催化学报

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Al助剂对超强酸WOx/ZrO2机械应力稳定性的改善

田戈;徐云鹏;徐竹生;田志坚;林励吾

2008, 29 (5): 415-417.

摘要 ( 1939 ) [Full Text(HTML)] ()

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载体ZrO2以四方相(t相)结构存在是WOx/ZrO2形成超强酸结构和高催化活性的必要条件. 研究表明,机械处理(研磨和压片)可导致WOx/ZrO2的载体发生四方相向单斜相的部分转变,从而降低Pt/WOx/ZrO2的正庚烷异构化活性. 添加Al助剂明显提高了载体四方相结构对机械应力的稳定性,从而维持了其催化活性.

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纳米CexFe1-xO2固溶体的模板法制备及其乙醇水蒸气重整催化性能

林红艳;马志强;丁玲;邱介山;梁长海

2008, 29 (5): 418-420.

摘要 ( 1955 ) [Full Text(HTML)] ()

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以超高比表面炭材料为模板,硝酸盐为氧化物前体,通过改进的模板路线制备了具有较高比表面积的纳米CexFe1-xO2固溶体. 采用X射线衍射、拉曼光谱、物理吸附和透射电镜对制备的样品进行了表征. 结果表明, α-Fe2O3, CexFe1-xO2固溶体和CeO2的粒子尺寸为5～15 nm, CeO2中部分Ce4+离子被Fe3+离子取代,从而形成了CexFe1-xO2固溶体. 乙醇水蒸气重整反应结果显示, CexFe1-xO2固溶体比相应的α-Fe2O3和CeO2具有更高的催化活性和对氢气的选择性.

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Pt/Al2O3涂层金属蜂窝催化剂的制备及其CO选择性氧化催化性能

张建国;郏景省;张纯希;王树东

2008, 29 (5): 421-425.

摘要 ( 1925 ) [Full Text(HTML)] ()

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将孔密度为400 cells/in2的Fe-20Cr-5Al金属蜂窝基体经过高温氧化后,负载Al2O3涂层,再浸渍贵金属铂,制备出用于CO选择性氧化的Pt/Al2O3涂层金属蜂窝催化剂. 金属蜂窝基体经过900 ℃高温氧化10 h后,表面呈现钉针状结构,这种结构可以提高基体与Al2O3涂层的相容性. 最佳的Al2O3涂层负载顺序为乳胶-溶胶-乳胶. 在120 ℃时, Pt/Al2O3涂层金属蜂窝催化剂的CO选择性氧化反应活性和选择性分别为54.0%和42.5%, 为相同条件下陶瓷蜂窝催化剂的1.7和1.4倍.

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新型仿生光催化剂HMS-FePcS催化孔雀绿在可见光下的降解历程

高冠道;张爱勇;张萌;陈金龙;张全兴

2008, 29 (5): 426-430.

摘要 ( 1900 ) [Full Text(HTML)] ()

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在可见光照射下,采用合成的新型仿生光催化剂HMS-FePcS催化降解孔雀绿模拟染料废水. 由不同反应时间段反应液的HPLC谱和MS谱中产物峰的变化可知,孔雀绿的催化降解过程为先脱色后矿化. 采用固体萃取法对孔雀绿降解的中间产物进行了富集和分离,并使用GC-MS对所得的中间产物进行了鉴定,确定出10余种中间产物. 在此基础上对孔雀绿的降解历程进行了推测,指出孔雀绿的光催化降解主要从中心碳原子与二甲氨基苯基之间的C-C键处断裂,4-二甲氨基苯甲酮是此反应最常见的中间产物. 当4-二甲氨基苯甲酮被羟基自由基进攻时,生成苯甲酸、对二甲氨基苯甲酸及对二甲氨基苯酚等化合物. 这些小分子芳香类中间产物进一步发生羟基化反应,开环生成小分子脂肪酸类化合物.

