催化学报

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Cr对In/WO3/ZrO2催化剂上甲烷选择性催化还原NO的促进作用

荆国华;李俊华;郝吉明

2009, 30 (10): 973-975.

摘要 ( 1826 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(344KB) ( 666 )

分别采用浸渍法和机械混合法制备了 Cr 改性的 In/WO3/ZrO2 (In/WZr) 催化剂, 考察了改性前后催化剂的 CH4 选择性催化还原 NO 的活性. 结果表明, 将 Cr2O3 与 In/WZr 机械混合可显著提高 In/WZr 催化剂活性, Cr 的加入促进了气相中 NO 向 NO2 的转化. 而浸渍法制备的 Cr/In/WZr 催化剂活性远低于改性前的 In/WZr 催化剂, 这是由于在制备过程中部分 Cr2O3 转化为 CrO3, 使其氧化性大大提高, 从而将 CH4 完全氧化为 CO2 和 H2O, 不利于将 CH4 活化为反应所需的中间活性物种.

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Pd-SiW12/SiO2催化乙烯气相直接氧化制乙酸：SiO2孔结构的影响

徐庶亮;;王丽霞;;楚文玲;杨维慎

2009, 30 (10): 976-980.

摘要 ( 1997 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用三种不同孔结构的 SiO2 制备了 Pd-SiW12/SiO2 催化剂, 通过 X 射线衍射、N2物理吸附、吡啶吸附红外光谱以及 H2 脉冲化学吸附对催化剂进行了表征, 并考察了 Pd-SiW12/SiO2 催化剂上乙烯直接氧化制乙酸反应性能. 结果表明, 以孔径较大的粗孔硅胶为载体制备的 Pd-SiW12/SiO2 催化剂显示出最高的催化活性, 乙酸收率为 145.2 g/(L•h). 这是由于 Pd 在粗孔硅胶载体表面良好的分散使其具有较高的催化活性.

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六齿八羟基喹啉锰类配合物催化二甲亚砜的氧化消除

谢芳;伏再辉;衷晟;叶正培;周小平;刘凤兰;卢春丽;荣春英; 毛利秋;尹笃林

2009, 30 (10): 981-985.

摘要 ( 2228 ) [Full Text(HTML)] ()

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在 NH4OAc 和 HOAc 的促进下, 使用环境友好的丙酮-水混合溶剂, 六齿八羟基喹啉锰类配合物 (Q3MnIII) 能够高效地催化 H2O2 氧化二甲亚砜 (DMSO). 卤素取代的 Q3MnIII 配合物具有更高的催化活性, 这归因于卤素取代基能加强 Q3MnIII 的畸变效应, 这一点经 B3LYP/6-311G+(d) 计算得到证实. 另外考察了一些因素对反应的影响, 并提出了一个催化反应机理.

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Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ金属陶瓷双相膜的氢渗透性与稳定性

詹世景;;朱雪峰;王卫平;计宝峰;;杨维慎;林励吾

2009, 30 (10): 986-990.

摘要 ( 1920 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了金属陶瓷双相 Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ膜, 并将其用于从含氢混合气中分离氢气, 研究了该膜在不同条件下的透氢性能以及膜片在 CO2 与 H2O 存在条件下的透氢稳定性. 结果表明, 膜片的透氢量随着温度的升高而提高. 当使用含 3% H2O 的原料气时, 膜片透氢量是其在干燥气氛时的 2~5 倍; 在 900 °C, 原料气为潮湿 80% H2/He 的条件下, 膜片的透氢量达到 0.073 cm3/(min cm2). 膜片在含有 30% CO2 的混合气中, 经 100 h 寿命实验后, 仍然保持较高的渗透稳定性. 这些结果表明该双相膜在分离 CO2 和 H2 混合气中具有很好的应用前景.

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固相球磨法制备丙烷氧化脱氢V2O5/NiO催化剂

斯琴塔娜;徐爱菊;张宇;照日格图

2009, 30 (10): 991-996.

