2016-11-3-γ-FeOOH催化剂的制备及自催化脱除Fe2+的研究
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一步法制备阴极氧还原电催化剂FeNC杨代辉*,冯 勇,白亚峰,薛 峰(贵州梅岭电源有限公司,特种化学电源国家重点实验室,贵州遵义563003)摘要:将硫酸与对苯二胺(pPDA )进行简单的中和反应,得到质子酸盐[pPDA ] [ 2HSO 4 ],再将[pPDA ] [ 2HSO 4 ]与FeSO 4-7H 2O 溶液混合,最后进行高温处理,一步合成得到高活性的氧还原电催化剂FeNC ,可避免模板法制备的繁杂过程。
在900 C 下、氢气体积分数为10%的氢氩混合气中碳化,前驱体FeSO 4-7H 2O 质量分数为10%的条件下制得的催化剂,半 波电位为0. 815 V (vs. RHE ),起始电位为0. 933 V (vs. RHE ),与Pt/C 相比,半波电位相当,起始电位正13 mV 。
关键词:氧还原电催化剂;一步合成;FeNC ;模板法中图分类号:TM911.42 文献标志码:A 文章编号:1001-1579( 2021) 02-0135-03Preparing cathode oxygen reduction electrocatalyst FeNC via one-step methodeYANG Dai-hui * ,FENG Yong,BAI Ya-feng,XUE Feng( State Key Laboratory of Advanced Chemical Power Sources , Guizhou Meiling Power Sources Co ., Ltd ., Zunyi , Guizhou 563003, China )Abstract :The protic acid salt [ pPDA] [ 2HSO 4 ] was obtained through a simple neutralization reaction between sulfuric acid andp-phenylenediamine(pPDA) ,then [ pPDA] [2HSO 4 ] was mixed with FeSO 4 *7H 2O in an aqueous solution. It could synthesize a highly active oxygen reduction electrocatalyst with the treatment at high temperature in one step , avoiding the tedious process of thetemplate method. The catalyst which was carbonized at 900 C , hydrogen-argon mixture atmosphere with 10% hydrogen volumefraction and 10% precursor FeSO 4 *7H 2O mass fraction ,had a half-wave potential of 0. 815 V ( vs. RHE ) and an initial potential of0. 933 V ( vs. RHE). Compared with Pt/C , the half-wave potential was equivalent ,the initial potential was 13 mV higher.Key words : oxygen reduction electrocatalyst ; one-step synthesis ; FeNC ; template method阴极缓慢的氧还原进程,阻碍了质子交换膜燃料电池 (PEMFC )的发展,需要高效的催化剂进行催化[1]。
Fe3O4-g-C3N4复合光催化剂的制备及其催化性能的研究Fe3O4/g-C3N4复合光催化剂的制备及其催化性能的研究摘要:本文以Fe3O4作为载体,通过热分解法制备得到g-C3N4,进而制备了Fe3O4/g-C3N4复合光催化剂。
利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌和结构进行了表征,结果显示Fe3O4的颗粒形貌良好且分散均匀,g-C3N4固定在Fe3O4表面。
利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)测试了Fe3O4/g-C3N4的光吸收性能,结果显示其在可见光范围内具有良好的吸光能力。
进一步通过甲基橙降解实验研究了Fe3O4/g-C3N4的催化性能,结果显示其在可见光照射下能够高效降解甲基橙。
关键词:Fe3O4/g-C3N4;光催化剂;制备;催化性能引言随着环境污染的加剧和清洁能源的需求,光催化技术成为一种重要的治理污染和利用太阳能的方法。
在光催化过程中,催化剂的选择和制备具有重要意义。
近年来,铁氧化物和有机光催化剂在可见光催化领域表现出很好的催化性能。
本研究以Fe3O4作为载体,通过热分解法制备了g-C3N4,进而制备了Fe3O4/g-C3N4复合光催化剂。
本文旨在研究该复合催化剂的制备方法以及其催化性能,为进一步开发高效可见光催化剂提供理论和实践基础。
实验部分1. 材料的制备Fe3O4的制备:取适量的FeCl3溶液,加入NaOH溶液进行沉淀反应,然后使用超声波久化处理得到Fe3O4。
g-C3N4的制备:取适量的尿素,通过热分解法在氮气保护下进行加热,得到g-C3N4。
2. Fe3O4/g-C3N4的制备将制备得到的Fe3O4和g-C3N4充分混合,然后加入适量的乙醇,进行均匀搅拌,将混合物放置在真空中除去溶剂,最后在高温下进行煅烧得到Fe3O4/g-C3N4复合光催化剂。
结果与讨论1. 形貌和结构表征通过SEM和TEM对样品进行形貌和结构的表征,结果显示Fe3O4的颗粒形貌良好且分散均匀,g-C3N4固定在Fe3O4表面,形成核壳结构。
