催化学报

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Au/Fe2O3/Al2O3催化剂上丙烯选择催化还原NO

王新葵;张万生;王爱琴;王晓东;杨学锋;张涛

2008, 29 (6): 503-505.

摘要 ( 2074 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(227KB) ( 965 )

以浸渍法制备的Fe2O3/γ-Al2O3为载体,采用均相沉积沉淀方法制备了Au/Fe2O3/Al2O3催化剂. 该催化剂在丙烯选择催化还原NO反应中显示出很好的低温催化活性, 300 ℃时NO被选择还原为N2的转化率可达43%, 而在Au/Al2O3催化剂上, NO的转化率仅为21%. 水蒸气的加入对催化剂活性的影响较小. X射线衍射结果表明, Au和Fe2O3高度分散在Al2O3载体上. 吸附氢气的程序升温还原结果表明, Au与Fe2O3之间存在着强相互作用, Au的存在促进了Fe2O3的还原, Au和Fe2O3之间的协同作用可能是Au/Fe2O3/Al2O3催化剂在丙烯选择还原NO反应中具有较高低温催化活性的原因之一.

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LaFeO3修饰和O3处理对Au/Al2O3催化剂在CO氧化反应中热稳定性的影响

林清泉;安立敦;陈俊勇;秦华;齐世学;邹旭华

2008, 29 (6): 506-508.

摘要 ( 2249 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过等体积浸渍法并分别经过H2和O3活化制备了系列1.1%Au/LaFeOx/Al2O3催化剂,考察了其在550 ℃经1.0% CO原料气处理后的CO氧化活性. Fe和La的引入虽然使1.1%Au/Al2O3的初始活性降低,但提高了其高温稳定性. 在550 ℃经1.0% CO原料气预处理2 h后, H2活化的1.1%Au/Al2O3在室温完全失活,而同样条件处理的1.1%Au/2%LaFeO3/Al2O3仍能将65%CO转化; 这可能是由于LaFeO3以钙钛矿形式单层分散在Al2O3表面而导致的. O3活化能进一步提高催化剂的稳定性,在550 ℃经原料气预处理后, O3活化的1.1%Au/2%LaFeO3/Al2O3的活性高于1.1%Au/Al2O3和H2活化的1.1%Au/2%LaFeO3/Al2O3. 1.0% CO原料气预处理10 h后, H2活化的1.1%Au/2%LaFeO3/Al2O3完全失活,而O3活化的催化剂仍具有40%的转化率,这可能是由于O3活化使得催化剂中存在部分氧化的金,增强了金属与载体间的相互作用.

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磷钨杂多酸盐/SiO2可逆负载催化剂催化氯丙烯环氧化制环氧氯丙烷

赵公大;李军;张恒耘;吕迎;奚祖威;高爽

2008, 29 (6): 509-512.

摘要 ( 2245 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过原位负载法合成了一种新的具有可逆负载特性的磷钨杂多酸盐/SiO2催化剂,并应用于氯丙烯环氧化反应. 在反应温度65 ℃的条件下,系统研究了原位负载过程中反应时间、调节剂Na2HPO4用量、烯烃/H2O2摩尔比和硅烷化硅胶粒度大小等因素对环氧化反应的影响,并考察了催化剂的循环使用效果. 实验结果表明,在适宜的反应条件下,初始反应环氧氯丙烷的产率达86.5%, 催化剂循环使用3次,催化活性基本保持不变.

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丝光沸石-氧化铝双组元负载钼催化剂上的1-丁烯歧化反应

刘会娟;黄声骏;张玲;刘盛林;王威;辛文杰;谢素娟;徐龙伢

2008, 29 (6): 513-518.

摘要 ( 2097 ) [Full Text(HTML)] ()

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在固定床反应器上考察了氢型丝光沸石(HM)-氧化铝双组元负载MoO3催化剂上的1-丁烯歧化反应性能,通过氨程序升温脱附、X射线衍射和氢程序升温还原对样品进行了表征. 实验结果表明,在110 ℃, 0.1 MPa, WHSV=1.5 h-1及TOS=1 h的反应条件下, MoO3没有歧化反应活性. Al2O3, HM-Al2O3和HM载体上只生成异构产物,并且载体酸性越强,异构产物越多. MoO3/HM几乎没有歧化活性,而MoO3/Al2O3催化剂上生成了一定量的歧化产物,且各产物收率相近. MoO3/HM-Al2O3具有最高的歧化活性,1-丁烯转化率为84.9%, 丙烯和戊烯收率分别为28.5%和20.6%. 催化剂本身的酸性和载体表面Mo物种存在状态是影响1-丁烯歧化制丙烯反应性能的两个关键因素.