摘要 ( 1804 ) [Full Text(HTML)] ()

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以不同温度焙烧制备的 NiO 和 V2O5 为前驱物, 采用固相球磨法制备了 V2O5/NiO 催化剂, 考察了前驱物的焙烧温度对该催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯反应性能的影响, 并采用 X 射线衍射、N2 物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱、透射电子显微镜、H2 程序升温还原和 X 射线光电子能谱等对催化剂进行了表征. 结果表明, 固相球磨法制备的 V2O5/NiO 催化剂表现出较好的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能, 当以 400 oC 焙烧的氧化物为前驱体时, V2O5/NiO 催化剂表面含有较多的未完全还原氧物种 Oδ?, 因而表现出了较高的丙烯选择性. 在 475 oC 反应时, 丙烷转化率可达 20.1%, 丙烯选择性达到 71.2%.

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微波辅助法制备铈锆固溶体在CO低温氧化反应中的应用

杨志强;毛东森;朱慧琳;卢冠忠

2009, 30 (10): 997-1000.

摘要 ( 2154 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用共沉淀法并分别结合室温老化、常规加热回流和微波辅助加热回流三种不同的处理方法制备了铈锆固溶体 Ce0.6Zr0.4O2, 并以其为载体制备了 CuO/Ce0.6Zr0.4O2 催化剂. 采用 N2 吸附、X 射线衍射和 H2 程序升温还原等技术对 Ce0.6Zr0.4O2 载体和 CuO/Ce0.6Zr0.4O2 催化剂的织构特性和可还原性进行了表征, 另外还考察了 CuO/Ce0.6Zr0.4O2 催化剂对 CO 低温氧化反应的催化活性. 结果表明, 采用微波辅助加热回流处理方法制备的 Ce0.6Zr0.4O2 载体具有最大的比表面积 (170.8 m2/g) 和孔容 (0.408 cm3/g), 以其为载体所制备的 CuO/Ce0.6Zr0.4O2 催化剂, 其 CuO 具有良好的分散性和低温可还原性, 在 CO 低温氧化反应中表现出最好的催化活性.

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载体对负载型金催化剂上甲醛催化氧化的影响

李洪芳;刘雪松;郭存霞;刘统;罗孟飞;鲁继青

2009, 30 (10): 1001-1006.

摘要 ( 2100 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用沉积-沉淀法和氨水络合法制备了 Al2O3, TiO2, CeO2 和 SiO2 负载的纳米金催化剂, 利用元素分析、X 射线衍射、氮气物理吸附、程序升温还原、透射电镜和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征, 并考察了其低温催化甲醛氧化活性. 结果表明, Au/CeO2 的催化性能最佳, 在 40 oC 时甲醛转化率仍能保持在 80% 以上. 催化剂的活性同时受 Au 的化学状态和载体性质的影响. Au/CeO2 催化剂较高的低温活性可能与离子态的 Au 物种有关, 同时 AuxCe1-xO2-δ 固溶体的形成产生了大量的氧缺位, 提高了氧的活化能力, 也有助于提高催化剂的低温活性.

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V2O5/ACF催化剂低温下选择性催化还原NO的机理

侯亚芹;黄张根;马建蓉;郭士杰

2009, 30 (10): 1007-1011.

摘要 ( 2290 ) [Full Text(HTML)] ()

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将 V2O5 担载在活性炭纤维 (ACF) 上制得 V2O5/ACF 催化剂, 并采用暂态响应实验和 NH3 吸附氧化实验等考察了影响 V2O5/ACF 催化剂上选择性催化还原 (SCR) 反应的关键因素. 结果表明, NH3 在催化剂表面的吸附是必要的, 而且该吸附是一个快速过程; 气相 O2 的存在有利于形成催化剂中所需的活性氧化态物种. NH3 吸附-脱附与原位质谱相结合的实验表明, V2O5/ACF 催化剂具有吸附 NH3 和将 NH3 氧化为 N2H2 的能力, N2H2 为 NH3 氧化的一种中间体.

