自我保护Nb2O5-S/CeO2制备及其脱硝性能探索型实验设计

文章基于商用脱硝催化剂的应用现状,将“产学研用”理念融入大气污染控制工程实验,设计合成了一种具有自我保护机制的Nb₂O₅-S/CeO₂脱硝催化剂,并采用XRD、TEM、H₂-TPR、XPS、NH₃-TPD技术对催化剂进行了表征,选用insitu DRIFTs对反应机理进行了探究。实验结果表明,Nb₂O₅-S/CeO₂催化剂在较宽的温度窗口下表现出优异的催化活性。此外,当K沉积在Nb₂O₅-S/CeO₂催化剂上时,SO₄^2–将优先与K结合,从而有效阻止毒物攻击Ce-Nb活性位点。     

负载型CeO_2催化剂上CO_2氧化乙烷制乙烯反应研究

采用浸渍法制备负载型CeO2催化剂,应用XRD、SEM技术对所制催化剂进行物相和形貌分析.在常压连续流动固定床石英反应器上考察其在CO2氧化乙烷制乙烯反应的催化性能,实验结果表明:CeO2/-γA l2O3催化剂对CO2氧化乙烷制乙烯反应具有较好的催化活性.当CeO2负载量为15%时,乙烷的转化率为25.8%,乙烯的选择性和收率分别为95.8%和24.7%.     

富氢气氛下CO选择性氧化综合实验

结合化工专业特色设计了富氢气氛下CO选择性氧化综合实验。该实验涵盖催化剂合成、结构表征及催化性能测试等知识点。通过水热合成法制备CeO_2-NiO催化剂,采用XRD和TEM对催化剂的形貌、结构进行表征并用固定床反应器对其催化性能进行测试。重点考察了CeO_2-NiO催化剂的形貌对其催化性能的影响。该综合实验内容丰富、覆盖面广、可操作性强,具有显著的科研性特征。对培养学生的应用能力、动手能力、创新能力和科研素养有很好的促进作用。     

制备方法对15％CuO—Ce0.7Zr0.3O2催化剂的氧缺位和CO氧化活性的影响

采用溶胶－凝胶法和溶胶－凝胶＋浸渍法两种方法制备了CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂,并对催化剂进行了XRD、Raman等表征,考察了催化荆的CO氧化性能。研究结果表明,溶胶－凝胶＋浸渍法制备的CuO/Ce0.7Zr0.3O2催化荆CO氧化活性明显高于溶胶－凝胶法制备的CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂的性能,CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂表面CuO分散度高．从而提高催化活性。     

多孔尖晶石型锰钴氧化物的制备和催化性能

为获得高效催化还原对硝基苯酚的锰钴氧化物催化剂,以聚甲基丙烯酸甲酯为模板,采用硬模板法制备了具有三维有序大孔结构的尖晶石型锰钴氧化物(MnCo₂O₄)。运用X射线粉末衍射仪、全自动物理吸附仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度计等对催化剂的结构和形貌进行表征,并研究其对硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的催化性能。结果表明,多孔MnCo₂O₄催化剂具有立方晶相结构,其三维有序大孔孔径均一,比表面积达到65.7 m²/g;与体相MnCo₂O₄和其他贵金属催化剂相比,多孔MnCo₂O₄催化剂表现出更优异的催化活性,对硝基苯酚还原的反应速率常数可达6.59×10^-2s^-1。多孔MnCo₂O₄催化剂在5次重复利用后对硝基苯酚的转化率仍高达90%以上。     

络合剂对LaSrFeCoO6催化剂制备及催化性能影响

通过溶胶凝胶法,分别采用柠檬酸、酒石酸、葡萄糖、蔗糖、EDTA作为络合剂制备LaSrFeCoO₆催化剂,以催化甲烷燃烧为目标反应,考察催化剂的活性。通过比表面积测定(BET)、X射线衍射分析(XRD)、氢还原(H₂-TPR)、扫描电镜(SEM)及热分析(TG-DSC)等技术对催化剂进行性能表征。考察不同络合剂对LaSrFeCO₆催化剂结构和性能影响。通过实验结果可以得到：经过800℃高温焙烧后,催化剂具有完整的钙钛矿晶型。不同络合剂对催化剂的结构和性能有较大影响;柠檬酸作为络合剂时,所制备LaSrFeCO₆催化剂具有较好的催化活性,T_10%(起燃温度)为425℃,T_90%(完全转化温度)为600℃。     

