钙钛矿型氧化物催化氧化挥发性有机化合物的研究进展

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作者 朱文杰 唐璐 +2 位作者 陆继长 刘江平 罗永明 《无机材料学报》 北大核心 2025年第7期735-746,共12页

控制与去除挥发性有机化合物(VOCs)一直是环境领域的热点问题,催化氧化法因其低温、高效以及副产物无毒害等特点成为去除VOCs最有前景的技术之一。钙钛矿型氧化物(ABO_(3))是催化氧化VOCs的高效稳定催化剂。为了提高钙钛矿型催化剂的催... 控制与去除挥发性有机化合物(VOCs)一直是环境领域的热点问题,催化氧化法因其低温、高效以及副产物无毒害等特点成为去除VOCs最有前景的技术之一。钙钛矿型氧化物(ABO_(3))是催化氧化VOCs的高效稳定催化剂。为了提高钙钛矿型催化剂的催化效率,有必要针对性地分析钙钛矿型氧化物的设计,以去除不同类型的VOCs。本文系统总结了近年来钙钛矿型氧化物催化氧化VOCs的研究进展。首先介绍了钙钛矿型氧化物在VOCs催化氧化中不同的设计策略,包括形貌调控、A位和B位取代、缺陷工程和负载型钙钛矿催化剂,阐明了钙钛矿型氧化物的催化性能与其材料组成、形貌、表面性质(氧物种、缺陷)和本身性质(氧空位浓度、晶格结构)之间的关系;然后介绍了VOCs催化氧化的反应机制和降解途径,并展望了钙钛矿型氧化物催化剂设计和反应机制研究的前景和挑战。 展开更多

关键词 挥发性有机化合物 钙钛矿型氧化物 结构设计 催化氧化 综述

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含氮挥发性有机化合物催化氧化的研究进展

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作者 刘江平 管鑫 +2 位作者 唐振杰 朱文杰 罗永明 《无机材料学报》 北大核心 2025年第9期933-943,共11页

挥发性有机化合物(VOCs)及NO_(x)是PM_(2.5)和O_(3)的重要前体物,其过量排放对环境质量及人类健康具有重要影响。与普通VOCs相比,含氮挥发性有机化合物(N-VOCs)由于氮杂原子的存在使得其环境控制策略更为复杂。因此,针对N-VOCs控制技术... 挥发性有机化合物(VOCs)及NO_(x)是PM_(2.5)和O_(3)的重要前体物,其过量排放对环境质量及人类健康具有重要影响。与普通VOCs相比,含氮挥发性有机化合物(N-VOCs)由于氮杂原子的存在使得其环境控制策略更为复杂。因此,针对N-VOCs控制技术的开发及应用已成为当前的研究热点。为了实现N-VOCs催化氧化体系中低温高催化活性及高N_(2)选择性两个关键目标,亟需设计高效、低成本的催化剂。本文系统总结了矿物材料、金属材料、单原子催化剂(SACs)、分子筛等在常见N-VOCs(N,N-二甲基甲酰胺、丙烯腈、乙腈、正丁胺、三乙胺等)催化氧化中的研究进展,介绍了N-VOCs的来源及危害;归纳总结了胺类、腈类等典型N-VOCs催化氧化研究中的关键影响因素,主要包括催化活性、催化剂理化性质、催化构效关系及反应机理,提出了N-VOCs催化氧化过程中应避免中间产物深度氧化产生二次污染物;最后展望了N-VOCs催化氧化研究面临的前景和挑战,以期为未来N-VOCs的治理提供一定的理论指导与最新信息。 展开更多

关键词 含氮挥发性有机化合物 催化氧化 催化剂 N_(2)选择性 反应机理 综述

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铈基催化剂在挥发性有机物催化燃烧治理中的研究进展 被引量：12

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作者 张迎 朱文杰 +3 位作者 富特 李英豪 罗永明 陆继长 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期58-70,共13页

