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    催化学报
    Chinese Journal of Catalysis

    2013, Vol. 34, No. 6
    Online: 2013-06-07

    封面介绍:

    苯酚是水中难降解污染物. 万颖等利用具有蜂窝状有序介孔孔道的碳-氧化钛(碳掺杂氧化钛纳米晶镶嵌在碳骨架中), 设计了物理吸附苯酚-可见光催化降解苯酚的循环, 高效降解苯酚. 该方法解决了碳吸附剂再生难、纳米催化剂易流失等问题. 见本期第 1066–1075 页.

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    目次
    第34卷第6期目次
    2013, 34 (6):  0-0. 
    摘要 ( 315 )   PDF(1626KB) ( 332 )  
    综述
    碳一化工路线制备乙二醇研究进展
    宋河远, 靳荣华, 康美荣, 陈静
    2013, 34 (6):  1035-1050.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60529-4
    摘要 ( 873 )   [Full Text(HTML)] () PDF(740KB) ( 1347 )  

    乙二醇(EG)是一种重要的化工原料,主要用来生产新型聚酯纤维.近年来由于我国聚酯产业发展迅速,极大的推动了对乙二醇的需求.碳一化工路线以资源丰富、价格便宜的天然气或煤为原料合成乙二醇,有着诱人的工业化前景.综述了以合成气为原料合成乙二醇的研究进展,包括合成气直接合成法、甲醛羰化法、CO偶联法、甲醛氢甲酰化法以及甲醛缩合法等.

    低温燃料电池非铂催化剂研究进展
    张洁, 唐水花, 廖龙渝, 郁卫飞
    2013, 34 (6):  1051-1065.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60588-9
    摘要 ( 799 )   [Full Text(HTML)] () PDF(654KB) ( 1081 )  

    简要综述了近年来低温燃料电池阳极和阴极催化剂的研究进展.阳极催化剂主要介绍了金属碳化物、Pd合金以及钙钛矿型氧化物三种,讨论了阳极催化剂对燃料氧化过程的催化活性和抗CO中毒能力;阴极催化剂则重点介绍了过渡金属大环化合物、氮化物以及氧化物,并较详细地阐述了过渡金属大环化合物的反应活性中心、金属-载体相互作用以及化合物制备条件.由于阴极非铂催化剂存在制备过程较复杂、中间产物过氧化物易破坏催化剂结构等问题,仍需探索新型的非铂催化剂.

    研究论文
    可重复使用的有序介孔碳-氧化钛吸附-光催化剂用于去除水中苯酚
    位威, 于超, 赵卿飞, 钱旭芳, 万颖
    2013, 34 (6):  1066-1075.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60567-1
    摘要 ( 689 )   [Full Text(HTML)] () PDF(641KB) ( 765 )  

    制备了有序介孔碳-氧化钛吸附-光催化剂,利用可见光高效降解水中苯酚.为去除水中高浓度苯酚,设计了吸附-光催化循环,即暗条件吸附8h,分离催化剂和将固体催化剂置于可见光下辐照8h.经过10次循环,水中高浓度苯酚(200mg/L)几乎可被完全降解.详细讨论了TiO2晶格中非金属掺杂、介孔碳壁对TiO2纳米颗粒聚集的阻抑作用、介孔孔道吸附苯酚性能等因素对吸附-光催化剂性能的影响.有序介孔碳-氧化钛复合体有效地结合了物理吸附和光化学降解技术,有望用于降解水中难生物降解的高浓度有机污染物.

    二氧化钛与针铁矿复合光催化材料的制备与光催化性能
    谢伟淼, 陈辉, 张炫辉, 胡仙超, 李国华
    2013, 34 (6):  1076-1086.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60569-5
    摘要 ( 649 )   [Full Text(HTML)] () PDF(1364KB) ( 1130 )  

