钴基助催化剂在光催化产氢中的应用研究进展

通过光催化分解水产生的氢气可以用于驱动燃料电池或其他能源转换设备,这有助于减少对化石燃料的依赖,减少温室气体排放。但是实验发现,很多光催化剂存在可见光利用率低和光生电子-空穴易复合的问题。为了抑制光生电子-空穴的复合,提高光催化剂产氢效率,研究者们尝试了多种催化剂改性方式,加入助催化剂是其中最有效的方式之一。传统的贵金属助催化剂虽然有良好的效果,但是价格高,不利于大量生产应用。钴(Co)是一种廉价易得的过渡金属,作为助催化剂其效果有时可与铂(Pt)等贵金属相当。本文总结了不同Co基助催化剂,如Co的硫化物、氧化物、氢氧化物以及磷化物等助催化剂在光解水产氢方面的研究进展,希望对该领域的研究提供一些有价值的参考。

N掺杂和光化学合成CoSex助催化剂改性石墨相氮化碳以提高其光催化产氢性能

开发一种高效的产氢光催化剂对于将太阳能转化为氢能至关重要。该研究将氮掺杂石墨相氮化碳(CN)与光化学合成得到的助催化剂CoSex相结合,通过原位合成制备了一种高效的光催化产氢材料。该材料的最佳光催化性能较CN提高285倍。光电化学试验表明,氮掺杂和引入CoSex可以有效促进光生电荷载流子的分离,从而提高CN的产氢活性。该工作为利用光化学沉积方法制备新型光催化剂提供了新的视角。

CuMn_(2)O_(4)/石墨炔S型异质结上锚定氧化助催化剂促进曙红敏化光催化析氢

半导体光催化剂有效的电荷分离及利用是光催化制氢的关键.单一半导体催化剂由于光生电子-空穴对的快速复合导致低的光催化活性,构建异质结是提高光生电荷分离以及电子转移效率的有效方法.此外,助催化剂的引入同样能够促进光催化剂表面电子和空穴的分离,并且其协同效应可促使更多载流子流向相应的助催化剂位点而增强光催化性能.因此,同时构建异质结及合适的氧化位点成为解决光生电子-空穴对有效分离及利用的重要研究方向.本文报道了一种同时构建S型异质结和氧化位点促进CuMn_(2)O_(4)光生电子-空穴对有效分离及利用的可行性策略.虽然在制备CuMn_(2)O_(4)的过程中通过调控制备温度能够自身诱导生成具有氧化能力的Mn_(2)O_(3)来作为氧化位点,但是只存在氧化位点时不能很好地克服光生电子-空穴对的重组现象而导致光催化活性较低.基于此,本文巧妙地利用CuMn_(2)O_(4)自身诱导生成氧化位点的特性并引入石墨炔还原端而构建S型异质结,在氧化位点及S型异质结同时存在的情况下增强光生电子的有效转移.此外,在自身诱导生成氧化位点和S型异质结的协同作用下,促进了复合光催化剂中的光生电子和光生空穴精确定向迁移到相应的还原位点和氧化位点.傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱证实成功制备了石墨炔.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM)等结果表明,成功制备了600-CuMn_(2)O_(4)/GDY-40%(6-CG-40%)样品(600°C焙烧,石墨炔质量百分含量为40%).经过组分优化的复合光催化剂6-CG-40%的催化性能达到1586.54μmol g^(‒1)h^(‒1),是CuMn_(2)O_(4)(106.73μmol g^(‒1)h^(‒1))和石墨炔(70.57μmol g^(‒1)h^(‒1))产氢活性的13.86倍和21.48倍高.利用UV-vis光谱、电化学性能和接触角测试等分析6-CG-40%复合光催化剂产氢性能提升的原因,并通过密度泛函理论计算和相关实验表征验证Mn_(2)O_(3)作为氧化助催化剂的合理性.结果表明,原位诱导生成的Mn_(2)O_(3)氧化助催化剂和引入石墨炔构建的S型异质结有效抑制了光生电子-空穴对的复合,从而优化了光生载流子转移效率,最终增强了曙红敏化6-CG-40%光催化析氢性能.综上所述,在控制诱导因子原位生成Mn_(2)O_(4)氧化助催化剂的基础上引入石墨炔还原端构建了S型异质结,在助催化剂与异质结两者的协同作用下极大程度地改善了光生电子-空穴对的严重复合现象,这项工作为解决光催化制氢领域中制约光催化剂制氢能力的关键问题提供了可行性思路.

