烯烃聚合用茂金属催化剂及其载体

由于在α-烯烃、二烯烃以及苯乙烯聚合中的单中心催化性能,茂金属催化剂备受学术界和企业界的关注。为了进一步提高催化剂的活性、利用效率以及防止粘釜现象的发生和有效控制催化产物的微形貌,茂金属催化剂通常要负载在载体上进行使用。对茂金属催化剂的基本结构及发展历程进行了介绍,综述了茂金属催化剂载体的种类,包括MgCl 2、分子筛或多孔材料、层状材料、聚合物、碳纳米管和石墨、硅胶载体,总结了其自负载的特点和性能,指出开发高活性催化剂及其高效负载化工艺仍是今后该领域的重要工作。

Pd基MoO_(x)催化剂中金属与载体的相互作用及其对Heck反应的影响

钯(Pd)催化的Heck反应是合成中构建碳-碳键的有效方法之一。金属-载体相互作用(MSI)对于非均相催化剂在某些工业过程中由于金属活性位点暴露或堵塞而显著提高或降低催化性能具有重要意义。本文合成了Pd基MoO_(x)催化剂,利用XRD、XPS、Raman等表征研究了在不同氧化还原处理条件下,钯纳米粒子与氧化钼层的金属-载体相互作用(MSI)在碘苯和丙烯酸甲酯的Heck反应中的性能影响。研究发现Pd/MoO_(3)在氢气条件下的部分还原导致MoO_(x)物种迁移到Pd-NPs的表面并形成包封结构,涂层可能通过空气煅烧重新暴露,MSI导致Pd/MoO_(3)在Heck反应中的催化性能降低。本研究证明了平衡金属-载体相互作用在实际催化剂设计中的重要性,以实现贵金属催化剂在催化Heck反应中的更高利用率。

Cu/ZnO催化剂的金属载体相互作用及其对糠醛加氢制糠醇反应性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Cu/Zn比不同的Cu/ZnO催化剂,研究了Cu/Zn比与金属载体强相互作用(SMSI)的关系及其对糠醛气相加氢制糠醇催化反应性能的影响。XRD、H2-TPR、SEM、HRTEM和XPS等表征结果显示,Cu/ZnO催化剂中的金属载体强相互作用改变了催化剂的微观结构。ZnO载体对活性金属Cu颗粒具有不同程度的几何修饰,影响了Cu表面的电子状态。不同Cu/Zn比的Cu/ZnO催化剂的SMSI作用顺序为:20Cu/ZnO>40Cu/ZnO>60Cu/ZnO>80Cu/ZnO。在同一反应条件下,20Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间仅为5 h,而60Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间可以达到28 h,表明适当的SMSI作用有利于提升Cu/ZnO催化剂在糠醛加氢反应中的稳定性,而过强的SMSI作用会抑制其催化活性。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定尾气净化用金属载体催化剂中的铂、钯和铑含量

如何精准地测定汽车尾气催化剂的贵金属含量(铂、钯、铑),对于控制贵金属的成本、回收贵金属及控制催化剂的性能具有重要意义。试验采用电感耦合等离子体原子发射光谱法来测定尾气用净化金属载体催化剂中的铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)含量。具有而言,含有尾气净化用金属载体催化剂的试样采用盐酸进行预处理,然后加入聚环氧乙烷溶液降低胶粒对过滤的影响,过滤产物在马弗炉(300℃)内进行炭化处理,并加入20 g Na_(2)O_(2),经过沉淀凝聚实现富集分离。最后,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对分离的铂、钯、铑的含量进行测定。在样品测定过程中,Pt、Pd和Rh的加标回收率分布范围表现良好,分别为97.1%~109.0%、91.0%~101.8%和93.2%~102.2%。该方法具有快速定量分析、检出限较低、精密度良好、动态范围宽的特点,为贵金属检测行业的标准制定奠定了数据理论支撑。

