催化学报

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第33卷第2期目次

2012, 33 (2): 0.

摘要 ( 1140 )

PDF(1536KB) ( 894 )

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生物油中酚类化合物加氢脱氧催化剂研究进展

王威燕, 张小哲, 杨运泉, 杨彦松, 彭会左, 刘文英

2012, 33 (2): 215-221. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10922

摘要 ( 3065 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(469KB) ( 1736 )

随着化石能源日益匮乏, 生物质热裂解制备生物油广受关注. 然而, 生物油中含有大量酚、呋喃、醛、酮等含氧化合物, 含氧量高达 50%, 导致其热值低、化学稳定性差等, 因而阻碍了它的广泛应用, 必须对其进行加氢脱氧精制降低含氧量. 在生物油中众多含氧化合物中, 酚羟基氧被认为是最难被脱除的. 对酚类含氧化合物加氢脱氧催化剂及反应进行了简单综述, 并提出了如何进一步提高催化剂性能的有效方法.

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燃料电池Pt 基核壳结构电催化剂的最新研究进展

张海艳, 曹春晖, 赵健, 林瑞, 马建新

2012, 33 (2): 222-229. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10947

摘要 ( 3161 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(468KB) ( 1865 )

综述了用于燃料电池的 Pt 基核壳结构电催化剂的制备方法和表征方法的最新研究进展. 首先, 详细介绍了核壳结构催化剂的制备方法, 主要包括胶体法、电化学法和化学还原法等. 其中胶体法的应用最为广泛, 制备过程简单易控; 电化学法和化学还原法在最近几年得到了迅速发展, 并有望用于核壳结构电催化剂的批量化生产. 其次, 简单阐述了核壳结构电催化剂特用的表征方法. 其中高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜是近年来发展的一种新技术, 它利用暗场强度与原子序数的比例关系可以有效地表征核壳电催化剂的特殊结构. 最后, 总结了存在的问题并展望了可能的发展方向.

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以水热法合成的 ZrO₂ 负载 Au 催化剂的低温水煤气变换反应

张燕杰, 詹瑛瑛, 曹彦宁, 陈崇启, 林性贻, 郑起

2012, 33 (2): 230-236. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60327-6

摘要 ( 3100 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(989KB) ( 1185 )

采用一种简便的水热法合成了一系列 ZrO2, 并采用沉积-沉淀法制得相应 1.0% Au/ZrO2 催化剂, 在模拟甲醇重整气气氛下评价了它们的低温水煤气变换 (WGS) 反应催化性能. 结果发现, 于 150 oC 水热合成的 ZrO2 负载的 Au 催化剂活性最佳, 240 oC 反应时 CO 转化率达 87%, 明显高于相同反应条件下 Au 负载量较高的 Au/Fe2O3, Au/CeO2 及 Au/CeZrO4 催化剂. 采用 X 射线衍射、原子吸收光谱、N2 物理吸脱附及扫描电子显微镜等手段对样品进行了表征. 结果表明, Au/ZrO2 催化剂的总孔体积及平均孔径越大、圆形片状形貌越规整, 其低温 WGS 催化活性就越高.

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Nanocasting, Template Synthesis, and Structural Studies on Cesium Salt of Phosphotungstic Acid for the Synthesis of Novel 1,3,5-Triaryl-pyrazoline Derivatives

Razieh FAZAELI, Hamid ALIYAN, Shahram TANGESTANINEJAD, Esmaeel MOHAMMADI, Maryam BORDBAR

2012, 33 (2): 237-246. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60330-6

摘要 ( 2858 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(610KB) ( 1179 )

The elimination of the silica matrix of composites by HF occurred by a two-step reaction deposition of a Cs_2.5H_0.5PW₁₂O₄₀ (CsHPW) salt nanocrystal. We used 2D hexagonal SBA-15 silica as a template for the nanofabrication of CsHPW nanoparticles. Nanocast CsHPW materials are stable against leaching and colloidization in polar solvents. The catalytic performance of the nanocast CsHPW materials exceeded that of bulk Cs_2.5H_0.5PW₁₂O₄₀, which is the most active among the acidic HPW salts. A series of novel 1,3,5-triaryl-pyrazoline derivatives were synthesized by the reaction between chalcone and phenylhydrazine in high yield in the presence of CsHPW salt nanocrystals.