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碳纳米管负载金属卟啉电催化剂制备及其催化活性

邓选英;章冬云;王昕;原鲜霞;马紫峰*

2008, 29 (6): 519-523.

摘要 ( 2260 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用微波合成法制备了多壁碳纳米管负载钴卟啉(CoTMPP/MWNT)电催化剂,利用透射电子显微镜对催化剂微观结构进行了表征,并通过旋转圆盘和旋转环盘技术对电催化剂的氧还原活性进行了评价. 结果表明,与有机回流合成法制备的催化剂相比,微波法合成的CoTMPP/MWNT催化剂具有更好的氧还原性能,半波电位正向移动110 mV; 与多孔碳为载体的CoTMPP/BP2000催化剂相比,多壁碳纳米管为载体的CoTMPP/MWNT电催化剂的起始电位高10 mV, 还原电流损失低21%, 表现出更好的氧还原活性和稳定性. 在CoTMPP/MWNT电催化剂表面进行的氧还原过程中电子转移数为3.6, H2O2生成量为18%. MWNT独特的电子特性、强抗腐蚀能力及其与活性钴离子之间的相互作用有助于改善催化剂的氧化还原性能.

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(Ag/Al2O3+Cu/Ce(x)/Al2O3)组合催化剂催化乙醇选择性还原NOx及其副产物的消除

宋小萍;张长斌;贺泓

2008, 29 (6): 524-530.

摘要 ( 2258 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了Cu/Ce(x)/Al2O3(x为Ce与Al的摩尔比)系列氧化催化剂,并考察了(Ag/Al2O3+Cu/Ce(x)/Al2O3)组合体系催化乙醇还原NOx以及氧化去除反应副产物(CO和未完全燃烧的碳氢化合物)的活性. 在200～350 ℃温度区间,组合催化剂具有与Ag/Al2O3相似的NOx去除效率. 随着Ce/Al比增加,氧化催化剂去除CO的活性逐渐提高. Cu/CeO2催化剂具有最好的氧化活性,但其对NOx的去除有较大影响. 综合考虑NOx转化率以及CO和HC的去除效果, (Ag/Al2O3+Cu/Ce(0.15)/Al2O3)是最佳的催化剂组合体系. 通过对此系列氧化催化剂的BET比表面积、XRD、H2-TPR以及XPS等表征结果的分析,发现Cu和Ce之间的相互作用是催化剂氧化CO能力提高的主要原因.

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氧化还原沉淀法制备MnOx-SnO2催化剂及其对NO的NH3选择催化还原性能

唐幸福;李俊华;魏丽斯;郝吉明

2008, 29 (6): 531-536.

摘要 ( 2448 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用氧化还原共沉淀法制备了MnOx-SnO2复合氧化物,并将其用于低温NH3选择催化还原NO反应. 结果表明, Mn/(Mn+Sn)摩尔比为75%的催化剂具有最好的低温催化活性,在120～200 ℃温度范围内得到100%的NO转化率. 氮吸附-脱附、X射线衍射和X射线光电子能谱测试表明,高比表面积、Mn-Sn固溶体的形成和高氧化态的Mn物种是催化剂催化活性较高的主要原因.

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呼吸缺陷型面包酵母催化β-羰基酯的不对称还原

倪宏亮;姚善泾

2008, 29 (6): 537-541.

摘要 ( 2321 ) [Full Text(HTML)] ()

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以4-氯-3-羰基丁酸乙酯为模型底物,葡萄糖为碳源,对呼吸缺陷型酵母催化不对称还原合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的反应进行了研究. 通过在254 nm下紫外诱变,经2,3,5-氯化三苯四氮唑平板和非发酵型碳源培养基鉴定,得到6株面包酵母的呼吸缺陷型变异株. 并对呼吸缺陷型酵母催化特性和线粒体复合体Ⅰ, Ⅰ+Ⅲ, Ⅱ+Ⅲ和Ⅳ的活性分别进行了测定. 结果表明,呼吸缺陷型酵母催化底物转化率在49%～75%,产物收率在31%～69%,对映体过量值最高可达72%, 比正常酵母提高了18%. 突变株线粒体内复合体Ⅰ～Ⅳ的活性与正常酵母相比都有不同程度的下降.

