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Ce-MOFS/g-C3N4复合材料的制备及其光催化二氧化碳还原制一氧化碳研究

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功能材料 2025年

作者：张辉孙懿辉吕妍安胜利郭瑞华王瑞芬内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古科技大学内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室内蒙古科技大学稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

以硝酸铈和尿素为原料,1,3,5苯三甲酸为配体,采用简单的静电自组装法合成了铈金属有机框架（CeBTC）和石墨相氮化碳（g-C3N4）的复合材料（Ce-BTC/g-C3N4）,用于二氧化碳还原制一氧化碳的研究,并探索CeBTC的复合对g-C3N4性能的影响机制... 详细信息

以硝酸铈和尿素为原料,1,3,5苯三甲酸为配体,采用简单的静电自组装法合成了铈金属有机框架（CeBTC）和石墨相氮化碳（g-C3N4）的复合材料（Ce-BTC/g-C3N4）,用于二氧化碳还原制一氧化碳的研究,并探索CeBTC的复合对g-C3N4性能的影响机制。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱、阻抗、光电流测试和CO2还原性能测试对复合材料的结构、形貌、光电学性能及催化性能进行研究。结果表明Ce-BTC与g-C3N4的复合可能使得g-C3N4层间距发生改变,在细化晶体颗粒的同时提高样品比表面积,使复合样品获得更高的可见光捕获能力且载流子的分离效率更高;在仅加入1 mL H2O作为质子提供源的前提下,Ce-BTC/g-C3N4-3拥有最优光催化性能。CO与CH4产率分别为19.02和0.322,分别是g-C3N4的1.80倍和2.10倍,循环测试后催化性能基本保持稳定。

关键词：二氧化碳还原 Ce-BTC 石墨相氮化碳复合光催化材料

钙源及处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响

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土木与环境工程学报(中英文) 2025年

作者：李佳良杜强刘旭梅曲立强内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古工业大学沙旱区地质灾害与岩土工程防御自治区高等学校重点实验室内蒙古工业大学地质技术与岩土工程内蒙古自治区工程研究中心

钙源和处理轮次是影响MICP覆膜效果的重要因素，为探究钙源和处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响，选用氯化钙、乙酸钙、乳酸钙3种钙源在4种不同轮次下对坡面模型覆膜处理，并对覆膜后的试样进行碳酸钙含量测定、室内降雨冲刷试验和微... 详细信息

钙源和处理轮次是影响MICP覆膜效果的重要因素，为探究钙源和处理轮次对砂黄土MICP覆膜效果的影响，选用氯化钙、乙酸钙、乳酸钙3种钙源在4种不同轮次下对坡面模型覆膜处理，并对覆膜后的试样进行碳酸钙含量测定、室内降雨冲刷试验和微型贯入试验。研究结果表明：不同钙源的覆膜形式不同，氯化钙和乙酸钙主要通过碳酸钙在土体孔隙中的胶结作用，增加土颗粒间的黏聚力加固土体，而乳酸钙在土体中碳酸钙含量较低，更多的是在土体表面生成覆膜保护土体。不同钙源对砂黄土MICP覆膜效果的影响主要体现在碳酸钙含量、碳酸钙晶型和固化深度三方面，且不同钙源在不同处理轮次下的覆膜效果存在差异。氯化钙作为钙源时，生成的碳酸钙主要为方解石，处理3轮以上时，覆膜效果较好，但处理超过5轮后，覆膜效果增加不明显；乙酸钙和乳酸钙作为钙源时，生成的碳酸钙主要为文石，乙酸钙虽然处理1轮时覆膜效果较差，但随着轮次增加，覆膜效果增加明显，处理多轮时可以用于替换氯化钙；乳酸钙处理1轮时覆膜效果最好，处理3轮以上时，效果不如氯化钙和乙酸钙，适用于短工期紧急处理。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀钙源处理轮次微生物覆膜砂黄土坡面侵蚀

Zn吸附到含有氧空位(V_O)以及羟基(–OH)的锐钛矿相TiO_2(101)表面电子结构的第一性原理计算

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物理学报 2013年第18期62卷 396-403页

作者：马丽莎张前程程琳内蒙古工业大学内蒙古自治区工业催化重点实验室呼和浩特010051

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Zn吸附到TiO2(101)清洁表面、含有氧空位(VO)的缺陷表面以及既含有氧空位(VO)又含有羟基(-OH)表面的能量、Mulliken重叠布居数以及电子结构,并找到了Zn在每种表面的最稳定结构(... 详细信息