异相芬顿反应降解废水中有机污染物的研究进展李沛东;高颖;吴荣础;高俊发【摘要】简述了芬顿反应的机理以及传统芬顿反应的局限性.综述了异相芬顿、光-异相芬顿和电-异相芬顿降解废水中有机污染物的最新研究进展.概述了新型芬顿催化剂在宽泛的pH范围内具有良好效果,以及重复利用率.探讨了未来芬顿反应的研究重点.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】5页(P717-720,727)【关键词】异相芬顿;催化剂;扩宽pH范围【作者】李沛东;高颖;吴荣础;高俊发【作者单位】长安大学建筑工程学院,陕西西安710054;长安大学建筑工程学院,陕西西安710054;长安大学建筑工程学院,陕西西安710054;长安大学建筑工程学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TQ110.1;X703.1芬顿(Fenton)反应是高级氧化技术(AOPs)的一种,它将H2O2与Fe2+结合起来,在酸性溶液中具有强氧化性,能够有效的降解废水中的有机污染物[1]。
相对于其他高级氧化技术,Fenton反应具有操作简便、反应过程快速无污染、降解效率高等优点,成为了最具前景的高级氧化技术之一[2]。
但是传统的芬顿反应为均相体系,只能在pH=2.5~3.5中发生良好的反应,当pH>4时就会产生大量的Fe(OH)3沉淀,俗称铁泥[3-4]。
较窄的pH范围不仅仅限制了Fenton反应的应用,同时产生的大量铁泥也形成二次污染,增加了处理成本[5],所以在宽泛的pH 范围发生Fenton 反应受到了国内外的重视和研究。
1 芬顿反应机理对于Fenton反应的机理,研究者们提出了很多理论,也存在争议。
但是·OH在Fenton反应过程中起到的强氧化作用是绝大部分学者支持的。
Fenton反应主要由两个反应形成,一是Fe2+和H2O2反应产生·OH从而降解有机污染物(式1~式4)。
二是氧化生成的Fe3+与H2O2发生一系列反应又可以被还原成Fe2+(式5~式6)。
羟基氧化铁在浆态床中的脱硫化氢研究沈宪林;胡兵【摘要】利用水热法合成α晶相的羟基氧化铁,探究其室温下在浆态床鼓泡反应器中脱除硫化氢标准气中的硫化氢性能.通过测得的脱硫穿透曲线来说明初始硫化氢浓度、浆液固含量以及表观气速等对体系催化性能的影响,并利用XRD、XPS和氮气脱附吸附等表征手段对催化剂以及再生反应过程中的固体样品进行测试,以分析催化剂的再生性能.实验表明,催化剂吸附脱除硫化氢性能受浆液固含量、硫化氢初始浓度以及气流速的影响很大.再生反应过程中,催化剂的晶相保持不变,5次再生循环使用,脱硫性能变化不大,可保持在93%以上,再生性能良好.催化剂的单次脱硫性能可达到134 mg H2S/羟基氧化铁.%The goethite successfully synthesized by hydrothermal method was applied to remove hydrogen sulfide from gas phase in slurry reactor at room temperature.The performance of the catalyst was evaluated by measuring the breakthrough curve (BTC) of the reactor under different reaction conditions including solid content of the slurry(w), superficial gas velocity(v) and initial H2S concentration(c0).The samples to be analyzed were characterized by XPS,XRD and BET surface area analyzer.The experiments showed that the tests conditions including w,v, c0, have great effect on the desulfurization performance of the reactor.In the recycling of the catalyst,the crystal phase of the catalyst remained unchanged,and the removal of hydrogen sulfide kept above 93% after five recycles.The single desulfurization performance of the catalyst could reach 134 mg H2S / g catalyst.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】5页(P51-54,77)【关键词】硫化氢;浆态床鼓泡反应器;羟基氧化铁【作者】沈宪林;胡兵【作者单位】湖北工业大学材料与化学工程学院,湖北武汉 430068;湖北工业大学材料与化学工程学院,湖北武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】TQ546.5气相中的H2S不仅对人体造成危害,而且在煤制合成气、天然气以及城市垃圾的消解气[1]等的利用过程中腐蚀管道和反应器等设备2-3]。
第49卷第11期2021年6月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.11Jun.2021 a-Fe2O3/PF纳米复合材料的制备研究赵丽v,苏碧桃|(1西北师范大学,甘肃兰州730070;2酒泉职业技术学院,甘肃酒泉735000)摘要:以Fe(NO3)3泊比。
以及糠醇(F)作为原料,探究通过聚合一热转化制备Fe2O3/PF的主要流程以及步骤。
并对制备的复合材料进行检验,使用TEM、XRD等技术,从产物尺寸、产物结构特征以及吸光特征等方面,进行了表征。
此外,本文还通过基于室温和自然光环境下的MB溶液脱色降解模型,对相关材料的催化特性进行了深入的分析。
实验结果表明:复合材料所具备的催化性能水平以及相关的结构,与热转化条件之间有着十分密切的联系。