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石墨纳米纤维用作质子交换膜燃料电池催化剂载体

徐洪峰;卢璐;朱少敏

2008, 29 (6): 542-546.

摘要 ( 2268 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用质子交换膜燃料电池用过的废旧碳纸,采用球磨法制备了石墨纳米纤维(GNF, BET比表面积为229.3 m2/g), 并以GNF作为载体制备了Pt/GNF催化剂(电化学比表面积为98 m2/g). 与传统的以Vulcan XC-72碳黑为载体的Pt/XC-72催化剂相比,其电化学比表面积及Pt粒径大小相近. 采用恒电位氧化法考察了GNF, XC-72, Pt/GNF和Pt/XC-72的电化学稳定性. 结果表明,在相同条件下, XC-72的峰电流增加了60%, 而GNF增加了2%; Pt/XC-72的腐蚀电流比Pt/GNF的大40%; 恒电位氧化60 h后, Pt/XC-72约有84.7%的电化学比表面积损失, Pt/GNF仅损失37.2%. 这表明GNF的抗腐蚀性优于XC-72, 有希望成为质子交换膜燃料电池抗腐蚀的催化剂载体.

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添加WO3提高铈锆固溶体的氨选择性催化还原NOx反应活性

李烨;程昊;李德意;秦永生;王树东

2008, 29 (6): 547-552.

摘要 ( 2224 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用程序升温氨脱附、程序升温还原和X射线光电子能谱分析手段表征了加入WO3前后CeO2-ZrO2颗粒催化剂的表面性能变化. 结果表明,WO3一方面增加了催化剂的酸性,另一方面略微提高了催化剂的氧化还原性能. 在氨选择性催化还原氮氧化物反应中,当NH3/NO=1, 空速为90000h-1的条件下, CeO2-ZrO2催化剂上氮氧化物转化率低于65%, 而10%WO3/CeO2-ZrO2催化剂催化活性大于80%, 所对应的温度区间为220～420 ℃. 通入10%CO2和10%H2O后,由于竞争吸附, CeO2-ZrO2催化剂上的氮氧化物转化率低于46%, 而10%WO3/CeO2-ZrO2催化剂上的氮氧化物转化率大于80%的温度区间移至230～500 ℃.

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模型石脑油在硫化Co-Mo/SBA-15催化剂上的加氢异构化反应

张晓艳;石国军;赵鹬;沈俭一

2008, 29 (6): 553-558.

摘要 ( 2200 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过浸渍法制备了Co/SBA-15、Mo/SBA-15和Co-Mo/SBA-15催化剂,对催化剂的孔结构、物相及表面酸性进行了表征,测定了硫化催化剂上噻吩加氢脱硫及1-己烯加氢异构的反应性能,并与工业Co-Mo/γ-Al2O3催化剂进行了对比. 结果表明, Co-Mo/SBA-15催化剂表面具有较强的B酸中心,且对噻吩加氢脱硫具有较高的催化活性; 而Co-Mo/γ-Al2O3催化剂表面主要为较强的L酸中心,对1-己烯加氢具有较高的催化活性. Mo/SBA-15催化剂的B酸酸性较强,但同时具有较高的1-己烯加氢活性,故它对1-己烯骨架异构的催化活性不高. Co-Mo/SBA-15催化剂的加氢活性相对较低,1-己烯容易在其较强的B酸中心上发生骨架异构反应,具有潜在的工业化应用前景.

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Cu-Fe基催化剂上CO加氢反应过程中物相的转化行为

林明桂;房克功;李德宝;孙予罕

2008, 29 (6): 559-565.

摘要 ( 2795 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了Cu-Fe基催化剂上CO加氢反应过程中各组分尤其是铁的体相和表面微观结构的转化行为. 通过XRD、Mssbauer谱、XPS和Raman光谱等表征手段全程跟踪铁形态的变化. 结果表明,还原后体相的铁发生了明显的碳化,物相以Fe3O4和χ-Fe5C2为主,随着反应温度的升高, χ-Fe5C2的含量出现最大值. 而还原后催化剂表面没有检测到明显的铁的碳化. 这种表面性质与体相的差异来源于铁独特的还原方式,这种还原方式造成锌和锰等组分在催化剂表面富集. 而在反应过程中,系统中还原/氧化气氛的变化导致铁组分在催化剂表面富集. 还原后自由碳原子在催化剂表面沉积,并随着反应的进行,碳原子的形态发生变化,显著抑制了Cu和Fe之间的协同作用,削弱了Cu-Fe基催化剂的链增长能力.