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H₂ Production with Low CO Selectivity from Photocatalytic Reforming of Glucose on Ni/TiO₂-SiO₂

R. M. MOHAMED, Elham S. AAZAM

2012, 33 (2): 247-253. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60276-8

摘要 ( 2880 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(516KB) ( 1027 )

Nano-sized Ni particles on TiO₂-SiO₂ were synthesized by the two methods of photo-assisted deposition (PAD) and impregnation. H₂, which is a promising energy carrier, with a low CO concentration was produced by the photocatalytic reforming of glucose (a model biomass) on the Ni/TiO₂-SiO₂ catalyst. The supported Ni enhanced the rate of H₂ production while it suppressed CO selectivity. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, X-ray absorption fine structure, transmission electron microscope, and nitrogen adsorption analysis. Both H₂ production and CO selectivity were strongly dependent on the preparation method, and PAD-Ni/TiO₂-SiO₂ was the better catalyst for H₂ production with the lowest CO concentration.

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Hydrothermal Synthesis of Porous Ag₂S Sensitized TiO₂ Catalysts and Their Photocatalytic Activities in the Visible Light Range

ZHU Lei, MENG Zeda, TRISHA Ghosh, OH Won-Chun

2012, 33 (2): 254-260. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60296-3

摘要 ( 2521 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(738KB) ( 1634 )

Porous Ag₂S sensitized TiO₂ catalysts were synthesized by the hydrothermal process. The crystallization and porous structure of the Ag₂S/TiO₂ composite photocatalysts were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray analysis, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy, and N₂ adsorption. The Ag₂S/TiO₂ composites were mainly composed of anatase TiO₂ and acanthite Ag₂S. The absorption edge wavelengths of TiO₂ and the Ag₂S/TiO₂ composite prepared with 3 mmol Na₂S·5H₂O were 400 and 800 nm, respectively, that is, the absorption edge of the composite had a pronounced red shift. The photocatalytic activity under visible light was investigated by the degradation of methylene blue with a UV-Vis spectrophotometer. The photocatalytic activitiesunder visible light of the Ag₂S/TiO₂ photocatalysts were much higher than that of TiO₂.

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Photodegradation of Molasses by a MoO₃-TiO₂ Nanocrystalline Composite Material

Madhukar NAVGIRE, Ajeet YELWANDE, Deepak TAYDE, Balasaheb ARBAD, Machhindra LANDE

2012, 33 (2): 261-266. DOI: 10.1016/S1872-2067(10)60298-7

摘要 ( 2181 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(356KB) ( 1495 )

A MoO₃-TiO₂ nanocrystalline composite material was prepared by a simple sol-gel method. The synthesized material was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy with an electron dispersion spectroscopy, transmission electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. Melanoidin is a dark brown pigment found in wastewater from the sugar industry and it pollutes water. This polluted water is generally referred to as molasses and it undergoes fermentation and is solely responsible for water, soil, and air pollution. The synthesized catalytic material was found to be effective in degrading molasses under UV-visible radiation. Analysis of treated and untreated molasses was carried out by measuring its color, chemical oxygen demand, biological oxygen demand, pH, and total dissolved solid. Results from these analyses indicate the effective photodegradation of the molasses. This methodology has several advantages such as high photocatalytic activity, non-toxicity, cleanliness, and reusability of the catalytic material.

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Polysulfide Poisoning of Ag Electrocatalyst during L-Ascorbate Ion Electro-oxidation in Alkaline Solution

Fereydoon GOBAL, Laleh MAJARI KASMAEE

2012, 33 (2): 267-274. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60331-8

摘要 ( 2361 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(403KB) ( 677 )

L-Ascorbate anion electro-oxidation on a silver electrode in hydroxide solution in the absence and presence of sodium polysulfide of concentrations from 1 × 10^–5 to 4.5 × 10^–4 mol/L was studied using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Both hydroxide and polysulfide ions inhibited L-ascorbate ion oxidation, with the poisoning effect of polysulfide ion being more pronounced in the potential range of –0.3 to –0.2 V/SCE. The time constants for L-ascorbate ion oxidation in the absence and presence of polysulfide were, 10^–3 to 1 × 10^–2 s and 1 × 10^–4 to 1 × 10^–2 s, respectively depending on the potential used for the impedance analysis. Based on the cyclic voltammetry findings, a mechanism for L-ascorbate oxidation in the presence of polysulfide ions was proposed. Impedance calculations based on the kinetic analysis can account for the occurrence of a negative impedance in a potential region around –0.2 V/SCE in the Nyquist polts.