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Zn吸附到TiO2(101)清洁表面、含有氧空位(VO)的缺陷表面以及既含有氧空位(VO)又含有羟基(-OH)表面的能量、Mulliken重叠布居数以及电子结构,并找到了Zn在每种表面的最稳定结构(分别为模型(c),模型(aI)以及模型(aII)).通过对三种表面稳定结构的分析、对比发现:首先,Zn原子吸附到清洁TiO2(101)表面上,主要与表面氧相互作用,形成Zn O共价键;其次,当Zn原子吸附到缺陷表面时,吸附能减小到1.75 eV,说明Zn更容易吸附到氧空位上(模型(aI));最后,纵观表面模型的能带结构以及态密度图发现,-OH的引入并没有引进新的杂质能级,Zn吸附此表面,即Zn-TiO2-VO-OH,使得禁带宽度缩短到最小(1.85 eV),从而有望提高TiO2的光催化活性.

关键词：密度泛函理论氧空位羟基 Zn原子

可见光响应SO_4^(2-)/Ce-TiO_2的光谱特征及催化性能

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光谱学与光谱分析 2016年第4期36卷 1133-1138页

作者：马惠言刘正江程琳杨桔材张前程内蒙古工业大学内蒙古自治区工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO_2,经H_2SO_4处理得到酸化Ce掺杂TiO_2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO_2,经H_2SO_4处理得到酸化Ce掺杂TiO_2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使TiO_2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO_4^(2-)以桥式双齿配位吸附形式存在;PyFTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO_2样品表面同时存在Brnsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV-Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO_2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子-空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2-4/Ce-TiO_2样品上同时存在Ce3+/Ce4+的混合价态,Ce^(3+)/Ce^(4+)氧化-还原转换有助于TiO_2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO_2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H_2SO_4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。

关键词：可见光二氧化钛掺杂铈光谱特征

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改性高岭土的制备、表征及其光催化性能

光谱学与光谱分析 2012年第8期32卷 2209-2213页

作者：王鼎简丽程琳马惠言张前程内蒙古工业大学内蒙古自治区工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

通过焙烧和H2SO4浸渍制备了改性高岭土。利用热重-差热(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)结合能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)及BET比表面积测定等手段对所获得样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了样品的光催... 详细信息

通过焙烧和H2SO4浸渍制备了改性高岭土。利用热重-差热(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)结合能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)及BET比表面积测定等手段对所获得样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了样品的光催化活性。同未经酸改性的焙烧高岭土相比,改性高岭土的UV-Vis光谱吸收边带产生明显红移。样品具有更高的光吸收效率,促进了其光催化活性。吡啶吸附红外光谱(Py-IR)分析显示,改性高岭土表面具有酸性。当酸浸过程的H2SO4溶液浓度高于30%时,得到的样品同时具有Brnsted和Lewis酸位。光谱分析结果结合光催化评价结果表明,样品的酸性是影响其光催化性能的主要因素。

关键词：高岭土表征光催化降解

固有矿物质对胜利褐煤热解气态产物生成及其动力学特性影响的实验研究

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中国电机工程学报 2013年第35期33卷 21-27页

作者：周晨亮刘全生李阳智科端滕英跃宋银敏何润霞内蒙古工业催化重点实验室(内蒙古工业大学) 内蒙古自治区呼和浩特市010051

利用固定床反应装置,研究了内蒙古胜利褐煤(SL-raw)及其脱除矿物质煤(SL-HF)热解过程中CO2、CO、CH4和H2生成规律,同时通过动力学回归拟合,得到CO2、CO、CH4和H2生成活化能。矿物质的脱除并不影响热解气CO2、CO、CH4和H2依次生成顺序,对... 详细信息

利用固定床反应装置,研究了内蒙古胜利褐煤(SL-raw)及其脱除矿物质煤(SL-HF)热解过程中CO2、CO、CH4和H2生成规律,同时通过动力学回归拟合,得到CO2、CO、CH4和H2生成活化能。矿物质的脱除并不影响热解气CO2、CO、CH4和H2依次生成顺序,对CH4热解生成特性几乎没有影响。SL-HF热解过程中CO2和CO生成温度与SL-raw相比分别降低了107 K和168 K,其最大生成速率分别提高和降低了17.1%和18.9%,而H2也降低了30.4%。矿物质的存在,有利于胜利褐煤在热解过程中生成CO+H2含量更高的合成气,同时H2/CO提高37%以上。动力学拟合结果表明,SL-raw和SL-HF热解过程中CO2、CO、CH4和H2生成活化能顺序均为:EH2>ECH4>ECO>ECO2,脱除矿物质的SL-HF热解生成CO2、CO和CH4活化能分别降低33.7%、13.1%和16.9%,H2生成活化能增加32.8%,表明胜利褐煤中矿物质在热解过程中抑制了CO2、CO和CH4的生成,却有利于H2的生成。