乙烯齐聚助催化剂研究进展

文章综述了乙烯齐聚反应中助催化剂类型及其对催化剂活化机理的研究进展。通过对不同种类助催化剂的分析比较,结论表明:在乙烯齐聚领域,甲基铝氧烷(MAO)仍是当前主流的助催化剂,但用于替代MAO的新型助催化剂的研发仍是亟需解决的难题之一,并基于当前研究进展,提出了助催化剂研究未来发展方向。

有机硅生产中锌铜助催化剂的应用

有机硅作为一类重要的精细化工产品,其应用领域越来越广泛。在生产中锌铜助催化剂是决定产品质量和收率的关键原料之一,它直接关系到有机硅的质量以及下游应用性能。由于锌铜具有较高的催化活性和良好的热稳定性能等特点,在工业生产中得到了广泛应用。基于此,本文将重点探讨有机硅生产中锌铜助催化剂的应用,从锌铜助催化剂对硅反应性能影响方面入手进行研究,分析锌铜助催化剂在有机硅合成中的作用机理,并通过实验来验证锌铜对有机硅的催化效果,以期为实际生产提供理论指导与技术支撑。

助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂还原性能的影响

当助催化剂存在时，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的还原性能明显优于Ｆｅ３Ｏ４基催化剂，其原因是铝、钾、钙的氧化物对催化剂母体相Ｆｅ１－ｘＯ和Ｆｅ３Ｏ４还原性能的影响不同．由于Ａｌ３＋大量地进入Ｆｅ３Ｏ４的晶格而强烈地阻止Ｆｅ３Ｏ４的还原，只有少量的Ａｌ３＋能进入Ｆｅ１－ｘＯ晶格，因此对Ｆｅ１－ｘＯ的还原影响很小；虽然大量的Ｃａ２＋进入了Ｆｅ１－ｘＯ的晶格，但没有阻碍Ｆｅ１－ｘＯ的还原；Ｋ２Ｏ的存在明显加速Ｆｅ１－ｘＯ的还原，但对Ｆｅ３Ｏ４的还原没有促进作用．

以工业级TiO_2为载体负载不同助催化剂V_2O_5基脱氮催化剂的性能

在工业级TiO2载体上,通过浸渍法负载V2O5,WO3和MoO3等活性物质,制备不同V2O5基的烟气脱氮催化剂.在固定床反应器中测试DeNOx活性,研究不同的助催化剂(WO3和MoO3)对该类型催化剂DeNOx活性的影响.结果表明,在三元催化剂中,V2O5是主活性物质,MoO3和WO3是助催化剂.此外,V2O5-MoO3/TiO2的脱氮效率高于V2O5-WO3/TiO2,但N2O的生成量较大.

助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂活性的影响

用高温熔融法制备了不同化学组成的氨合成铁基催化剂．利用催化反应评价、物理吸附技术、ＸＲＤ和Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱技术研究了助催化剂对Ｆｅ１－ｘＯ基和Ｆｅ３Ｏ４基催化剂的活性、比表面积和孔结构的影响．结果表明，在助催化剂不存在的情况下，活化态Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的比活性明显高于活化态Ｆｅ３Ｏ４基催化剂．助催化剂对熔铁催化剂的促进作用与其母体相组成密切相关，ＣａＯ和Ａｌ２Ｏ３分别是Ｆｅ１－ｘＯ基和Ｆｅ３Ｏ４基催化剂的重要结构助剂．在多种助催化剂存在的情况下，结构助剂在一定程度上影响着电子助剂的效能．

基于金属盐助催化剂的秸秆纤维素稀酸水解研究

为缓解当前能源危机,寻求农作物秸秆的有效利用途径,运用稀酸水解法对秸秆纤维素进行水解实验研究。该文基于自行设计的高温高压反应装置,以玉米秸秆为原料,以还原糖得率为指标,采用正交实验设计对硫酸浓度、秸秆粉碎度及金属盐助催化剂种类与浓度四种水解条件进行了研究。实验结果表明:氯化铬、氯化亚铁、氯化铜、氯化锌四种金属盐助催化剂均提高纤维素稀酸水解效率,并得出了四种助催化剂稀酸水解纤维素的最佳反应条件。实验表明,最佳工艺条件为硫酸浓度2%、粉碎度60目、氯化亚铁浓度1%。实验结果为秸秆纤维素稀酸水解规模化生产应用奠定了基础。

