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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
柳娜 许杰 王非 薛冰
以La_2O_3/MCM-22催化甲苯烷基化合成对二甲苯(PX)的研究过程为基础,设计了化工类专业综合实验。实验内容包括:通过浸渍法制备La_2O_3/MCM-22催化剂;通过N_2吸附脱附、XRD、吡啶吸附FT-IR和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段表征催化剂性能;通过固定床反应器上甲苯烷基化合成PX反应评价催化剂。该实验原料易得,操作简单,结果规律性明显,涵盖知识点丰富。通过该实验的训练,学生可以将化学、化工热力学、反应工程、化工工艺等课程知识连点成线,融会贯通,显著提升解决复杂化学工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张庆 张洪泉 白涛
设计了一种用于负载型Pd基催化剂的γ-Al_2O_3-ZrO_2-ThO_2纳米管阵列载体。原位生长法制备的纳米孔Al_2O_3陶瓷模板经化学沉积形成γ-Al_2O_3-ZrO_2-ThO_2纳米载体,并以此纳米载体作为活性组分制备了具有高催化氧化活性的Pd催化剂。电镜结果表明,催化剂组分Pd能够均匀分散于纳米载体中。实验表明采用以γ-Al_2O_3-ZrO_2-ThO_2纳米材料为Pd基催化剂载体的CH4传感器具有较好的线性度和快速响应特性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陆志艳 戴飞 阿燕·努尔德别克 孙昱鸣 王子源 屠雨涵 吴诗勇
针对燃煤电厂SO_2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/Al_2O_3复合催化剂降低燃煤中硫排放的综合实验。以纳米Al_2O_3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。
关键词：
综合实验 燃煤固硫 催化剂 热重分析
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李春玲 孙霜青 胡松青 王秀民 王志坤 吕强 王晓燕
文章设计了硫化钴镍微球制备及其电催化析氢综合研究型实验。该实验通过简单的一步水热法,可控合成了一种由微小纳米粒子组装成微球结构的双金属硫化钴镍催化剂,研究了双金属硫化物结构与电化学析氢性能之间的内在联系,使学生对实验合成以及材料结构表征与性能测试有了较完整的把握。该实验将科研工作与本科生实验教学相结合,激发了学生对科研的热情,提高了他们的自主创新意识。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘煊赫 王怡轩 刘小明 武鑫
金属有机骨架材料(MOFs)具有明确活性位点、可调控结构等特征,是潜在的高效非贵金属氧还原反应(ORR)催化剂。基于此前沿热点课题,该文设计了一种Co/Ni-MOF催化剂催化ORR的综合性实验。采用超声法在常温条件下制备两种MOFs(Ni-MOF和Co-MOF),并对制备的MOFs进行SEM、FTIR、XRD、XPS、BET等结构和形貌表征,以及CV、LSV、RRDE等电化学性能测试,证明了Ni-MOF和Co-MOF在催化ORR领域的应用价值。将MOFs在ORR催化领域的创新性研究成果引入实验化学教学,有助于学生创新精神和实践能力的培养以及科研素养的提升。
关键词：
实验教学 MOFs 氧还原反应 创新实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
夏薇 王龙祥 王芳芳 王钧国 钱晨 陈坤
为了提高学生的综合能力和创新思维,设计出"硅掺杂ZrO_2催化剂催化乙醇合成乙烯"的综合性实验。用共沉淀法制备了一系列不同硅掺杂量的ZrO2催化剂,采用氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)和氮气吸脱附对催化剂进行了表征,考察了不同硅掺杂量的ZrO2催化剂对乙醇合成乙烯催化性能的影响。实验结果表明,当以氨水为沉淀剂、硝酸氧锆为锆前驱体和硅掺杂量为50%时,乙醇的转化率为99.3%,乙烯达到94.6%的最大收率。同时运用密度泛函理论方法研究了乙醇和乙烯在硅掺杂ZrO_2催化剂上的吸附。计算结果显示,相较于ZrO_2(101)催化剂,反应物乙醇在Si/ZrO_2(101)催化剂表面上吸附更为稳定,同时产物乙烯在Si/ZrO_2(101)催化剂表面上更易脱附,表明硅掺杂ZrO_2催化剂更加有利于乙烯的生成。该综合性实验将理论计算和实验相结合,使学生既能锻炼实验的基本技能,又能掌握相关理论计算的知识。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
谭海燕 孟泽 冯翰林 胡卫兵 吴得勇 谭学才
采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹俊雅 雷兴雨 刘猛 张莉昕 刘吉 罗晨辉
光催化降解是一种非常生态友好的技术，为许多有机污染物降解的提供了新的处理途径。针对尾矿、尾矿废水有机药剂残留难以处理的瓶颈问题，设计了二氧化钛/活性炭光催化剂降解乙黄药的综合性实验，内容包括二氧化钛/活性炭光催化剂的制备和表征、乙黄药浓度的测定、光催化降解实验和复合光催化剂的回收利用。实验结果表明，活性炭可以很好地负载二氧化钛，二氧化钛/活性炭光催化剂的最佳煅烧温度为500℃，活性炭最佳掺杂比为20%。该实验涉及物理化学、材料化学、仪器分析等课程知识，有助于锻炼学生的实验操作能力、培养学生创造性思维。
关键词：
尾矿废水 活性炭 二氧化钛 光催化