铈基催化剂由于其特殊的氧化还原性能在催化反应中得到了广泛应用,在非均相催化反应中其表面性质尤为重要.二氧化铈晶格中的氧缺陷对表面催化反应起着非常重要的作用,而二氧化铈可以有效调节催化剂表面酸碱性,修饰催化活性中心的结构,... 铈基催化剂由于其特殊的氧化还原性能在催化反应中得到了广泛应用,在非均相催化反应中其表面性质尤为重要.二氧化铈晶格中的氧缺陷对表面催化反应起着非常重要的作用,而二氧化铈可以有效调节催化剂表面酸碱性,修饰催化活性中心的结构,提高催化剂的储放氧能力,增强其结构稳定性和提高活性组分的分散度等.我们分别从二氧化铈催化剂的制备方法、催化剂活性位点和种类、氧缺陷性质及与催化性能之间的构效关系、纯二氧化铈及作为载体的二氧化铈基催化材料催化燃烧挥发性有机物等方面综述了二氧化铈基催化剂的最新研究进展.最后提出了二氧化铈基催化剂在挥发性有机物治理应用中的建议与展望. 展开更多

关键词 二氧化铈 氧缺陷 铈基催化剂 催化性能 催化剂载体 挥发性有机物 结构及形貌

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铜铈催化剂在催化氧化中的研究进展:作用机制及结构性能调控

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作者 张明虎 朱文杰 +2 位作者 陆继长 刘江平 罗永明 《材料导报》 北大核心 2025年第17期117-126,共10页

铜铈催化剂因来源广泛、催化性能优异,在催化氧化领域具有广阔的应用前景。近年来,研究人员对铜铈催化剂在催化氧化中的作用机制进行了深入的研究,对铜铈催化剂的结构性能调控进行了多方面的探索。本文综述了目前有关铜铈催化剂催化氧化... 铜铈催化剂因来源广泛、催化性能优异,在催化氧化领域具有广阔的应用前景。近年来,研究人员对铜铈催化剂在催化氧化中的作用机制进行了深入的研究,对铜铈催化剂的结构性能调控进行了多方面的探索。本文综述了目前有关铜铈催化剂催化氧化VOCs和CO的研究进展,探讨了铜铈催化剂的电子金属-载体相互作用和非对称氧空位在催化氧化中的作用机制,总结了载体形貌、制备方法以及金属掺杂等因素对铜铈催化剂结构性能的影响,并对未来研究中可能遇到的挑战进行了展望。 展开更多

关键词 铜铈催化剂 催化氧化 非对称氧空位 电子金属-载体相互作用 载体形貌

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反相催化剂的研究进展:影响因素及其应用

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作者 杨雪滢 许志志 +2 位作者 赖峻宇 罗永明 陆继长 《材料导报》 北大核心 2025年第21期140-150,共11页

反相催化剂是一种将少量氧化物纳米颗粒均匀分散在活性组分(金属或金属氧化物)表面的固体催化剂。这种催化剂通过调整界面性质增加了界面活性位点密度,并利用表面氧化物纳米颗粒对金属活性相进行物理隔离,从而显著提升了催化性能,引起... 反相催化剂是一种将少量氧化物纳米颗粒均匀分散在活性组分(金属或金属氧化物)表面的固体催化剂。这种催化剂通过调整界面性质增加了界面活性位点密度,并利用表面氧化物纳米颗粒对金属活性相进行物理隔离,从而显著提升了催化性能,引起了众多研究者的关注。本文以传统负载型催化剂为切入点,重点介绍了反相催化剂相对于传统催化剂的优势,归纳了反相催化剂的制备方法,深入探讨了界面相互作用、晶面效应、尺寸效应等因素对催化剂性能的关键影响。最后,通过分析该催化剂在热催化、电催化和光催化领域的应用,展望了未来反相催化剂制备及应用的发展方向。 展开更多

关键词 反相催化剂 多相催化 界面作用 晶面效应 催化应用

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CoFe_(2)O_(4)的制备及其活化过一硫酸盐降解磺胺甲噁唑 被引量：10

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作者 李英豪 郑向前 +3 位作者 高晓亚 朱文杰 罗永明 陆继长 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1020-1027,共8页

