一、CO还原Fe_2O_3的产物是什么?（论文文献综述）
马卓慧[1]（2021）在《钢渣/电石渣矿化固定CO2及钢渣脱除SO2协同提硅研究》文中研究指明在碳达峰,碳中和的“双碳”目标下,矿化固定作为CO2减排的一种重要途径,日益受到重视。钢渣是一种富含碱性物质的钙基工业固废,是一种廉价的固定CO2、脱除SO2的重要原料。利用钢渣进行固碳和脱硫,不仅可以达到“以废治废”,实现资源综合利用和碳减排,还可以取得一定的经济效益,具有良好的理论研究和工业应用价值。本论文针对钙基工业固废钢渣成分复杂、结晶度高、固碳率偏低的现存问题,提出了通过超音速蒸汽流超微粉碎和固废复配的方式提高固碳率的技术思路,明确了超音速蒸汽磨活化的机理,阐明了固废复配提高固碳率的机制,揭示了钢渣中除Ca元素以外其它共存元素对固碳率的影响机制,探究了钢渣代替石灰石用于火电厂烟气湿法脱硫的可行性,并进一步研究了脱硫产物硅胶的吸附性能。主要研究内容如下:（1）研究了超音速蒸汽磨粉碎的钢渣/电石渣复配体系矿化固定CO2的产物特性。结果表明,钢渣经超音速蒸汽磨活化后,除可以使钢渣粒径减小从而增大其比表面积以外,还可以使C2S、C3S结晶度降低,有利于Ca元素溶出。将钢渣和电石渣复配后用于矿化固定CO2,当m SS:m CS分别为1:9、3:7、5:5、7:3和9:1时,同理论固碳量相比,复配体系的固碳量分别增加了8.0%、4.8%、4.9%、2.4%、0.9%。即复配体系用于矿化固定CO2具有协同效应。最佳反应条件为:温度为55°C,搅拌速度为380 rpm,反应时间为0.5 h,钢渣粒度越小,固碳率越高。然后在最佳反应条件下,对单一的钢渣、电石渣体系和钢渣/电石渣复配体系采用了p H值在线监测,使用XRD、XRF、LSA、FT-IR、SEM-EDX和TGA对原材料和矿化产物的特性进行了表征。结果表明,钢渣与电石渣复配后矿化固定CO2具有协同作用,矿化速率加快,矿化效率提高。当钢渣与电石渣的质量比为1:1时,矿化速率和效率分别提高19.0%和23.1%。复配体系的矿化产物首先覆盖在钢渣表面,可有效避免电石渣颗粒表面被产物Ca CO3覆盖,有利于提高电石渣的矿化率和矿化效率。此外,XRD、TGA和FT-IR表明电石渣矿化产物中存在未反应的Ca（OH）2,而钢渣和电石渣复合体系的产物中则没有。这进一步表明复配体系固碳率增高,二者复配具有协同效应。（2）研究了钢渣中Fe/Si/Mg/Al对CaO矿化固定CO2的影响机制。本研究以CaO为基准,依据XRF对钢渣化学组成的分析结果,将Fe2O3,Fe3O4,Si O2,Mg O和Al2O3逐个添加,分别组成二元、三元、四元和五元体系。分别研究了这些氧化物对CaO矿化固定CO2速率和矿化效率的影响。结果表明,与纯CaO相比,CaO+Fe2O3,CaO+Fe3O4,CaO+Si O2,CaO+Mg O和CaO+Al2O3体系的碳矿化反应速率分别增加了5.5%,13.2%,13.2%,6.9%和8.5%。CaO+Fe2O3,CaO+Fe3O4,CaO+Mg O,CaO+Al2O3体系中CaO的矿化效率分别提高了3.6%,4.3%,10.1%和1.2%。在CaO和Fe2O3、Fe3O4、Mg O、Al2O3之间分别发现了协同效应。CaO+Si O2体系中CaO的矿化效率降低了2.4%。其中一个原因可能是矿化产物Ca CO3表现出异位分散,覆盖在Fe2O3,Fe3O4,Mg O和Al2O3的表面,有效地避免了原位聚集,从而使CaO有更多的活性表面暴露,这提高了矿化反应的速率和效率。另一个原因可能是碱性氧化物,如Fe2O3,Fe3O4和Mg O,以及两性氧化物,如氧Al2O3,能够促进CaO和CO2的矿化反应,而酸性氧化物,如Si O2,能够抑制矿化反应。CaO+Fe2O3+Si O2、CaO+Fe2O3+Mg O、CaO+Fe2O3+Al2O3、CaO+Si O2+Al2O3和CaO+Mg O+Al2O3体系的矿化反应速率均加快,反应速率增加率分别为16.0%、5.3%、11.6%、15.0%和10.3%,CaO+Si O2+Mg O体系反应速率降低了7.4%。CaO+Fe2O3+Mg O、CaO+Si O2+Mg O、CaO+Si O2+Al2O3和CaO+Mg O+Al2O3中的矿化效率分别增加了9.0%、15.4%、1.8%和13.8%。而CaO+Fe2O3+Si O2和CaO+Fe2O3+Al2O3的矿化效率分别减少了1.2%和1.3%。