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程秋实 李永前 陈学敏 李发堂
该文设计了基于低温水浴法制备NiFe_2O_4/BiOCl复合光催化剂的综合实验,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等对样品进行了物相及形貌分析,并以可见光下甲基橙(MO)的降解程度评价其光催化活性。结果表明,当NiFe_2O_4质量百分数为2%时,所得复合纳米材料的光催化活性最优,甲基橙在105 min时降解率达到了80.62%。该实验设计简单,涵盖了复合材料的合成、测试表征及光催化性能评价等知识点,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。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
匙玉华 陈正男 赵联明 朱后禹 任浩 赵文 郭文跃
该文将科研课题“低维金属催化剂在尾气处理中的应用”引入本科生综合实验教学。实验内容包括：根据实际工程案例背景构建模型、基于密度泛函理论研究催化剂的结构成分及性能、分析催化氧化CO的机理，以及对理论预测催化剂进行实验验证。该实验项目涉及材料物理、计算材料学及材料化学等方面知识。该实验内容来源于实际，服务于实际，有助于锻炼学生分析问题和解决问题的能力，有助于激发学生的创新意识。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
唐树戈 吴玉洁 冯小佳
为充分利用TiO_2纳米粒子有效降解空气中的甲醛,将TiO_2纳米颗粒(P25)分散于SiO_2溶胶中,利用提拉的方法将其附着在金属丝网上降解甲醛,讨论TiO_2与SiO_2溶胶的比例、提拉次数、干燥温度等因素对降解甲醛活性的影响,利用气相色谱检测甲醛浓度的变化。SiO_2溶胶本身不具有降解甲醛的活性,但是一定量的SiO_2溶胶可以防止TiO_2纳米粒子聚合。结果表明:随着金属丝网上附着的TiO_2量的增加,活性位点增多,对甲醛的催化活性也会增强,但是继续增加TiO_2的量,降解活性反而下降,当TiO_2和SiO_2摩尔比为0.3时,对甲醛有最高的催化活性。这是由于当TiO_2的量过大时,纳米粒子容易发生团聚,导致活性位点被覆盖,这时催化活性也会有所下降;将金属丝网在TiO_2/SiO_2催化剂中提拉3次,降解甲醛的活性最大,提拉次数增多后活性位点的密度变大,催化活性也随之提升,当提拉次数为4次时,TiO_2纳米粒子相互团聚,导致催化活性降低。附有催化剂的金属丝网经过5次冲刷试验,催化活性只降低31.72%。从试验结果可以看出,SiO_2起到了很好的连结和支撑作用。由于冲刷过程冲掉了一部分TiO_2纳米粒子,导致催化活性降低。利用SEM观察摩尔比的增加、提拉次数越多TiO_2纳米粒子分布的更稠密,活性逐渐增加,但增加到一定程度后催化活性会下降。
关键词：
TiO2 SiO2 甲醛
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
顾修全 何容
采用简单沉淀法制备Ag_3PO_4、Ag_3PO_4/Co_3O_4异质结光催化剂,并研究两者的比例对异质结型光催化剂性能的影响。研究发现:加入Co_3O_4不会显著增强Ag_3PO_4的光催化活性;只有当Co_3O_4与Ag_3PO_4的摩尔比为1∶5时,其光催化性能最佳。此外,活性基团实验也表明:空穴在罗丹明B的光降解过程中发挥主要作用。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
唐艳 呼世斌 王俊华 赵淑艳
为了制备催化性能优良的负载型TiO2光催化剂,以沸石为载体,采用正交设计法优化了浸渍法制TiO2/沸石光催化剂的工艺参数,以其对硫酸铵溶液中的氨氮降解率为考察指标,对其催化性能进行了研究。结果表明,制备TiO2/沸石光催化剂的最佳工艺条件为:m(TiO2)∶m(沸石)∶m(硅酸钠)=0.7∶10∶15,老化时间24 h,焙烧温度为400℃,焙烧时间1 h。TiO2/沸石光催化剂最佳投放量为1.5 g/L,在紫外光照射下反应4 h,对废水的氨氮去除率可达98.92%。可见,采用优化浸渍法制备的TiO2/沸石光催化剂的光催化性能优良。
关键词：
沸石 TiO2 光催化剂 氨氮去除率
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
崔佳宝 刘小康 王慧 尹志红 常毅
设计了硫化镉制备及光催化分解水制氢综合实验,该实验涉及催化剂的制备、表征以及光催化性能测试等方面。通过该实验,使学生了解物理化学学科前沿知识,提高学生综合实验能力,培养学生创新能力与科学素养。以典型光催化剂CdS为例,分别以水和乙醇为溶剂,采用化学沉淀法制备CdS。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对CdS进行表征。通过光催化分解水制氢实验,比较采用不同溶剂制备的CdS的光催化性能。结果表明,以乙醇为溶剂合成的CdS光催化性能最佳,产氢效率是以水为溶剂合成CdS的10.97倍。
关键词：
物理化学实验 光催化 制氢 硫化镉
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
武华乙 金兰英 丁雯 张岚 简文杰
文章将科研课题"CNTs/Ag/AgBr材料的制备及光催化活性研究"引入本科生实验教学,采用简单的溶液法合成了CNTs/Ag/AgBr材料,利用X射线衍射、扫描电镜及紫外-可见分光光度仪等对材料进行了结构和光学性能表征,探究了材料在模拟太阳光下对RhB的降解性能。该实验涉及材料合成、催化反应及材料表征等方面知识,有助于锻炼学生分析和解决问题的能力,有助于激发学生的创新思维和提高学生的综合素养。
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