前言
过渡金属氧化物具有抗中毒、对部分氧化反应选择性高、热稳定性好、使用寿命长、过渡金属离子具有在反应气氛作用下价态可变等特点,是一类非常重要的催化剂,在化学工业、环境保护以及生物工程等领域具有广泛的应用前景,近年来随着纳米科技的迅猛发展,备受材料、化学、环境、能源等研究领域学者的广泛关注。探索和发展两种或多种过渡金属氧化物纳米材料间的协同效应及控制合成新技术,并研究其构效关系,将为过渡金属氧化物纳米材料的规模化制备和催化性能的提高提供崭新的思路,对于该类材料进入实际应用领域有着深远的影响。
本书是作者结合在复合催化材料领域的大量研究工作,围绕新型复合催化材料制备、表征、性能和应用的研究思路,系统总结研究成果编写而成的。全书共分11章,第1章介绍催化材料的发展、特点、应用、趋势以及复合催化材料的基本性能、制备方法和应用领域;第2章在概述二英类污染物及其治理的基础上,设计新型的催化燃烧反应器用于筛选催化降解二英类污染物的催化剂,重点介绍二英类模拟污染物邻二氯苯的检测方法,解决了气体样本采集及检测重现性、稳定性控制等关键问题;第3章介绍V2O5/VOSO4、MnOx/TiO2、Cr-MnOx/堇青石三类新型高效催化剂的结构、性质与催化性能;第4章介绍V2O5-WO3/(x)SiO2-TiO2、MnOx-CeO2/不同载体两个系列的复合催化剂,重点研究了两类催化剂的活性成分与载体的相互作用及其对催化燃烧邻二氯苯催化活性的影响;第5章系统地研究了WO3-V2O5/TiO2复合催化材料制备与漫反射紫外光谱表征技术,并介绍V2O5/TiO2催化剂的用量、成型加工等工艺条件对催化燃烧二英替代物邻二氯苯的影响;第6章讨论系列V-Cu催化剂和(Fe,Co,Cu,V)-Mn/堇青石催化剂,并对其催化性能进行评价;第7章探讨Co3O4-CeO2/堇青石催化剂、MnOx-MyOz(M=Ce、Fe)催化剂、MOx-TiO2(M=Mn、Fe)催化剂的制备方法、制备参数、助剂修饰等因素对催化降解Cl-VOCs的影响规律;第8章讨论制备方法、酸改性及助剂修饰等因素对V2O5/TiO2、FeOx/TiO2、FeOx-MnOx/TiO2催化剂结构及性能的影响规律;第9章介绍氧化亚铜/铜/TiO2纳米管阵列复合材料及在碱性溶液中对葡萄糖的电催化氧化作用;第10章介绍硒化锑/TiO2纳米管阵列复合材料的制备及催化加氢性能;第11章介绍偏铝酸银/TiO2复合氧化物的制备及可见光催化性能。
本书的研究工作得到了国家科技支撑计划和国家自然科学基金项目的资助;在撰写过程中得到了很多前辈、单位领导和同事的热情帮助与支持;得到了国内同行及作者历年研究生(向辉、张文睿、任艳萍、唐圆圆、胡莉琴、万总、杨学华、王朵、龙梅、谭林、温馨、闫鹏、汪建军、钟来富)的大力支持和帮助,在此表示衷心感谢。
鉴于本书所涉及的领域属于环境功能材料的热点,其内容又涉及许多复杂的科学问题,资料不易收集齐全,加之编者水平有限,书中难免存在不足和缺憾,恳请专家学者与广大读者批评指正。
唐爱东
2017年9月于长沙