    以四氯化钛为钛源,针铁矿(α-FeOOH)为载体,采用水解沉淀法制备了金红石相二氧化钛(Ti2O)与α-FeOOH的复合光催化材料,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量散射谱和X射线光电子能谱对样品进行了表征.结果表明,低温下,金红石相Ti2O包覆于α-FeOOH表面,并形成复合结构;较高温下,铁离子进入金红石相Ti2O晶格,并形成铁掺杂金红石相Ti2O纳米管;中温下,样品兼有复合和掺杂两者特征.在室温下以甲基橙为降解对象,采用钨灯+氘灯(波长200~800nm)为光源,对样品的光催化活性进行了测试.结果表明,样品对甲基橙的光催化降解效果良好;与纯α-FeOOH和金红石相Ti2O相比,不同结构样品的光催化活性均有所提高,其中,复合兼掺杂型样品的光催化活性最高.由此可见,与α-FeOOH复合和铁掺杂是提高Ti2O光催化活性的有效途径.

    Ce掺杂对碳纳米管负载Mn催化剂结构及SCR反应性能的影响
    李丽, 王丽珊, 盘思伟, 韦正乐, 黄碧纯
    2013, 34 (6):  1087-1097.  DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60520-2
    摘要 ( 578 )   [Full Text(HTML)] () PDF(1149KB) ( 699 )  

    采用等体积浸渍法制备多壁碳纳米管(MWCNTs)负载Ce-Mn的催化剂,考察了Ce掺杂对Mn/MWCNTs催化剂上NH3选择性催化还原(SCR)NOx反应活性的影响.并运用透射电镜扫描、N2吸附-脱附、程序升温还原、X射线光电子能谱、X射线衍射等手段,重点考察了Ce掺杂对Mn/MWCNTs催化剂结构性质的影响.结果表明,Ce掺杂能显著提高催化剂的SCR活性,其活性增量随着Ce含量的增加先增大后减小;当Ce/Mn为0.6时,催化剂活性最佳.表征结果显示,Mn/MWCNTs中添加Ce后,金属氧化物在MWCNTs上的分散程度提高;催化剂的比表面积和孔体积增大,平均孔径减小;氧化能力提高;表面氧含量增加,Mn化合价升高;结晶度降低,Mn主要以无定形或微晶形式存在,Ce主要以CeO2物相存在.

    Voltammetric determination of ascorbic acid in the presence of acetaminophen and tryptophan using an improved carbon nanotube paste electrode
    Hadi BEITOLLAHI, Somayeh MOHAMMADI
    2013, 34 (6):  1098-1104.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60544-0
    摘要 ( 636 )   [Full Text(HTML)] () PDF(447KB) ( 990 )  

    A carbon paste electrode (CPE) modified with carbon nanotubes and 5-amino-3',4'-dimethyl- biphenyl-2-ol (5ADB) is prepared. Under the optimum pH of 7.0, the oxidation of ascorbic acid (AA) on the modified CPE occurs at a potential about 280 mV less positive than that on the unmodified CPE. Some kinetic and thermodynamic parameters for electrocatalytic oxidation of AA, including electron transfer coefficient (α = 0.58) and diffusion coefficient (D=2.2×10-6 cm2/s), are also determined. AA, acetaminophen (AC), and tryptophan (TRP) were detected simultaneously using the modified CPE. The peak potentials recorded using the modified CPE in phosphate-buffered solution at pH 7.0 were 265, 465, and 780 mV for AA, AC, and TRP, respectively. The modified CPE was successfully used to determine the concentrations of AA, AC, and TRP in real samples.

    甲醇浓度对Pt/C催化剂氧还原活性的影响
    唐水花, 林文锋, Paul A. CHRISTENSEN, Geir Martin HAARBERG
    2013, 34 (6):  1105-1111.  DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60480-4
    摘要 ( 608 )   [Full Text(HTML)] () PDF(536KB) ( 914 )  

    采用半池考察了Pt/C催化剂在含不同浓度甲醇的0.5mol/L硫酸中的氧还原活性(ORR).研究发现,当甲醇浓度为0.1mol/L时,Pt/C催化剂的ORR活性最高,在催化层上热压商品NafionNRE-212膜后也出现同样趋势.线性扫描伏安曲线显示,压膜前后的Pt/C催化剂的ORR活性在含0.1mol/L甲醇的0.5mol/L硫酸中几乎没有变化.电化学阻抗谱结果表明,在该溶液中,Nafion膜的电阻比在其它电解液中低,这可能是导致Pt/C催化剂ORR活性提高的主要原因.有必要关注Nafion膜的这一异常性质并通过特殊设计后用于电池堆,以提高燃料电池性能.

