒸气。

板式SCR催化剂的结构主要由不锈钢金属网、TiO2、V2O5等组成。

其中，TiO2作为主要活性成分，V2O5则作为氧化促进剂，以提高催化剂的氧化还原能力。

催化剂通过黏附在金属网上，经过压制、锻烧后制成催化剂模块。

在应用方面，板式SCR催化剂具有较高的转化效率，可有效降低尾气中的NOx排放。

同时，其良好的耐热性能和抗硫性能也保证了其在高温和高硫环境下仍能保持良好的催化性能。

此外，板式SCR催化剂的制造工艺简单，成本较低，因此具有广泛的应用前景。

未来，随着环保要求的不断提高，板式SCR催化剂的需求量将会进一步增加，其技术发展也将不断进步。

纳米TiO2的应用与制备的研究进展李俊（中南大学化学化工学院应化0903班）摘要本文主要介绍了纳米TiO2的制备方法的现阶段进展，从物理法，化学法，新型合成方法三方面介绍了国内外的研究进展，同时综述了纳米TiO2在传感器材料，催化剂载体，光催化剂、太阳能电池原料和紫外线添加剂等方面的应用。

关键词纳米粉体 TiO2化学法应用综述1.前言纳米技术是当今世界的研究前沿。

纳米级的TiO2因其化学性高、分散性好、吸收紫外线能力强等，广泛用于化工、涂料、塑料、橡胶、纤维、造纸、油墨、搪瓷、电子等行业。

对其研究比较深的主要有传感器材料、催化剂载体、光催化剂、处理水和空气中的污染物、杀菌、太阳能电池原料以及通过贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化、半导体复合等方法来改变其光学性质这几方面。

TiO2俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性、热稳定性好。

其晶相结构有四种：金红石（Rutile）、锐钛矿（Anatase）、板钛矿（Brookite）和无定形，其中以金红石型和锐钛矿型TiO2应用最为广泛[1]。

这两种晶型的TiO2硬度、密度、折光指数、光催化活性等都有所不同、两种晶型的相对含量对产品性能有较大的影响。

本文主要介绍纳米TiO2的制备和其应用的研究进展。

2.纳米TiO2的应用研究2.1 传感器材料TiO2作为敏感材料，制成传感器可检测H2、CO等可燃性气体和氧气。

特别是用作汽车尾气传感器，通过测定汽车尾气的氧含量，可以控制汽车发动机的效率。

目前研制的电阻型TiO2半导体氧传感器，以其体积小、结构简单、价格便宜而受到人们的关注[2]。

中南大学的李赛[3]将尿素酶(urease)固载于不同粒径(5nm，25nm，2.4 p m)的TiO2膜上，在350℃，pH为7的条件下采用电位法研究吸附在纳米多孔Ti02上的尿素酶的活性变化。

在钛丝基体上沉积一层纳米TiO2多孔膜，然后直接将尿素酶吸附在Ti02膜上。

基于Ti02膜的pH响应，发展了一种廉价的、易于微型化的pH敏尿素酶传感器。