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采用柠檬酸合成高分散铜催化剂用于选择氢解反应

Ming-Hoong LOOI;Shuk-Tong LEE;Sharifah Bee ABD-HAMID

2008, 29 (6): 566-570.

摘要 ( 2344 ) [Full Text(HTML)] ()

采用柠檬酸和浸渍法制备了高分散的负载铜催化剂,并运用N2吸附, X射线衍射和程序升温还原技术对采用或不采用柠檬酸制备样品的过程进行了表征. 结果表明,浸渍后得到的催化剂前驱体是无定形的,通过焙烧很容易转化为晶相的CuO. 采用柠檬酸制得的催化剂上CuO颗粒大小均一,高度分散,在更低的温度下就可还原为Cu. 在月桂酸甲酯氢解为十二烷醇的反应中,其催化活性比未采用柠檬酸制得的样品高一个数量级.

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纳米V2O5/ZnO光催化剂对壬基酚聚氧乙烯醚降解的催化活性

胡利利;杜志平;台秀梅;李秋小;赵永红

2008, 29 (6): 571-576.

摘要 ( 2472 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用氨浸法制备了不同V2O5含量的纳米V2O5/ZnO光催化剂,并用X射线衍射、比表面积测定、透射电镜、X射线光电子能谱和漫反射紫外-可见光谱测定了催化剂的晶型、比表面积、形貌尺寸、表面组成和光谱特征. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)为模型污染物,分别在紫外光和可见光照射下考察了光催化剂的催化活性. 结果表明,随着V2O5含量的增加, V2O5/ZnO的粒径逐渐减小,比表面积逐渐增大. 与纳米ZnO样品相比, V2O5/ZnO中V 2p的结合能减小,而Zn 2p和O 1s的结合能增大, V2O5/ZnO表面的羟基氧和吸附氧含量增加.n(V)/n(Zn)=2.5%的V2O5/ZnO光催化剂样品的催化活性最高(在紫外光和可见光照射3 h后, NPE-10降解率分别约为79%和62%).

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水/离子液体两相体系中出芽短梗霉催化4-氯-乙酰乙酸乙酯不对称还原合成(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯

张帆;倪晔;孙志浩;郑璞;林文清;朱坡;居年丰

2008, 29 (6): 577-582.

摘要 ( 2627 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了水/离子液体两相体系中出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans CGMCC 1244)催化4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)不对称还原生成光学活性(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯((S)-CHBE)的性能,并对反应条件如摇床转速、相体积比、温度、初始底物浓度和pH值等进行了优化. 结果表明,在水/1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐体系中,出芽短梗霉催化COBE不对称还原生成(S)-CHBE, 在30 ℃, pH 6.6, 摇床转速180 r/min和不对称反应8 h条件下,反应物的转化率、产物ee值和浓度分别达到95.6%, 98.5%和47.1 g/L. 在控制pH值为6.6的情况下,通过分添加底物可有效提高产物(S)-CHBE浓度至75.1 g/L.

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焙烧温度对乙苯脱氢催化剂Fe2O3-K2O性能的影响

廖仕杰;范勤;陈铜;缪长喜;陈庆龄;

2008, 29 (6): 583-587.

摘要 ( 2183 ) [Full Text(HTML)] ()

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用混合法制备了Fe2O3-K2O乙苯脱氢催化剂,并用压汞法、X射线衍射、穆斯堡尔谱、程序升温还原和热重-差热分析等表征手段,考察了焙烧温度对催化剂的催化活性、比表面积、体相结构和还原性能的影响. 结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积逐渐减小,平均孔径逐渐增大; 尖晶石K2Fe22O34中正四面体Fe3+的含量逐渐减少,正八面体Fe3+的含量逐渐增多,催化剂逐渐变得容易被还原; 催化剂的催化活性差别不大,但达到平稳时所需的诱导期逐渐缩短. 过高的焙烧温度不利于催化剂的稳定性.

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