关键词:a-Fe2O3;PF;两步法;纳米复合材料中图分类号:0632.3文献标志码:B文章编号:1001-9677(2021)011-0035-04Preparation of a-Fe2O3/PF Nanocomposites*ZHAO Li'2,SU Bi-tao l(1Northwest Normal University,Gansu Lanzhou730070;2Jiuquan Vocational and Technical College,Gansu Jiuquan735000,China)Abstract:With Fe(N03)3•9H2O and furfuryl alcohol(F)as raw materials,the main process and steps of preparing Fe2O3/PF by polymerization-t hermal transformation were investigated.The prepared composite materials were tested and characterized from the aspects of product size,product structure characteristics and light absorption characteristics using TEM,XRD and other techniques.In addition,the catalytic properties of the relevant materials through the decolorization and degradation model of MB solution based on room temperature and natural lightwere also analyzed.The experimental results showedthat the catalytic performance and the structure of the composite were closely related to the thermal transformation conditions.Key words:a-Fe2O3;PF;nanocomposite;two-step半导体光催化技术应用于环境污染治理的研究引起了人们广泛的探索和深入的研究一幻。
四氧化三铁可以作为催化剂吗四氧化三铁(VK-EF01,VK-EF02)颗粒在很多工业反应中被用作催化剂,如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高温水气转移反应和天然气的去硫反应等。
由于四氧化三铁纳米微粒尺寸小, 比表面积大, 且纳米颗粒表面光滑性差, 形成了凹凸不平的原子台阶, 增加了化学反应的接触面。
同时, 以Fe3O4 颗粒为载体, 催化剂成分覆在颗粒表面, 制得核- 壳结构的催化剂超细粒子, 既保持了催化剂高的催化性能, 又使催化剂易于回收。
因此, Fe3O4 颗粒被大量应用于催化剂载体研究中。
四氧化三铁(VK-EF01,VK-EF02)是一种常用的磁性材料,又称氧化铁黑(VK-EF01,VK-EF02),呈黑色或灰蓝色。
四氧化三铁是一种铁酸盐,即Fe2+Fe3+(Fe3+O4)(即FeFe(FeO4)前面2+和3+代表铁的价态)。
在Fe3O4里,铁显两种价态,一个铁原子显+2价,两个铁原子显+3价,所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物,可表示为FeO-Fe2O3,而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物,它属于纯净物。
化学式:Fe3O4,分子量231.54,硬度很大,具有磁性,可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物。
逆尖晶石型、立方晶系,密度5.18g/cm3。
熔点1867.5K(1594.5℃)。
它不溶于水,也不能与水反应。
与酸反应,不溶于碱,也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
在外磁场下能够定向移动,粒径在一定范围之内具有超顺磁性,以及在外加交变电磁场作用下能产生热量等特性,其化学性能稳定,因而用途相当广泛。
由于纳米四氧化三铁(VK-EF01,VK-EF02)特殊的理化学性质,使其在实际应用中越来越广泛,其制备方法和性质的研究也得到了深入的进展。
磁性纳米微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。
物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。
但是用物理方法制备的样品一般产品纯度低、颗粒分布不均匀,易被氧化,且很难制备出10nm 以下的纳米微粒,所以在工业生产和试验中很少被采纳。
化学学报V01.66.20081实验部分1.1试剂和催化剂以氟钛酸铵【(NH4)2TiF6】(C.P.)和硼酸(H3803)(A.R.)为前驱体制得负载型Ti02光催化剂,制备方法见前文【6.‘71.由于实验中紫外光的透过率直接影响到光催化脱硝效率,本实验选择纯度为99.9%、紫外光透过率90%以上的石英砂为载体佃=4~6mm),以满足光催化反应所需要的光照强度.催化剂负载量由沉积前后的重量决定,本实验负载量为(2566mg/kg)__+5%.1.2实验装置和反应器实验装置见图1,反应器容积3.14×(3.62—1.62)cm2X50cm,是系统的核心装置,它由环形不锈钢做壳体,在反应器的中央放置光照强度为40W,波长为254.7am的紫外灯,灯的外部为石英管套,其外壁到反应器内壁间的距离为20mm,制得的负载型催化剂填充于其问.图l光催化氧化脱硝实验装置l—NO钢瓶,2—-N2钢瓶,3—02钢瓶,4—七钢瓶减压阀.7一总流量计,8--气体缓冲瓶,9一水蒸汽发生器。
lO一调压器.1l一光催化反应器,12—烟气分析仪Figure1Theexperimentalset—upschemeofphotocatalyticoxidationforN0removalI—_NOcylinder,2—-N2cylinder.3-—02cylinder,4-.6---valve,7—1眦蟠flownl曲巩8—.g越blender,9—叫蝴vapourgenerator,lO--compressor,11--phoux皿alysis托瓤=lor.12—muegasanalyzer1.3实验方法实验过程中。
将配制好的NOx(90%NO+10%N02)气体与氮气和氧气按不同流量比例在混气瓶中预混,得到不同组分的模拟烟气,烟气流量由总流量计控制在0.128m3/11.通过三通阀切换,测定NOx初始浓度,待初始浓度稳定后。