用不同的过渡金属(Mn、Ni和Fe)取代Co3O4中A位Co合成MCo2O4纳米片整体式催化剂(MCo-NS),并以甲苯为单芳烃模型测试深度氧化挥发性有机化合物(VOCs)性能。氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱学(XPS)分析及性能测试结果表明,Mn和Ni取代Co3O4中的A位Co,不仅有助于提高催化剂的氧化还原能力,而且有利于表面氧空位的生成和表面吸附氧的活化,从而表现出比参考催化剂Co-NS更高的催化甲苯氧化性能。其中,MnCo2O4纳米片催化剂因具有较高的氧化还原能力及丰富的表面吸附氧物种而展示出最高的催化甲苯氧化活性,其T90为254℃,优于NiCo-NS和FeCo-NS;同时,MnCo2O4纳米片催化剂具有良好的稳定性。
以Fe3O4材料为磁核、Si (OC2H5)4为包覆硅源,采用沉淀法制备了小粒径、包覆层厚度可控、单核核壳结构的氧化铁/氧化硅复合磁性微球式费托合成催化剂。利用XRD、VSM、SEM、TEM手段表征了催化剂晶相结构、磁性、形状大小,并以合成气为原料,利用费托合成固定床反应器对催化剂的费托合成性能进行评价。结果表明,制得的核壳包覆结构磁性颗粒壳厚100~150 nm,形成了平均粒径50 μm、粒径均一、球形规整度好的复合磁性微球费托催化剂;相同焙烧条件下,该催化剂比Fe3O4材料的比饱和磁化强度高25%;催化剂的CO转化率可达54%,CO2选择性低于22%,CH4选择性低于10%。
采用原位光催化氧化聚合法制备氯氧化铋/聚吡咯(BiOCl/PPy)复合光催化剂,利用BiOCl在光照下产生的光生空穴来氧化聚合吡咯单体(Py)生成聚吡咯(PPy),不需要另加氧化剂,因此更加环保和经济。由于Py的光催化氧化聚合反应发生在BiOCl表面的氧化位点,使BiOCl与PPy这2种材料之间形成紧密牢固的异质结界面,从而能更有效提高BiOCl/PPy复合材料的光生空穴和电子分离效率及光催化效率。结果表明,改性后的光催化剂(BiOCl/PPy)光照50 min后可降解99.4%的罗丹明B (RhB),其降解速率是纯BiOCl的2.3倍。该实验设计方法简单、安全、环保、经济,制得的BiOCl/PPy异质结复合材料能高效光催化降解染料类污染物。