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Preparation of erbium ion-doped TiO2 films and the study of their photocatalytic activity under simulated solar light

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Journal of Semiconductors 2017年第11期38卷 31-38页

作者： Hongfei Lin Yujiao Huang Shaoni Li chunhui luan Wei Huang Xiaodong Wang Xianshe Feng Key Laboratory of Coal Science and Technology of the Ministry of Education and Shanxi Province Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 China

A series of erbium ion-doped TiO2（Er^3＋-TiO2） films were prepared by a sol-gel dip/spin coating method, and the effect of the dosage of erbium ion（0-2.0 mol%）, the films coating layers（1-5 layers）, and calcination temperature（400-700 ℃） on the film structure and photocatalytic activity were investigated in detail. The films were characterized by means of X-ray diffraction（XRD）, scanning electron microscopy（SEM）, thermal analysis（TG-DTG） and UV-Vis diffusive reflectance spectra（DRS）. The results showed that the films were composed of anatase, and no other TiO2 phases（rutile and brookite）. With the increase of the erbium ion dosage, the crystal size decreased. Erbium ion doping could enhance the thermal stability of TiO2 and inhibit the increase of the crystallite size. Meanwhile doping of erbium ions gave rise to three typical absorption peaks within the range of visible light（400-700 nm）, locating at 490, 523, and 654 nm, attributed to the transition of 4 f electrons. The higher calcination temperature led to higher crystallinity and bigger crystal grains. The photocatalytic performance of the films was evaluated by degradation of methyl orange solution under simulated solar light. The highest quality film we prepared was with 4 layers, 1.0 mol% dosage of erbium ion, and the calcination temperature of 500 ℃. With this film,the degradation percentage of 7.8 mg/L methyl orange solution was up to 53.3% under simulated solar light after 6 h photoreaction.

关键词： erbium ion-doped titania films photocatalysis

以人为本理念下基础化学实验室安全建设模式探究——以分析化学实验室为例

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大学化学 2024年第7期39卷 264-271页

作者：陈佳琪陈树伟任所财孙玥栾春晖吴旭太原理工大学化学学院太原030024 太原理工大学国有资产管理处太原030024

实验室安全建设是实验室高效有序运行的保障。大学生作为基础教学实验室运行的主力,他们的安全素养直接影响着实验室的安全状况。在实验教学过程中构建注重安全素养培养的“实验室管理人员、教师、学生——全员、全时三位一体实验教学... 详细信息

实验室安全建设是实验室高效有序运行的保障。大学生作为基础教学实验室运行的主力,他们的安全素养直接影响着实验室的安全状况。在实验教学过程中构建注重安全素养培养的“实验室管理人员、教师、学生——全员、全时三位一体实验教学模式”,并在分析化学实验教学中进行了具体实践。新的实验教学模式加强了实验室管理员、教师与学生之间的沟通,通过COOP与7S实验教学方案,使学生在学习的同时沉浸式参与实验环境维护及建设、根植安全理念。利用Partial Eta Squared(η2)检验和多元Logistic回归模型分析发现,实验过程操作规范性和操作区有序度对学生安全素养影响明显。实践证明,该模式有助于培养学生良好的实验习惯和安全素养,增加学生在实验室中的责任感和获得感,实现管教增质、教学相长、安全铸魂的教学目标,使实验室人员可以把安全时刻掌握在自己手中,实验室安全运行水平有效提升。

关键词：实验室安全以人为本安全素养分析化学实验

热解温度对CuZnAl催化剂CO加氢制备低碳醇性能的影响

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天然气化工—C1化学与化工 2022年第1期47卷 51-58页

作者：张思敏栾春晖黄伟太原理工大学化学化工学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024

将完全液相法与热解法结合制备了CuZnAl催化剂,并在固定床反应器上进行了CO加氢制备低碳醇活性评价,结合XRD、XPS、O_(2)-TPO-MS、H_(2)-TPR、N_(2)吸/脱附以及NH;-TPD-MS表征手段,考察了热解温度对催化剂结构和性能的影响。结果表明,... 详细信息

将完全液相法与热解法结合制备了CuZnAl催化剂,并在固定床反应器上进行了CO加氢制备低碳醇活性评价,结合XRD、XPS、O_(2)-TPO-MS、H_(2)-TPR、N_(2)吸/脱附以及NH;-TPD-MS表征手段,考察了热解温度对催化剂结构和性能的影响。结果表明,随着热解温度的升高,Cu-Zn-Al间相互作用增强,Cu的电子向Zn和Al物种转移,Cu氧化程度增大;催化剂表面碳含量降低,弱酸中心数量减少,比表面积先升高后降低,CO转化率则与比表面积呈现顺变关系。700℃热解所制备催化剂上CO转化率最高,达到23.6%;总醇选择性则随热解温度的升高而下降,350℃热解所制备催化剂上总醇选择性最高,为41.9%。

