催化学报

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高性能汽车尾气净化催化剂的制备

张怀红;龚茂初;郭家秀;赵彬;陈耀强

2004, 25 (2): 85-86.

摘要 ( 1768 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(148KB) ( 770 )

采用浸渍法制备了Pt/γ-Al2O3和Rh/CeO2-ZrO2-Y2O3,然后将两者按一定的比例混合制江涂覆在蜂窝载体上制得整体式催化剂,用汽车尾气模拟气对催化剂的性能进行了评价. 结果表明,Pt/γ-Al2O3催化剂中引入Rh/CeO2-ZrO2-Y2O3组分后极大地提高了催化剂的低温活性和热稳定性,催化剂的起燃温度仅为240 ℃; 在900 ℃水热老化后,催化剂的起燃温度仅升高约20%. 这说明Pt/γ-Al2O3与Rh/CeO2-ZrO2-Y2O3之间存在一定的协同效应.

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正辛烷在Pt/SAPO-41上的加氢异构化反应

胡云峰;王祥生*;郭新闻;许鹏;李四略

2004, 25 (2): 87-88.

摘要 ( 1809 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(178KB) ( 771 )

在醇-水混合溶剂体系中,以二正丙胺为模板剂,以二氧化硅、异丙醇铝和磷酸分别为硅、铝和磷源,合成了纯相SAPO-41分子筛,其元素组成为n(Al)∶n(P)∶n(Si)=47.0∶44.8∶8.1. 通过浸渍法制备成0.5%Pt/SAPO-41催化剂,并在连续微型固定床反应装置上考察了其对正辛烷加氢异构化反应的催化性能. 结果表,Pt/SAPO-41催化剂具有较高的活性但较低的异构化选择性; 不同分子筛催化剂上反应产物中二甲基己烷/甲基庚烷的比值不同,其大小顺序为Pt/SAPO-31＞Pt/SAPO-41＞Pt/SAPO-11.

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含钛分子筛催化氧化噻吩反应的研究

孔令艳;李钢*;王祥生;王云

2004, 25 (2): 89-90.

摘要 ( 1529 ) [Full Text(HTML)] ()

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以TS-1为催化剂,水为溶剂研究了正辛烷中噻吩的选择氧化反应. 结果表明,在TS-1/水/正辛烷三相体系中,在常压和333 K下噻吩硫完全转化成硫酸并转移到水相. 以叔丁醇作溶剂时,噻吩同样能被氧化,只是反应速率较低. 采用甲醇和乙腈作溶剂时,噻吩的氧化反应被抑制. 可以认为,TS-1的骨架钛能够活化噻吩,并使其发生氧化反应. 由于TS-1骨架的憎水性,水分子不影响噻吩与骨架钛的作用. 分子较大的叔丁醇因空间位阻效应而不能与活性中心作用,因此也不影响噻吩的活化. 但是,小分子溶剂如甲醇和乙腈,由于可与骨架钛作用,因而抑制了噻吩的活化,导致噻吩不发生氧化反应.

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Pt/CeO2-ZrO2变换催化剂的制备、表征与性能

刘欣一;王树东;袁中山;周谨;刘娜;张纯希;付桂芝

2004, 25 (2): 91-95.

摘要 ( 1453 ) [Full Text(HTML)] ()

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用共沉淀法制备了不同Ce/Zr比的CeO2-ZrO2复合氧化物,用浸渍法制备了Pt/CeO2-ZrO2水煤气变换催化剂,并对该催化剂进行了活性评价. 结果表明,与传统的Cu基低变催化剂相比,该催化剂具有操作温度范围宽和抗氧化冲击等优点,具有应用于车载重整制氢过程的潜力. 考察了温度、空速和汽/气比等条件对催化剂活性的影响,对催化剂的制备参数和工艺参数进行了研究. 结果表明,不同Ce/Zr比的Pt/CeO2-ZrO2催化剂的活性相差很大,其中Pt/Ce0.8Zr0.2O2变换催化剂活性最高. XRD结果表明,制备的Pt/Ce0.8Zr0.2O2形成了固溶体. 通过增加单位质量催化剂表面的Pt原子数可提高催化剂的活性.

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影响TiO2薄膜光催化降解亚甲基蓝的因素

侯亚奇;庄大明;张弓;方玲;吴敏生

2004, 25 (2): 96-100.