以六水合硝酸钴和七水合硫酸亚铁为原料,采用共沉淀法在不同煅烧温度下成功合成了一系列铁酸钴材料(CoFe_(2)O_(4)-X,X代表煅烧温度,分别为450、550和650℃)。通过SEM、XRD、BET、XPS对其结构进行了表征,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)... 以六水合硝酸钴和七水合硫酸亚铁为原料,采用共沉淀法在不同煅烧温度下成功合成了一系列铁酸钴材料(CoFe_(2)O_(4)-X,X代表煅烧温度,分别为450、550和650℃)。通过SEM、XRD、BET、XPS对其结构进行了表征,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解磺胺甲唑(SMX)。考察了催化剂投加量、PMS用量、pH、无机阴离子种类和反应温度对降解SMX性能的影响。结果表明,CoFe_(2)O_(4)-550具有最佳的催化性能,在最佳反应条件(SMX初始质量浓度为10 mg/L,CoFe_(2)O_(4)-550投加量为0.3 g/L,PMS质量浓度为1.5 g/L)下,20 min内,SMX的降解率可达95%,且总有机碳(TOC)降解率可达80%。同时,CoFe_(2)O_(4)-550/PMS反应体系具有较广的pH适用范围(p H=5~9)。CoFe_(2)O_(4)-550催化剂可磁性回收,经3次使用后,其对SMX的降解率仍能达到83%,表明CoFe_(2)O_(4)-550具有良好的稳定性和重复使用性。在该降解反应过程中产生了大量的SO_(4)^(-)·和·OH,并提出了相应的催化降解机理。 展开更多

关键词 铁酸钴 过一硫酸盐 磺胺甲唑 降解 催化 水处理技术

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锰氧化物中氧空位的构建及其催化氧化苯系物作用机制研究进展 被引量：1

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作者 廖伟 陆继长 +3 位作者 张迎 刘江平 罗永明 朱文杰 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期467-479,共13页

作为一种过渡金属氧化物,锰氧化物以其多晶型、储/释氧能力强、蕴含丰富氧物种、结构缺陷可控等优点被广泛应用于苯系物的热催化氧化.其中,具有众多特性的氧空位能有效促进苯系物的完全催化氧化,因而成为各界研究的焦点.我们综述了常见... 作为一种过渡金属氧化物,锰氧化物以其多晶型、储/释氧能力强、蕴含丰富氧物种、结构缺陷可控等优点被广泛应用于苯系物的热催化氧化.其中,具有众多特性的氧空位能有效促进苯系物的完全催化氧化,因而成为各界研究的焦点.我们综述了常见的氧空位构建方法及表征技术,并总结了在苯系物催化氧化过程中,锰氧化物中氧空位的几种重要作用机制对催化活性和抗水性能的积极影响.最后对氧空位构建新方法、形成机理、具体过程及其在锰氧化物热催化氧化苯系物领域中的应用进行了总结和展望. 展开更多

关键词 锰氧化物 氧空位构建 苯系物 吸附及活化 晶格氧迁移 价态转变

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可控合成金属纳米粒子及其在大气污染防治领域的应用进展 被引量：1

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作者 田睿 陆继长 +3 位作者 赵雨桐 曹小华 张文君 罗永明 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2450-2461,共12页

近年来,由于更严格的环境标准和工业需求,催化技术得到突飞猛进的发展。金属纳米粒子由于其独特的性质,如高表面能、等离子体激发、量子限制效应等,成为环境、电子、材料等科学领域的关键元件。随着金属纳米颗粒尺寸的减小和分散性的提... 近年来,由于更严格的环境标准和工业需求,催化技术得到突飞猛进的发展。金属纳米粒子由于其独特的性质,如高表面能、等离子体激发、量子限制效应等,成为环境、电子、材料等科学领域的关键元件。随着金属纳米颗粒尺寸的减小和分散性的提高,活性中心的结构缺陷逐渐凸显,同时产生的尺寸效应极大的改善了催化反应活性和选择性。因此,为了充分利用纳米催化剂的优势,本文结合调控金属粒径大小的研究现状,依据不同的合成原理,重点介绍了反胶束法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法和光刻法的原理和特点及其他调控方法,总结了纳米颗粒尺寸大小在大气污染防治领域的典型应用,并展望了金属纳米粒子的发展趋势和应用前景,为高性能催化剂的设计和制备提供参考. 展开更多