CaO+Fe2O3+Si O2+Mg O、CaO+Fe2O3+Si O2+Al2O3、CaO+Fe2O3+Mg O+Al2O3和CaO+Si O2+Mg O+Al2O3中,除CaO+Fe2O3+Si O2+Al2O3体系外,其它三个复配体系的矿化速率和单纯CaO体系的矿化速率几乎相等。CaO+Fe2O3+Si O2+Al2O3体系的速率增加率为17.1%。CaO+Fe2O3+Si O2+Mg O、CaO+Fe2O3+Mg O+Al2O3和CaO+Si O2+Mg O+Al2O3体系的矿化效率分别增加了15.8%、10.4%和11.5%。CaO+Fe2O3+Si O2+Al2O3体系的矿化效率减少了2.9%。五元体系矿化速率和纯CaO体系一致,矿化效率增加了2.8%。（3）研究了钢渣脱除SO2联产硅胶的有关特性,在脱除SO2和减排CO2的同时,还可以联产高附加值的硅胶,并对硅胶的吸附特性进行了研究。在本研究中,D50为3.15μm的钢渣被用于脱除SO2。结果表明,当固液比为1:10,反应温度为室温,SO2和O2混合气的通气速度为0.8 m L/min,搅拌速度为800 rpm的条件下,每吨钢渣可以脱除406.7 kg SO2,减排CO2 279.6 kg,节约石灰石635.5 kg。硅胶的产率为5.1%。脱硫产物主要为Ca SO4·2H2O,Ca SO4·0.5H2O,Ca SO3·0.5H2O,Ca SO3·0.5H2O和硅胶。硅胶用于吸附亚甲基蓝,当硅胶用量为30 mg,反应温度为20℃,亚甲基蓝的p H值为6.00,搅拌时间为0.5 h,亚甲基蓝的起始浓度为0.02 mg/m L,硅胶对亚甲基蓝的去除率为98.4%。吸附符合pseudo-second-order kinetics和Langmuir等温线模型。热力学分析表明,亚甲基蓝在硅胶上的吸附驱动力随着温度增加而增加。硅胶和亚甲基蓝分子之间可能存在静电引力和氢键力两种作用力,其中最主要的作用力是静电引力。
周瑜枫,王学涛,梁彦正,罗绍峰[2]（2021）在《Fe基催化剂在生物质催化气化中制富氢气体的应用》文中研究说明生物质气化过程中产生的焦油,是阻碍生物质气化发展的一个主要原因。为减少合成气中的焦油、增加氢气产率,可以采用物理方法和化学方法去除生物质气化气中的焦油。介绍了生物质催化制氢常见的几类催化剂,分析了不同氧化状态的Fe基催化剂的催化能力、催化反应机理及性能。总结了气化炉中氧势、载体类型及其Fe催化剂相互作用对Fe基催化剂产生的影响。介绍了新型的化学链气化技术,并分析了生物质化学链气化中Fe基载氧体的性能、载体对Fe基载氧体的影响,以及添加了La,Mn,Ni等元素的新型复合Fe基载氧体的性能。最后,对Fe基催化剂的研究方向作出展望。
王敬泉,郑敏,李康,范宝山[3]（2021）在《化学链中Cu、Fe基复合氧载体各组分间相互作用的研究进展》文中进行了进一步梳理化学链燃烧是一种新型的燃烧方式,既可以避免氮氧化物的产生,又可以实现二氧化碳的内分离,近年来受到了国内外研究人员的广泛关注。氧载体的反应性、循环稳定性以及载氧能力等性能,是化学链燃烧系统的重要影响因素。添加惰性载体和制备多活性组分复合氧载体都是可以有效提高氧载体性能的主要方式。为了解决氧载体中各组分之间反应降低氧载体性能的问题,本文就近年来国内外有关Cu基和Fe基复合氧载体的研究进行了总结和分析,发现TiO2和SiO2会与Fe2O3形成尖晶石,不适合做Fe2O3的载体;添加活性组分虽然可以使氧载体释氧速率和循环反应性增强,但也会和Fe2O3或者CuO反应产生复杂物相,使氧载体反应活性下降或者烧结。在此基础上针对活性组分与惰性组分以及活性组分与活性组分之间的相互作用两个方面进行了综述和展望。