摘要 ( 1686 ) [Full Text(HTML)] ()

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用中频交流反应磁控溅射技术制备了具有良好光催化性能的TiO2薄膜,考察了紫外光源、反应器和溶液浓度对亚甲基蓝溶液光催化降解特性的影响. 结果表明,紫外光源对TiO2薄膜光催化降解性能有较大的影响; 在计算光催化降解速率时应充分考虑光解和光氧化的影响. 低压汞灯TUV为光催化降解的较好选择. 动态反应系统可以有效避免光解,显著提高光催化反应速度. TiO2薄膜具有很好的光催化性能,且性能稳定.

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La2O3对Ni-Cu/MgSiO催化剂的甲烷部分氧化制氢反应性能的影响

王爱菊;钟顺和

2004, 25 (2): 101-106.

摘要 ( 1552 ) [Full Text(HTML)] ()

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用等体积浸渍法制备了MgO-SiO2(MgSiO)复合氧化物负载的Ni-Cu双金属催化剂,采用程序升温还原(TPR),X光电子能谱(XPS),红外光谱(IR),程序升温脱附(TPD)及微反技术考察了稀土La2O3的加入对CH4和H2O在Ni-Cu/MgSiO催化剂表面上的吸附及甲烷部分氧化制氢反应性能的影响. 结果表明,加入La2O3使催化剂表面Ni和Cu原子的电子云密度增加,CH4和H2O在催化剂表面上的吸附增强. CH4与O2和H2O在Ni-Cu/MgSiO催化剂上反应的主要产物为H2和CO2. La2O3的加入有利于提高CH4转化率及H2的选择性,并可提高催化剂稳定性及抗积炭能力. 讨论了La2O3的助催化作用机理.

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催化剂积炭失活宏观反应动力学的研究

刘颖;韩崇仁;方维平;万惠霖

2004, 25 (2): 107-109.

摘要 ( 1732 ) [Full Text(HTML)] ()

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针对催化剂使用中积炭失活的一般性特点,借鉴库存集成电路长期稳定性预测研究结果,对现有的催化剂失活反应动力学方程进行了修正,并以渣油加氢脱硫反应为例加以验证. 修正后的失活反应动力学微分方程为-da/dt=kdad·tm,其积分式为a=1+(d-1)kdm+1tm+1-1d-1. 当m=0时,便成为常规的失活反应动力学方程; 当m≠0时,可将反应时间t视为一种虚拟反应组分.

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含分子内配位Ln←O键的稀土有机化合物催化甲基丙烯酸甲酯聚合

黄吉玲;谢小敏;钱延龙;陈建鑫

2004, 25 (2): 110-114.

摘要 ( 1548 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用含有分子内配位Ln←O键、茂(茚)和环辛四烯(COT)混合配体的稀土有机化合物与三乙基铝体系催化甲基丙烯酸甲酯(MMA)的聚合,可以得到高分子量(Mη＞100×103),窄分子量分布(Mw/Mn＜3)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA). 不同的配体及稀土元素可以影响这类稀土有机化合物的催化聚合活性. 化合物(η5-MeOCH2CH2C5H4)Nd(η8-C8H8)(THF)具有较高的活性(转化率91.0%,Mη=115.2×103). 考察了催化剂和助催化剂浓度,以及聚合温度和时间对(η5-cyclo-C4H7OCH2C9H6)Dy(η8-C8H8)/AlEt3体系催化聚合反应的影响. 结果表明,最佳聚合条件为: n(MMA)∶n(催化剂)∶n(助催化剂)=1?200∶1∶5,θ=60 ℃,t=32 h. 利用核磁共振和凝胶渗透色谱等技术对聚合物进行了表征.

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CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化还原SO2反应机理的研究

胡辉;李胜利;张顺喜;李劲

2004, 25 (2): 115-119.

摘要 ( 1534 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浸渍法制备了负载型CeO2/γ-Al2O3,La2O3/γ-Al2O3和CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化剂,并用XRD和XPS对催化剂进行了表征,在n(SO2)/n(CO)=1/3,载流气体为N2,气体流量为1 L/min,催化剂用量为15 g的条件下,考察了催化剂催化CO还原SO2反应的性能,研究了催化剂的活化过程、催化活性和反应物配比对活性的影响. 结果表明,CeO2-La2O3/γ-Al2O3在催化还原SO2反应中的活化温度比单组分催化剂CeO2/γ-Al2O3或La2O3/γ-Al2O3下降了50~100 ℃,而且具有更高的活性. 这可以解释为由CeO2的redox反应与La2O3的COS中间物反应之间的协同作用所致. 还对SO2还原反应机理进行了探讨,发现CeO2的redox反应所生成的单质硫是整个过程中COS中间物反应的重要来源. 在此基础上,对CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化CO还原SO2反应提出了redox-COS叠加反应机理.

