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双功能催化剂（Cu-Co/X-MMT）的制备和性能

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材料研究学报 2023年

作者：罗洪旭赵永华张家慷冯效迁张启俭王欢辽宁工业大学化学与环境工程学院

先使用钠基蒙脱土制备不同氧化物柱撑蒙脱土(X-MMT,X=SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2)，然后以其为固体酸、以铜为活性组分、钴为助剂用浸渍法制备出一系列双功能催化剂(Cu-Co/X-MMT)。使用X射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附、NH3-TPD、H2-TPR... 详细信息

先使用钠基蒙脱土制备不同氧化物柱撑蒙脱土(X-MMT,X=SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2)，然后以其为固体酸、以铜为活性组分、钴为助剂用浸渍法制备出一系列双功能催化剂(Cu-Co/X-MMT)。使用X射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附、NH3-TPD、H2-TPR和X射线光电子能谱(XPS)分析等手段对其表征，研究了不同氧化物柱撑对双功能催化剂(Cu-Co/X-MMT)性能的影响。结果表明，与钠基蒙脱土相比，氧化物柱撑蒙脱土的结构和酸性均发生了明显的变化，变化的程度与氧化物的种类密切相关。不同氧化物柱撑影响铜颗粒的大小和还原程度，进而影响双功能催化剂的二甲醚水蒸气重整反应(SRD)性能。Cu-Co/SiO2-MMT催化剂具有较好的SRD性能，在0.1 MPa, 350℃和反应空速(GHSV)为3000 mL/(g·h)条件下二甲醚转化率和氢气收率分别达到80.3%和57.3%。

关键词：复合材料柱撑蒙脱土二甲醚水蒸气重整制氢

CH_(4)-CO_(2)重整反应用Ni基合金催化剂研究进展

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低碳化学与化工 2023年第6期48卷 1-9页

作者：侯人玮柳圣华冯效迁辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

CH_(4)-CO_(2)重整反应可以将CH_(4)和CO_(2)两种温室气体转化为理论上n(H2)/n(CO)=1的合成气,对于高效利用天然气资源和实现双碳目标具有重要意义。该反应常用的Ni基催化剂因其成本低、活性高,具备良好的应用潜力,但较为严重的烧结和... 详细信息

CH_(4)-CO_(2)重整反应可以将CH_(4)和CO_(2)两种温室气体转化为理论上n(H2)/n(CO)=1的合成气,对于高效利用天然气资源和实现双碳目标具有重要意义。该反应常用的Ni基催化剂因其成本低、活性高,具备良好的应用潜力,但较为严重的烧结和积炭问题使其容易失活,稳定性至今无法达到工业化要求。通过在Ni中添加另一种金属形成合金是一种有效地提升Ni基催化剂稳定性的方法。为了加深对Ni基合金催化剂在CH_(4)-CO_(2)反应中作用机制的认识,并对今后研究提供指导,对近年来Ni基合金CH_(4)-CO_(2)催化剂的研究进展进行了综述。适量的贵金属(Ru、Pt和Rh等)或非贵金属(Co、Fe和Cu等)掺杂均可有效提升Ni基催化剂的抗烧结和抗积炭能力。贵金属一方面本身具有优秀的活性和稳定性,另一方面可改变Ni基催化剂的表面微观性质,发挥协同作用;非贵金属则大部分本身不具备显著催化活性,主要通过形成合金改变Ni的表面性质,进而影响还原或反应过程的机理。总结得到提升Ni基合金稳定性的机理包括:通过占据Ni台阶位抑制CH_(4)裂解,改变Ni金属原子电子云密度调控CH_(4)和CO_(2)吸附的活化能从而促进表面积炭的氧化消除,抑制烧结从而提高活性金属分散度,通过改变表面原子结构特征抑制积炭形核等,而对于Ni基合金表面微观结构特征和影响因素的深入理解是未来重要的研究方向。

关键词：甲烷二氧化碳 Ni基合金催化剂稳定性

Ni/Mg-Al_(2)O_(3)催化剂制备方法对催化CH_(4)-CO_(2)重整反应性能的影响

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石油学报（石油加工） 2023年第4期39卷 771-779页

作者：耿锦涛王欢朱汉东张启俭冯效迁赵永华辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

分别采用一锅法、改进的沉积沉淀法和真空浸渍法制备了具有不同结构的Ni/Mg-Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、TEM、XPS、H_(2)-TPR、N_(2)吸附-脱附等手段对催化剂进行表征分析,并探究了其催化CH_(4)-CO_(2)重整反应的性能。结果表明:不同... 详细信息