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利用交联杏仁粉作为廉价而稳定的催化剂通过优化逆水解反应体系显著提高长链烷基糖苷的平衡得率

王琴琴, 郁蕙蕾, 赵娜, 李春秀, 尚亚卓, 刘洪来, 许建和

2012, 33 (2): 275-280. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60333-1

摘要 ( 2846 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(450KB) ( 969 )

使用酶法合成了一系列不同烷基链长的β-D-烷基葡萄糖苷. 结果表明, 除甲基糖苷外, 烷基碳链越长, 反应初速度越低, 糖苷的最终收率越低. 从热力学角度系统地研究了这些糖苷合成的平衡常数和吉布斯自由能变化. 通过改变反应的平衡, 提高了长链烷基糖苷的最终收率. 当水含量从 10% 降至 5% (v/v), 使用叔丁醇作为共溶剂, 添加 0.1 mol/L 葡萄糖作为底物时, 癸基糖苷的平衡得率从 1.9% 提高至 6.1%. 除了其他长链的烷基糖苷外, 庚基糖苷也显示了明显的表面活性剂活性.

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柠檬酸络合法制备的 Co/CeO₂催化剂上中温乙醇水蒸气重整性能

庞潇健, 陈亚中, 代瑞旗, 崔鹏

2012, 33 (2): 281-289. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60335-5

摘要 ( 3163 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(975KB) ( 972 )

采用柠檬酸络合法制备了 Co/CeO₂ 及其钙掺杂系列催化剂, 并对催化剂进行了低温 N₂ 物理吸附、X 射线衍射、H2 程序升温还原、傅里叶变换红外光谱、高分辨透射电镜表征以及乙醇水蒸气重整催化性能测试. 结果表明, 所制 Co/CeO₂ 催化剂具有良好的乙醇水蒸气重整催化性能, 500 ^oC 时乙醇能全部转化为 C1, 氢气产率高达 85% 以上. Ca 掺杂减小了载体 CeO₂ 纳米颗粒尺寸, 但对还原后 Co⁰ 尺寸的影响较小. 当 Ca 掺杂量大于 5.0% 时, 催化剂氧化还原性能和乙醇水蒸气重整催化性能下降. 较高的还原温度有利于体相 Ce⁴⁺ 还原为 Ce³⁺, 并且提高了催化活性, 认为金属-氧化物边界的增加提高了催化活性. 初步稳定性考察结果表明, 5% 钙掺杂后的催化剂具有更好的抗积炭性能.

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快速功能化碳纳米管载 Pt 催化剂的醇氧化性能研究

尹诗斌, 朱强强, 强颖怀, 罗林

2012, 33 (2): 290-297. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60332-X

摘要 ( 2886 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(828KB) ( 975 )

采用 HF 刻蚀及交替微波加 H2O2 相结合的方法进行快速功能化碳纳米管 (CNTs), 应用红外光谱、拉曼光谱和透射电镜等方法详细考察了 CNTs 及其载 Pt 催化剂的物化性质, 并采用循环伏安法、线性电流扫描法和计时电流法考察了所得催化剂的电化学性能. 结果表明, CNTs 经过HF刻蚀和交替微波 H2O2 双重处理后更适合用作催化剂载体, 以 10s-on/20s-off 加热 5 次所得 CNTs 载 Pt 催化剂显示出最佳的催化性能. 这可归因于处理后的 CNTs 表面含有丰富的微孔及含氧官能团, 能有效增强 Pt 颗粒及 CNTs 间相互作用.

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Novel Approach to Benzimidazoles Using Fe₃O₄ Nanoparticles as a Magnetically Recoverable Catalyst

Bahador KARAMI, Shaghayegh NIKOSERESHT, Saeed KHODABAKHSHI

2012, 33 (2): 298-301. DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60329-X

摘要 ( 2810 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(243KB) ( 1311 )

Magnetically recoverable Fe₃O₄ nanoparticles have been synthesized as a catalyst for the cyclocondensation of 1,2- phenylenediamines with orthoesters under solvent-free conditions. Catalyst loadings can be as low as 1 mol% to give high yields of the corresponding benzimidazole derivative at 80 °C. This green method offers significant advantages in terms of its simplicity, low catalyst loadings, high product yields, and non-toxic nature. The Fe₃O₄ nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy.