钛网表面TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究型实验设计

采用阳极氧化法在钛网表面制备了TiO2纳米管阵列,研究氧化电压对TiO2纳米管形貌和光催化性能的影响。采用XRD、SEM对样品的物相和形貌进行表征,利用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪分析样品的光学性能,以罗丹明B作为降解对象研究样品的可见光催化活性。结果表明,不同电压条件下制备的TiO2纳米管均为无定形态,电压为20V时制备的TiO₂纳米管光催化性能最佳,对其进行热处理可提高其光催化性能。该实验可操作性强,内容涵盖了材料制备、表征和光催化性能测试等多方面知识点,可激发学生的学习兴趣,培养学生的科研素养和创新思维。     

制备聚铁之氧化催化剂的性能评价

通过实验,探讨了目前文献报导的三种制备聚合硫酸铁所用的氧化催化剂NaNO_2、HNO_3及MnO_2的催化性能和可能的催化机制;提出了运用催化指数和氧化指数来评价催化剂性能的方法;指出进一步改善NaNO_2和HNO_3两种催化剂催化性能的方向。     

利用Ce-Mn/Al2O3复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验设计

针对燃煤电厂SO₂排放法规日趋严格，而传统固硫剂高温固硫性能差的问题，设计了Ce-Mn/Al₂O₃复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验。以纳米Al₂O₃为载体，采用共沉淀法制备了Ce-Mn负载型燃煤催化剂，在管式炉中进行高温固硫性能评价实验，采用热重法分析煤粉的燃烧性能，得到反应动力学参数。采用FESEM-EDS、TEM、XRD、XPS对催化剂进行表征。实验结果表明，Ce-Mn催化剂可以显著提高燃煤固硫效果，改善煤粉燃烧性能。该实验不仅能加深学生对脱硫工艺原理和应用的理解，掌握仪器使用、软件绘图和催化剂表征手段，还能增强学生对燃料清洁利用的认识，培养科研思维和创新能力。     

回归课本实验 拓展实验广度 挖掘实验深度

题目.过氧化尿素是一种无毒无味的白色粉末,是一种新型的漂白剂与消毒剂。它的合成方式如下:原理:CO（NH₂）₂+H₂O₂（?）CO（NH₂）₂·H₂O₂流程（见图1）:图1过氧化尿素的合成流程请回答下列问题:（1）根据反应原理,CO（NH₂）₂·H₂O₂分子内存在的作用力是_<sub><sub><sub>。     

微米花状NiFe-LDH的制备及其析氧性能研究

以层状双金属氢氧化物为基础,采用简单的水热合成法制备一系列二元NiFe-LDH催化剂。利用XRD、SEM和极化曲线等测试了系列催化剂的晶体结构、形貌和析氧活性。相比于单一的Ni(OH)₂催化剂,优化制备的NiFe-LDH-1具有最佳的OER活性,达到10 mA·cm^-2和100 mA·cm^-2的电流密度时,NiFe-LDH-1所需的过电位为218 mV和264 mV,Tafel斜率为36.3 mV·dec^-1,同时该催化剂拥有优异的催化稳定性。     

平衡体系转化率变化问题探析——由近三年江苏省高考选择题引发的思考

<正>一、真题再现【例1】(2021年江苏卷,8题)N₂是合成氨工业的重要原料,NH₃不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO₃;HNO₃能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N₂与O₂反应生成NO,NO进一步氧化生成NO₂。■。大气中过量的NO_x和水体中过量的NH⁺₄、NO^-₃均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N₂,     

高致密性Yb3+和Gd3+双掺杂CeO2中温电解质的合成及其电性能研究

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成了Yb³⁺、Gd³⁺双掺杂CeO₂电解质材料,并添加4%CuO作为烧结助剂同时制备了Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO材料。采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α和Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO的结构和形貌。Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α和Yb_0.1Gd_0.1Ce_0.8O_2-α-4%CuO在750℃电导率分别达到1.3×10^-2S·cm     

硅藻土负载金属催化剂催化制氢性能研究

温和条件下高效催化硼氢化物水解产氢是开发清洁氢能源的一条重要途径.本文制备了硅藻土为载体的负载型金属催化剂,利用XRD、SEM和EDX表征了催化剂的物相组成和微观形貌.催化硼氢化钾水解产氢研究表明,金属负载量相同条件下,硅藻土负载的钴金属催化剂催化活性要明显高于负载型镍、铁金属催化剂,催化产氢速率达到109440 mL-H_2·g^(-1)-Co·h(-1)-Co·h^(-1),而且钴负载量对于硅藻土负载的钴金属催化剂的催化性能有明显影响.催化反应动力学研究表明负载量为1.0 wt%的钴催化剂催化KBH_4水解制氢反应活化能约为95.7 kJ·mol(-1),而且钴负载量对于硅藻土负载的钴金属催化剂的催化性能有明显影响.催化反应动力学研究表明负载量为1.0 wt%的钴催化剂催化KBH_4水解制氢反应活化能约为95.7 kJ·mol^(-1),表现出对硼氢化钾水解产氢反应较佳的催化性能.     

