摘要：金属-载体相互作用(MSI)能改变金属化学状态,与三效催化剂(TWCs)性能密切相关.采用热处理和NaBH4刻蚀两种手段预处理载体CeO_(2)-ZrO_(2)(CZ)调控MSI,载体热处理后的Pt/CZ高温热稳定性增强;而Pd/CZ活性降低.载体经NaBH4刻蚀后,Pt/CZ催化剂出现分相,MSI被削弱,较弱的相互作用使Pt颗粒烧结;而Pd/CZ则相反,相互作用较弱,使Pd物种更容易转变为活性物种,有效促进催化活性.此外,载体预处理引起的氧空位含量变化与MSI强度呈正相关,相较于NaBH4刻蚀CZ,载体经过热处理后催化剂氧空位含量更高.通过阐明MSI与TWCs性能之间的关系,为深入理解载体优化调控MSI提供了新的思路.

摘要：老化处理会导致三效催化剂(TWCs)严重失活,因此提高催化剂的耐久性能是TWCs设计的目标。本工作采用不同碱辅助的沉积沉淀法,即尿素辅助沉积沉淀法和氨水辅助沉积沉淀法制备了Pt/C_(e0.4)Zr_(0.5)La_(0.05)Pr_(0.05)O_(2)(Pt/CZ)三效催化剂,分析了不同碱对催化剂物理化学性质、催化活性和耐久性的影响。结果表明,尿素辅助沉积沉淀法(UDP)制备的Pt/CZ催化剂的抗老化性能较差,而氨水辅助沉积沉淀法(ADP)制备的催化剂的抗老化能力较强。XRD,CO吸附,XPS和H_(2)-TPR表征结果表明,ADP中较大的Pt颗粒以及更强的金属载体相互作用使ADP在老化过程中烧结程度较低,有利于维持催化活性。因此,ADP催化剂具有一定的工业应用前景。

摘要：汽油车排放的颗粒物粒径小,数量大,不易沉积,对人体及环境危害大。在其尾气排气管中安装颗粒物捕集器(Gasoline particulate filter,GPF)是减少颗粒物排放最有效的手段;需要在GPF表面涂覆催化剂以维持其高效的捕集能力和再生性能,核心是催化剂。然而,碳烟(颗粒物模型物)催化氧化是典型的“气-固-固”三相界面反应,催化剂与碳烟的接触效率以及对气相氧的活化能力是关键。本工作以共聚物微球为模板制备了具有40 nm和80 nm孔径且贯穿孔结构的CeO_(2),并采用浸渍法制备Rh/CeO_(2)催化剂;系统地研究了孔径对催化剂-碳烟接触效率及Rh负载对气相氧活化能力的影响,从而探究其对碳烟氧化活性的影响。实验结果表明,通过共聚物微球模板法合成的CeO_(2)的催化活性优于商业化的CeO_(2),且孔径越大活性越好;结合表征结果说明本工作合成的80 nm贯穿孔结构CeO_(2)具有最大的储氧量且气相氧的活化能力最好;Rh负载CeO_(2)后,催化剂活性明显提高。

摘要：近年来,贵金属Pt、Pd、Rh价格不断攀升,提高贵金属利用效率成为未来汽油车三效催化剂的发展趋势之一。本文协同液相还原和气氛热处理技术精细调控贵金属铑(Rh)的微化学状态,以优化低含量Rh基催化剂的催化性能。同时,采用X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、CO化学吸附、X射线光电子能谱(XPS)、CO-漫反射红外(COFTIR)、透射电镜(TEM)和原位漫反射傅里叶变换红外吸收光谱(in situ DRIFTS)等催化剂表征方法,详细研究了Rh微化学状态(价态比例、分散性等)与催化性能之间的关系。活性测试结果表明,通过上述协同方法制备的re-Rh/CeO_(2)-ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)-H2(re-Rh/CZA-H2)催化剂表现出最好的催化活性,并且拓宽了空燃比操作窗口,其T90值分别比液相还原法和浸渍法合成的催化剂低30–73℃和51–86℃。此外,通过协同方法制备的催化剂老化后也表现出优异的催化活性和高温热稳定性,其T50和T90值均低于新鲜样品。构效关系结果表明,re-Rh/CZA-H2催化剂优异的催化性能归因于Rh物种具有最佳价态比例和高分散性,从而增加了活性位点的数量。同时,re-Rh/CZA-H2-a催化剂具有相当优异的高温热稳定性,这归因于载体材料的结构稳定性,及活性Rh物种的高含量和高分散,从而暴露出更多的活性位点,促进反应物的吸附和转化。因此,采用本工作提出的协同方法来调整贵金属的微化学状态,可以提高催化剂的催化活性、高温稳定性以及空燃比操作窗口,为设计低负载量Rh基三效催化剂提供一个新思路。

