氨分解制氢棒状La_(x)Ce_(1-x)O_(y)负载Ru催化剂

氨分解得到的H2不含CO_(x)、SO_(x)、NO_(x)等有害物质,是其他所有含碳资源为原料制氢所不能比拟的。本文采用无模板水热法制备了一系列棒状载体,并采用沉积沉淀法制备了Ru/La_(x)Ce_(1-x)O_(y)催化剂,考察了制备方法、催化剂组成对性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET、H2-程序升温还原(TPR)和CO_(2)-程序升温脱附(TPD)进行了表征。结果表明,La_(2)O_(3)掺杂量为40%的Ru/La_(0.4)Ce_(0.6)O_(1.8)催化剂在常压、7800h^(-1)、450℃下氨分解转化率为98%。该催化剂活性高归因于部分还原的CeO2-x对Ru的供电子性能和Ru/La_(0.4)Ce_(0.6)O_(1.8)催化剂表面的强碱性增加了对Ru活性位的给电子能力。同时考察了K2O含量的影响,最优的催化剂为Ru-2%K/La_(0.4)Ce_(0.6)O_(1.8),在400℃、7800h^(-1)氨气转化率可以达到93%。结果表明Ru-2%K/La_(0.4)Ce_(0.6)O_(1.8)可以作为一种新型高效氨分解催化剂,为工业化应用提供了可能,具有良好的发展前景。

一种制备碳载高合金化Pt-Ru催化剂的方法

提出了在四氢呋喃(THF)和H2O混合溶液中用一般的化学还原法在室温下制备碳载Pt-Ru(Pt-Ru/C)催化剂的新方法。与在纯水中制得的Pt-Ru/C催化剂相比,其Pt-Ru粒子的合金化程度高、平均粒径较小且相对结晶度低,因此,该催化剂对甲醇氧化的电催化活性远高于在纯水中制得的Pt-Ru/C催化剂。高合金化程度的原因是H2PtCl6和RuCl3在THF和H2O混合溶液中的起始还原电位相近。此外,在THF和H2O混合溶液中,THF和H2O的体积比的改变并不影响制得的Pt-Ru/C催化剂中Pt-Ru粒子的合金化程度,但对Pt-Ru粒子的粒径以及相对结晶度有较大影响。

负载型Ru催化剂在乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯中的应用研究进展

生物质由于其储量丰富、来源广泛、价格低廉等优点,成为可再生燃料和化学品的主要来源。在众多的生物质基化学品中,γ-戊内酯(GVL)是一种重要的平台化合物,可由乙酰丙酸(LA)催化加氢制得。Ru催化剂在乙酰丙酸选择性加氢制备γ-戊内酯中具有良好的催化性能。对负载型Ru催化剂催化LA制备GVL的研究进展进行了总结。

改性铝土矿载体负载Ru催化剂上的水煤气变换制氢

采用水热法对天然铝土矿进行改性,获得高比表面积的铝土矿(bauxite)载体.用等体积浸渍法制备了Ru含量为1.0%-4.0%(质量分数,下同)的Ru/bauxite催化剂和Ru含量为2.0%的Ru/Al2O3催化剂,以水煤气变换反应为探针反应,考察了催化剂性能.利用X射线荧光元素分析(XRF)、X射线粉末衍射(XRD)、低温N2物理吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)以及CO程序升温脱附(CO-TPD)等对载体和催化剂样品进行表征.结果表明,不同Ru含量的Ru/bauxite催化剂具有优异的水煤气变换制氢性能,优于Ru/Al2O3催化剂.其原因是铝土矿本身含有的Fe2O3与负载的Ru之间发生了相互作用,降低了Fe2O3还原温度,提高了对CO的吸附能力且降低了CO的脱附温度,进而提高了催化剂的水煤气变换反应性能.

负载Ru催化剂选择性加氢脱硫研究

采用分步浸渍法制备了负载Ru蛋壳型催化剂,并采用BET、XRD、Py-IR等手段进行了表征,蛋壳型催化剂载体具有如下特点:较大的比表面积、孔容和较好的孔径分布。采用FCC汽油,在高压微反装置上对催化剂的脱硫性能进行评价。评价结果表明最佳反应条件为:温度300℃、液时空速2.0h-1、氢油比200∶1。

改性Al2O3负载Ru催化剂制备及1,4-丁炔二醇加氢性能

采用炭改性Al_2O_3(CCA)为载体,通过吸附-沉淀法制备Ru/CCA催化剂,以1,4-丁炔二醇加氢制1,4-丁二醇为探针反应,考察Ru/CAA催化剂的加氢性能,并对催化剂进行XRD和H2-TPR表征。活性评价结果表明,在110℃和4.0 MPa条件下,Ru/CAA催化剂上1,4-丁炔二醇转化率100%,1,4-丁二醇选择性88%。表征结果表明,采用炭改性可提高催化剂的水热稳定性,同时炭的加入还增强了活性组分与载体的相互作用。