仲夏[4]（2021）在《基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究》文中研究指明催化与表界面化学是能量与物质转化的科学基础,是解决能源、环境以及生命健康等国家重大需求的关键基础性学科之一,在国民经济发展中发挥着重要作用。随着21世纪能源问题的日益加剧,利用电能分解水制造清洁能源已然成为解决能源问题的重要途径,析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）因其在水分解制氢中的重要作用而备受关注。作为一个四电子过程,其动力学缓慢,已成为降低电催化裂解水效率的重要因素。探索新型表界面电子态可调的电化学催化剂并深入探究催化剂构效关系是亟待解决的基本科学问题。因此,亟需开发廉价、高效的水氧化催化剂。钴基电催化剂,包括钴氧化物、钴磷化物、钴硼化物,因其成本低、热稳定性好、环境友好等优点,引起广泛关注。然而,在极端的测试条件下,钴基电催化剂稳定性并不理想,同时其固有活性较差,尤其在活性位点暴露面积较低时,催化活性受到限制。要提高钴基电催化剂活性和稳定性,需要对钴基电催化剂的组成,结构和电子态进行调控。多相催化主要发生在表界面处,构造比表面积大,暴露活性位点多的核壳结构是常用的调控结构方法。同时核壳结构界面电子态的调控对于提高催化剂活性也是至关重要的。在本论文中,我们从精准合成钴基电催化剂结构和调控界面电子态入手,合成了多种高效的钴基核壳结构水氧化催化剂,在原子和化学键尺度上研究核壳界面电子态与其催化性能之间的关系,并深入地探究了核壳结构的构效关系,进而为合成高性能钴基电催化剂发展新思路。我们的具体工作主要围绕以下三个方面:1.通过软模板法和后退火工艺合成了以活性材料CoO为壳,Cu2O/Cu异质结为核,构成的新型Cu2O/Cu@CoO核壳材料。调节Cu/Co的投料比（1/4、1/2、1/1、2/1、4/1）,精准控制壳层厚度。XPS证明CoO壳层与Cu2O/Cu核之间的化学偶联,提供了界面两侧电子的强相互作用,构建了快速的电荷转移通道。在Cu/Co=1/2时,Cu2O/Cu@CoO核壳材料表现出最高的OER活性,过电位为330 m V。高效的OER活性也来源于活性CoO壳,提供了较大的表面粗糙度,有利于OER过程中吸附大量的活性OH-物种。合成过程中Cu2O/Cu异质结的原位形成,增加了氧化物固有电导率。电荷的快速转移通道与活性材料CoO壳的协同效应提高了核壳材料的OER性能。本章合成方法可以推广到其他中空二元过渡金属氧化物多相催化剂的合成中。2.通过硬模板法和可控温和的磷化处理步骤,制备了新型的以活性材料CoP为壳,Fe2O3@C为核构成的纺锤状Fe2O3@C@CoP核壳材料。我们证明了CoP纳米颗粒通过原位生成的界面氧桥化学键巧妙地与类石墨烯碳层连接,磷空位的存在是Co-O-C键形成的关键因素。提出了CoP的边缘Co原子与碳层上官能团中的氧直接偶联的方法。Fe2O3@C@CoP具有低过电位230 m V,低塔菲尔斜率55 m V/dec和长期稳定性。与Fe2O3@CoP（336 m V）相比,Fe2O3@C@CoP性能的显着提高主要与以下因素有关:（1）类石墨烯碳层拥有良好的电导率,并提供了一条利于电子传输的通道;（2）密度泛函理论（DFT）计算验证,Co-O-C键对降低OER反应决速步骤的热力学能垒起了关键作用;（3）碳层包覆Fe2O3是磷化过程中形成完美核壳结构的不可忽视的因素,可暴露丰富的OER活性位点。本章合成手段可以扩展到在其他过渡金属磷化物（或硒化物、硫化物）/碳复合材料中构建金属-O-C键。3.利用经典的Kirkendall效应,兼并二维材料与核壳材料比表面积大,活性位点丰富的特性,制备了Co3O4超薄纳米片支撑核壳结构Co-B@Co3O4的分级多相催化剂。我们探讨了核壳结构的“自模板法”形成机理,调控得到了具有最高氧缺陷浓度的Co-B@Co3O4/Co3O4NSs材料,其过电位最低260 m V。在Co3O4 NSs与核壳结构Co-B@Co3O4界面处原位构造了互渗界面,得到了具有电子结构可调的活性中心的Co3O4同质结。理论计算证明核壳结构Co-B@Co3O4表面带有负电,Co3O4 NSs含有大量电子施主氧缺陷,在界面处电子由Co-B@Co3O4流向Co3O4 NSs。该结构保证了足够的孔隙率,加速了传质过程,加快了催化动力学,增强了催化剂的稳定性。本章合成过程为可控合成其它金属-类金属材料分级结构提供思路。本论文利用软模板法、硬模板法、自模板法等合成方法,合成了以钴氧化物,钴磷化物,钴硼化物为活性物质的核壳结构,在界面处构建了快速的电荷传输通道,界面氧桥键,以及互渗同质结。深入探究了核壳结构界面处电子态与性能之间的联系,以期为未来探索复合材料中界面工程的设计,以及化学复合对电化学析氧反应机制提供一定思路。