    Cu的负载方法对CuSAPO-34脱除柴油车尾气中NOx的影响
    左永权, 韩丽娜, 鲍卫仁, 常丽萍, 王建成
    2013, 34 (6):  1112-1122.  DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60517-2
    摘要 ( 640 )   [Full Text(HTML)] () PDF(802KB) ( 901 )  

    采用X射线衍射、扫描电镜、原子吸收、程序升温还原、X射线吸收近边吸收谱、X射线光电子能谱、氮吸附等手段对水热合成(HS)、等体积浸渍(PVI)与离子交换(IE)法制备的CuSAPO-34样品进行了表征,并评价了老化前后催化剂上C3H6-SCR与NH3-SCR脱除模拟柴油车尾气中NOx的反应活性.结果表明,IE法制得的催化剂活性最高,尤其在C3H6-SCR低温阶段;PVI法制得的催化剂活性最差.制备方法影响CuSAPO-34催化剂的比表面积、孔径分布和活性组分价态从而改变其催化活性.各催化剂均存在Cu+和Cu2+,但比例明显不同.HS样品以Cu2+为主,另两种样品则含较多的Cu+.老化不仅部分破坏了分子筛的形貌、降低了分子筛的比表面积,尤其是表面Cu含量,而且有部分Cu生成了CuSO4,使得老化后催化剂的脱硝活性降低.PVI法制得的催化剂老化后活性下降幅度最小,表明该分子筛抗老化能力较强.

    一维CeO2纳米管载体对Pd纳米粒子团聚的抑制及催化性能的提高
    唐紫蓉, 尹霞, 张燕辉, 张楠, 徐艺军
    2013, 34 (6):  1123-1127.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60536-1
    摘要 ( 828 )   [Full Text(HTML)] () PDF(921KB) ( 982 )  

    用一维CeO2纳米管替代非一维结构的商用CeO2, 用于负载Pd而制得的催化剂在空气气氛下高温煅烧过程中Pd纳米粒子的团聚受到明显抑制, 在选择性有氧氧化苯甲醇生成苯甲醛反应中, 所制CeO2纳米管负载的Pd催化剂表现出更高的催化活性. 可见, 一维金属氧化物材料有望用作载体以抑制贵金属纳米粒子的团聚, 从而提高其催化性能.

    反应条件对Pt/SAPO-11催化油脂一步加氢制异构烷烃的影响
    王从新, 刘千河, 刘雪斌, 阎立军, 罗琛, 王磊, 王炳春, 田志坚
    2013, 34 (6):  1128-1138.  DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60524-X
    摘要 ( 641 )   [Full Text(HTML)] () PDF(632KB) ( 1838 )  

    在固定床反应器中,以大豆油为模型原料,研究了反应温度、压力、氢油比和空速等条件对Pt/SAPO-11催化油脂一步加氢制异构烷烃反应的影响,并分析了反应中间产物、气体产物(CO,CO2)及烷烃终产物的变化趋势. 结果表明,高温、低压或低氢油比可抑制酯、羧酸和醛的氢解以及醇的生成,促进油脂脱氧选择性地向脱羧和脱羰方向进行;异构烷烃收率随温度升高或空速减小而先增加后下降,但反应压力和氢油比的影响不大. 另外,对油脂一步加氢过程可能的反应历程进行了讨论.

    整体式担载型Pt基催化剂上航空煤油的裂解:助剂SrO和BaO的影响
    焦毅, 王佳, 秦莉晓, 王健礼, 朱权, 李象远, 龚茂初, 陈耀强
    2013, 34 (6):  1139-1147.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60541-5
    摘要 ( 493 )   [Full Text(HTML)] () PDF(772KB) ( 728 )  

    考察了整体式担载型Pt基催化剂上国产3号航空煤油(RP-3)的常压裂解反应,着重探讨了添加BaO和SrO助剂对裂解效果的影响,以及裂解时间对积炭量的影响.采用全自动吸附仪、程序升温还原、X射线光电子能谱以及X射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在整体式担载型Pt基催化剂上RP-3裂解的总产气量比热裂解提高了39.7%;BaO或SrO助剂的添加又使其总产气量又分别提高了25.6%和37.0%;同时添加BaO和SrO的催化剂,其催化裂解总产气量则提高了96.5%.BaO和SrO助剂均可有效地抑制积炭的生成,而两者间的协同作用,进一步抑制了RP-3催化裂解过程中积炭的生成.