Ru/AC和Ru-NPs/AC催化剂对乙炔氢氯化反应催化活性的比较

针对乙炔氢氯化反应无汞催化剂的开发,Ru基催化剂是最具工业潜力的催化剂之一。结合表面积分析仪(BET)、程序升温还原(TPR)、透射电镜(TEM)和程序升温脱附(TPD),以及动力学实验探究了导致Ru/AC(AC为活性炭)和高温H_(2)处理后Ru-NPs/AC催化性能差异的原因。在排除内、外扩散的条件下,通过动力学实验判断了反应级数,初步推测了基元反应步骤和决速步骤。结果表明,Ru-NPs/AC相对于Ru/AC总反应速率更低,表观活化能更高,这是由于高温H_(2)处理后活性组分的分散度降低、Ru物种被还原,并且导致活性中心对C_(2)H_(2)的吸附性能降低。

Ru@Al_(x)-mSiO_(2)中空介孔核壳型催化剂苯酚加氢脱氧制苯性能研究

为解决负载型Ru催化剂在酚类化合物加氢脱氧反应中稳定性差的问题,以含Ru的二氧化硅微球(Ru@SiO_(2))为前驱体、偏铝酸钠(NaAlO_(2))为铝源,在碱性条件下通过选择性蚀刻制备了一系列不同Al负载量(质量分数)的中空介孔核壳型催化剂Ru@Al_(x)-mSiO_(2)(x=0.5、1.0、1.5或2.0)。采用TEM、HAADF-STEM、XRD、N_(2)吸/脱附、NH_(3)-TPD和H_(2)-TPD等对催化剂的微观结构和理化性质进行了表征。以苯酚加氢脱氧制备苯为模型反应,考察了Ru@Al_(x)-mSiO_(2)催化剂的催化性能。结果表明,在60℃、2.0 MPa的反应条件下,向Ru@mSiO_(2)中引入Al能显著提高苯选择性,这是因为Al的负载提供了丰富的酸性位点,其不仅可以辅助金属Ru解离H_(2)增加苯酚加氢活性,还能够增强苯酚的脱氧性能进而提高苯选择性。在所有催化剂中,Ru@Al1.0-mSiO_(2)展现出了最高的苯酚转化率(80.5%)和苯选择性(96.5%),这归因于金属Ru与硅铝酸盐壳层间的协同效应。此外,由于中空介孔硅铝酸盐壳层的限域保护作用,Ru@Al1.0-mSiO_(2)催化剂在多次催化循环加氢脱氧实验后,仍展现出了优异的稳定性。

CeO_2掺杂RuO_2/γ-Al_2O_3催化剂结构与湿式氧化降解苯酚的活性研究

采用浸渍法制备了RuO2/γ-Al2O3和RuO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂,利用XRD,XPS和ESR分析了催化剂的结构,并研究了湿式氧化降解苯酚的活性.结果表明,两种催化剂表面RuO2均有良好的分散性,并且催化剂表面存在氧空位和化学吸附氧,CeO2的掺杂使催化剂表面氧空位和化学吸附氧数量增加.两种催化剂对湿式氧化降解苯酚具有良好的催化活性,当苯酚质量浓度为4200mg/L,在150℃和3MPa下,RuO2/γ-Al2O3催化剂湿式氧化降解苯酚反应150min后,苯酚全部被去除,RuO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂反应60min后,苯酚的去除率为96%.

氧化物载体对Ru基催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢反应性能的影响

分别以ZrO_(2)、Al_(2)O_(3)、La_(2)O_(3)为载体构建Ru基催化剂,借助XRD、SEM、H_(2)-TPR、XPS、乙醇水蒸气重整制氢实验及in situ-DRIFTS等对所制催化剂进行了相关测试。结果表明,Ru/ZrO_(2)催化剂的催化性能相比Ru/Al_(2)O_(3)和Ru/La_(2)O_(3)催化剂有显著提升,使用Ru/ZrO_(2)催化剂在450℃下催化乙醇水蒸气重整制氢的乙醇转化率和氢气选择性分别达到90.0%和78.4%,Ru/ZrO_(2)催化剂具有优异的稳定性、分散性、更强的C—C键裂解能力和催化乙醇氧化脱氢性能。