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核-壳式纳米SnO2/TiO2光催化剂的制备和性能

颜秀茹;白天;霍明亮;张月萍;郭秀盈

2004, 25 (2): 120-124.

摘要 ( 1663 ) [Full Text(HTML)] ()

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以纳米SnO2·nH2O胶体粒子为基质,采用活性层包覆法制备了纳米SnO2/TiO2复合光催化剂,并用R,TEM,XPS和XRD等手段进行了表征. 采用敌敌畏的光催化降解反应对所制催化剂的活性进行了评价. 结果表明,SnO2/TiO2为核-壳结构,粒径约为12 nm. SnO2/TiO2的光催化活性受TiO2含量及SnO2·nH2O乙醇溶液含水量的影响. 最佳条件为SnO2/TiO2中TiO2含量为56.45%,SnO2·nH2O乙醇溶液含水量为20%. 所制SnO2/TiO2光催化活性比纯TiO2显著提高,且光催化活性稳定,可重复使用.

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气相法CO与亚硝酸甲酯偶联合成草酸二甲酯用Pd/α-Al2O3催化剂的研究

赵秀阁;吕兴龙;赵红钢;朱毓群;肖文德

2004, 25 (2): 125-128.

摘要 ( 2042 ) [Full Text(HTML)] ()

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一氧化碳与亚硝酸甲酯(CH3ONO)在负载型Pd/α-Al2O3催化剂上合成草酸二甲酯(DMO)的反应,其催化剂活性与载体的性质及所添加的助剂密切相关. 载体的双峰孔分布是影响催化剂活性的关键因素; 在双峰孔的基础上,载体的比表面积、孔径及孔体积的增大使催化剂活性升高; 助剂的添加可有效地提高Pd的分散度,减小Pd的粒径,从而使CH3ONO转化率从57.1%升高到84.7%,DMO时空收率可达到898 g/(L·h). 助剂添加后,活性组分Pd的含量可以从1%降至0.3%,而DMO时空收率仍可达到745 g/(L·h).

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NiO催化甲酸分解机理的密度泛函研究

王文峰;章永凡;李俊篯;丁开宁

2004, 25 (2): 129-132.

摘要 ( 1728 ) [Full Text(HTML)] ()

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在B3LYP/6-311G(d)水平上研究了NiO催化的HCOOH→CO+H2O和HCOOH→CO2+H2两个反应的单态势能曲线. 结果表明,在NiO上甲酸容易解离吸附形成甲酸盐HONiOCOH,甲酸盐的分解是上述两个反应的速率决定步骤,这两个反应的活化能大致相当. 在脱水反应中,HCOOH和NiO之间存在着氧交换,但脱氢反应中不存在氧交换. 甲酸盐发生脱氢反应还是脱水反应取决于甲酸盐是用其羟基中的H还是用O去进攻甲酸根中的H原子.

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Ag担载对TiO2光催化活性的影响

刘守新;曲振平;韩秀文;孙承林;包信和

2004, 25 (2): 133-137.

摘要 ( 1605 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用光化学沉积法合成了Ag/TiO2光催化剂,以苯酚降解反应考察了光催化剂活性随Ag担载量的变化,用TEM观察了Ag在TiO2表面的分布与形貌,以漫反射紫外-可见光谱(DRS)分析了不同Ag担载量的光催化剂的光谱特征. 结果表明,适宜担载量的Ag可显著提高TiO2的光催化活性. TEM观察显示,Ag在TiO2表面形成纳米级团簇结构,随Ag担载量的增加,团簇尺寸增大. DRS分析表明,Ag的担载对TiO2紫外区域的光谱特征没有影响. 根据Ag团簇的能级随其几何尺寸的变化分析了Ag担载量的变化对TiO2光催化活性的影响机理.

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纳米级Pd/Fe双金属体系对水中2,4-二氯苯酚脱氯的催化作用

徐新华;刘永;卫建军;汪大翚

2004, 25 (2): 138-142.

摘要 ( 1598 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(735KB) ( 860 )

利用化学沉淀法制备了纳米级Fe和纳米级Pd/Fe双金属催化剂,研究了它们对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)还原脱氯的催化性能. 结果表明,纳米级颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,其BET比表面积可达12.4 m2/g,当Pd/Fe用量为6 g/L时,2,4-DCP脱氯率达到90%以上. 脱氯效率与pH值、温度、钯含量和Pd/Fe投加量等因素有关. 2,4-DCP在脱氯过程中先生成2-氯苯酚和4-氯苯酚,最终生成苯酚,而少量的2,4-DCP可直接降解成苯酚.