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毛白杨环氧水解酶的异源表达及其在催化拆分手性环氧化物中的应用

赵晶, 鞠鑫, 潘江, 李春秀, 王敏杰, 许建和

2012, 33 (2): 302-307. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10832

摘要 ( 2070 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(739KB) ( 676 )

对已公布的全基因组进行检索发现, 杨树 (Populus tomentosa) 至少含有 24 个预测为可溶性环氧水解酶的基因. 从中选取了 7 个可能的环氧水解酶基因进行克隆, 通过扩增得到其中 5 个毛白杨 (Populus tomentosa Carr) 环氧水解酶基因. 序列分析显示, 它们与已克隆的巨大芽胞杆菌环氧水解酶的同源性仅为 24%~26%. 对该系列基因进行了在 E. coli 中的异源表达, 并将得到的 5 个环氧水解酶 (PTEH 1~5) 用于缩水甘油苯基醚和对硝基苯乙烯氧化物的酶促水解反应. 结果发现, 其中 3 个重组酶具有显著的环氧水解酶活性. 进一步研究表明, PTEH1 和 PTEH2 对于缩水甘油苯基醚显示了一定的反常规的 (R)-选择性, 而 PTEH5 则优先水解 (S)-构型的缩水甘油苯基醚. 因此, 毛白杨中环氧水解酶表现出多样性.

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二维六方 p6mm 有序介孔 WO₃-TiO₂ 复合材料的制备及其可见光光催化性能

黄燕, 李可心, 颜流水, 戴玉华, 黄智敏, 薛昆鹏, 郭会琴, 熊晶晶

2012, 33 (2): 308-316. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10841

摘要 ( 3283 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1829KB) ( 1180 )

以非离子型表面活性剂为模板剂, 采用蒸发诱导自组装法制备了一系列不同 WO₃ 含量的有序介孔 WO₃-TiO₂ 复合材料, 并表征了其孔结构、形貌、孔隙率、光谱性质及组成. 结果表明, 该材料呈二维六方 p6mm 对称和锐钛矿晶相结构; 与无序 WO₃-TiO₂ 复合材料相比, 其比表面积更大 (152~154 m²/g) , 孔径更均一 (5.3 nm), 且比纯 TiO₂ 的帯隙宽度更窄(3.0 eV) . 将该 WO₃-TiO₂ 样品用于可见光光催化降解水相中罗丹明 B 和 2,4-二氯苯氧乙酸的反应中, 发现 WO₃ 含量适当的有序介孔 WO₃-TiO₂ 样品的光催化活性比无序的样品和纯 TiO₂ 的更高.

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焙烧温度对甲硫醇催化剂 K₂WO₄/Al₂O₃ 结构和性能的影响

张元华, 陈世萍, 袁成龙, 方维平, 杨意泉

2012, 33 (2): 317-322. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10870

摘要 ( 2895 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(546KB) ( 1102 )

研究了焙烧温度对溶胶-凝胶法制备的甲硫醇催化剂 K₂WO₄/Al₂O₃ 的表面结构和催化性能的影响. 表征结果显示, K₂WO₄ 在 Al₂O₃ 上分散得较好, 在 450 和 550 ^oC 焙烧的催化剂颗粒大小均匀, 无明显团聚现象. 随着焙烧温度的升高, 催化剂的比表面积减小, 表面钨物种与 Al₂O₃ 的相互作用减弱, 与碱物种的相互作用增强, 酸碱强度降低. K₂WO₄/Al₂O₃ 表面不含质子酸. 催化剂活性与其比表面积及表面的共轭酸碱对密切相关. 评价结果表明, 在 550 ^oC 焙烧而制得的催化剂活性最高.

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AlCl₃/γ-Al₂O₃ 催化剂的制备及其催化脱除焦化苯中噻吩的性能

王文博, 马琳, 廖俊杰, 解园园, 常晋豫, 常丽萍

2012, 33 (2): 323-329. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10845

摘要 ( 2881 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(554KB) ( 959 )

采用气相负载法制备了 AlCl₃/γ-Al₂O₃催化剂, 考察了 γ-Al₂O₃的粒径、温度、时间、AlCl₃加入量和载气流量等制备条件对催化剂上噻吩与烯烃烷基化反应活性的影响, 并采用 Raman 光谱、X 射线衍射和 N2 吸附-脱附等技术对样品进行了表征, 用气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行了定性分析. 结果表明, AlCl3 主要通过与 γ-Al₂O₃ 表面 –OH 结合而有效负载并均匀分布于其表面, 制得的 AlCl3/γ-Al₂O₃催化剂对噻吩和烯烃的烷基化反应具有较好的催化能力, 反应产物主要是烷基噻吩. 在 200 °C, 将 3 g 的 AlCl₃ 100 ml/min 的 N2 向 10 g 的 γ-Al₂O₃(0.198~0.246 mm) 上负载 5 h, 制得的 AlCl₃/γ-Al₂O₃催化剂活性最高, 在液剂比为 20 ml/g 时, 噻吩脱除率可达 62.11%.