助催化剂对TiCl_4/MgCl_2催化丙烯高温聚合的影响

研究了助催化剂种类(三甲基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三乙基铝和甲基铝氧烷)及其含量对无内、外给电子体的TiCl4/MgCl2催化剂催化丙烯高温(100℃)聚合性能的影响,并用结晶分级分析、示差扫描量热和凝胶渗透色谱等方法分析了所得聚丙烯的结晶熔融行为和微观结构。实验结果表明,聚合温度从70℃升至100℃时,TiCl4/MgCl2催化剂的定向能力基本不变;100℃聚合时,以烷基化能力较弱的三异丁基铝为助催化剂时TiCl4/MgCl2催化剂的活性最高,而采用烷基化能力最强的三甲基铝为助催化剂时TiCl4/MgCl2催化剂的活性最低;100℃聚合时,助催化剂的种类对TiCl4/MgCl2催化剂的定向能力影响很小。

采用CO吸附原位红外光谱研究Pt/TiO2光催化体系中助催化剂作用

采用CO作为探针分子,将原位透射红外光谱应用于研究助催化剂Pt在Pt/TiO2光催化体系中的作用.实验发现,光照条件下,CO的覆盖度及样品温度没有明显变化,CO在Pt/TiO2上的吸附峰红移11 cm–1,在Pt/Al2O3上的吸附峰没有位移,表明CO在Pt/TiO2上的红移来源于TiO2上的光生电子转移到Pt上,这解释了为什么加入Pt助催化剂可提高光催化产氢活性.

助催化剂对新型球形丙烯聚合用催化剂性能的影响

丙烯聚合时,研究了3种不同的烷基铝助催化剂对丙烯聚合用新型球形催化剂的活性、聚丙烯(PP)等规指数、熔点、相对分子质量及其分布的影响。结果表明:使用三异丁基铝作助催化剂时,催化剂活性最高,活性衰减最慢,所制PP等规指数最低、重均分子量最大;使用三甲基铝作助催化剂时,催化剂活性最低,活性衰减最快,所制PP的重均分子量最小;使用三乙基铝作助催化剂时,PP等规指数和熔点最高。

助催化剂对费-托合成熔铁催化剂影响的研究

通过正交实验,在固定床反应器中研究了助剂对熔铁催化剂费托合成(FTS)反应性能的影响,并利用BET,SEM,XRD,TPH-MS等表征手段分析了助剂对催化剂的织构、还原行为、碳化行为及物相变化的影响。结果表明:Al2O3对费托反应用的熔铁催化剂的性能的影响最为显著,随着Al2O3含量的增加,FTS反应活性提高,C2+产率增加。正交实验最优组合为Al3/K3/B1/Ca2.5/Fe100催化剂,在n(H2)/n(CO)=1.6,温度523K,压力2.0MPa,空速3000h-1反应条件下,合成气转化率为74.5%,CH4选择性为5.9%,C2+的收率为145.0g/m3。同时,发现在FTS反应后催化剂表面上的主要碳物种是碳化铁γ1和γ2,且随着Al2O3的加入,α态原子碳(最活泼的碳化物形式)和碳化铁γ1、γ2的含量增加,而β、δ1和δ2含量减少,Al2O3能促进最活泼的α碳物种的形成。

助催化剂在醋酐催化法制备氯乙酸中的作用

The main purpose of this article is to study the function of catalyst promoters, such as SO42-/Fe2O3, SO42-/Fe2O3 supported by active carbon and active carbon plus fuming sulfuric acid, in the reaction between chlorine and acetic acid which used acetic anhydride as catalyst. We found that SO42-/Fe2O3 supported by active carbon has the highest activity among these catalyst promoters in this reaction.To a certain extent, not only the production of MCA and reaction velocity can be raised, but also the production of DCA can be depressed.