孙赫[5]（2021）在《基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂》文中进行了进一步梳理多孔碳材料通常具有发达的孔隙、高的比表面积、优良的耐热、耐酸碱和独特电子传导性质,在吸附、催化、生物、电子等领域用途广泛。在碳材料中引入氮等其他元素能有效调变材料的结构、表面化学性质及电子传导性,使其具有更加广阔的应用发展前景。在催化领域中,氮掺杂碳材料由于其独特的表面化学性质和高的结构稳定性,已被作为催化剂或催化剂载体用于多种类型的催化反应中。酯交换反应是一类非常重要的催化反应,主要用于合成生物柴油及不对称碳酸酯等化合物。针对不同类型的酯交换反应设计开发具有高活性、高选择性和高稳定性的多相固体酸（碱）催化剂一直备受关注。尽管文献中已报道了多种碱性金属氧化物、包括负载型金属氧化物催化剂对碳酸二烷基酯与醇（或酯类）酯交换合成不对称碳酸酯的酯交换反应表现出良好的催化活性,但这类碱性氧化物催化剂在反应过程中易被体系中痕量的水或酸性杂质中毒,也容易发生活性组分流失的现象。因此,如何能通过采用简单有效的制备方法,设计制备性能优异且结构稳定的多相酯交换反应催化剂具有重要的科学意义和实际应用价值。基于上述情况,本论文主要采用不同方法制备了几种氮掺杂碳材料,并结合后修饰的方法制备了负载型氧化铁和氧化锌等催化剂;采用多种表征手段对氮掺杂碳材料及负载型氧化物催化剂的组成、结构及表面物理化学性质进行了研究;通过碳酸二乙酯与苯甲醇酯交换合成碳酸苯乙酯、碳酸二乙酯与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甲乙酯等酯交换反应考察了催化剂的性能,研究了催化剂组成、结构（孔径大小）和表面酸碱等性质对催化剂反应性能的影响规律;探究了催化剂活性中心性质和催化作用机制等问题。论文的主要研究内容和结果如下:1.分别采用水热法、硬模板法和溶胶凝胶法制备了碳小球NCS、多孔碳MCN和介孔碳NCM等氮掺杂碳材料。各种表征结果证实:上述材料均具有较高的含氮量,且表面存在丰富的含氮基团;其中,NCM材料具有相对高的比表面积,并存在相互连通的介孔结构,且样品的含氮量以及结构参数能够通过改变氮源（六次甲基四胺）的量在一定范围内进行调节。将上述氮掺杂碳材料直接作为催化剂用于碳酸二乙酯与苯甲醇的酯交换反应中,结果表明:三种类型的氮掺杂碳材料都具有一定的催化活性,其中NCM系列催化剂具有相对较高的催化活性和稳定性;催化剂通过简单的过滤、烘干后即可循环使用。NCM材料表面的含氮碱性位点是酯交换反应的主要活性中心,碳材料本身具有的高比表面积和内部贯通的介孔结构有利于反应物的传输与扩散,这些因素共同作用使其表现出良好的催化性能。2.以NCM为载体、硝酸铁为铁源,采用浸渍-焙烧法制备出一系列负载型催化剂（Fe2O3/NCM）。所制备的Fe2O3/NCM催化剂对苯甲醇与碳酸二乙酯酯交换反应合成碳酸苯乙酯的反应表现出了良好的催化活性,性能明显优于以活性碳、二氧化硅、介孔氧化铝等材料为载体制备的负载型氧化铁催化剂;在多相化测试反应中,Fe2O3/NCM催化剂没有发生活性组分流失的现象,反应后的催化剂经过简单的焙烧处理后即可实现多次循环使用,且催化性能基本保持不变,表现出良好的稳定性和循环性。催化剂的表征结果证实NCM表面存在的大量的含氮和含氧官能团对Fe2O3物种在碳载体表面实现高分散起到了关键作用。Fe2O3/NCM催化剂表面同时存在的碱中心（含氮官能团）和相邻的酸中心（铁物种）能够起到协同催化的作用,是催化剂具有高活性的主要原因。3.以NCM为载体、硝酸锌为锌源,采用浸渍-焙烧法制备出一系列负载型ZnO/NCM催化剂,通过碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的反应考察了催化剂的性能。与以其它类型载体制备的负载氧化锌催化剂相比,ZnO/NCM表现出更高的催化活性和结构稳定性。其中,经800℃焙烧的ZnO/NCM-800催化剂表现出最佳的催化性能。在优化的反应条件下,只需要反应40 min即可达到反应平衡,且催化剂可多次循环使用,具有良好的稳定性和循环性。NCM材料丰富的孔性、表面存在大量的含氮和含氧官能团有利于ZnO物种的高分散,且能建立相对强的金属-载体相互作用,产生结构稳定的Zn-O-C或Zn-O-N等Lewis酸中心,构成了催化酯交换反应的主要活性中心;催化剂表面相邻的含氮碱中心也对反应试剂的活化起到了促进作用,构成了酸碱双功能活性位点,使催化剂表现出优异的催化活性和稳定性。