摘要：催化剂具有降低反应活化能、加快反应速率等特点。催化化学是物理化学领域的一个重要分支。催化剂的作用原理是催化化学知识体系的基础。为了具象理解该原理,设计了“碘化钾催化下的L-半胱氨酸氧化反应”。该实验通过温度、催化剂2个变量验证了催化剂的作用;通过变色反应检测中间物,理解催化剂改变了反应历程;用原电池电动势测定方法验证了催化剂不改变反应的平衡常数和吉布斯自由能的热力学特性。通过设计创新实验将催化剂作用原理展现得淋漓尽致。该实验将动力学、催化化学和电化学的知识融会贯通,巩固了学生的理论知识水平,锻炼了学生运用知识的能力。设计非金属氧化还原反应电池电动势测定装置,激发了学生的创新能力。

摘要：1管带机使用条件（1）物料运输距离比较长、自然地形陡峭、复杂；胶带机沿途需要多次进行转弯的复杂地形中布置。（2）输送的物料对周围环境具有一定污染性，如：煤炭、水泥、粉煤灰以及石灰石碎石等物料。

摘要：将教师科研成果融入高年级本科生的科研素质培养,对经典物理化学实验“流动吸附法测定多孔性物质的比表面”进行了拓展,设计成为集制备、测试和分析为一体的综合性创新实验。该创新实验按照“教师引导—学生自主设计—材料制备—结果分析—研究型实验报告”的顺序层层深入,引导学生透过现象理解科学本质,培养学生分析问题、解决问题和归纳总结的能力,同时促进学生对基础理论的理解和内化,进一步训练学生的思维和培养学生的科研能力。

摘要：为了弥补目前物理化学动力学实验中实验装置的不足,针对教学实际需求,设计了甲醇分解实验装置。该实验装置由反应器及与其配套的程序升温控制器、气路管道、流量控制装置以及产物分析装置构成。该实验装置结构简单、操作方便、原理展示清晰、面板操作性强。以甲醇分解实验为例,对实验装置的应用进行了研究。该实验装置可连续测试不同温度、空速、甲醇浓度等条件下甲醇的分解率及产物的选择性,能较好地满足高校化学类专业实验教学的需求。

摘要：针对基础物理化学实验“流动吸附法测定多孔材料比表面积”数据重现性差、实验内容单一和可视化实验现象少的不足,从实验仪器、实验内容和实验现象三方面对原有实验进行了改进。通过改进气体流量控制和显示系统,并设计可自动封闭的吸附仪,显著提高了实验数据的重现性。改进后的装置在实际教学中的试用表明其具有可推广性。在此基础上,结合国家“双碳”战略,拓展实验内容,引入多孔材料的典型应用——CO_(2)捕集,并增加可视化实验现象,利用指示剂颜色变化判断吸附终点。改进后实验将前沿科技与经典实验结合,体现了科教融合和创新发展的教学理念,使学生了解科技前沿,增强专业认同感,有益于培养创新思维和科研能力。

摘要：为提高学生的科研素质和创新精神,设计并实施了“多孔催化材料的制备及其性能研究”创新实验,介绍了多孔CeO 2-ZrO 2-Al 2 O 3催化材料及其在尾气净化催化剂中的应用,探究了表面活性剂对该材料性能的影响规律及其作用机制。学生通过该实验可掌握多孔材料和固溶体的相关知识,系统探讨材料制备条件、结构和性能之间的相关性。该实验以教师科研成果为依托,关注热点环境问题,并涉及材料制备和材料表征以及大型仪器表征分析等基础理论和实验原理,在夯实大学生专业知识的同时,有助于增强学生创新意识和专业认同感。