天津大学的CO_(2)制甲醇双金属催化剂研究获进展

天津大学的研究团队制备了一系列不同比例的Pd-Pt/In_(2)O_(3)催化剂用于CO_(2)加氢制甲醇反应,与Pd/In_(2)O_(3)催化剂相比,在300℃条件下,甲醇时空收率(STY)增加约20%。相关研究成果发表于《化学工程杂志》。Pd/In_(2)O_(3)和Pt/In_(2)O_(3)催化剂用于CO_(2)加氢制甲醇反应时,由于Pd和In_(2)O_(3)间强烈的金属载体相互作用,PdIn合金的产生导致甲醇收率降低。只有原子分散的Pt^(n+)才优先促进甲醇合成,而Pt^(0)纳米颗粒对CO的生成有利。

氧化铈负载贵金属催化剂上糠醛加氢性能研究

采用湿法浸渍在自制的氧化铈载体上制备了负载的贵金属催化剂5%Pt/CeO_(2)、5%Pd/CeO_(2)和5%Rh/CeO_(2),采用分步浸渍法制备了双金属催化剂5%Pt-0.5%Pd/CeO_(2)、5%Pt-0.5%Rh/CeO_(2)、5%Pt-0.5%Fe/CeO_(2)、5%Pt-0.5%Co/CeO_(2)和5%Pt-0.5%Ni/CeO_(2),考察它们在糠醛选择性加氢反应中的催化性能。

金属载体结构对Pt-Rh三效催化剂性能影响

三效催化剂的性能需要不断提升以应对更严格的排放标准和不断攀升的催化剂成本。紊流结构载体因其可以提高气固反应传质效率,进而提升催化剂转化效率,受到广泛关注。但是对紊流结构载体催化剂的起燃温度和空燃比窗口的研究还不充分。制备了紊流结构载体和常规结构载体负载的低成本Pt-Rh型催化剂,考察了模拟尾气气氛下其起燃温度和空燃比窗口,结果表明紊流结构催化剂对CO、THC和NO相比常规结构载体具有更低的起燃温度和更佳的空燃比性能。整车工况排放测试表明紊流结构载体催化剂的CO、THC和NO_(x)排放值更低,这得益于紊流载体催化剂更优的起燃温度和空燃比性能。

Fe/Co/Ni基催化剂制备及氨分解制氢性能

氢能因具有高效、清洁、可持续等优点,被认为是最具发展潜力的化石燃料替代能源。氨气作为一种储氢材料,具有高储氢密度、易液化等优点,因此氨分解制氢是一种理想的氢气制备方法。开发中低温下高选择性、高活性、廉价的氨分解催化剂具有重要意义。Ru基催化剂是氨分解活性最高的单金属催化剂,但成本较高,Fe、Co、Ni等过渡金属是Ru的合适替代品。与此同时,催化剂载体的选择是制备高效催化剂的关键因素。采用浸渍法制备了以γ-Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、MgO、TiO_(2)为载体,Fe、Co、Ni为活性组分的系列氨分解催化剂,在氨催化裂解反应平台开展了反应温度400~700℃、空速比18000 h^(-1)条件下的催化剂活性评估试验,并在此基础上对合成的催化剂进行了XRD、BET、SEM、TEM等表征分析,探究不同活性组合、载体种类、反应温度等因素对氨催化裂解的影响。结果表明,Ni/Al_(2)O_(3)催化剂活性最高,空速为18000 h^(-1)、600℃时的氨分解率达91.67%,650℃时可基本实现氨的完全分解。除SiO_(2)载体外,Ni基催化剂的活性整体高于Fe和Co基催化剂。表征发现在Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化剂存在NiO与γ-Al_(2)O_(3)形成的复合氧化物结构,同时γ-Al_(2)O_(3)载体更大的比表面积和孔体积有利于提高氨分解转化率。