刘帅[6]（2021）在《烷基糖苷修饰铁酸锰活化过一硫酸盐降解水中2,4二氯苯酚的效能与机制研究》文中研究指明随着工业化的快速发展,染料、药品、农药和其它工业产品等大量兴起,导致越来越多的2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）被释放到水环境和土壤环境中。2,4-DCP是一种重要的有机化工中间产品,主要用于生产农药,除草剂,医药等产品,由于其分子结构稳定,生物降解性差,且具有生物聚集性,容易长期残留,因此在美国和中国等许多国家被公认为是环境优先检测的有机污染物。然而通过传统处理方法很难将2,4-DCP完全降解矿化。因此,迫切需要探索一种行之有效的2,4-DCP处理技术。本文通过简便的共沉淀方法制备了一种具有丰富表面空位氧（VOs）的烷基糖苷（APG）包覆的新型介孔Mn Fe2O4纳米复合材料（APG@Mn Fe2O4）,并将其作为过一硫酸盐（PMS）催化剂用于2,4-DCP的降解。通过一系列的表征手段对材料的合成机理、理化性质进行了研究。通过对2,4-DCP的降解效果评估了APG@Mn Fe2O4对PMS的催化性能,并对降解过程中的影响因素进行了研究。此外,通过自由基鉴定以及中间产物的分析进一步揭示了2,4-DCP在APG@Mn Fe2O4/PMS体系中的降解机理以及降解途径。本文的主要研究成果如下:（1）通过共沉淀方法合成了富含空位氧的磁性介孔APG@Mn Fe2O4纳米颗粒。通过XRD,EDS等表征手段证明了尖晶石型结构Mn Fe2O4的成功制备;通过FT-IR,TGA等表征手段证明了APG与Mn Fe2O4的成功结合,并粗略的算出APG的负载量约为14%;通过N2吸附解吸测试,磁性测试等证明了APG@Mn Fe2O4为典型的介孔结构以及具有良好的磁性;通过循环伏安曲线以及Nyquist曲线分析,APG@Mn Fe2O4相比纯相的Mn Fe2O4有着更强的氧化还原能力;通过SEM,TEM等结果分析,APG@Mn Fe2O4单颗粒呈球形且为典型的核壳结构,颗粒不聚集,且粒径在50 nm-150 nm之间;通过APG负载前后O 1s的XPS光谱分析,以及固态EPR测试,拉曼测试等证明了APG@Mn Fe2O4有更高含量的空位氧。（2）通过活化PMS降解2,4-DCP对APG@Mn Fe2O4的催化性能进行了研究。在相同的条件下,2,4-DCP在APG@Mn Fe2O4/PMS体系中的降解效率为93%。而在Mn Fe2O4/PMS体系中的降解效率只有32%,说明所制备的APG@Mn Fe2O4有着更高的催化活性。在反应过程中,反应体系的初始p H以及一些常见的阴离子对降解过程没有明显的抑制作用,而在不同的水体环境中也有较高的去除效率,且在三次循环利用之后,2,4-DCP的降解效率仍能达到90%。在最优反应条件下,2,4-DCP的TOC去除率可达73%,并对降解过程中的产物进行了分析。在相同条件下,APG@Mn Fe2O4/PMS体系对双酚A,四氨基苯磺酸,罗丹明B,橙黄G等有机污染物的去除效率分别为95.5%,98.8%,92.3%以及97.0%。以上结果表明,APG@Mn Fe2O4作为一种环境友好的新型催化剂,有着比较好的催化性能。（3）通过淬灭实验以及自由基的鉴定,研究了PMS的催化机理。结果表明,在APG@Mn Fe2O4/PMS体系中,起主要作用的氧化性物质是单线态氧,而不是羟基自由基和硫酸根自由基。也就是说引起2,4-DCP降解的主要是单线态氧主导的非自由基途径,这是由催化剂表面丰富的氧空位引起的。结合反应前后的XPS分析,总结出2,4-DCP的降解机理:分为两个部分,一是VOs/PMS所主导的非自由基途径,二是Fe/Mn/PMS主导的自由基途径,而非自由基途径起到的是更主要的作用。
秦宏宇,柯义虎,李景云,刘海,袁红[7]（2021）在《光热协同效应在催化反应中的应用研究进展》文中研究表明近几年,随着催化研究的逐渐深入,将两种或多种手段耦合,能够明显地改善催化性能,其中光热协同催化是当前新型催化技术研究的焦点.我们介绍了光热协同催化在能源合成领域的应用,尤其在光热催化CO2转化、污染物降解、制氢和费托合成等反应.研究结果表明,两者的有效结合可以超越单独热催化或光催化所能达到的效果,在某些反应中能够明显提高产物的收率,改善目标产物的选择性以及降低反应的温度.最后还展望了光热协同催化发展的前景,以及目前仍然面临反应机理尚不明确和合适催化剂的筛选等问题.