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直接甲醇燃料电池阴极耐甲醇Pd-Co/C电催化剂的制备与表征

刘影;;赵红;闫世友;齐静;孙公权

2009, 30 (10): 1012-1016.

摘要 ( 2239 ) [Full Text(HTML)] ()

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以 NaBH4 为还原剂, 采用共还原法和分步还原法制备了粒径分布均匀的 Pd/C 和 Pd-Co/C 电催化剂. X 射线衍射、透射电镜、电化学循环伏安和旋转圆盘电极等表征结果表明, 与 Pd/C 电催化剂相比, 两种方法制备的 Pd-Co/C 电催化剂的晶格常数明显缩小, 其中分步还原法制备的电催化剂不仅具有良好的氧还原活性, 而且表现了良好的耐甲醇性能.

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溶胶-凝胶法制备MoO3-CeO2-SiO2氧化脱硫催化剂

张健;白秀梅;李翔;王安杰;马学虎

2009, 30 (10): 1017-1021.

摘要 ( 2488 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶-凝胶法制备了 MoO3-CeO2-SiO2 复合氧化物催化剂, 通过 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱和 X 射线光电子能谱对催化剂进行了表征. 在温和条件 (40 oC, 常压) 下, 以过氧化羟基异丙苯 (CHP) 为氧化剂, 甲苯为溶剂, 二苯并噻吩 (DBT) 为模型硫化物, 在固定床流动反应器上考察了该复合氧化物催化剂的氧化脱硫反应性能, 并研究了催化剂中 Mo/Si 和 Ce/Si 摩尔比对反应活性的影响. 结果表明, Mo 物种主要以 MoO3 的形式存在, 最佳 Mo/Si 和 Ce/Si 摩尔比分别为 0.1 和 0.02. 适量 CeO2 的引入可以提高 SiO2 上 MoO3 的分散度. 不含 CeO2 的催化剂中钼主要以高价态的钼离子 (Mo6+) 存在, 添加 CeO2 后, 可能有一定量的低价态的钼离子 (Mo5+) 生成, MoO3-CeO2-SiO2 催化剂高的氧化脱硫活性可能与 Mo5+的存在有关.

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甲烷水蒸气重整与甲烷无氧芳构化反应耦合提高Mo/MCM-49催化剂稳定性

姚颂东, 孙长勇, 李娟, 顾立军, 申文杰

2009, 30 (10): 1022-1028.

摘要 ( 1940 ) [Full Text(HTML)] ()

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甲烷无氧芳构化 (MDA) 和甲烷水蒸气重整 (MSR) 的耦合反应可以大幅度提高甲烷无氧芳构化反应的稳定性. 单独的甲烷无氧芳构化反应失活较快, 甲烷转化率从 0.5 h 的 14.5% 很快下降至 15 h 的 3.5%. 而采用联合 MSR/MDA 反应体系, 甲烷的转化率从 12.5 h 的 11.5% 非常缓慢地下降至 60 h 后的 6.5%. MSR 反应原位生成的 CO 和 H2 能降低反应中生成的 CHx物种数量, 减少催化剂上积炭的生成, 进而延长反应时间. MSR 反应过程中高比例 H2 的生成更能有效地减少与 B 酸相关的积炭的生成, 从而更好地抑制反应的失活.

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CNT表面修饰对Pt/CNT在邻氯硝基苯加氢反应中催化性能的影响

贾永涛;王闯;梁长海;邱介山;

2009, 30 (10): 1029-1034.