    四丙基氢氧化铵改性纳米HZSM-5分子筛及其在甲醇制汽油中的催化性能
    何英萍, 刘民, 代成义, 徐舒涛, 魏迎旭, 刘中民, 郭新闻
    2013, 34 (6):  1148-1158.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60579-8
    摘要 ( 625 )   [Full Text(HTML)] () PDF(895KB) ( 980 )  

    采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)溶液对纳米ZSM-5分子筛进行改性, 运用X射线衍射、扫描电镜、27Al和29Si固体核磁、X射线光电子能谱、N2物理吸附脱附法和NH3程序升温脱附等手段对所制样品进行了表征, 并评价了其催化甲醇制汽油反应性能. 结果表明, 改性后的HZSM-5相对结晶度增加, 晶体形貌更加规整, 表面硅铝比增加, 比表面积和微孔表面积增大, 强酸位酸量增多. 同时, TPAOH改性不仅可以使分子筛脱硅脱铝, 而且伴有二次晶化补硅补铝, 改变了分子筛的硅铝分布. 改性的HZSM-5在甲醇制汽油反应中的稳定性大幅度提高, 其寿命由70h增至170h以上, 随着TPAOH处理时间的增加, 催化剂寿命增加, 氢转移反应加快, 导致油相产品中异构烷烃增多, 烯烃减少.

    碱土金属氧化物改性ZrO2催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇
    张骞, 张因, 李海涛, 赵永祥, 马萌, 郁宇
    2013, 34 (6):  1159-1166.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60525-7
    摘要 ( 637 )   [Full Text(HTML)] () PDF(639KB) ( 828 )  

    采用浸渍法制备了碱土金属氧化物CaO,SrO或BaO改性的ZrO2酸碱双功能催化剂,借助X射线衍射、低温N2物理吸附、NH3和CO2程序升温脱附等手段表征了催化剂的结构、织构以及表面酸碱性质,并考察了其催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇的反应性能.结果表明,碱土金属氧化物的引入显著调变了催化剂表面的酸性和碱性中心,进而对1,4-丁二醇转化率和3-丁烯-1-醇选择性产生重要影响.其中,CaO改性的ZrO2样品中形成了大量的Ca-O-Zr结构,在ZrO2表面形成大量碱性位点的同时,保持了较高的酸密度;而SrO和BaO改性的样品中生成了相应的锆酸盐,ZrO2表面的酸密度呈现不同程度的下降.因此,CaO/ZrO2催化剂表现出最优的催化活性和3-丁烯-1-醇选择性,350℃时,3-丁烯-1-醇收率最高,达60.5%.催化剂表面的酸碱协同作用是选择性合成3-丁烯-1-醇的关键因素.

    Enhancement of photocatalytic properties of Ga2O3-SiO2 nanoparticles by Pt deposition
    E. S. BAEISSA, R. M. MOHAMED
    2013, 34 (6):  1167-1172.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60570-1
    摘要 ( 579 )   [Full Text(HTML)] () PDF(552KB) ( 787 )  

    Ga2O3-SiO2 nanoparticles were prepared by a sol-gel method and Pt was then immobilized on their surface via photo-assisted deposition (PAD). The produced samples were characterized using X-ray diffraction (XRD), ultraviolet and visible spectroscopy, photoluminescence emission spectroscopy, and surface area measurements. The catalytic performances of the Ga2O3-SiO2 and Pt/ Ga2O3-SiO2 samples were evaluated for the degradation of cyanide using visible light. XRD and EDX results showed that the Pt was well dispersed within the Ga2O3-SiO2 phase and was detected on the surface of the catalyst, which confirmed the successful loading of Pt ions by the PAD method. BET results revealed that the surface area of Ga2O3-SiO2 was higher than that of Pt/Ga2O3-SiO2. 0.3 wt% Pt/Ga2O3-SiO2 exhibited the highest photocatalytic activity for degradation of cyanide under visible light. The catalyst could be reused with no loss in activity for the first 10 cycles.