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浆态床合成甲醇CuO/ZnO/Al2O3催化剂的表面性质

李忠;郑华艳;谢克昌

2008, 29 (5): 431-435.

摘要 ( 2160 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用并流共沉淀法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuO/ZnO/Al2O3催化剂,考察了其浆态床CO加氢合成甲醇的催化性能. 通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原及X射线光电子能谱等方法对催化剂表面性质进行了表征. 结果表明,催化剂具有体相和表面高分散两种不同还原性质的CuO, 表面CuO的含量及其与ZnO的相互作用使催化剂活性增大. 当催化剂中Cu/Zn ≤1时,随着铜含量的增加,表面高分散的CuO量增加, CuO和ZnO之间相互作用增强,催化剂的活性也随之增大; 当催化剂Cu/Zn>1时,增加的铜量主要体现为体相CuO含量的增加,且ZnO结晶度提高, CuO和ZnO之间的相互作用减弱,催化剂的活性随铜含量增大而减小.

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微乳液法制备的CuO-CeO2/Al2O3/FeCrAl整体式催化剂催化CO优先氧化反应

曾尚红;刘源

2008, 29 (5): 436-440.

摘要 ( 1889 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用微乳液法将CuO-CeO2负载于FeCrAl整体式载体上,以超声波和热振荡考察了催化剂在载体表面的粘附稳定性,并测试了CuO-CeO2/Al2O3/FeCrAl整体式催化剂对一氧化碳优先氧化反应的催化性能. 使用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等手段对所制备的催化剂进行了表征. 结果表明, CuO-CeO2可以以良好的稳定性粘附于FeCrAl载体表面,且以纳米粒子形式在载体表面分布均匀. 载体对催化剂的化学状态没有显著影响,制得的整体式催化剂对一氧化碳优先氧化具有较高的催化活性和高选择性,并且有良好的稳定性

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新型苯选择加氢制环己烯非晶态催化剂Ru-Fe-B/ZrO2的制备及其可调变性

孙海杰;张程;袁鹏;李建修;刘寿长

2008, 29 (5): 441-446.

摘要 ( 2403 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用化学还原法制备了一种新型高活性和高选择性苯选择加氢制环己烯的Ru-Fe-B/ZrO2纳米非晶态合金催化剂,并利用透射电镜、选区电子衍射、X射线衍射和N2物理吸附仪等手段对催化剂进行了表征. 重点研究了Ru-Fe-B/ZrO2催化剂活性和选择性的可调变性,及还原剂NaBH4浓度和洗涤后滤液的pH值对其催化性能的影响. 结果表明,在新型Ru-Fe-B/ZrO2催化剂上,当苯转化54%时,环己烯选择性高达80%, 同时环己烯选择性随苯转化率升高而缓慢下降. 向反应浆液中添加酸性或碱性物质可以调变催化剂的活性和选择性,同时催化剂制备工艺和性能具有很好的可重复性. Ru-Fe-B/ZrO2催化剂融合了纳米和非晶材料的特性,这是其对苯选择加氢制环己烯表现出高活性和高选择性的主要原因.

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MgO和CaO助剂在Fe-K催化剂中的作用

陈铜;范勤;廖仕杰;倪军平;缪长喜

2008, 29 (5): 447-452.

摘要 ( 2239 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了以MgO和CaO为助剂的乙苯脱氢制苯乙烯用Fe-K催化剂,并考察了助剂对催化剂催化性能的影响. 应用SEM、XRD、TPR和Mssbauer谱等手段表征了MgO和CaO对活性前驱体K2Fe22O34晶相形成及其表观体相结构的影响. 结果表明,引入MgO助剂,半径相近的Mg2+与Fe3+极易发生取代形成固溶体,使活性前驱体K2Fe22O34晶相的形成温度有所降低,同时给体相结构引入氧空位,从而有利于乙苯发生晶格氧转移机理的脱氢反应,使催化剂活性提高. 引入CaO助剂,提高了K2Fe22O34晶相的结晶度和苯乙烯选择性,但催化剂活性有所下降. CaO对Fe-K催化剂的还原有一定的阻碍作用,是催化剂的稳定性助剂.

