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    催化学报
    Chinese Journal of Catalysis

    2009, Vol. 30, No. 6
    Online: 2009-06-25

    封面介绍:
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    研究快讯
    一种抗 CO2 中毒的高电化学性能质子导体电解质
    郭友敏;林野;时焕岗;冉然;邵宗平
    2009, 30 (6):  479-481. 
    摘要 ( 2084 )   [Full Text(HTML)] () PDF(2769KB) ( 1115 )  
    制备了一种高电化学性能的抗 CO2 中毒的低温质子导体固体氧化物燃料电池电解质 BaZr0.4Ce0.4Y0.2O3 (BZCY4), 并通过双层共压法制备出 NiO + BZCY4 阳极支撑的单电池. 该电池以质子导体材料 BZCY4 氧化物为电解质, 钙钛矿型材料 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 (BSCF) 为阴极, 在 750 和 400 oC 下的功率密度分别为 219 和 57 mW/cm2.
    钛硅分子筛TS-1的酸性表征及酸催化性能
    刘文欢;郭鹏;苏际;胡佳;王艳梅;刘娜;郭洪臣
    2009, 30 (6):  482-484. 
    摘要 ( 2518 )   [Full Text(HTML)] () PDF(415KB) ( 1164 )  
    采用 Hammett 指示剂滴定法表征了钛硅沸石 TS-1 的酸性. 结果表明, TS-1 酸强度范围为+3.3 ? H0 ≤+4.8. 其中, 在+3.85 ? H0 ≤ +4.8 范围的弱酸中心可能与 TS-1 骨架钛有关, 而在+3.3 ? H0 ≤ +3.85 的较强酸中心则可能与无定形的六配位非骨架钛有关. TS-1 上的较强酸中心能够显著地催化环氧丙烷与甲醇的醚化反应, 而 TS-1 上的弱酸中心对该反应几乎没有催化活性, 但弱酸中心对乙二胺环胺化生成哌嗪和三乙烯二胺反应具有高活性和高选择性. 这表明 TS-1 作为一种弱的固体酸催化剂, 有可能应用于选择氧化以外的催化反应.
    研究论文
    水合氧化钌对铂电催化剂上甲醇电氧化反应的促进作用
    马俊红;余洁;赵丹;王安杰;徐柏庆
    2009, 30 (6):  485-489. 
    摘要 ( 2414 )   [Full Text(HTML)] () PDF(554KB) ( 1147 )  
    以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体, 制备了 Pt 载量为 20% 的 Pt-(RuOxHy)m/MWCNTs 催化剂(m 为 Ru/Pt 原子比), 在 m ≤ 0.4 时考察了不同电势区间循环伏安预处理对其催化性能的影响. 水合氧化钌 (RuOxHy) 的存在明显提高了 Pt 催化剂抗 CO 毒化的能力, 而在甲醇电氧化反应中 Pt 的质量比活性 (MSA) 随样品中 m 值增大呈先升后降趋势. 经低电势区间(?0.20~0.46 V vs SCE)预处理稳定的催化剂中, Pt-(RuOxHy)0.10/MWCNTs 样品中 Pt 的甲醇电氧化反应的 MSA 提高至相应单组分 Pt/MWCNTs 的 9 倍. 将预处理电势区间扩展到高电势(即?0.20~0.96 V vs SCE)会造成钌组分溶解流失, 导致催化剂抗 CO 毒化能力下降. 在经过高电势区间的预处理后, Pt-(RuOxHy)0.20/MWCNTs 对甲醇电氧化反应呈现出最高的催化活性, 为单组分 Pt 催化剂的 1.4 倍. 这些结果证实, 水合氧化钌是 Pt 电催化剂的有效助剂.
    丙烷氧化制丙烯酸催化剂MoVTeNbO的两段焙烧
    王红心;邓忠华;楚文玲;杨维慎
    2009, 30 (6):  490-496. 