    Tetrabutylammonium hexatungstate [TBA]2[W6O19]: Novel and reusable heterogeneous catalyst for rapid solvent-free synthesis of polyhydroquinolines via unsymmetrical Hantzsch reaction
    Abolghasem DAVOODNIA, Maryam KHASHI, Niloofar TAVAKOLI-HOSEINI
    2013, 34 (6):  1173-1178.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60547-6
    摘要 ( 633 )   [Full Text(HTML)] () PDF(359KB) ( 770 )  

    A novel, efficient, and environmentally friendly method for the synthesis of polyhydroquinoline derivatives by a one-pot, four-component unsymmetrical Hantzsch condensation of dimedone, aldehydes, ethyl acetoacetate, and ammonium acetate in the presence of a catalytic amount of tetrabutylammonium hexatungstate [TBA]2[W6O19] under solvent-free conditions has been developed. The results showed that this heterogeneous catalyst has high catalytic activity and the desired products were obtained in good to high yields. Moreover, the catalyst was found to be reusable and considerable catalytic activity was still achieved after the fifth run.

    银催化羧化偶联反应及钌催化交叉复分解反应串联合成官能团炔酸酯
    张琳琳, 张文珍, 石凌龙, 任祥, 吕小兵
    2013, 34 (6):  1179-1186.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60527-0
    摘要 ( 651 )   [Full Text(HTML)] () PDF(451KB) ( 680 )  

    通过将Ag催化的羧化偶联反应与Ru催化的交叉复分解反应串联, 用端炔、二氧化碳、端烯基取代的溴代物和甲基丙烯酸甲酯高效高产率地合成了一系列官能团化的炔酸酯.

    离子液体催化吲哚羟烷基化反应
    高国华, 张利锋, 王滨燊
    2013, 34 (6):  1187-1191.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60571-3
    摘要 ( 541 )   [Full Text(HTML)] () PDF(397KB) ( 860 )  

    报道了咪唑类离子液体催化吲哚和环状碳酸酯反应合成羟烷基吲哚,系统考察了反应时间、催化剂用量、反应温度和反应物比例对离子液体催化反应性能的影响.在优化的反应条件下,吲哚与碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯反应可高效地生成1-(2-羟乙基)吲哚、1-(2-羟丙基)吲哚及其相应的衍生物.离子液体的催化活性与离子液体中的阴离子有关,其催化活性顺序为BF4-﹤Br-﹤Cl-﹤OAc-,与阴离子的碱度顺序一致.

    氟功能化蛋黄型氧化硅材料负载Pd纳米粒子用于水相烯烃加氢
    李晓菲, 张文娟, 张丽敏, 杨恒权
    2013, 34 (6):  1192-1200.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60561-0
    摘要 ( 663 )   [Full Text(HTML)] () PDF(820KB) ( 763 )  

    先将Pd纳米粒子负载于SiO2球表面上,再经包裹、刻蚀、硅烷化修饰,得到氟丙基功能化“蛋黄”型结构催化剂.并采用X射线衍射、透射电镜、N2吸附-脱附和热重等对催化剂进行了表征.结果表明,该催化剂在水相烯烃加氢反应中表现出较高的活性,明显高于未经氟丙基修饰的同类催化剂.该催化剂通过离心便可实现回收,多次循环使用后仍保持较高的活性.

    H2S预处理对Ni2P/SiO2催化剂结构及氯苯加氢脱氯性能的影响
    杨庆, 代吉才, 李克伦, 陈吉祥
    2013, 34 (6):  1201-1207.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60595-6
    摘要 ( 498 )   [Full Text(HTML)] () PDF(670KB) ( 750 )  