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Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2负载TiO2光催化降解气相苯

皮展;蔡黎;钟俊波;龚茂初;陈耀强

2008, 29 (5): 453-457.

摘要 ( 2136 ) [Full Text(HTML)] ()

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在密闭不锈钢反应器内研究了Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2负载锐钛型TiO2光催化降解气相苯的性能. 确定了该系列光催化剂的最佳Ba含量,并应用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征. 结果表明, TiO2在载体表面均匀分散. 在210～400 nm范围内, TiO2/Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2比TiO2吸收更多的紫外光. TiO2/Ce0.5-xZr0.5-x-Ba2xO2包含Ti和O两种元素, TiO2/Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2的Ti 2p结合能向低能端偏移. Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2表面负载TiO2能有效提高催化剂的光催化活性. Ce0.5-xZr0.5-xBa2xO2的作用是转移电子和使催化剂在紫外区的吸收增强.

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层状硅酸盐固定化肌红蛋白在有机溶剂中的催化活性和稳定性

彭淑鸽;高秋明;刘红宇;陆昶;张玉清

2008, 29 (5): 458-462.

摘要 ( 2282 ) [Full Text(HTML)] ()

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在温和条件(室温及pH=7)下,通过剥离重组实现了肌红蛋白分子在层状硅酸盐magadiite纳米粒子层间的固定化,系统考察了固定化后肌红蛋白在不同疏水度的有机溶剂中催化邻苯二胺氧化反应的性能. 结果表明,固定化肌红蛋白在中等疏水度的有机溶剂中呈现出比自由肌红蛋白更高的催化活性和稳定性. 结合固定化肌红蛋白在有机溶剂中的动力学研究结果,初步探讨了其具有高催化活性的原因.

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BaO对蒽醌氢化制过氧化氢Pd/Al2O3催化剂性能的影响

杜书伟;王榕;林炳裕;魏可镁

2008, 29 (5): 463-467.

摘要 ( 2366 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用湿浸渍法制备了用于蒽醌氢化生产H2O2的含BaO的Pd/δ,θ-Al2O3系列催化剂,利用X射线衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、氢-氧滴定和电子探针等技术手段考察了不同BaO含量对Pd/δ,θ-Al2O3催化剂性能的影响. 结果表明,适量BaO的添加能抑制Al2O3的高温烧结,增大载体的比表面积,提高催化剂上金属Pd的分散度,减小Pd层厚度以及提高催化剂表面的Pd浓度,从而提高了催化剂的氢化活性. 在钯负载量相同时,添加3%的BaO可使催化剂的活性提高25%左右.

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一锅法合成介孔材料Fe-SBA-15及其对Friedel-Crafts苄基化反应的催化性能

刘森;杜耘辰;肖霓;张永来;纪妍妍;肖丰收

2008, 29 (5): 468-472.

摘要 ( 2540 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用尿素作为pH值自调节剂,一锅法合成了Fe-SBA-15催化剂. X射线衍射和N2吸附-脱附等温线结果表明, Fe-SBA-15具有与SBA-15相似的介孔结构. 紫外-可见光谱结果表明, Fe-SBA-15样品在550 ℃焙烧后Fe元素主要以四配位形式存在. 活性测试结果表明, Fe-SBA-15对苯及其衍生物的Friedel-Crafts苄基化反应具有优异的催化性能. 例如,在反应温度为70 ℃和苯/苄基氯摩尔比为14.4的条件下,催化剂上苄基氯完全转化所需的时间为20～70 min, 二苯甲烷的选择性为97.8%～100%. 随着反应温度的升高和Fe含量的增加,苄基氯的转化率逐渐升高; 随着苯/苄基氯比的减小,苄基氯完全转化所需的时间逐渐延长.

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β-MnO2纳米带的制备及其电催化氧还原活性

袁中直;王辉;王莉;关菊英;肖信

2008, 29 (5): 473-476.