党永强,李博妮,李可可,张建兰,冯香钰,张亚婷[8]（2021）在《铁基催化剂光催化还原CO2研究进展》文中研究说明利用可再生清洁能源——太阳能,将CO2转化为一氧化碳、甲烷、甲醇等,因同时具有提供可持续燃料和解决全球变暖问题的潜力而受到越来越多的关注。铁基材料因具有金属/半导体的特性和独特的电子结构,在光催化还原CO2领域具有广阔的应用潜力。基于此,各种具有高催化活性的铁基催化剂已经被设计来提高光催化还原CO2的效率。概述了近年来铁基催化剂在光催化还原二氧化碳中的研究进展,对它们的结构特征和催化活性进行了阐述和比较,最后总结了铁基催化剂在光催化还原CO2领域中待解决的问题,并展望了未来发展的方向。
郭学益,陈远林,田庆华,王亲猛[9]（2021）在《氢冶金理论与方法研究进展》文中进行了进一步梳理冶金行业是我国重要的经济支撑行业,也是主要的碳排放行业。氢冶金是当前冶金领域低碳发展的重要方向,已受到国内外广泛关注。本文对氢冶金技术在钢铁冶金、有色金属冶金以及二次资源利用领域的基础理论研究、工艺应用研究进展进行了系统综述。作为气体还原剂,在温度大于810℃的条件下,氢气还原能力强于一氧化碳,且氢气的还原反应速率比碳还原剂高1到2个数量级。基于氢冶金的直接还原炼铁技术已处于技术成熟、稳步发展阶段,其应用包括典型的Midrex、HYL-Ⅲ工艺、欧洲的ULCOS、瑞典的HYBRT、日本的COURSE50项目以及我国的中晋矿业等。氢冶金在有色金属冶金以及二次资源利用领域的发展处于基础研究阶段,有待进一步技术突破。氢气大规模、低成本制备以及氢冶金过程的热量平衡是发展氢冶金技术亟待解决的关键问题。
刘宇怡,娄奇袭,张丽徽,段锋,杨守猛,刘双辉,贾润泽,葛震阳[10]（2021）在《市政污泥还原铁素体不锈钢酸洗污泥特性》文中研究指明本文提出采用市政污泥替代常规煤系还原剂与生物质还原剂用于铁素体不锈钢酸洗污泥中金属成分的回收,实现了两种污泥的资源化利用。使用固定床和磁选管研究了反应温度、市政污泥添加量、反应气氛等对铁素体不锈钢酸洗污泥中金属回收率和金属品味的影响。结果表明,在反应温度为650℃、市政污泥添加量为5%时,铁、铬、镍和总金属的回收率分别达到了70.1%、53.7%、60.3%和61.3%。回收产物中铁、铬以及总金属品味分别为36.0%、29.0%和65.9%。在50%CO2混合50%N2气氛下,不锈钢酸洗污泥的还原效率提高,在反应时间为5 min时,精矿回收率与纯N2气氛下相比提高了63.5%。
二、CO还原Fe_2O_3的产物是什么?（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CO还原Fe_2O_3的产物是什么?（论文提纲范文）
（1）钢渣/电石渣矿化固定CO2及钢渣脱除SO2协同提硅研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碱性工业固废矿化固定CO_2研究进展 |
| 1.2.1 高炉渣矿化固定CO_2 |
| 1.2.2 粉煤灰矿化固定CO_2 |
| 1.2.3 电石渣矿化固定CO_2 |
| 1.2.4 脱硫石膏矿化固定CO_2 |
| 1.3 钢渣矿化固定CO_2研究进展 |
| 1.3.1 钢渣的产量、性质 |
| 1.3.2 钢渣的分类 |
| 1.3.3 钢渣矿化固定CO_2文献综述 |
| 1.4 钢渣脱硫 |
| 1.5 超音速蒸汽磨粉碎 |
| 1.6 本论文的研究思路与主要内容 |
| 第二章 钢渣/电石渣复配矿化固定CO_2特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 钢渣超微粉的制备 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 分析表征 |
| 2.2.5 矿化效率的计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 实验原料理化特性表征 |
| 2.3.2 不同粒径钢渣超微粉特性分析 |
| 2.3.3 超音速蒸汽磨活化钢渣流程 |
| 2.3.4 复配体系固碳反应条件优化 |
| 2.3.5 固碳产物表征 |
| 2.3.6 钢渣/电石渣复配矿化固定CO_2协同机制 |
| 2.3.7 CaCO_3在浆液中结晶过程机理分析 |
| 2.3.8 复配体系固碳率与文献值对比 |
| 2.3.9 工业化可行性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钢渣中Fe/Si/Mg/Al对CaO矿化固定CO_2的影响机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 分析表征 |
| 3.2.4 CaO矿化效率的计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 二元体系矿化反应过程中t-pH值分析 |
| 3.3.2 二元体系矿化效率 |
| 3.3.3 二元体系产物分析表征 |
| 3.3.4 三元体系矿化反应过程中t-pH值分析 |
| 3.3.5 三元体系矿化固碳率 |
| 3.3.6 三元体系产物分析表征 |
| 3.3.7 四元体系矿化反应过程中t-pH值分析 |
| 3.3.8 四元体系矿化固碳率 |
| 3.3.9 四元体系产物分析表征 |
| 3.3.10 五元复配体系矿化反应过程中t-pH值分析 |
| 3.3.11 五元复配体系矿化反应矿化效率 |
| 3.3.12 五元体系产物分析表征 |
| 3.3.13 共存元素对CaO矿化固定CO_2的影响规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钢渣脱除SO_2协同提取硅胶及硅胶吸附性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.2.3 分析表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 脱硫速率 |
| 4.3.2 钢渣脱硫效率 |
| 4.3.3 硅胶产率 |
| 4.3.4 脱硫固相产物分析表征 |
| 4.3.5 硅胶的分析表征 |
| 4.3.6 脱硫机理探讨 |
| 4.3.7 硅胶对亚甲基蓝的吸附条件优化 |
| 4.3.8 亚甲基蓝的吸附动力学 |
| 4.3.9 亚甲基蓝的吸附等温线及热力学 |
| 4.3.10 硅胶吸附亚甲基蓝的吸附机理探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 论文的主要结论 |
| 5.2 论文的主要创新点 |
| 5.3 今后工作的建议与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方法 |