    采用10% H2S/H2对Ni2P/SiO2催化剂进行预处理,利用X射线衍射、电感耦合等离子发射光谱、X射线光电子能谱、CO化学吸附、H2程序升温脱附、NH3程序升温脱附及活性评价等方法研究了H2S预处理对催化剂结构和氯苯加氢脱氯反应性能的影响.结果表明,即使在873K进行H2S预处理,Ni2P/SiO2催化剂体相结构及Ni2P晶粒大小没有发生变化,但导致Ni2P晶粒表面形成了磷硫镍相(NiPxSy),同时使表面溢流氢数量增加.硫物种的存在不仅阻塞了部分镍中心,使催化剂表面镍中心密度降低,也导致镍中心的缺电子性进一步增加.经H2S预处理后Ni2P/SiO2催化剂上氯苯加氢脱氯反应的转化频率(TOF)明显提高,这可能与催化剂表面Ni物种的缺电子性增强及溢流氢数量增多有关.

    Rapid nonenzymatic monitoring of glucose and fructose using a CuO/multiwalled carbon nanotube nanocomposite-modified glassy carbon electrode
    Hajar SHEKARCHIZADEH, Mahdi KADIVAR, Ali A. ENSAFI
    2013, 34 (6):  1208-1215.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60586-5
    摘要 ( 459 )   [Full Text(HTML)] () PDF(546KB) ( 830 )  

    A nonenzymatic electrochemical sensor for glucose and fructose was fabricated that contained a glassy carbon electrode modified with a copper oxide (CuO)/multiwalled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposite. The electrochemical properties of the CuO/MWCNT-modified glassy carbon electrode were investigated. Two distinguishable anodic peaks were observed around 0.30 and 0.44 V corresponding to the oxidation of glucose and fructose, respectively, at the surface of the modified electrode. The detection limits for glucose and fructose were both 0.04 mmol/L. The sensor was used to simultaneously determine the concentrations of glucose and fructose in hydrolyzed sucrose samples, and to measure glucose in blood serum samples, demonstrating its potential as a nonenzymatic carbohydrate sensor.

    晶相组成可调的高活性可见光应答型二氧化钛纳米复合光催化材料的制备
    于福海, 王军虎, 赵昆峰, 尹杰, 金长子, 刘忻
    2013, 34 (6):  1216-1223.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60574-9
    摘要 ( 604 )   [Full Text(HTML)] () PDF(765KB) ( 658 )  

    采用新的化学溶液法,通过不同体积的钛酸四异丙酯的2-乙二醇单乙醚溶液与一定浓度的H2O2水溶液直接反应并对生成的钛过氧化配合物进行焙烧,制备了一系列TiO2光催化剂. 表征发现,所得TiO2样品为金红石和锐钛矿的纳米复合晶体,改变2-乙二醇单乙醚的体积可实现金红石相比例在0~96%广范围的调变.与商业二氧化钛P-25相比,所得的TiO2紫外-可见光吸收谱出现明显红移,间隙能降低, 在可见光照射下,该样品对亚甲基蓝有良好的降解活性. 当2-乙二醇单乙醚的添加量为5 ml时,所得样品体相中金红石相比例接近50%,其光催化活性和吸附性能最好,可分别是P-25的3倍和5倍. 拉曼光谱结合X射线衍射等表征结果表明,该样品的表面仅含少量的金红石相. TiO2纳米复合晶表面晶相的组成和分布对其光催化降解亚甲基蓝的活性及其吸附能力有直接的影响. 另外,TiO2纳米复合晶的缺陷浓度也是增强其光吸收能力,提高其可见光光催化活性的原因之一.

    磷酸缓冲盐和硫酸钠对洋葱假单胞菌脂肪酶的非水相激活
    金倩茹, 贾国卿, 王秀丽, 李灿
    2013, 34 (6):  1224-1231.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60558-0
    摘要 ( 517 )   [Full Text(HTML)] () PDF(877KB) ( 566 )  