关键词 金属 纳米催化剂 合成方法 颗粒尺寸 应用

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铁酸钴材料的制备及其在环境领域中的应用研究进展

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作者 李英豪 陆继长 +2 位作者 朱松山 张迎 罗永明 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期27-31,共5页

首先对铁酸钴材料的制备方法及复合材料的制备进行了综述,并对比分析了不同制备方法的优缺点;其次,归纳总结了铁酸钴材料在催化、吸附、电化学领域的应用;最后,针对当前研究存在的问题进行了总结,并对未来研究方向提出了展望。

关键词 铁酸钴 制备 复合材料 催化 吸附

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2H-MoS_(2)定向调控生成1T-MoS_(2)及应用

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作者 方健 许志志 +3 位作者 李雨贝 冯斯佑 罗永明 陆继长 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1339-1351,共13页

MoS_(2)因其独特的二维“三明治”层状结构在电学、能源和催化等领域备受关注。由于S、Mo原子配位模式的不同,MoS_(2)主要以1T-MoS_(2)和2H-MoS_(2)两种形式存在。通常,1T-MoS_(2)拥有更大的层间距和更多的催化活性位点,在许多领域都表... MoS_(2)因其独特的二维“三明治”层状结构在电学、能源和催化等领域备受关注。由于S、Mo原子配位模式的不同,MoS_(2)主要以1T-MoS_(2)和2H-MoS_(2)两种形式存在。通常,1T-MoS_(2)拥有更大的层间距和更多的催化活性位点,在许多领域都表现出了比2H-MoS_(2)更优异的性能。通过控制2H-MoS_(2)中S平面的横向位移和Mo 3d轨道电子填充状态,可以定向调控2H-MoS_(2)生成1T-MoS_(2)。综述了2H-MoS_(2)定向调控制备1T-Mo S_(2)的研究进展;对影响调控过程的主要因素及相应的调控方法和机理进行了详细阐述;同时总结了1T-MoS_(2)在析氢、电池、光和热催化领域的应用;此外,还对1T-MoS_(2)在未来的实际应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 2H-MoS_(2) 相变 定向合成 1T-MoS_(2)

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前驱体调控铬系催化剂活性位点并用于丙烷非氧化脱氢研究

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作者 张哲玮 杨双 +3 位作者 黄子君 何德东 罗永明 陆继长 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期125-129,共5页

针对目前丙烷非氧化脱氢中铬系催化剂活性位点存在的问题,通过调控不同铬基前驱体负载在MCM-41上来建立活性位点与催化性能之间的构效关系。利用XPS、H_(2)-TPR、XRD、UV、H_(2)-TPR等表征手段对催化剂的价态、活性物种的存在形式等进... 针对目前丙烷非氧化脱氢中铬系催化剂活性位点存在的问题,通过调控不同铬基前驱体负载在MCM-41上来建立活性位点与催化性能之间的构效关系。利用XPS、H_(2)-TPR、XRD、UV、H_(2)-TPR等表征手段对催化剂的价态、活性物种的存在形式等进行表征。结果表明,制备的3种铬基催化剂都有单体的Cr(Ⅵ)、聚合的Cr(Ⅵ)以及块状的Cr_(2)O_(3)。Cr/MCM-41(H8CrN_(2)O_(4))产生更多Cr(Ⅵ);催化剂所形成的单体的Cr(Ⅵ)促进活性的提升;与之相反,聚合的Cr(Ⅵ)和块状的Cr_(2)O_(3)阻碍催化剂的性能。单体的Cr(Ⅵ)在遇到丙烷迅速被还原成配位不饱和的Cr^(3+)、Cr^(2+),进一步说明单体的Cr(Ⅵ)是铬系催化剂应用于丙烷非氧化脱氢的活性位点的前体。 展开更多

关键词 丙烷 丙烯 Cr/MCM-41 活性位点

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