摘要 ( 2300 ) [Full Text(HTML)] ()

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用乙二醇还原法制备了碳纳米管 (CNT) 负载的铂催化剂 (Pt/CNT), 考察了 CNT 化学修饰与物理修饰对催化剂的影响. CNT 化学修饰采用 H2SO4-HNO3 氧化法, 物理修饰采用十二烷基硫酸钠 (SDS) 吸附法. 用 X 射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子发射光谱、H2 程序升温脱附、傅里叶变换红外光谱和元素分析对 Pt/CNT 催化剂进行了表征, 并以邻氯硝基苯选择加氢为探针反应考察了 Pt/CNT 的催化性能. 结果表明, 化学修饰与物理修饰都能在 CNT 表面引入一定数量的活性位, 有助于促进 Pt 异相成核, 提高 Pt 的分散性, 进而提高催化剂的活性. SDS 在一定浓度下可形成特定结构的胶束, 导致形成特定形貌的 Pt 纳米粒子.

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多级结构ZSM-5沸石分子筛的合成及其Mo基催化剂在甲烷无氧脱氢芳构化中的应用

于素霞;杨建华;初乃波;李刚;鲁金明;王金渠

2009, 30 (10): 1035-1040.

摘要 ( 2260 ) [Full Text(HTML)] ()

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以经盐酸预处理的碳纳米管为第二模板, 在不添加其它有机溶剂的情况下, 仅通过控制晶化条件, 即采用变温水热晶化法合成具有多级结构的 ZSM-5 分子筛. 通过 X 射线衍射、红外光谱测试、透射电镜和 N2 吸附对合成的分子筛进行了表征, 结果表明, 该合成分子筛呈近球形, 是由纳米棒自组装形成的具有多级结构的亚微米球. 该分子筛改性后用于甲烷无氧脱氢芳构化反应, 显示出良好的催化性能, 甲烷转化率最初达到 19%, 反应至 24 h 时甲烷转化率仍保持在 10% 左右, 并且保持了较高的芳香物选择性 (达到 50% 以上).

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镧改性的CuHY分子筛中铜离子的分布及其对吸附脱硫性能的影响

范闽光;李斌;张飞跃;方金龙;李望良;邢建民;刘自力

2009, 30 (10): 1041-1048.

摘要 ( 1985 ) [Full Text(HTML)] ()

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在氮气气氛下采用等体积浸渍法制备了载 Cu 的 HY 和 LaHY 分子筛. 用 X 射线衍射 (XRD)、N2 吸附、氨程序升温脱附和 X 射线光电子能谱对分子筛进行了表征. 通过多晶 XRD 确定了 Cu2+离子在 Y 型分子筛笼内的结构与分布, 并测定了分子筛在含二苯并噻吩 (DBT) 的模拟柴油中的吸附脱硫性能. 结果表明, 前驱体 CuCl2 中的大部分 Cu 物种与 HY 和 LaHY 分子筛进行了离子交换. 对于 La3+改性的 CuHY 分子筛 (CuLaHY), 进入分子筛超笼中的 Cu2+离子与骨架氧和水分子配位, 牢固地定位于 Y 型分子筛超笼的 SII 及 SIII 位; 对于 CuHY 分子筛, 超笼中的 Cu2+离子只接近于 SII 及 SIII 位. 极少部分 CuCl 分子高度分散在分子筛笼内, 没有定位. 处于超笼中 SII 及 SIII 位的 Cu2+离子对模拟柴油中的 DBT 分子具有吸附作用, 是吸附脱硫的活性中心. CuLaHY 分子筛的吸附脱硫性能优于 CuHY 分子筛. 当模拟柴油中含有萘时, 萘与 DBT 分子会产生竞争吸附.

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不同结构SAPO-34催化剂上1-己烯催化裂解制丙烯

Zeeshan NAWAZ;汤效平;朱杰;魏飞;*;Shahid NAVEED

2009, 30 (10): 1049-1057.