关键词：胜利褐煤热解固有矿物质气体产物活化能 H2 CO

Au/Fe(OH)_3/LaFeO_3催化剂的稳定性研究

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稀有金属材料与工程 2013年第5期42卷 967-970页

作者：贾美林图雅萨嘎拉王奖徐爱菊照日格图内蒙古师范大学内蒙古自治区绿色催化重点实验室内蒙古呼和浩特010022

以LaFeO3为载体,通过Fe(OH)3对载体进行改性,采用沉积沉淀法制备纳米金催化剂,并对催化剂进行XRD、XPS、AAS和BET测试,考察催化剂的活性和稳定性。结果显示,Fe(OH)3助剂的加入,对催化剂的活性提高不明显,但大大提高了催化剂在反应过程... 详细信息

以LaFeO3为载体,通过Fe(OH)3对载体进行改性,采用沉积沉淀法制备纳米金催化剂,并对催化剂进行XRD、XPS、AAS和BET测试,考察催化剂的活性和稳定性。结果显示,Fe(OH)3助剂的加入,对催化剂的活性提高不明显,但大大提高了催化剂在反应过程和放置过程中的稳定性。加入助剂的Au/Fe(OH)3/LaFeO3催化剂,由于Fe(OH)3和活性组分的相互作用,减缓了金颗粒的聚集,使得放置近半年的催化剂和新鲜催化剂具有相近的活性和稳定性。

关键词：金催化剂一氧化碳氧化钙钛矿氧化物

金属氧化物和分子筛在CO_(2)环加成中的研究进展

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精细化工 2024年第6期41卷 1184-1194页

作者：魏永健李媖孙映晖许瞳梁海欧白杰内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

CO_(2)是主要的温室气体,也是廉价、无毒且可再生的碳一资源,将CO_(2)转化为有价值的精细化学品,可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO_(2)与环氧化物的环加成反应具有高原子经济性、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为... 详细信息

CO_(2)是主要的温室气体,也是廉价、无毒且可再生的碳一资源,将CO_(2)转化为有价值的精细化学品,可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO_(2)与环氧化物的环加成反应具有高原子经济性、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为锂离子电池电解质、聚合物材料前体以及精细化学品中间体,应用前景广阔。氧化物因具有结构多样、可调性强等优点,其作为催化剂应用于CO_(2)与环氧化物环加成反应中引起了广泛的关注。该文综述了2种典型且成本低廉、易于规模化生产的氧化物——金属氧化物与分子筛催化CO_(2)与环氧化物的环加成反应的研究进展,重点分析了反应机理以及催化剂的应用。提出了金属氧化物和分子筛在CO_(2)环加成中存在的问题,指出今后的研究重点是高性能无助剂的非均相催化剂的开发以及催化机理的探究。

关键词：二氧化碳环加成反应环状碳酸酯金属氧化物分子筛

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溶液等离子喷涂铈酸镧热障涂层的制备及表征

稀有金属材料与工程 2020年第2期49卷 561-566页

作者：黄威马文杨挺杨曦刘颖白玉内蒙古工业大学内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室内蒙古呼和浩特010051

采用溶液前驱体等离子喷涂(solution precursor plasma spray,SPPS)方法制备了La2Ce2O7涂层。通过SEM、XRD、EDS、激光导热仪对制备的涂层进行了表征,应用STA-FTIR-QMS联用技术对La2Ce2O7干燥前驱体的分解过程进行了研究,分析了前驱体... 详细信息

采用溶液前驱体等离子喷涂(solution precursor plasma spray,SPPS)方法制备了La2Ce2O7涂层。通过SEM、XRD、EDS、激光导热仪对制备的涂层进行了表征,应用STA-FTIR-QMS联用技术对La2Ce2O7干燥前驱体的分解过程进行了研究,分析了前驱体的分解温度及分解过程,从而确定了喷涂温度为450℃。通过正交实验确定了雾化压力0.1MPa、电流700A、送液速率23 mL/min为最佳喷涂工艺参数,用此参数喷涂20遍制备的La2Ce2O7涂层厚度达到121μm,相对密度为92.4%,硬度为2.1 GPa。结果表明,得到了热导率较低、元素分布均匀、具有萤石结构的La2Ce2O7热障涂层。

关键词：铈酸镧溶液前驱体等离子喷涂热障涂层正交实验