分别采用一锅法、改进的沉积沉淀法和真空浸渍法制备了具有不同结构的Ni/Mg-Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、TEM、XPS、H_(2)-TPR、N_(2)吸附-脱附等手段对催化剂进行表征分析,并探究了其催化CH_(4)-CO_(2)重整反应的性能。结果表明:不同催化剂制备方法影响了催化剂中金属和载体间的相互作用,进而使其表现出不同的CH_(4)-CO_(2)重整反应性能;与改进的沉积沉淀法和真空浸渍法相比,以一锅法制备的催化剂具有更强的金属-载体间相互作用、更大的比表面积和更规整的介孔结构;在反应温度为750℃、压力为0.1 MPa、反应物CH_(4)/CO_(2)摩尔比为1、MHSV为32 L/(g·h)的条件下,CH_(4)转化率为90.16%,且在反应20 h内未发生明显改变,表现出较好的稳定性。

关键词： Ni/Mg-Al_(2)O_(3) 一锅法甲烷二氧化碳重整金属-载体相互作用

ZnO基材料在光催化降解有机污染物中的应用

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功能材料 2023年第10期54卷 10039-10045,10057页

作者：冯效迁赵艺霖张启俭赵永华王欢孟庆润辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

有机污染物是水污染问题的重要来源,其排放前的无害化处理十分必要。光催化降解具有反应条件温和、高效、适用范围广等优点,近年来受到研究人员的广泛关注。ZnO是一种廉价、稳定、无毒的半导体材料,是较为理想的光催化剂,但禁带宽度较... 详细信息

有机污染物是水污染问题的重要来源,其排放前的无害化处理十分必要。光催化降解具有反应条件温和、高效、适用范围广等优点,近年来受到研究人员的广泛关注。ZnO是一种廉价、稳定、无毒的半导体材料,是较为理想的光催化剂,但禁带宽度较大、光生载流子易复合等问题限制了其应用。通过对ZnO进行合理修饰可以有效提高其光吸收范围,促进光生载流子的分离,进而有利于更多关键中间氧化物种的形成,提升其光催化效率。从修饰方法的角度出发,从元素掺杂、形成异质结和形貌设计三个方面,对近年来ZnO基光催化剂的设计及其在光催化降解有机污染物方面的应用研究成果进行全面综述。

关键词： ZnO 光催化降解元素掺杂异质结形貌设计

酸活化蒙脱土在二甲醚水蒸气重整制氢中的应用

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燃料化学学报 2021年第10期49卷 1495-1503页

作者：高天宇赵永华郑择张启俭刘会敏王欢冯效迁孟庆润辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

采用硝酸溶液在不同温度和时间下对钠基蒙脱土进行处理,制备了一系列酸活化蒙脱土(Acid-MMT),并以其为固体酸与商品化的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)物理混合组成双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整(SRD)反应。结果表明,与钠基蒙脱土相比,酸活化... 详细信息

采用硝酸溶液在不同温度和时间下对钠基蒙脱土进行处理,制备了一系列酸活化蒙脱土(Acid-MMT),并以其为固体酸与商品化的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)物理混合组成双功能催化剂用于二甲醚水蒸气重整(SRD)反应。结果表明,与钠基蒙脱土相比,酸活化蒙脱土的结构、织构及酸性均发生了明显的变化,且变化的程度与酸处理条件密切相关。酸活化蒙脱土的结构和酸性明显影响双功能催化剂的SRD反应性能。其中,在80℃处理12 h的酸活化蒙脱土(Acid-MMT-80/12)与Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)组成双功能催化剂表现出较好的SRD性能,在p=0.1 MPa,t=350℃,GHSV=3000 h^(−1)的反应条件下,二甲醚转化率和氢收率分别达到了97%和94%,且在反应10 h内基本保持不变,表现出了较好的稳定性。

关键词：二甲醚水蒸气重整制氢酸活化蒙脱土 Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)

g-C_(3)N_(4)基材料在光催化中的应用

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辽宁化工 2023年第6期52卷 849-852页

作者：冯效迁徐金鑫辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

近些年来,随着工业进步和科技发展,能源与环境问题日益严峻。为了实现可持续发展,研究者们不断探索绿色环保的新兴技术。光催化技术利用完全清洁的太阳能,能够实现产氢、还原CO_(2)、降解有机污染物等多种反应过程,完全满足当代社会可... 详细信息