摘要 ( 2152 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了 100% SAPO-34, 30% SAPO-34 和介孔-SAPO-34 三种不同类型的 SAPO-34 分子筛催化剂, 并采用氮吸附、扫描电镜、X 射线衍射和红外光谱等方法对催化剂进行了表征. 三种催化剂的微孔结构、比表面积和总酸量近似, 但具有不同的催化剂组成和次级结构. 以 1-己烯裂解为模型反应考察了三种催化剂的催化活性. 对于 30% SAPO-34 催化剂, 由于添加了粘结剂, 其外表面酸性和扩散性能下降, 导致催化活性降低; 100% SAPO-34 催化剂则具有较好的催化性能; 介孔 SAPO-34 催化剂次级结构的存在使其失活较慢, 从而提高了原料的转化率. 详细讨论了 1-己烯催化裂解制丙烯的活性和选择性曲线, 以进一步说明催化剂组成和结构的影响.

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ZnO纳米管的光学性质及其对甲基橙降解的光催化活性

李长全;罗来涛;熊光伟

2009, 30 (10): 1058-1062.

摘要 ( 2525 ) [Full Text(HTML)] ()

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以十二烷基硫酸钠为模板剂采用水热法合成了 ZnO 纳米管, 以尿素和 ZnSO4 为原料制备了 ZnO 纳米颗粒, 并应用透射电镜、X 射线衍射、光致发射光谱、拉曼光谱、比表面积测定、傅里叶红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征. 结果表明, ZnO 纳米管的比表面积较大, 在 λ ≈ 650 nm 的可见光波段 ZnO 纳米管开始出现吸收峰, 而 ZnO 纳米颗粒在可见光波段几乎没有吸收. ZnO 纳米管和纳米颗粒在紫外光照射下均对甲基橙有降解作用, 其中 ZnO 纳米管的光催化活性较高. 随着催化剂用量的增加和光照时间的延长, 甲基橙降解率逐渐提高; 甲基橙浓度的增大使甲基橙降解率降低.

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Pt/C-RuO2催化剂对提高质子交换膜燃料电池动态响应性能的作用

韩亚坤;徐洪峰;卢璐

2009, 30 (10): 1063-1067.

摘要 ( 1799 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过溶胶混合法将超级电容器材料 RuO2 负载到 Pt/C 上, 制成了 Pt/C-RuO2 催化剂, 并用这种催化剂组装成质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 单电池, 测试了其循环伏安曲线和多电位阶跃计时电流. 结果表明, 加入 RuO2 之后, 催化剂的双电层电容明显增大. 单电池的放电曲线测试结果表明, 在加入少量 RuO2(w ≤ 8%) 的情况下, 单电池的性能略有降低. 通过单电池在不同电流下电压动态响应和对脉冲电流的动态响应测试, 表明在加入 RuO2 之后, 单电池电压的瞬间衰减明显减缓. 这说明 RuO2 具有在瞬间加大电流负载时缓冲电池电压的作用, 即以 Pt/C-RuO2 为催化剂的 PEMFC 单电池的动态响应性能大幅度提高.

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不同载体负载的Cu2(OH)3Cl催化剂对甲醇氧化羰基化的催化性能

王瑞玉;李忠;郑华艳;谢克昌

2009, 30 (10): 1068-1072.

摘要 ( 2450 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浆液浸渍法制备了不同载体负载的 Cu2(OH)3Cl 催化剂, 考察了催化剂对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯 (DMC) 反应的催化性能. 结果表明, 各载体负载的 Cu2(OH)3Cl 催化剂活性均高于传统的负载 CuCl2 催化剂; 以比表面积较大的活性炭 (AC) 为载体的催化剂活性最高. 以 Cu2(OH)3Cl/AC (w(Cu)=18.71%) 为催化剂时, 甲醇转化率、DMC 选择性和 DMC 时空收率可分别达到 6.93%, 67.3% 和 139.1 mg/(g•h); 其催化性能比较稳定, 反应 60 h 后其催化活性略有下降. 通过 CO 程序升温脱附、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和扫描电镜等技术对催化剂进行了表征. 结果表明, 在反应过程中催化剂的活性物种 Cu2(OH)3Cl 的晶粒逐渐团聚、长大, 并且转化为 CuCl2 和 CuO; 同时, 新鲜催化剂中唯一的 CuⅡ物种部分转化为 CuI 物种.

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