高分散Ru/Si_(3)N_(4)催化剂的制备及其在CO_(2)加氢中的应用

氮化硅是一种良好的载体,具有较高的水热稳定性和机械稳定性,其表面的氨基基团能够较好地锚定金属,显著提高金属分散度。但是,商品氮化硅比表面积较低,对金属分散作用仍然有限。因此,以自制的高比表面积氮化硅(Si_(3)N_(4))为载体,通过浸渍法制备了不同Ru负载量(质量分数分别为0.5%、1.0%和2.0%)的催化剂(分别为0.5%Ru/Si_(3)N_(4)、1.0%Ru/Si_(3)N_(4)和2.0%Ru/Si_(3)N_(4)),并以商品氮化硅(Si_(3)N_(4)-C)为载体制备了2.0%Ru/Si_(3)N_(4)-C催化剂作为对照组。表征了催化剂的理化性质,测试了其在300℃、0.1 MPa下的CO_(2)加氢反应活性。结果显示,与Si_(3)N_(4)-C相比,Si_(3)N_(4)的比表面积较高(502 m^(2)/g),Si_(3)N_(4)作为载体显著提高了金属分散度,降低了金属粒径,催化剂暴露出更多的活性位点。0.5%Ru/Si_(3)N_(4)的金属粒径较小,展现出强的H_(2)吸附能力,H难以解吸,抑制了中间物种CO加氢生成CH_(4)。随着Ru负载量增加,金属粒径增大,催化剂的CH_(4)选择性更好。Ru/Si_(3)N_(4)系列催化剂中,2.0%Ru/Si_(3)N_(4)的CH_(4)选择性较高(98.8%)。空速为10000 m L/(g·h)时,0.5%Ru/Si_(3)N_(4)的CO选择性为88.2%。与2.0%Ru/Si_(3)N_(4)相比,2.0%Ru/Si_(3)N_(4)-C的金属粒径更大,活性位点较少,活性更低。2.0%Ru/Si_(3)N_(4)和2.0%Ru/Si_(3)N_(4)-C的CO_(2)转化率分别为53.1%和9.2%。Si_(3)N_(4)有效提高了金属分散度,提高了催化剂的CO_(2)加氢反应活性;通过调控Ru负载量控制催化剂金属粒径,可实现对产物CO或CH_(4)选择性的调控。

泡沫镍支撑Ru基析氢/析氧反应电催化剂的研究进展

电催化水分解大规模制氢有望缓解能源危机和环境问题。对于阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER),开发高效、低成本的电催化剂是加速反应过程和降低能耗的迫切需要。以泡沫镍为基底的Ru基电催化剂是一类具有高比表面积、高导电性和高稳定性的电催化材料,可用于提高电催化反应的效率和选择性。综述了以泡沫镍为基底的Ru基电催化剂的研究进展,讨论了制备高效Ru基电催化剂的前景和面临的挑战。

Ru1LaxOδ／γ-Al2O3催化剂上CO选择性氧化去除性能及焙烧温度的影响

采用共浸渍法制备了一系列Ru1LaxOδ／γ-Al2O3复合氧化物催化剂，考察了La2O3的加入量、焙烧温度对CO选择性氧化反应性能的影响。添加La2O3的Ru1LaxOδ／γ-Al2O3催化剂在110～170℃时能达到99％以上的CO转化率，选择性相对较高；镧的加入提高了催化剂的热稳定性。在500℃以前焙烧钌的晶粒大小变化不大，但是焙烧温度达到了600℃后，晶粒明显长大，催化剂活性也随之下降。

Y对Ru/sepiolite催化剂甲苯加氢活性的影响

以海泡石为载体,Ru为活性组分,采用浸渍法制备了Ru/sepiolite和Ru-Y/sepiolite催化剂。以甲苯加氢为探针反应,利用TPR,TPD,XRD和比表面积等测试手段对催化剂进行了表征。结果表明,Y的加入提高了Ru/sepiolite的催化活性和Ru的分散度,增加了催化剂的活性中心数和吸附性能。

二氧化硅固载Ru基催化剂上二氧化碳加氢合成甲酸的研究(III):配体对催化剂反应性能的影响

考察了不同配体对原位合成的固载Ru基催化剂上CO2加氢合成HCOOH反应活性的影响,对于以单齿三苯基类ZPh3分子为配体的催化剂,活性大小顺序为:PPh3>AsPh3>NPh3.以PPh3为配体时,其相应的原位合成催化剂上HCOOH的TOF值为656h-1.其次,双齿膦配体的使用能带来比单齿膦配体更高的活性.以dppe[1,2-双(二苯基膦基)乙烷]为配体时,其相应的原位合成催化剂上HCOOH的TOF值为1190h-1.量子化学的理论计算结果表明,具有适中的σ给予性和π接受性,较小的空间位阻,较好的电子离域作用的PPh3配体性能优于其它单齿三苯基类配体.而具有较好的电子离域作用,并且有螯合作用的双齿膦配体性能优于单齿膦配体.

