1.钛铁矿制备TiO2及其光催化性能的研究
给“光触媒”正名
TiO2,二氧化钛,光触媒……不管叫什么名字,它都是这一种东西,钛的氧化物。
最近,有些报纸杂志网站说的什么光触媒灭蚊啦,织物杀菌啦,还有林林总总的科幻式功能,就好像TiO2是外星人飞碟上从天而降的彪悍材料。
TiO2功能如下,
1.在光照条件下,能催化水分解为氢气和氧气。OOOOO?能源问题解决了?!其实这个反应不仅难以驾驭反应较慢而且损失催化剂,所以用它制氢气不好使,至少要开发几十年。如果便宜的氢气可以杀菌(点爆烧死除外)那汽车座椅啥的就不用用“很贵”的“毒气”甲醛去消毒了,就不会造成装修致癌的惨剧。而氧气消毒作用有限,双氧水尚且不及,低浓度的氧气杀菌这种说法就有些无聊了。
2.在光照条件下,形成具有超级化学反应活性的“空穴”。这种空穴有消毒功能没错,不过这种作用太强大了,原理上它“撕毁”有机分子,如果你穿的光触媒袜子TiO2含量高到真能杀死80%表皮细菌,那么它也可以腐蚀50%脚上皮肤(轻度),所以当然啦,光触媒至多阻止细菌大量繁殖,如果勤换袜子,那细菌绝不会在脚上大量繁殖。
3.TiO2表面具有超亲水性,可以自清洁。(⊙o⊙)这也可以?别惊讶,我指TiO2表面,并非含TiO2的布料,TiO2利用表面吸附的“很薄很薄”的水层的“几乎无阻力的”流动冲走灰尘、细菌一类东西,而布料贮水的特性注定TiO2无法发挥作用。另外,另一类表面具有超疏水性的物质也有同样的能力,利用表面“很圆很圆”的水珠的“几乎无阻力”的流动冲走灰尘、细菌一类东西。很神奇吧?其实原理是……(省略10000字-_-)
综上所述(关键了),TiO2驱蚊的前提是蚊子可以闻到氢气和氧气的味道,并且与人类的味道相混淆,继而狂热地杀入TiO2堆中自杀(荒诞派)。TiO2织物杀菌的前提是袜子分解脚(超现实主义)。TiO2最好的归宿是涂料,下一场雨墙壁就自我清洁,从而为高空做清洁工作的“蜘蛛侠”清洁工们保障生命安全(不过也让他们失去了工作),别拿科学当神迹崇拜!!!
2.求一篇纳米材料二氧化钛染料敏化太阳能电池研究发展的论文,急!
能源短缺与环境污染是目前人类面临的两大问题。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源是解决能源危机的最佳途径之一,因此太阳能利用技术研究引起了各国科学家的广泛重视。染料敏化纳米晶太阳能电池是当前纳米技术和光电转换材料研究的热点之一,其廉价的成本和简单的制作工艺以及稳定的性能,为人类利用太阳能提供了更有效的方法。
静电纺丝法作为一种成熟的制备纳米材料的技术已经受到了人们的广泛重视,但是其在制备纳米带以及将这种方法制备的纳米纤维应用在染料敏化太阳能电池(DSSC)方面还鲜有报道,因此在这些方面的进一步研究具有深远的意义。 本文采用溶胶-凝胶法配制具有一定粘度的前驱溶液,采用静电纺丝技术成功地制备出PVP/Ti(OC_4H_9)_4复合纳米纤维以及PVP/Ti(SO_4)_2、PVP/Zn(NO_3)_2、PVP/SnCl_4复合纳米带,经过高温焙烧制得二氧化钛多孔空心纳米纤维、二氧化钛纳米带、氧化锌纳米带以及二氧化锡纳米带。
并将制得的TiO_2纳米纤维应用在染料敏化太阳能电池的基底物质上,采用N3染料对其进行敏化处理,I_3~-/I~-作为液体电解质,组装并密封染料敏化太阳能电池; 利用差热-热重、X射线衍射、红外光谱、场发射扫描电子显微镜等分析手段对制得样品进行了系统表征。分析结果表明,制备的TiO_2多孔空心纳米纤维均是一维结构,平均直径300 nm,长度大于200μm,以其制得的电池获得一定的转化效率和开路电压;制备的二氧化钛、氧化锌、二氧化锡纳米带宽度在1μm~10μm,长度为200μm~300μm,厚度60 nm~400 nm。
获得的这些新结果,为进一步从事染料敏化太阳能电池以及纳米材料的研究奠定了基础。
3.SCR催化剂的性能指标
SCR催化剂种类繁多,你要的数据不可能都有。
V2O5-TiO2的空速应该就是在20000/h左右。在NH3-SCR反应中,工业催化剂一般用使用TiO2作为载体的 V2O5/WO3及MoO3等[wiki]金属[/wiki][wiki]氧化物[/wiki],其它组成结构的催化剂也已做了大量的实验研究,其催化性能不均。
Bosch和Jannssen在他们的综述里广泛地报导了众多催化剂SCR催化活性的研究。对于氧化钒类(纯氧化钒或以铝土、硅土、氧化锆、氧化钛为载体)、纯的或担载的铁、[wiki]铜[/wiki]、铬、锰的氧化物均已进行过深入的研究。
在沸石的多孔结构中引入过渡金属,构成如X、Y和ZSM-5离子交换沸石,对SCR催化活性具有改善。 大部分工业催化剂的载体采用TiO2或沸石等多孔结构,也有研究报导了使用活性[wiki]碳[/wiki]和活性焦作为SCR催化剂的载体,并且在低温下具有较高的SCR活性。
在工业上使用的V2O5-TiO2催化剂,由于在SO2过多时轻易失活,因此对新催化剂的探索一直时催化界的一个研究热点。 在催化剂研究过程中,发现金属沸石催化剂Mn-ZSM-5,Fe-ZSM-5对有氧情况下NO与碳氢化合物的反应有效;Fe,Cr,Mn也被提及对NO与CO,CH3,H2的反应有效,除Cu 外,Co2 、Ga3 、Mn2 、Ni2 交换的沸石都表现出相当高的SCR活性。
近年由于Cu催化剂具有很高的NH3还原NOx活性,即使在没有还原剂的条件下也可以分解NOx,同时还表现出优良的烃类选择催化还原NOx的催化活性,引起高度注重。其中Cu-ZSM-5在各种Cu催化剂中性能最为突出,下图为各种载体上铜催化剂和钒类催化剂用NH3选择还原NO的结果,由图可见Cu-ZSM-5催化剂在200~300℃范围内对NO的转化率都几乎达到100%,而且研究表明此类催化剂的活性也最稳定。
清华大学宣小平对飞灰进行改性得到的催化剂也表现出了较好的效果,在大大降低催化剂成本的基础上,在250℃-350℃范围内可以达到超过80%的脱硝效率。
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