    摘要 ( 2184 )   [Full Text(HTML)] () PDF(645KB) ( 897 )  
    研究了不同焙烧方式和两段焙烧方式中不同焙烧温度对 MoV0.3Te0.23Nb0.12Ox 催化剂的结构及其在丙烷选择氧化制丙烯酸反应中催化性能的影响. 结果表明, 两段式焙烧方法促进了活性相 M1 相的生成和体相内较活泼晶格氧的产生, 从而使催化剂性能显著提高. 进一步的实验证明, 两段式焙烧时两个不同阶段的焙烧温度对催化剂的结构和催化性能有重要影响. X 射线衍射和程序升温还原等表征发现, 催化剂的物相组成是一个对催化性能提高的尤为关键的因素, 而较活泼晶格氧的产生对催化剂的活性也有重要影响.
    不同矿源橄榄石对催化苯水蒸气重整的影响
    杨小芹;徐绍平;胡冠;刘长厚
    2009, 30 (6):  497-502. 
    摘要 ( 2220 )   [Full Text(HTML)] () PDF(5811KB) ( 1164 )  
    在固定床反应器中, 以苯为生物质气化焦油模型化合物, 测试了于 900 oC 煅烧的 4 种不同矿源镁橄榄石 (Mg,Fe)2SiO4 及其负载镍催化剂的水蒸气重整活性, 并对煅烧橄榄石进行了 N2 吸附、X 射线衍射、程序升温还原和扫描电镜等测试. 结果表明, 不同矿源橄榄石的组成和表面性质不同, 从而导致相应催化剂的性能差别较大. 在具有较高可还原氧化铁含量和比表面积的橄榄石上, 苯气相碳转化率最高. Ni 的引入大大提高了苯转化率和产气中 CO 选择性, 而降低了 CH4 和 C2H4 选择性. 4 种橄榄石负载镍催化剂的活性存在明显的差异, 可能是因为活性组分在橄榄石载体表面的分散度不同. 对反应后的积炭催化剂进行了热重分析.
    化学气相沉积三甲基氯硅烷制备两亲性HZSM-5沸石
    蒋平;马丽;潘剑;淳远;须沁华;董家騄
    2009, 30 (6):  503-508. 
    摘要 ( 2130 )   [Full Text(HTML)] () PDF(443KB) ( 982 )  
    以三甲基氯硅烷 ((CH3)3SiCl)为改性剂, 采用化学气相沉积法对 HZSM-5 沸石外表面进行修饰, 再通过控制后处理抽空温度, 制得两亲性沸石样品. 在沉积过程中, 改性剂与沸石外表面末端硅羟基作用形成亲油性基团, 使得样品主要呈现出亲油性; 经 423~523 K 抽空处理后, 沉积的 (CH3)3Si 基团发生 Si–C 键断裂而脱附出 1~2 个甲基, 样品表现出两亲性能. 该改性过程对 HZSM-5 沸石的孔道大小和内表面性质影响很小. 在乙酸异戊酯相界面催化水解反应中, 该两亲性沸石分布于水/油两相界面, 表现出明显高于亲水性母体 HZSM-5 沸石的催化活性.
    碱土金属改性SAPO-34催化甲醇制烯烃
    李红彬;吕金钊;王一婧;王新平
    2009, 30 (6):  509-513. 
    摘要 ( 2348 )   [Full Text(HTML)] () PDF(393KB) ( 1228 )  
    用碱土金属 (Mg, Ca, Sr 和 Ba) 通过浸渍法对 SAPO-34 分子筛进行了改性, 在常压连续流动固定床反应器上研究了其对甲醇制烯烃 (MTO) 反应的催化性能. 结果表明, 0.5%~1% Ba 的添加明显提高了 SAPO-34 的抗积炭失活能力, 使催化剂在 WHSV = 2 h?1 和 450 oC 条件下的催化寿命相对延长了 27%.
    鸟巢状氧化镁球形材料的合成、表征及催化性能
    张世刚;;许磊;刘红超;孟霜鹤;杨越;陈吉平;刘中民;
    2009, 30 (6):  514-518. 
