表面硫物种对钯-硫纳米片加氢性能的影响

炔烃制备烯烃在聚合物和精细化工工业中具有至关重要的地位,但在平衡选择性和活性方面仍存在相当大的难题。本文通过使用不同的硫源成功合成了几种钯-硫纳米片(Pd-S NSs),并研究了表面硫物种对炔烃选择性加氢催化效率的影响。在这些催化剂中,以1,4-苯二硫醇(PT)为硫源的Pd-S-PT NSs/C在苯乙炔加氢2h后表现出较高的苯乙烯选择性(92.3%-96.7%)。Pd-S-PT NSs的烯烃选择性增强的原因在于Pd到S的电子转移较差,以及表面独立存在的S^(0)物种,保持了较高的加氢活性,同时避免了高氧化态的S(S^(4+))引起的过度加氢。该研究不仅开发了高效的炔烃加氢催化剂,还推动了对催化表面精确控制的基础研究。

铂基催化剂的制备及其液相重整制氢性能研究

采用原位沉积—还原法制备出小尺寸纳米粒子铂基合金高性能催化剂(Pt-M,M=Fe,Co)。利用X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电子显微镜等测试方法验证了其结构。在甲醇液相重整制氢反应中,当CH3OH:H2O=3∶1时,制备的铂基合金催化剂表现出优异的催化性能,PtCo/C3N4200℃下TOFH2达到11100h-1,是Pt/C3N4的1.7倍。此外,PtCo/C3N4和Pt-Fe/C3N4催化剂用安捷伦气相色谱仪测试副产物CO均低于10ppm,表现出对氢气高的选择性。经五次催化循环后,PtCo/C3N4催化剂仍然保持较好的催化活性。

钯基合金催化剂制备及其选择性加氢性能研究

为解决钯(Pd)催化剂在选择性加氢中对目标产物选择性差的问题,添加第二金属M(M为Mn、Fe、Co、Ni),通过简单共还原法合成了PdM/C双金属合金催化剂;以3‐硝基苯乙烯为模型分子,以H_(2)作为氢源,研究了第二金属对Pd基催化剂选择性加氢性能的影响规律;采用XRD、TEM、气相色谱等方法对Pd基催化剂进行了表征与测试。结果表明,以纯Pd/C为催化剂,3‐硝基苯乙烯加氢反应1.5 h,其转化率为100%,3‐硝基苯乙烷的选择性仅为29%,过度加氢产物3‐氨基苯乙烷的选择性为71%;引入第二金属后,PdM/C对3‐硝基苯乙烷的选择性提升到75%~100%。其中,PdFe/C能将3‐硝基苯乙烯完全加氢转化成3‐硝基苯乙烷,且反应10次后,3‐硝基苯乙烯的转化率仍保持在100%,3‐硝基苯乙烷的选择性为99%,能够有效地避免过度氢化,实现3‐硝基苯乙烯选择性加氢制备3‐硝基苯乙烷。

La-Zn复合氧化物的制备及其催化尿素醇解性能研究

以金属硝酸盐为前驱体,采用共沉淀法制备出一系列镧基金属复合氧化物(La-M,M=Fe, Co, Ni, Zn)。利用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X-射线能谱仪等测试方法验证了其复合氧化物结构。在尿素醇解法制备碳酸乙烯酯反应中,La-Zn物质的量比1∶1复合金属氧化物表现出优异的催化性能,140℃下7 h后完全转化时EC选择性达到96.5%,远高于其他La-M和氧化镧(La_(2)O_(3))。此外,La-Zn物质的量比1∶1复合物在尿素醇解制备碳酸乙烯酯反应中表现出比氧化锌(ZnO)更高的稳定性。经五次催化循环后,La-Zn物质的量比1∶1复合氧化物对乙二醇的选择性(86.9%)高于ZnO(77.4%),并且EC产品中Zn元素的浓度是ZnO做催化剂时的1/24。