固载Ru基催化剂上二氧化碳加氢合成甲酸的研究(Ⅳ):反应机理

探讨了在CO_2加H_2合成HCOOH过程中原位合成的固载Ru基催化剂的可能结构、CO_2的活化方式以及可能的反应机理．在反应中,固载Ru配合物中的一个P配体首先解离,被质子型溶剂ROH取代而生成循环活性物质,然后CO_2正插入Ru—H键生成甲酸酯配合物,之后甲酸酯配合物中的Ru—O_2CH键被H_2氢解生成HCOOH,而本身重新转化为活性物质,完成催化循环．

湿式氧化催化剂RuO_2/γ-Al_2O_3的制备及降解苯酚的研究

采用浸渍法制备了 4 %质量分数的RuO2 /γ Al2 O3 催化剂 ,并利用XRD和SEM对催化剂进行了晶体结构表征。研究了催化剂制备的焙烧温度和时间、进水pH值和处理温度对RuO2 /γ Al2 O3 催化剂活性影响 ,并对其影响机制进行了初步探讨。结果表明 ,焙烧温度升高、焙烧时间延长会导致催化剂的活性组分RuO2 的晶粒增长过大 ;在 30 0℃经 3h焙烧 ,形成的RuO2 晶粒细小 ,苯酚溶液的COD(化学需氧量 )去除率较高。在本研究的pH范围内 ,进水pH值为酸性时 ,COD去除率高于碱性时的COD去除率 ;当反应温度升高时 ,RuO2 /γ Al2 O3 催化剂降解苯酚的能力显著提高 ,且反应的诱导期明显缩短 ,当反应温度从 15 0℃升高至 180℃时 ,在进水pH值为 5 .6 ,反应 2h后 ,此催化剂的COD去除率为 96 %以上。研究表明 ,RuO2 /γ Al2 O3 催化剂具有较好的活性和和稳定性。

助剂对Ru/C催化剂的表面性质及氨合成催化性能的影响

以碱金属、碱土金属硝酸盐作为助剂前体,活性炭为载体制备了系列负载型钌催化剂,采用物理吸附、化学吸附和XRD等表征手段,考察了助剂对Ru C催化剂的比表面、孔分布和钌分散度的影响,并在430℃、10 0MPa和10000h-1条件下进行氨合成活性评价。结果表明,单助剂Ru C催化剂,碱金属助剂的促进作用与其相应氢氧化物碱性变化规律一致,碱土金属助剂的促进作用与其相应氧化物碱性变化规律一致。在同类化合物中,铯和钡均是最有效的助剂,钡比铯具有更强的促进作用。以硝酸钡和硝酸铯制备双助剂Ru C催化剂,先钡后铯分步浸渍制备钌催化剂的活性不仅明显高于钡、铯共浸渍钌催化剂,而且也高于先铯后钡分步浸渍钌催化剂。

CeO_2对RuO_2/γ-Al_2O_3催化剂湿式氧化降解苯酚性能的影响

采用浸渍法制备了 Ru O2 /γ- Al2 O3和 Ru O2 / Ce O2 /γ- Al2 O3催化剂 ,并利用 XRD、 SEM和 XPS对催化剂进行了表征 ,研究了 Ce的加入对 Ru O2 /γ- Al2 O3催化剂表面分散性和催化剂表面元素 Ru,O和 Ce化学态的影响 ,同时考察了 Ru O2 /γ- Al2 O3和 Ru O2 / Ce O2 /γ- Al2 O3催化剂湿式氧化降解苯酚的活性 ,并深入探讨了 Ce对 Ru O2 /γ- Al2 O3催化剂的助催化作用。结果表明 :Ce掺杂改性后 ,使催化剂表面 Ru的化学态降低、表面氧空位增加 ,并且活性组分Ru的分散性增加 ,从而使 Ru O2 / Ce O2 /γ- Al2 O3催化剂的活性提高 ,因此

有机助剂对葡萄糖加氢反应中Ru/C催化剂的影响

考察了Ru/C催化剂制备过程中加入有机助剂对葡萄糖加氢反应活性、制备重现性和使用稳定性的影响.利用分光光度法考察了RuCl3在活性炭上的吸附量和吸附强度,并通过程序升温还原(TPR)技术,考察Ru/C催化剂的表面还原性质,探讨了Ru/C催化剂表面性能与催化剂活性的关联规律.结果表明,加入有机助剂不仅能增加Ru的吸附量和吸附强度,改善催化剂的表面性能,并明显提高了催化剂的活性、稳定性和制备重现性.