    摘要 ( 2853 )   [Full Text(HTML)] () PDF(5665KB) ( 1263 )  
    将硝酸镁和碳酸钾溶液在沸腾的条件下反应, 制备了一种具有鸟巢状形貌的碱式碳酸镁球形材料. 此结构是由片状材料在无模板剂的条件下通过自组装形成, 而且在焙烧过程中, 形貌可以保持不变, 从而制备得到新颖的具有鸟巢状形貌的多孔氧化镁球形材料. 采用 X 射线衍射、低温氮气吸附、红外、热重和扫描电镜等分析手段对制备的材料进行了表征. 结果表明, 鸟巢状氧化镁具有较大的比表面积 (150 m2/g) 和孔容 (0.51 cm3/g). 该材料用于 1,2-丙二醇转化反应时, 丙酮醇的选择性为 92.36%, 显示了良好的催化活性.
    二甲醚部分氧化重整制氢中的部分氧化催化剂的考察
    张启俭;杜凤;何欣欣;周迎春;刘忠文
    2009, 30 (6):  519-524. 
    摘要 ( 2184 )   [Full Text(HTML)] () PDF(404KB) ( 1006 )  
    采用浸渍法制备了一系列负载型贵金属催化剂, 与 Ni/Al2O3 构成双床层催化剂, 在连续流动固定床反应器中, 进行了二甲醚 (DME) 部分氧化重整制氢的研究, 系统地考察了贵金属类型及其负载量、载体以及还原温度与反应温度的影响. 结果表明, Pd/Al2O3 催化性能不及 Pt/Al2O3 和 Rh/Al2O3, 而 Pt/Al2O3 和 Rh/Al2O3 催化性能相当, 考虑到价格因素, 选择了 Pt/Al2O3 作为本反应催化剂. 对 Pt 负载量的考察表明, 0.5%Pt/Al2O3 催化性能最佳, 且 Al2O3 又比 MgO 和 ZrO2 更适合作载体. 通过对工艺条件的考察, 确定适当的还原温度与反应温度均为 700 ºC. 在上述最佳催化剂与反应条件下, DME 转化率保持在 100%, H2 收率可达 80%.
    以异丙胺为模板剂合成 ZSM-23 分子筛
    刘晔;王振东;凌云;李贤波;刘月明;吴鹏
    2009, 30 (6):  525-530. 
    摘要 ( 2313 )   [Full Text(HTML)] () PDF(10508KB) ( 1522 )  
    系统考察了异丙胺-硅溶胶-偏铝酸钠-水体系中合成 ZSM-23 分子筛的影响因素. 结果表明, 当投料 SiO2/Al2O3 比为 60~150 时能够合成出晶相单一、结晶度良好的 ZSM-23 分子筛. SiO2/Al2O3 比、模板剂用量、体系的碱度以及水量均能影响合成产物的晶型. 同时模板剂用量和 SiO2/Al2O3 比对 ZSM-23 分子筛的形貌影响很大. 在优化的条件下, 稳定合成了不同形貌的 ZSM-23 分子筛.
    具有介孔结构的ZSM-12分子筛的制备、表征及催化性能
    吴伟;李凌飞;武光;王鑫;吴维果;基赫佳宁 O;托克塔列夫A;伊切夫斯基 G
    2009, 30 (6):  531-536. 
    摘要 ( 2223 )   [Full Text(HTML)] () PDF(498KB) ( 1236 )  
    采用碱脱硅法制备了具有介孔结构的 ZSM-12 分子筛, 并运用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、固体核磁共振和氨程序升温脱附等方法对碱处理前后的 ZSM-12 分子筛进行了表征, 并考察了碱脱硅改性对分子筛的孔结构、酸性以及催化萘的烷基化反应性能的影响. 结果表明, 通过改变 NaOH 溶液的浓度可以在保持 ZSM-12 分子筛骨架结构的同时, 有效地调变介孔的分布, 随着碱处理浓度的提高, ZSM-12 分子筛的介孔孔容增加, 孔径分布范围变宽, 产生的二次介孔改善了反应产物的扩散性能, 有效地提高了对萘和甲醇烷基化反应的催化性能, 萘转化率和 2,6-二甲基萘选择性均得到提高.
    掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂的还原性能及其机理
    霍超;夏庆华;骆燕;杨霞珍;刘化章
    2009, 30 (6):  537-542. 
    摘要 ( 2128 )   [Full Text(HTML)] () PDF(3662KB) ( 1149 )  
    采用超声共沉淀法制备了掺钡纳米氧化镁负载的钌基氨合成催化剂 Ru/Ba-MgO 和 Ru/La-Ba-MgO. 催化剂中 Ba 是以 BaCO3 的形式存在于 MgO 载体中, 使用时需还原活化为 BaO. 采用升温-恒温-升温阶梯式的还原程序考察了还原条件对催化剂还原性能及催化性能的影响, 并利用透射电镜、X 射线衍射、H2 脉冲化学吸附、热重及程序升温还原等分析手段, 对催化剂在氢气气氛中的还原机理进行了探讨. 结果表明, 催化剂中 BaCO3 的热稳定性及 Ru 粒子是否聚结长大是影响催化剂活性的主要因素. 在氢气气氛中, Ru/Ba-MgO 催化剂的还原过程存在偶合反应, Ru 的存在可加速该偶合反应的进行, 进而促进催化剂还原, 提高其催化活性.
    不同晶相TiO2负载Au催化剂用于巴豆醛选择性加氢
    谢冠群;刘西敬;陶丽萍;鲁继青;罗孟飞;李小年
    2009, 30 (6):  543-548. 
    摘要 ( 2423 )   [Full Text(HTML)] () PDF(2033KB) ( 1267 )  
    以不同晶相的 TiO2 为载体, 利用沉积-沉淀法制备了 Au/TiO2 催化剂, 并将其用于巴豆醛选择性加氢反应, 考察了 TiO2 晶相和还原温度对 Au/TiO2 催化剂性能的影响. 结果表明, 锐钛矿比金红石更有利于提高巴豆醇选择性, 而复合相 TiO2 载体既可增加 Au 的催化活性, 又可提高巴豆醇选择性. 此外, 高温还原能促进 Au/TiO2 催化剂对 C=O 的选择性加氢, 当还原温度为 500 ºC 时, 产物中巴豆醇是丁醛的 2.7 倍.
    载体焙烧温度对 Co-Mo/MgO-Al2O3 变换催化剂性能的影响
    连奕新;王会芳;方维平;杨意泉
    2009, 30 (6):  549-554. 
    摘要 ( 2077 )   [Full Text(HTML)] ()
    通过 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、程序升温脱附、程序升温还原和电子顺磁共振方法研究了焙烧温度对 MgO-Al2O3 载体物化结构和 Co-Mo/MgO-Al2O3 变换催化剂性能的影响. 结果表明, 在 600~800 ºC范围内焙烧的复合氧化物以 MgAl2O4- xMgO-yAl2O3 无定形形式存在, 载体表面存在较多的中强酸-碱位, 相应的负载催化剂具有较高的水煤气变换活性. 在氧化态催化剂中存在较多八面体结构的 Mo 物种, 而硫化态催化剂中含有较多氧硫包围的 Mo 物种. 这些钼物种与催化剂的活性紧密相关.
    活性炭材料对镍基催化剂乙醇气相羰化性能的影响
    章 青;王会芳;孙果宋;黄科林;方维平;杨意泉
    2009, 30 (6):  555-559. 
    摘要 ( 2360 )   [Full Text(HTML)] () PDF(505KB) ( 944 )  
    采用浸渍法制备了负载在竹炭 (BC)、柱状煤质炭 (CYC)、果壳炭 (FC)、木质炭 (WC) 和椰壳炭 (CC) 上的 5 种 Ni 基催化剂, 考察了镍分散度、还原性能及催化乙醇气相羰化制丙酸的性能. 用 N2 物理吸附法、X 射线光电子能谱和程序升温脱附等方法研究了活性炭的孔结构特性、表面含氧官能团种类和数量. 结果表明, Ni/CC 的羰化活性最高, 乙醇转化率和丙酸选择性分别为 96.1% 和 93.2%, 而 Ni/BC 的羰化活性最低, 乙醇转化率和丙酸选择性分别为 63.0% 和 32.7%. 催化剂催化羰化性能与其载体活性炭材料的性质密切相关.