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羰基还原酶辅酶结合域位点突变对其不对称催化性能的影响

宫绪敏, 聂尧, 徐岩, 肖荣, Gaetano T. MONTELIONE

2012, 33 (2): 330-335. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10851

摘要 ( 2389 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(567KB) ( 1088 )

基于同源模型的比较和分析, 发现羰基还原酶 SCR1 辅酶结合域 P124 和 W125 位点对辅酶 NADPH 的结合形成了一定的空间位阻效应. 通过对该位点进行小侧基氨基酸的取代突变, 该酶的底物专一性和立体选择性均发生了不同程度的改变, 表明该位点是酶与辅酶有效结合的关键位点, 而且它与辅酶结合的空间效应进一步影响了底物结合域活性中心对不同构型的底物及其对映体产物的亲和作用. 在底物专一性方面, 野生型酶对 2-羟基苯乙酮和 2-溴苯乙酮及其衍生物等底物表现出较高的催化活性, 而突变株 W125A, W125G, P124A/W125A 和 P124G/W125G 对苯乙酮及其部分衍生物和 2-辛酮等底物的催化活性均有所提高. 对于酶的立体选择性, 部分突变株发生了转化产物对映体构型反转的现象, 突变株 P124A/W125A 和 P124G/W125G 催化还原 2-羟基苯乙酮和 4-氯乙酰乙酸乙酯均生成了 (R)-型产物.

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高性能 Ce_0.5Zr_0.5O₂ 稀土储氧材料的制备及其负载的单 Pd 三效催化剂

闫朝阳, 兰丽, 陈山虎, 赵明, 龚茂初, 陈耀强*

2012, 33 (2): 336-341. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10933

摘要 ( 2764 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(514KB) ( 968 )

以碳酸铵水溶液为沉淀剂, 改变前驱体盐溶液的浓度, 采用共沉淀法制得了一系列 Ce_0.5Zr_0.5O₂ 固溶体材料. 以此系列材料为载体制备了负载型单 Pd 三效催化剂, 并利用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、储氧量测定和程序升温还原等技术对材料了进行表征. 结果表明, 所制 Ce_0.5Zr_0.5O₂ 材料具有优异的抗高温老化性能和氧化还原性能, 且盐溶液的浓度对材料及其负载型 Pd 三效催化剂性能的影响较大. 当盐溶液浓度为 0.3 mol/L 时, 制备材料的织构性能最佳, 经 1000 oC 老化 5 h 后其比表面积和孔体积分别为 53.0 m²/g 和 0.17 cm³/g. 所制得的三效催化剂对 CO, NO 和 C₃H₈ 具有低的起燃温度和完全转化温度, 表现出最佳的催化性能, 具有良好的应用前景.

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以纳米微晶纤维素为模板的酸催化水解法制备球形介孔 TiO₂

李伟, 赵莹, 刘守新

2012, 33 (2): 342-347. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10864

摘要 ( 2965 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(931KB) ( 1077 )

以纳米微晶纤维素 (NCC) 为模板剂, 采用酸催化水解法制备了球形介孔 TiO₂ (SP-TiO₂). 并采用扫描电镜、透射电镜、X 射线衍射、紫外-可见漫反射光谱和低温 N2 吸附-脱附等手段对其进行了表征. 结果表明, 所制 SP-TiO2 为直径 100~200 nm 的规整球形颗粒, 单个球形颗粒由粒径为 10~20 nm 的 TiO2 小晶粒组成. 其介孔孔径为 8.2~13.5 nm, 且随焙烧温度的升高而增大. NCC 长链结构之间羟基键合所形成的狭小空间构成的微反应器, 可有效限制 TiO2 前驱体的生长和团聚, 诱导其晶粒自组装成球形结构, 并抑制由锐钛矿相向金红石相转变. 600 ºC 焙烧的 SP-TiO2 表现出最高的光催化活性, 对苯酚降解率达 89%.