（2）Fe基催化剂在生物质催化气化中制富氢气体的应用（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 常见的催化剂 |
| 2 Fe基催化剂 |
| 2.1 不同价态Fe的催化活性 |
| 2.1.1 金属Fe对甲烷水蒸气重整的作用 |
| 2.1.2 Fe3O4对WGS反应的作用 |
| 2.1.3 金属铁/氧化铁对焦油的催化作用 |
| 2.2 Fe催化剂与载体的协同作用 |
| 3 Fe基催化剂对焦油的反应机理研究 |
| 4 Fe催化剂化学链气化制氢 |
| 5 结论 |
（3）化学链中Cu、Fe基复合氧载体各组分间相互作用的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 Cu、Fe基氧载体活性组分与惰性载体间的相互作用 |
| 1.1 CuO与惰性载体的相互作用 |
| 1.2 Fe2O3与惰性载体的相互作用 |
| 1.2.1 化学链燃烧中Fe2O3与惰性载体的相互作用 |
| 1.2.2 化学链重整、制氢中Fe2O3与惰性载体的相互作用 |
| 1.2.3 密度泛函理论研究Fe2O3与惰性载体的相互作用 |
| 2 Cu、Fe基氧载体活性组分与活性组分间的相互作用 |
| 2.1 Cu-Fe复合氧载体的相互作用 |
| 2.2 CuO与其他活性组分的相互作用 |
| 2.3 Fe2O3与其他活性组分的相互作用 |
| 3 结论 |
（4）基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学析氧反应概述 |
| 1.2.1 电化学析氧反应机理 |
| 1.2.2 电化学析氧催化剂体系 |
| 1.3 表界面工程 |
| 1.3.1 表界面工程的特征参数 |
| 1.3.2 表界面工程的合成方法 |
| 1.3.3 表界面工程对电化学析氧反应的促进机制 |
| 1.4 核壳结构 |
| 1.4.1 核壳结构的分类 |
| 1.4.2 核壳结构的合成方法 |
| 1.4.3 核壳结构对电化学析氧反应的促进机制 |
| 1.5 本论文选题目的、意义及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Cu_2O/Cu@CoO核壳结构的合成与界面电荷传输通道的构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和原料 |
| 2.2.2 材料的合成 |
| 2.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 2.2.4 电催化测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构的表征与分析 |
| 2.3.2 形貌的表征与分析 |
| 2.3.3 核壳结构的形成机理 |
| 2.3.4 界面电子态的表征与分析 |
| 2.3.5 样品的催化性能测试与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Fe_2O_3@C@CoP核壳结构的合成与界面氧桥化学键的形成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和原料 |
| 3.2.2 材料的合成 |
| 3.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 3.2.4 电催化测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构的表征与分析 |
| 3.3.2 形貌的表征与分析 |
| 3.3.3 界面氧桥键的形成机理 |
| 3.3.4 样品的催化性能测试与分析 |
| 3.3.5 理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Co-B@Co_3O_4/Co_3O_4NSs分级结构的合成与界面互渗同质结的探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和原料 |
| 4.2.2 材料的合成 |
| 4.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 4.2.4 电催化测试 |
| 4.2.5 密度泛函理论计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构的表征与分析 |
| 4.3.2 形貌的表征与分析 |
| 4.3.3 整体电子态与氧缺陷 |
| 4.3.4 界面同质结与理论计算 |
| 4.3.5 样品的催化性能测试与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 作者简介及科研成果 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氮掺杂碳材料的性质 |
| 1.3 氮掺杂碳材料的合成 |
| 1.3.1 后处理方法 |
| 1.3.2 原位合成法 |
| 1.3.3 氮掺杂碳材料负载金属纳米颗粒催化剂的制备 |
| 1.4 氮掺杂碳材料的应用 |
| 1.4.1 在催化领域中的应用 |
| 1.4.2 在吸附领域中的应用 |
| 1.4.3 在电化学领域中的应用 |
| 1.5 有机碳酸酯的合成 |
| 1.5.1 酯与醇酯交换反应研究进展 |
| 1.5.2 碳酸二甲酯与碳酸二乙酯合成碳酸甲乙酯 |
| 1.6 本论文的研究目的和意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 主要试剂和原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 催化剂的制备 |
| 2.4 材料的表征方法和测试手段 |
| 2.5 催化反应评价 |
| 2.5.1 碳酸二乙酯和苯甲醇酯交换反应 |
| 2.5.2 碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换反应 |
| 第三章 氮掺杂碳材料的合成及在苯甲醇与碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂的合成 |
| 3.2.2 表征方法 |
| 3.2.3 苯甲醇与碳酸二乙酯反应催化性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 催化反应性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氮掺杂多孔碳材料负载氧化铁在苯甲醇和碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 表征方法 |