关键词： CuZnAl催化剂热解温度低碳醇固定床合成气

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光亮镀镍层钼酸盐电解着彩色膜的研究

材料保护 1999年第8期32卷 11-12页

作者：栾春晖薛永强韩秀娟太原理工大学化学部 030024

研究了光亮镀镍层表面钼酸盐电解着色的配方及工艺条件，介绍了影响着色的各种因素，并对着色膜进行电镜观察和表面元素分析，结果表明镀镍后表面平整性均匀性有很大提高，着色后表面主要成分是Ｎｉ、Ｍｏ、Ｍｏ在表面以ＭｏＯ３ ... 详细信息

研究了光亮镀镍层表面钼酸盐电解着色的配方及工艺条件，介绍了影响着色的各种因素，并对着色膜进行电镜观察和表面元素分析，结果表明镀镍后表面平整性均匀性有很大提高，着色后表面主要成分是Ｎｉ、Ｍｏ、Ｍｏ在表面以ＭｏＯ３形式存在。

关键词：碳素钢电化学着色钼酸盐镀镍层电解着色

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完全液相法AlOOH催化甲醇脱水行为研究

太原理工大学学报 2014年第1期45卷 92-96页

作者：栾春晖吕经纬阴丽华黄伟太原理工大学化学化工学院太原030024 太原理工大学煤化工研究所太原030024

用完全液相法制备了用于甲醇脱水合成二甲醚的羟基氧化铝催化剂,对催化剂进行活性评价,并与共沉淀法、溶胶凝胶法制备的催化剂进行了对比,用XRD、NH3-TPD、XPS、氮吸附等方法对催化剂进行了表征。活性评价结果显示,完全液相法制备的催... 详细信息

用完全液相法制备了用于甲醇脱水合成二甲醚的羟基氧化铝催化剂,对催化剂进行活性评价,并与共沉淀法、溶胶凝胶法制备的催化剂进行了对比,用XRD、NH3-TPD、XPS、氮吸附等方法对催化剂进行了表征。活性评价结果显示,完全液相法制备的催化剂用于甲醇脱水反应,催化剂的诱导期较长,经过诱导期后甲醇转化率可以达到80%,与传统法相同热处理温度下制备的催化剂活性相当。XRD显示,经过500℃焙烧的催化剂以γ-Al2O3形态存在;但当热处理温度为300℃时,无论焙烧还是液相热处理,催化剂均以AlOOH形式存在。XPS结果表明,完全液相法制备的催化剂表面碳含量高于传统法制备的催化剂。NH3-TPD结果表明,完全液相法制备的催化剂表面强酸中心较多,与表面碳物种有关。反应过程中甲醇和二甲醚的洗脱作用使反应后催化剂表面的碳含量有所下降,弱酸中心增加,催化活性提高。

关键词：羟基氧化铝催化剂完全液相法二甲醚甲醇固定床

Cs/B催化剂载体对甲苯甲醇侧链烷基化性能的影响

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太原理工大学学报 2015年第1期46卷 1-5,10页

作者：田晓龙王斌栾春晖黄伟太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024

以间苯二酚、甲醛为碳源合成的有序介孔碳(OMC)为载体,采用浸渍法制备了含Cs和B的负载型催化剂(CsB/OMC)。对其与不同载体改性催化剂的甲醇甲苯侧链烷基化性能进行了对比研究。采用XRD、CO2-TPD、NH3-TPD、氮吸附-脱附、TEM等手段对催... 详细信息

以间苯二酚、甲醛为碳源合成的有序介孔碳(OMC)为载体,采用浸渍法制备了含Cs和B的负载型催化剂(CsB/OMC)。对其与不同载体改性催化剂的甲醇甲苯侧链烷基化性能进行了对比研究。采用XRD、CO2-TPD、NH3-TPD、氮吸附-脱附、TEM等手段对催化剂进行了表征。实验结果发现,不同载体催化剂的甲苯甲醇侧链烷基化活性顺序由大到小依次为:CsB/OMC,CsB/MCM-41,CsB/AC,CsB/ZSM-5.其中,CsB/OMC活性最高,乙苯和苯乙烯的总收率可达到34.9%;CsB/MCM-41中苯乙烯的选择性较高。研究表明,弱碱中心有利于提高侧链烷基化活性,弱酸中心和中强碱中心的协同作用有利于提高苯乙烯的选择性。

关键词：侧链烷基化甲苯甲醇有序介孔碳载体

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甲醇合成装置长期运行的问题与预防

山西化工 2020年第1期40卷 42-45页

作者：吴争辉栾春晖太原理工大学化学化工学院山西太原030024 同煤广发化学工业有限公司山西大同037000

对多套甲醇合成装置出现的问题进行了深入分析,提出了有效的解决方案及预防措施,从而保证了装置的稳定运行,为新装置的开工、开车提供更为长远的问题解决思路.