    研究了kosmotropic型磷酸缓冲盐和硫酸钠对洋葱假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase, PCL)非水相催化性能的影响.以往磷酸缓冲盐被用来调控体系的pH值,其掺杂量对酶的催化活性无明显影响,而适量硫酸钠的掺杂则可有效提高酶在非水相的催化活性.本文研究发现,通过精确调控冻干过程,磷酸缓冲盐掺杂能够将PCL在有机相中的转酯化活性提高近10倍,达到其水相本征活性的50%,这一激活效果甚至高于硫酸钠掺杂.利用热重方法分析了盐掺杂PCL的含水量和蛋白结构,并将失重结果同其在有机相中的催化活性相关联,发现PCL在磷酸缓冲盐和硫酸钠掺杂下的催化构型与蛋白含水量及其周围盐环境具有不同的依赖关系.利用2-(4’-氨基-2’-羟基苯基)苯并恶唑作为荧光探针,研究了磷酸缓冲盐和硫酸钠掺杂的PCL悬浮于有机相时对荧光探针发射光谱的影响,发现盐掺杂酶制剂的存在能够大大增加荧光探针稳定于极性溶剂的构型含量,这可能与蛋白周围掺杂盐键和的水分子有关.如果用探针分子稳定于极性溶剂和非极性溶剂的构型比值间接表示悬浮酶制剂的极性结构,在正己烷体系中硫酸钠掺杂的PCL具有比磷酸缓冲盐掺杂的PCL大得多的极性,且酶制剂的极性大小与其非水相转酯化活性之间具有相似的变化趋势.上述研究结果表明,掺杂盐对粗PCL酶制剂的激活可能部分归因于掺杂盐键和的水分子在蛋白周围构筑的极性环境.

    Al-TS-1的合成及催化氧化性能
    申璐, 邓秀娟, 刘月明
    2013, 34 (6):  1232-1241.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60553-1
    摘要 ( 457 )   [Full Text(HTML)] () PDF(913KB) ( 631 )  

    系统研究了Al掺杂TS-1(Al-TS-1)分子筛的合成及其催化氧化性能,采用X射线衍射、紫外-可见光谱、电感耦合等离子体发射光谱、扫描电镜、27Al和29Si固体核磁共振等手段对Al-TS-1样品进行了表征.结果表明,在合成过程中,Al的引入会影响TS-1中骨架Ti的形成,但当Al含量低于一定值(Al/Si≤0.005)时,其影响很小.Al-TS-1中骨架Al和骨架Ti均不对其相应的酸催化和催化氧化作用产生影响.骨架Al抑制了Al-TS-1在碱性应用体系中的与Ti相邻Si的溶脱,从而保护了骨架Ti活性中心.

    三维有序大孔钙钛矿型氧化物LaFeO3的合成及甲烷化学链重整性能
    何方, 赵坤, 黄振, 李新爱, 魏国强, 李海滨
    2013, 34 (6):  1242-1249.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60563-4
    摘要 ( 741 )   [Full Text(HTML)] () PDF(1194KB) ( 1357 )  

    采用无皂乳液聚合法制备了聚苯乙烯(PS)聚合物微球,并采用胶晶模板法制备了三维有序大孔3DOM LaFeO3钙钛矿型氧化物.通过扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等手段对氧化物的性能进行了表征.利用程序升温还原和多次氧化还原循环反应评价了氧化物的反应性,并在固定床反应器上研究了其甲烷氧化性能.结果表明,与离心法和蒸发法相比,垂直沉积法获得的PS微球模板排列更均匀有序;前驱物溶剂及浓度对最终的三维有序大孔材料的结构有显著影响,利用乙醇为前驱物溶剂所制备的样品比利用乙烯为溶剂的样品具有更好的三维有序大孔结构,前驱物乙醇溶液浓度在1.0 mol/L为宜.甲烷氧化实验表明,3DOM-LaFeO3钙钛矿型氧化物中存在两种氧物种:表面吸附氧和体相晶格氧.表面吸附氧主要在反应初期将甲烷完全氧化为CO2和水蒸汽,而体相晶格氧主要将甲烷部分氧化为H2和CO.在甲烷部分氧化反应中,三维有序大孔LaFeO3钙钛矿型氧化物比相同质量的纳米LaFeO3氧化物提供了更多的氧,并且可使甲烷在较宽的反应阶段生成H2和CO摩尔比为2:1的合成气,从而更有利于后续的费托合成等工艺.