| 4.2.3 苯甲醇与碳酸二乙酯反应催化性能评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征 |
| 4.3.2 催化反应性能评价 |
| 4.3.3 反应机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氮掺杂多孔碳负载ZnO在碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换反应中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 催化剂的合成 |
| 5.2.2 表征方法 |
| 5.2.3 碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换催化性能评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂表征 |
| 5.3.2 催化反应性能评价 |
| 5.3.3 催化剂活性中心性质和催化反应机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）烷基糖苷修饰铁酸锰活化过一硫酸盐降解水中2,4二氯苯酚的效能与机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 污水中的有机污染物 |
| 1.2 酚类污染物 |
| 1.2.1 2,4 二氯苯酚 |
| 1.3 酚类污染物的去除方法 |
| 1.3.1 微生物法 |
| 1.3.2 物理法 |
| 1.3.3 化学法 |
| 1.4 基于PMS的高级氧化技术 |
| 1.4.1 PMS的活化方法 |
| 1.4.2 基于过渡金属活化的高级氧化技术 |
| 1.4.3 催化剂的改性 |
| 1.4.4 氧空位 |
| 1.5 研究目的与内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 催化剂的制备 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.4 分析方法 |
| 第3章 催化剂的表征 |
| 3.1 XRD光谱分析 |
| 3.2 EDS能谱分析 |
| 3.3 红外光谱分析 |
| 3.4 热失重分析 |
| 3.5 N_2吸附解吸分析 |
| 3.6 磁性测试 |
| 3.7 电学性能测试 |
| 3.8 电镜图像分析 |
| 3.9 APG负载前后的XPS分析 |
| 3.10 Solid EPR分析 |
| 3.11 Raman光谱分析 |
| 3.12 反应前驱体的研究 |
| 第4章 APG@MnFe_2O_4活化PMS降解2,4-DCP的性能分析 |
| 4.1 降解效能对比 |
| 4.2 初始pH对2,4-DCP降解的影响 |
| 4.3 PMS浓度对2,4-DCP降解的影响 |
| 4.4 催化剂用量对2,4-DCP降解的影响 |
| 4.5 2,4-DCP浓度的影响 |
| 4.6 不同阴离子对2,4-DCP降解的影响 |
| 4.7 腐殖酸对2,4-DCP降解的影响 |
| 4.8 APG@MnFe_2O_4/PMS体系对不同污染物的降解 |
| 4.9 在不同水体环境中对2,4-DCP的降解 |
| 4.10 APG@MnFe_2O_4的循环利用性研究 |
| 4.11 反应过程中金属离子的淋滤 |
| 4.12 APG@MnFe_2O_4反应前后的TGA分析 |
| 第5章 APG@MnFe_2O_4活化PMS降解2,4-DCP的机理研究 |
| 5.1 APG@MnFe_2O_4/PMS体系中的自由基鉴定 |
| 5.1.1 羟基自由基、硫酸根自由基 |
| 5.1.2 超氧自由基 |
| 5.1.3 单线态氧 |
| 5.2 MnFe_2O_4/PMS体系中的自由基鉴定 |
| 5.3 APG的作用 |
| 5.4 APG@MnFe_2O_4反应前后的XPS分析 |
| 5.5 APG@MnFe_2O_4活化PMS降解2,4-DCP的反应机理分析 |
| 5.6 2,4-DCP的矿化度分析 |
| 5.7 2,4-DCP的降解产物分析 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（7）光热协同效应在催化反应中的应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 光热催化技术的应用 |
| 1.1 光热催化CO2转化 |
| 1.2 光热催化污染物降解 |
| 1.3 光热催化制氢气 |
| 1.4 光热催化费托合成反应 |
| 2 总结与展望 |
（8）铁基催化剂光催化还原CO2研究进展（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 光催化还原CO2机理 |
| 2 光催化还原CO2的铁基催化剂 |
| 2.1 铁氧化物半导体催化剂 |
| 2.2 铁配合物催化剂 |
| 2.3 铁基MOFs催化剂 |
| 2.4 铁氧化物钙钛矿催化剂 |
| 2.5 铁掺杂半导体催化剂 |
| 3 结论与展望 |
四、CO还原Fe_2O_3的产物是什么?（论文参考文献）
- [1]钢渣/电石渣矿化固定CO2及钢渣脱除SO2协同提硅研究[D]. 马卓慧. 山西大学, 2021
- [2]Fe基催化剂在生物质催化气化中制富氢气体的应用[J]. 周瑜枫,王学涛,梁彦正,罗绍峰. 华电技术, 2021(10)
- [3]化学链中Cu、Fe基复合氧载体各组分间相互作用的研究进展[J]. 王敬泉,郑敏,李康,范宝山. 节能技术, 2021(05)
- [4]基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究[D]. 仲夏. 吉林大学, 2021(01)
- [5]基于氮掺杂多孔碳材料构筑的高性能酯交换反应催化剂[D]. 孙赫. 吉林大学, 2021(01)
- [6]烷基糖苷修饰铁酸锰活化过一硫酸盐降解水中2,4二氯苯酚的效能与机制研究[D]. 刘帅. 吉林大学, 2021(01)
- [7]光热协同效应在催化反应中的应用研究进展[J]. 秦宏宇,柯义虎,李景云,刘海,袁红. 分子催化, 2021(04)
- [8]铁基催化剂光催化还原CO2研究进展[J]. 党永强,李博妮,李可可,张建兰,冯香钰,张亚婷. 化工学报, 2021(10)
- [9]氢冶金理论与方法研究进展[J]. 郭学益,陈远林,田庆华,王亲猛. 中国有色金属学报, 2021(07)
- [10]市政污泥还原铁素体不锈钢酸洗污泥特性[A]. 刘宇怡,娄奇袭,张丽徽,段锋,杨守猛,刘双辉,贾润泽,葛震阳. 第十一届全国能源与热工学术年会论文集, 2021