    乙烯在 FeO(100) 面吸附的理论研究
    王玲玲;陈文凯;陆春海;李奕
    2009, 30 (6):  560-564. 
    摘要 ( 2132 )   [Full Text(HTML)] () PDF(21163KB) ( 604 )  
    运用密度泛函理论中的广义梯度近似的 PW91 方法结合周期性平板模型, 探讨了乙烯分子在 FeO(100) 面上不同吸附位的平行吸附行为. 结果表明, 乙烯在 hollow 位上吸附最稳定, 与底物的两个 Fe 原子形成双 σ 键, 吸附能为 86.8 kJ/mol. 吸附前后的态密度、电荷布居、轨道成分和振动频率的分析结果表明, 在吸附过程中, 乙烯的 π 电子向底物转移, 同时 Fe 将 3d 轨道的电子反馈给乙烯的反键 π 轨道, 乙烯 C 的杂化方式由 sp2 部分转化为 sp3.
    可见光完全分解水光催化剂 Bi0.5La0.5VO4 的制备和表征
    王其召;刘恢;袁坚;上官文峰
    2009, 30 (6):  565-569. 
    摘要 ( 2621 )   [Full Text(HTML)] () PDF(2354KB) ( 2030 )  
    通过高温固相法合成了光催化剂 Bi0.5La0.5VO4, 用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对催化剂进行了表征, 并初步讨论了其能带结构. 结果表明, Bi0.5La0.5VO4 为 BiVO4 和 LaVO4 的固溶体, 其禁带宽度约为 2.70 eV, 对应的吸收边为 470 nm, 负载 Pt, RuO2 和 Pt-Cr2O3等后, 在紫外光和可见光下均有光催化活性. 其中负载 Pt-Cr2O3 时, 其光催化活性最高, 可以在紫外光和可见光下完全分解水. 在紫外光照射下, 生成氢气和氧气的速率分别为 28.86 和 14.34 μmol/h. 结果还表明, 通过形成固溶体来调节价带和导带, 是获得可见光响应光催化剂的一种可行的方法.
    碳纳米管表面羧基对纳米 RuO2 颗粒的分散作用
    彭定芬;余皓;彭峰;王红娟;杨剑
    2009, 30 (6):  570-576. 
    摘要 ( 2609 )   [Full Text(HTML)] () PDF(2204KB) ( 1863 )  
    采用硝酸氧化方法对多壁碳纳米管 (CNT) 的侧壁进行修饰, 得到表面羧基含量可控的 CNT, 并进一步考察了碳管表面基团分布与纳米 RuO2 催化剂在 CNT 上的分散度及催化氧化活性之间的关系. 以多齿羧酸配体作为稳定剂, 合成了 RuO2 和 IrO2 纳米颗粒水溶胶, 并通过改变配体的种类及数量对纳米颗粒团聚体粒径进行调控. 研究结果表明, 羧酸配体和碳管表面的羧基均有助于纳米氧化物颗粒的分散.
    综述
    铑/双膦配体催化均相内烯烃氢甲酰化反应的研究进展
    刘雯静;袁茂林;付海燕;李瑞祥;陈华
    2009, 30 (6):  577-586. 
    摘要 ( 2316 )   [Full Text(HTML)] () PDF(428KB) ( 1155 )  
    烯烃氢甲酰化反应是工业上合成醛的重要方法. 由于双膦配体良好的配位能力, 形成的铑配合物有很好的催化活性, 在内烯烃氢甲酰化反应中, 可以有效地提高直链醛选择性. 本文系统地综述了近年来双膦配体铑配合物催化均相内烯烃氢甲酰化反应的研究进展, 讨论了双膦配体结构对催化剂活性和生成直链醛选择性的影响.