    超声波制备介孔结构的氮掺杂TiO2纳米晶及其可见光催化性能
    周晚琴, 余长林, 樊启哲, 魏龙福, 陈建钗, YU Jimmy C
    2013, 34 (6):  1250-1255.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60578-6
    摘要 ( 540 )   [Full Text(HTML)] () PDF(677KB) ( 680 )  

    采用超声波辐射法制备了具有介孔结构的高浓度氮掺杂TiO2纳米晶(N/TiO2).采用N2物理吸附、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、光致发光谱和紫外-可见漫反射光谱等手段对N/TiO2进行了表征.以波长为400~660nm的可见光为光源,以水体污染物邻苯二甲酸二甲酯为降解对象,考察了不同制备方法对N/TiO2光催化性能的影响.结果表明,超声波辐射使氮掺杂浓度提高了2.2倍,该法制备的N/TiO2同时具有较好的介孔结构,表现了更高的光催化降解邻苯二甲酸二甲酯的活性.其活性提高的主要原因是N/TiO2含有更高浓度的氮和对可见光具有更强的吸收能力.

    Visible-light-responsive carbon-embedded photocatalyst coupled with plug-flow reactor for decomposition of vaporous aromatics
    Ho-Hwan CHUN, Wan-Kuen JO
    2013, 34 (6):  1256-1261.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60549-X
    摘要 ( 539 )   [Full Text(HTML)] () PDF(483KB) ( 548 )  

    A plug-flow reactor coated with carbon-doped TiO2 (C-TiO2) powder was investigated for the control of vaporous aromatics (benzene, toluene, ethylbenzene, and o-xylene (BTEX)) under a range of experimental conditions. The characteristics of the as-prepared C-TiO2 and a reference Degussa P25 TiO2 powder were examined using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, diffuse-reflectance ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. The experimental conditions for the photocatalytic performance of the as-prepared C-TiO2 photocatalyst were controlled using three operational parameters, relative humidity, flow rate, and input concentration. Unlike other target compounds, very little benzene was removed by the C-TiO2 photocatalyst under visible-light irradiation. In contrast, the C-TiO2 exhibited higher removal efficiencies for the other three target compounds (toluene, ethylbenzene, and xylene) compared with those achieved using unmodified TiO2 under visible-light irradiation. The highest removal efficiency was obtained at a relative humidity value of 45%. Specifically, the toluene removal efficiency determined at a relative humidity of 45% was 78%, whereas it was close to 0%, 7.2%, and 5.5% for relative humidity values of 20%, 70%, and 95%, respectively. In addition, the removal efficiencies for the three target compounds decreased as the flow rate or input concentration increased. These findings indicate that the as-prepared C-TiO2 photocatalyst could be used for the removal of toxic vaporous aromatics under optimized operating conditions.

    正丁烷在Au,Zn组合改性纳米HZSM-5上的催化转化
    艾沙·努拉洪, 刘家旭, 贺宁, 郭洪臣
    2013, 34 (6):  1262-1266.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60539-7
    摘要 ( 593 )   [Full Text(HTML)] () PDF(562KB) ( 889 )  

    采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1%增加到70.8%,烯烃和芳烃产物总选择性由57%增加到61.98%,干气的选择性由31%降低至28.4%.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.

    Synthesis and characterization of P-doped TiO2 thin-films for photocatalytic degradation of butyl benzyl phthalate under visible-light irradiation
    R. M. Mohamed, E. Aazam
    2013, 34 (6):  1267-1273.  DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60572-5
    摘要 ( 571 )   [Full Text(HTML)] () PDF(490KB) ( 1105 )  

    P-doped TiO2 (PTIO) thin-films with different P contents were prepared using a sol-gel method. The thin-film samples were characterized using various techniques. The photocatalytic activity was evaluated by decomposing butyl benzyl phthalate under visible-light irradiation. The results showed that the transformation of anatase to the rutile phase was inhibited and grain growth of TiO2 was prevented by P doping. The results confirm that the doped P atoms existed in two chemical forms, and those incorporated in the TiO2 lattice may play a positive role in photocatalysis. The high photocatalytic activities of the PTIO thin-films may be the result of extrinsic absorption through the creation of oxygen vacancies, rather than excitation of the intrinsic absorption band of bulk TiO2. The PTIO can be recycled with little depression of the photocatalytic activity. After six cycles, the photocatalytic activity of the PTIO film was still higher than 98%.