摘要 ( 2626 ) [Full Text(HTML)] ()

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在150 ℃水热条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板,用HMnO4氧化MnSO4, 得到的反应产物通过X射线衍射和扫描电镜测试表明为β-MnO2纳米带. 分别用β-MnO2纳米带和电解二氧化锰(EMD)作为氧还原催化剂冷压制成气体扩散电极,在6 mol/LKOH水溶液中进行稳态极化测试. 结果表明,β-MnO2纳米带的电极电位比EMD正移30～60 mV, 当催化膜中β-MnO2纳米带的含量在35%时催化活性最高. 在一般锌/空气电池的工作电流密度40 mA/cm2下,通过电池放电测试得到β-MnO2的工作电压达到1.12 V.

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超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化活性

陈永东;陈耀强;梅大江;张丽娟;董文萍;曹红岩;陈宏;龚茂初

2008, 29 (5): 477-481.

摘要 ( 1999 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化性能,发现该催化剂经还原后对甲烷部分氧化反应表现出较高的催化活性. X射线衍射结果显示, Ni/Al2O3催化剂在超高温(1200～1400℃)下焙烧后生成了NiAl2O4, 且无相转移,进一步经950 ℃还原后催化剂中绝大部分Ni以单质Ni0形式存在. 透射电子显微镜测试结果表明,不同超高温焙烧的催化剂经950 ℃还原后Ni晶粒的大小无明显差异. 这说明超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的高活性可归结为NiAl2O4的可还原性以及还原后Ni0相似的晶粒尺寸. 同时还发现,焙烧温度越高,生成的NiAl2O4的还原温度越高.

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CuO/SBA-15催化剂上巴豆醛选择性加氢

王月娟;王雪俐;谢冠群;鲁继青;金炜阳;刘西敬;罗孟飞

2008, 29 (5): 482-488.

摘要 ( 2001 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)偶联与Cu2+离子络合两步法将CuO负载到介孔分子筛SBA-15上,制得CuO/SBA-15催化剂,考察了催化剂的巴豆醛选择性加氢反应性能. 通过X射线粉末衍射、氮气吸脱附和程序升温还原(TPR)技术对催化剂进行了表征. 结果表明, SBA-15分子筛负载CuO后保持原有的介孔结构,但是孔容和比面表积随着CuO负载量的增大而下降. TPR结果表明CuO/SBA-15系列催化剂有三种CuO物种: 高分散CuO、晶相CuO和进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+. 高分散CuO物种对巴豆醛加氢反应的催化活性最高,晶相CuO物种次之,而进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+物种几乎没有活性.

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钯催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯反应机理的研究进展

刘敏;吴元欣;杜治平;袁华;戈军伟

2008, 29 (5): 489-496.

摘要 ( 2419 ) [Full Text(HTML)] ()

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综述了Pd2+催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯反应机理的最新研究进展,详细介绍了对催化机理的验证和如何实现Pd催化体系的高效循环. 苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯催化机理的研究表明,碳酸二苯酯是通过CO对Pd-O键的插入和中间体Pd(COOPh)(OPh)的还原消除而生成的. 在Pd催化剂体系中引入配体和氧化还原助剂,能防止Pd0的聚集,提高Pd0再生为活性Pd2+的速率,加速催化循环. 分析总结了Pd催化剂体系目前存在的问题,并提出了催化剂体系的研究方向.

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低温燃料电池贵金属催化剂的老化

陈维民;辛勤;孙公权

2008, 29 (5): 497-502.

摘要 ( 1842 ) [Full Text(HTML)] ()

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催化剂的老化是导致燃料电池性能衰减的重要因素之一. 对于低温燃料电池,贵金属催化剂的老化主要体现在粒径的增长、金属氧化态的改变、组分的迁移和流失以及碳载体的腐蚀四个方面. 本文综述了低温燃料电池贵金属催化剂老化方面的最新研究进展,探讨了导致催化剂老化的主要原因.

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