关键词：甲醇合成问题长期预防

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生物质与重油共热解特性及气体逸出规律

煤炭学报 2021年第4期46卷 1146-1154页

作者：向欣宁张乾袁泉郝泽光栾春晖涂椿滟梁丽彤黄伟太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 华陆工程科技有限公司陕西西安710065

生物质是一种丰富、清洁和可再生的有机燃料,生物质能的开发和利用可有效解决环境污染和能源问题。然而生物质热解油、气的热值低等问题抑制了其开发利用。生物质与重油共热处理改变了单一的生物质热解和重油加氢裂化加工模式,降低了重... 详细信息

生物质是一种丰富、清洁和可再生的有机燃料,生物质能的开发和利用可有效解决环境污染和能源问题。然而生物质热解油、气的热值低等问题抑制了其开发利用。生物质与重油共热处理改变了单一的生物质热解和重油加氢裂化加工模式,降低了重油加工的难度,一定程度上改善生物质热解油、气热值低等问题。采用热重-质谱联用技术对生物质(玉米杆)和重油(FCC油浆)的单独热解和不同掺混比例下混合样品共热解特性进行研究。通过将混合样品共热解的实验失重率与理论失重率进行比较,研究玉米杆与FCC油浆共热解的相互作用特性。结果表明,玉米杆与FCC油浆主反应温区较为接近,均在200~400℃发生明显失重,但二者发生的反应类型并不相同。玉米杆主要发生热裂解反应,伴随着大量H_(2),CH_(4),CO,CO_(2),H_(2)O(g)等小分子的逸出。而FCC油浆更多是发生挥发或蒸馏反应,仅在温度高于400℃时发生热裂解缩聚成焦反应,并伴随着少量CH_(4)气体的逸出。玉米杆与FCC油浆共热解的实验曲线与理论曲线基本一致,并未有突变现象发生,但在热解主反应区(<400℃)存在相互作用,且随玉米杆比例增加,相互作用增强,而在焦结构演变区,混合样品之间的相互作用较弱。结合在线质谱分析,共热解过程中气体逸出随玉米杆添加量的增加而规律性增加,说明生物质与FCC油浆共热解过程中相互作用所产生的改变较为温和。通过玉米杆灰与FCC油浆共热解实验验证发现,玉米杆灰具有促进FCC油浆热解的效果,而FCC油浆与脱灰玉米杆共热解则几乎没有相互作用。

关键词：生物质共处理 FCC油浆共热解热质联用

烃类在HZSM－5和ZnHZSM－5上芳构化反应和动力学考察

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天然气化工—C1化学与化工 1994年第5期19卷 20-25页

作者：栾春晖卢学栋韩怡卓中国科学院山西煤炭化学研究所

研究了链烷烃、烯烃及环烷烃在ＨＺＳＭ－５和ＺｎＨＺＳＭ－５佛石催化剂上的转化反应特征，考察了ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的改性Ｚｎ含量与ＺｎＯ对转化反应和产物分布的影响。结果表明，在低温条件下（＜４５０℃），链烷烃在ＺｎＨＺ... 详细信息

研究了链烷烃、烯烃及环烷烃在ＨＺＳＭ－５和ＺｎＨＺＳＭ－５佛石催化剂上的转化反应特征，考察了ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的改性Ｚｎ含量与ＺｎＯ对转化反应和产物分布的影响。结果表明，在低温条件下（＜４５０℃），链烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的直接脱氢芳构化活性中心上不易发生裂解，反应进行的第一步─表面正碳离子形成，其活性随Ｚｎ含量增加而降低。环烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化动力学为非一级。在高温下，转化反应与芳构化活性则随Ｚｎ含量增加而提高，由于烯烃较活泼，在反应条件下首先产生部分热裂解，在ＺｎＨＺＳＭ－５上的芳构化反应为动力学一级。环己烷和甲基环己烷在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化活性均低于ＨＺＳＭ－５上的转化活性，但它们在ＺｎＨＺＳＭ－５上直接脱氢芳构化生成相应本和甲苯。实验表明，环己烷和甲基环己烷在ＺｎＯ上于３５０～５５０℃范围内存在直接脱氢生成苯和甲苯的催化活性。作者利用脉冲反应技术测定不同反应物在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石上转化和芳构化反应活化能，并探讨了烃类在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化可能的反应历程。

关键词：烃沸石催化剂芳构化动力学