近些年来,随着工业进步和科技发展,能源与环境问题日益严峻。为了实现可持续发展,研究者们不断探索绿色环保的新兴技术。光催化技术利用完全清洁的太阳能,能够实现产氢、还原CO_(2)、降解有机污染物等多种反应过程,完全满足当代社会可持续发展的要求,而且较传统技术相比有很大的优势。g-C_(3)N_(4)具有独特的层状结构、化学稳定性高,禁带宽度适中(~2.7 eV),是环境友好的光催化剂。为了对g-C_(3)N_(4)的光催化性能进行更好的提升,一般通过元素掺杂、复合改性等方法对g-C_(3)N_(4)改性和修饰。对光催化和氮化碳的基本情况进行了简要的介绍,并对未来发展方向作出了展望。

关键词：光催化 g-C_(3)N_(4) 改性

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新时代背景下《无机化学实验》课程教学改革探索

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锦州医科大学学报（社会科学版） 2022年第4期20卷 79-82页

作者：侯人玮冯效迁朱博辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121002

《无机化学实验》是化工、环境、给排水等工科专业的核心实验课程,为提高学生的专业知识和专业技术能力打下了坚实的基础。为适应新时代的人才培养要求,实验课程教学的改革尤为重要。本文以辽宁工业大学《无机化学实验》课程为例,通过... 详细信息

《无机化学实验》是化工、环境、给排水等工科专业的核心实验课程,为提高学生的专业知识和专业技术能力打下了坚实的基础。为适应新时代的人才培养要求,实验课程教学的改革尤为重要。本文以辽宁工业大学《无机化学实验》课程为例,通过优化教学模式、增加考核项目和加强教师课程团队建设等方法进行教学改革探索,使学生在掌握专业知识、专业技能的基础上,注重思想政治教育,进一步提高综合素质,以期达到“立德树人”的根本目的。

关键词：无机化学实验教学改革课程思政

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“新高考”背景下无机化学课程教学改革

辽宁工业大学学报（社会科学版） 2023年第1期25卷 100-103页

作者：冯效迁李东娟陈国伟侯人玮辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

从2021年起部分省市进行“新高考”改革,灵活的选考科目下,高校新生的高中知识基础产生明显差异。为了在这一背景下保障无机化学课程的教学质量,针对未将化学作为高考选考科目、化学知识基础较差的学生进行教学改革探索。在不改变主要... 详细信息

从2021年起部分省市进行“新高考”改革,灵活的选考科目下,高校新生的高中知识基础产生明显差异。为了在这一背景下保障无机化学课程的教学质量,针对未将化学作为高考选考科目、化学知识基础较差的学生进行教学改革探索。在不改变主要授课内容的前提下,课程团队通过强化课程思政、实行隐形分层教学、优化评价方式等手段,有效提升高考未选考化学学生的学习成效,使其大部分达到课程要求。相关实践经验对于未来继续在新高考背景下开展无机化学课程教学具有积极的指导意义。

关键词：新高考无机化学教学改革

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乙醇水蒸气重整制氢催化剂的研究进展

应用化工 2023年第11期52卷 3129-3132,3138页

作者：冯效迁柳圣华张启俭赵永华王欢孟庆润辽宁工业大学化学与环境工程学院辽宁锦州121001

从反应机理出发,介绍了活性金属和载体对催化剂活性、选择性、稳定性的影响,综述了乙醇水蒸气重整催化剂的研究进展。常用的活性金属中,Ni、Co对C—C键和C—H键的断裂具有较好的催化活性,而Cu主要利于乙醇催化脱氢。为了兼顾H2产率和抗... 详细信息

从反应机理出发,介绍了活性金属和载体对催化剂活性、选择性、稳定性的影响,综述了乙醇水蒸气重整催化剂的研究进展。常用的活性金属中,Ni、Co对C—C键和C—H键的断裂具有较好的催化活性,而Cu主要利于乙醇催化脱氢。为了兼顾H2产率和抗积碳能力,往往通过合理设计合金,综合利用不同金属的活性特征。具有较大比表面积和较强碱性的载体也有利于抑制乙醇脱氢反应,减少积碳的产生。未来的研究工作中,仍需对反应原理进行更为深入的探究,阐明活性金属及载体在积碳产生过程中的作用机制,为高H2产率、高稳定性的新型乙醇水蒸气重整催化剂的设计提供指导。

关键词：乙醇水蒸气重整产氢催化剂选择性稳定性

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