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CO2氧化丙烷脱氢制丙烯用Pd-Cu/V2O5-SiO2催化剂的研究

邵怀启;钟顺和;郭俊宝

2004, 25 (2): 143-148.

摘要 ( 2005 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(423KB) ( 702 )

采用等体积浸渍法制备了V2O5-SiO2负载的Pd-Cu双金属催化剂,以程序升温还原/程序升温氧化、红外光谱、程序升温脱附和微反技术表征了Pd-Cu/V2O5-SiO2对CO2和丙烷的化学吸附性能及对CO2部分氧化丙烷脱氢反应的催化性能. 结果表明,在催化剂表面金属活性位(Pd,Cu)和邻近的Vn+协同下形成的CO2卧式吸附态可在172和284 ℃断裂形成CO和晶格氧,以甲基氢和亚甲基氢双位吸附在V=O上的丙烷分子吸附态可在238 ℃脱氢生成丙烯. 在600 ℃,CO2/C3H8体积比为1和空速为1?286 h-1的条件下,丙烷转化率为35.22%,丙烯选择性为85.44%. 催化剂V=O中的晶格氧参与了丙烷氧化脱氢过程.

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非负载镍催化剂的2-乙基蒽醌加氢活性及其氢吸脱附性质

侯永江;王亚权;韩森;米镇涛;吴巍;闵恩泽

2004, 25 (2): 149-152.

摘要 ( 1611 ) [Full Text(HTML)] ()

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分别制备了金属镍粉、兰尼镍、Ni-B非晶态合金及镧掺杂的Ni-B非晶态合金(Ni-B-La)催化剂,研究了催化剂的氢吸附和脱附性质以及对2-乙基蒽醌加氢反应的催化性能. 结果表明,金属镍粉、兰尼镍和Ni-B催化剂表面均具有两种氢吸附位: 弱吸附位和强吸附位. Ni-B-La催化剂表面只有氢的强吸附位,其强吸附氢量与兰尼镍相当. 推测只有氢的强吸附位是2-乙基蒽醌加氢反应的活性中心,并且Ni-B-La催化剂上的强吸附氢较兰尼镍上的更活泼,因而Ni-B-La非晶态合金催化剂对加氢反应的催化活性高于兰尼镍.

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预处理条件对Au/Al2O3催化CO氧化性能的影响

邹旭华;齐世学;索掌怀;安立敦;段雪

2004, 25 (2): 153-157.

摘要 ( 1642 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用沉积-沉淀法制备了Au/Al2O3,探讨了预处理条件对催化剂中金颗粒的大小及其催化CO氧化性能的影响,并以XRD和TEM等手段对催化剂进行了结构表征. 结果表明,还原和焙烧预处理得到的1.2% Au/Al2O3催化剂在GHSV=1.5×104 h-1时,可分别于-22和-10 ℃将空气中的1%CO完全氧化, 还原预处理所得催化剂的活性更高, 原因是催化剂中金颗粒的尺寸更小,分散度更高.

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MCM-49分子筛催化剂上1-丁烯的骨架异构化反应

商永臣;张文祥;李彤;吴通好

2004, 25 (2): 158-162.

摘要 ( 1600 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用动态和静态水热合成法合成了不同Si/Al比的MCM-49分子筛,并考察了合成分子筛对1-丁烯骨架异构化反应的催化性能. 结果表明,除目的产物异丁烯外,主要副产物为丙烯和戊烯,产物中没有检测到C6以上的副产物. 异丁烯收率随着反应温度的升高、分子筛晶粒的增大和1-丁烯分压的降低而升高. NH3-TPD 结果表明,随着分子筛Si/Al比的增加,分子筛的酸中心数减少,导致副产物选择性下降,异丁烯选择性升高. 根据反应结果讨论了异丁烯及副产物形成的机理.

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含氟复合模板剂体系对Hβ沸石酸性的影响

祁晓岚;李士杰;李斌;李能;刘希尧;林炳雄

2004, 25 (2): 163-167.

摘要 ( 1629 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用XRD,NH3-TPD,FT-IR和MAS NMR等表征技术和甲醇脱水探针反应研究了含氟复合模板剂体系对Hβ沸石酸性的影响. 与单四乙基溴化铵模板剂体系相比,含氟复合模板剂中的氟离子使铝更易于进入β沸石骨架,提高了沸石的总酸量、B酸/L酸比及强酸/弱酸比,使沸石表现出强的B酸酸性.

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