SrO助催化剂对Fe_(1-x)O基熔铁氨合成催化剂性能的影响

采用高温熔融法制备了不同SrO含量的Fe_(1-x)O基氨合成催化剂。在类似工业条件下(15MPa、30000h-1)使用固定床反应器对催化剂进行了氨合成(氮的催化加氢)活性评价,并采用X射线能谱仪(EDS)、程序升温还原(H_2-TPR)、N_2程序升温脱附(N_2-TPD)、X射线粉末衍射(XRD)对样品进行表征。结果表明,随着SrO含量的增加,催化剂的活性先增加后降低,呈现出火山型活性变化趋势。当SrO质量分数为0.4%时,催化剂活性最高。SrO存在表面偏析现象,且SrO的添加并没有促进或明显抑制催化剂的还原。少量SrO的添加降低了N_2的解离活化能或降低了NHx物种的稳定性,提高了催化剂的活性;SrO含量进一步增加,覆盖了表面部分活性位,消耗了体相的重要结构助催化剂Al,降低了催化剂的活性和耐热性能。

乙烯选择性齐聚助催化剂研究进展

综述了乙烯选择性齐聚助催化剂的研究进展。对不同种类助催化剂进行了分析比较。文献表明:在乙烯选择性齐聚领域,甲基铝氧烷(MAO)仍然是最主要的助催化剂,用于代替MAO的新型助催化剂的开发依然是该领域急需解决的难题之一。提出了助催化剂研究的进一步发展方向。

助催化剂对甲苯歧化与烷基转移催化剂性能的影响

采用助催化剂对丝光沸石进行改性,通过红外光谱(FT-IR)方法表征了该改性分子筛制备的催化剂样品表面酸性的变化,并探讨了酸性变化对甲苯歧化与烷基转移反应催化活性的影响。结果表明,助催化剂 WO3的加入能有效地调节催化剂表面酸性,经氢气还原后催化剂B酸量随助催化剂量增加而增加,且与助催化剂相对含量呈对数关系;而L酸量随助催化剂相对含量的增加先上升,随后趋于平稳;催化剂的反应活性随助催化剂含量的增加而增加,但副反应也随之加大。

碱性燃料电池氧电极的研究——助催化剂的添加对Ag/C催化剂活性的影响

本文报道了一种新的用于碱性燃料电池氧电极的非贵金属催化剂．此种以化学还原法制备的Ａｇ－Ｎｉ－Ｂｉ－Ｈｇ－／Ｃ催化剂对氧电极的阴极还原具有较高的活性，当催化剂的组成为Ａｇ５０％－Ｎｉ２％－Ｂｉ３％－Ｈｇ３％－Ｃ４２％（ｗｔ％）时，催化剂的活性最佳．ＸＲＤ和ＳＥＭ证实，助催化剂的加入使银的结晶趋于无定型化，减小了银结晶的尺寸．经过５２００ｈ的寿命考察，催化剂活性没有明显的改变．

助催化剂对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丙烯高温聚合的影响

在低温下通过三乙基铝和水在不同的AI／H2O摩尔比下分别制备了EAO1(2:1),EAO2(3:2), EAO3(5:4)和EAO4(10:9)等一系列乙基铝氧烷,并将其作为助催化剂用于丙烯在不同温度下的聚合反应。通过对不同助催化剂的研究,发现助催化剂对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合有显著的影响。在70℃时,不同助催化剂所制备的聚合物的等规度相近,但聚合活性按AIEt3>EAO1>EAO2>EAO3> EAO4次序递减,而EAO制备的聚合物的分子量明显高于AIEt3;在100℃时,不同助催化剂(除EAO4外) 的聚合活性相差不大,但聚合物的等规度和分子量都按AIEt3≈EAO1<EAO2<EAO3次序递增。结果表明助催化剂的反应性和体积大小影响活性中心的状态,进而影响聚合物的性质。

钾助催化剂与Fe_3O_4相互作用行为的XRD表征

XRD研究表明 ,作为乙苯脱氢催化剂中的氧化铁活性组分 ,具有反式尖晶石结构的Fe3O4 比刚玉型的α Fe2O3 更易与钾助催化剂发生相互作用 :α Fe2O3-K2O需经850℃煅烧才能生成多铁酸钾 ,但在Fe3O4 -K2O体系中只需700℃即可.而且 ,钾还可抑制Fe3O4 被氧化为α Fe2O3 的进程 ,在空气中 ,Fe3O4 只需300℃煅烧即可明显转化为α Fe2O3 ,但同样的转化在Fe3O4 K2O体系中要经700℃煅烧才会明显地发生.实验结果表明 ,某种形态的多铁酸钾可能是催化剂中的储钾相.