溶液燃烧法制备Nb2O5及其快速储锂性能综合实验设计

该文设计了基于溶液燃烧法制备具有快速储锂性能的五氧化二铌(Nb₂O₅)电极的综合实验。使用XRD和SEM分析样品物相和形貌,采用恒流充放电测试研究不同晶相Nb₂O₅的电化学性质,并使用恒电流间歇滴定技术研究Li⁺扩散动力学,同时以循环伏安(cyclic voltammetry,CV)测试考察赝电容行为。结果表明：经950℃煅烧得到的H-Nb₂O₅具有最优储锂性能,在100 C的超大电流密度下可逆比容量达104 mAh/g。该综合实验设计简单,涵盖了材料的合成、结构表征和电化学测试等知识点,便于学生理解材料结构与性能的关系,同时能够提升学生的科研创新意识和综合实践能力。     

Li/mgo(2m mol/mol)上乙烷氧化脱氢

本文采用TPD、IR技术和微反装置以及乙烷氧化脱氢反应表征了 Li/mgo(2m mol/mol)催化剂,将其结果与Mgo(H_2O)比较,发现;Li/mgo(2m mol/mol)的催化性能更优于Mgo(H_2O)的催化性能.催化氧化脱氧亦与催化剂表面酸、碱中心协同作用有关,温度、原料配比、反应时间等对协同作用存在较大影响.     

表面硫化普鲁士蓝比色法测定GSH的综合实验设计

设计了以硫化法制备表面硫化的普鲁士蓝催化剂,用于比色法检测谷胱甘肽(GSH)。该催化剂可以有效消除本身蓝色的干扰,显著提升类过氧化物酶活性。在H₂O₂存在下,该催化剂催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化形成蓝色的氧化型TMB(oxTMB)。动力学分析表明,催化剂与底物的亲和力强,呈现优异的类过氧化物酶活性。硫化的普鲁士蓝用于比色法检测GSH时表现出较高的灵敏度和选择性。实验包含材料制备、仪器表征和检测,可分割成多个模块在无机化学、仪器分析和生物化学中开展,有利于增强学生创新实践能力,提高学生整合所学知识的能力。     

负载型Pd基双金属催化剂的设计及其在环境领域的应用（英文）

负载型双金属催化剂在很多催化反应中都有着十分重要的意义,包括选择性氧化、加氢/氢解、重整、生物质转化等反应。这一类催化剂的活性、选择性和稳定性取决于颗粒尺寸、组成和形貌等结构特性。针对Pd基负载型双金属催化剂体系,本文讨论了其结构特性,并探讨了不同合成方法对结构性质的调控机制。同时,本文阐述了Pd基催化剂在环境催化反应中的应用,包括CO氧化、烃类氧化、加氢脱氯和NO_x分解等反应。尽管在这些领域的研究取得了一定的进展,然而还需要更先进的催化技术来应对一些重大的挑战,如环境修复等。最近,在材料、光谱、显微、催化化学以及工程领域的研究人员的共同努力下,通过先进表征方法、机理研究手段的采用以及构效关系的研究,针对双金属催化剂设计的研究取得了一些新的进展。本篇综述旨在激励相关领域科学家设计合理的新型催化剂体系,以用于未来的绿色及可持续发展。     

不同比表积的Pt负载型催化剂上甲醛催化氧化

为研究铂负载型催化剂时甲醛催化氧化反应的活性,采用溶胶一凝胶法制备了不同载体的铂负载型催化剂,并对催化剂进行XRD、Raman等表征,考察所制催化剂对甲醛催化氧化反应性能。结果表明：载体的性质在反应中起到重要作用,惰性载体无法促进氧的活化,其催化活性较低;对比不同比表面积的Pt／CeO2催化剂,发现比表面积为38mVg的催化剂的催化氧化性能最佳,这与催化剂的氧缺位浓度较高及较强的金属一载体间相互作用有关。     

Na3V2(PO4)3/C正极材料制备与储钠性能综合实验教学设计

设计了“常温预还原-热处理法制备钠离子电池正极材料磷酸钒钠”综合性研究实验,探究了原料种类和热处理温度对Na₃V₂(PO₄)₃/C的物相、晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌及电化学性能的影响。研究表明,NH₄VO₃中的V⁵⁺更易被草酸常温还原,机械活化后所得前驱体为无定形结构,由该前驱体热处理制备的Na₃V₂(PO₄)₃/C结晶度更高,且电化学性能更优。通过优化合成温度,发现在700℃下合成的Na₃V₂(PO4₎₃/C具有最高的比容量、最优的倍率性能和最佳的循环性能。在实验中,学生通过材料制备、结构及形貌表征、电池制作与电化学性能分析等环节,能够达到强化理论知识、提高实验技能、激发创新性思维的目的。