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还原温度对 Ir/ZrO₂催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响

朱琳, 鲁继青, 谢冠群, 陈萍, 罗孟飞

2012, 33 (2): 348-353. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10919

摘要 ( 2947 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(537KB) ( 928 )

采用浸渍法制备了负载型 Ir/ZrO2 催化剂, 详细考察了 H2 还原温度对 Ir/ZrO2 催化剂上气相巴豆醛选择性加氢反应性能的影响. 结果表明, 随着还原温度的升高, Ir/ZrO2 催化剂上巴豆醛转化率和巴豆醇选择性均先升后降. 400 °C 下还原时, Ir/ZrO2 催化剂性能最佳, 巴豆醛转化率和巴豆醇选择性分别达 32.2% 和 74.3%. X 射线光电子能谱结果表明, 催化剂表面系 Ir0 和 Ir3+ 共存, 且随着还原温度的升高, Ir0 的比例逐渐增加, 至 600 oC 时, 表面 Ir 物种大部分以 Ir0 存在. NH3 程序升温脱附结果表明, 随着还原温度的升高, 催化剂表面 Lewis 酸中心的数目减少, 强度下降. 这是由于催化剂中 Cl 含量下降所致. Ir0 和 Ir3+ 共存和中等强度的表面 Lewis 酸中心有利于提高巴豆醇选择性.

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BaTiO₃纳米颗粒的聚丙烯酰胺凝胶法合成及光催化降解甲基红性能

王伟鹏, 杨华, 县涛, 魏智强, 马金元, 李瑞山, 冯旺军

2012, 33 (2): 354-359. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2011.10835

摘要 ( 2211 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(546KB) ( 1017 )

采用聚丙烯酰胺凝胶法合成了 BaTiO3 纳米颗粒, 利用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电镜和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征. 结果表明, 以柠檬酸酸为络合剂、pH = 2 且在 700 °C 焙烧时可制备出单相 BaTiO3 纳米颗粒, 其形状较为规整, 近似呈球形, 平均粒径约为 55 nm, 光学带隙值为 3.25 eV. 以偶氮染料甲基红为目标降解物, 研究了 BaTiO3 纳米颗粒的光催化性能. 结果表明, 在紫外光照射下该纳米颗粒表现出较高的催化活性, 光催化机理主要为光生空穴的直接氧化.

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Ti/SiO₂ 催化 H₂O₂ 氧化苯甲醇制苯甲醛反应机理的理论研究

张岩, 黄翠英, 王俊芳, 孙琪, 王长生

2012, 33 (2): 360-366. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10924

摘要 ( 2553 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(642KB) ( 1078 )

采用密度泛函理论 B3LYP 方法研究了非贵金属 Ti 催化 H2O2 氧化苯甲醇为苯甲醛的反应机理. 考察了 6 条可能的反应途径, 优化得到了各个途径的过渡态和中间体结构, 计算了气相和液相中的反应势垒. 结果表明, 无催化剂时, H2O2 氧化苯甲醇的反应途径具有非常高的反应势垒, 反应不能进行; 以 Ti/SiO2 为催化剂时, 标题反应在乙腈溶液中的反应势垒为 123.8 kJ/mol, 反应可在约 353 K 下发生. 结果还表明, 标题反应在极性较大的溶剂中有较高的反应势垒, 而在气相或者极性较小的溶剂中的反应势垒较低.

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程序升温条件下甲醇转化反应及流化床催化剂 SAPO-34 的积碳

袁翠峪, 魏迎旭, 李金哲, 徐舒涛, 陈景润, 周游, 王全义, 许磊, 刘中民

2012, 33 (2): 367-374. DOI: 10.3724/SP.J.1088.2012.10838

摘要 ( 2610 ) [Full Text(HTML)] ()

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在流化床反应条件下进行了 SAPO-34 催化的甲醇转化的程序升温反应, 并分析了不同反应温度阶段的积碳产物. 结合对反应流出物的检测结果和热分析及色质联用分析确定的积碳物种变化, 解释了程序升温反应过程中甲醇转化特殊的变化趋势. 在程序升温甲醇转化的积碳产物中, 除芳烃外, 还有一种饱和的多环烷烃积碳物种, 它的生成影响了烃池活性中心的形成并引起甲醇转化在低温反应阶段的失活. 甲基取代苯和甲基取代金刚烷是低温条件下 SAPO-34 催化的甲醇转化产生的主要积碳产物, 它们在升温过程中会向甲基取代萘以及稠环芳烃转变. 积碳物种的演变对应了甲醇转化在起始反应阶段 (300~325 ^oC) 的反应活性升高和此后 (325~350 oC) 的失活以及在更高温度阶段 (350~400 ^oC) 活性的恢复. 在反应性能评价和积碳分析基础上, 首次提出了一种与金刚烷类积碳物种生成相关的低温甲醇转化的失活机理.

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