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的失活机制及应对策略

甲醇氧化电催化剂是决定直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cells,DMFC)性能与成本的关键。目前,铂基催化剂是最有前途的高效甲醇氧化电催化剂,但在反应过程中存在活性位的迁移、团聚与浸出、中毒以及载体的腐蚀与坍塌等原因引起的失活问题,阻碍了其进一步商业化发展。如何提高直接甲醇燃料电池阳极催化剂的稳定性是一个亟待解决的难题。本文首先总结了甲醇的电氧化原理和催化反应机理,详细综述了阳极催化剂的失活机制以及抑制改善其失活方面所取得的研究进展。最后对该领域未来的发展方向进行了展望,并指出利用限域作用限制活性金属的迁移和聚集,构建多元合金,设计增强复合型载体,将理论研究和原位表征技术相结合,是今后开发更高效、稳定阳极催化剂的重点研究方向。

铂纳米团簇催化剂的制备及产氢性能研究

电催化产氢技术对于推动清洁能源的发展至关重要。基于强金属-载体相互作用,利用铁单原子锚定效应制备负载于多孔碳氮材料的超细铂纳米团簇材料Pt@Fe-N-C,并对材料进行结构表征以及电催化测试。结果表明:Pt@Fe-N-C继承了ZIF-8的正十二面体的多孔结构,且其中的铁单原子通过锚定铂纳米团簇实现铂的良好分散。该材料在0.5 mol/L硫酸溶液中展现出优异的HER(电催化析氢反应)活性和稳定性,过电势η_(10)仅为17 mV,且在3000圈循环退化测试后,η_(10)仅增加4 mV。此外,在20 mV(vs.Ag/AgCl)过电势下,Pt@Fe-N-C的质量活性[12.43 mA/(cm^(2)·μg)]是商业铂碳[2.05 mA/(cm^(2)·μg)]的6.1倍。因此,利用单原子锚定效应分散铂是一种降低贵金属使用量的有效策略,并为今后发展低贵金属电催化材料提供新的思路。

Ni/CeO_(2)基催化剂构筑及其CO_(2)甲烷化催化性能研究进展

CO_(2)加氢制甲烷(即“CO_(2)甲烷化”)是实现碳中和目标的重要途径。CeO_(2)由于具有丰富的表面氧空位和优异的储氧性能被认为是重要的催化剂载体之一,过渡金属Ni也因为具有优异的催化性能和低廉的价格被广泛应用于催化剂的研究,CeO_(2)和金属Ni结合形成的Ni/CeO_(2)基催化剂在CO_(2)甲烷化反应中展现了良好的应用前景。阐述了Ni/CeO_(2)基催化剂催化CO_(2)甲烷化的机理,介绍了Ni/CeO_(2)基催化剂制备方法,重点总结了活性中心特征、载体性质、助剂类型和金属-载体相互作用等影响Ni/CeO_(2)基催化CO_(2)甲烷化催化性能的因素,并总结了改性Ni/CeO_(2)基催化剂的催化性能。分析发现,通过对Ni/CeO_(2)基催化剂进行改性,可以调控Ni/CeO_(2)基催化剂的CO_(2)甲烷化催化性能与产物选择性,可为提升其CO_(2)甲烷化催化性能提供新的思路。

Pt基催化剂用于丙烷脱氢反应的研究进展

丙烯是一种重要的化工原料,被广泛用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等化工产品,也是塑料、橡胶、纤维三大合成材料的基本原料。由于对丙烯的需求量不断增长以及页岩气的广泛开采,丙烷脱氢(PDH)作为一种直接生产丙烯的工业技术备受关注。然而,商业上使用的铂(Pt)基催化剂活性组分容易烧结和团聚,导致积碳问题,很容易失去催化活性。因此,开发具有高活性和高稳定性的PDH催化剂具有重要意义。近年来,负载型Pt基催化剂在PDH反应中得到了广泛研究。从金属助剂优化和载体效应两个角度,综述了当前Pt基PDH催化剂的研究进展,特别是助剂和载体如何使Pt中心形成高度分散和稳定的活性位点,并系统总结了提高Pt基催化剂稳定性的策略。此外,还展望了Pt基催化剂在PDH反应中的发展方向。

负载型贵金属催化剂催化氧化VOCs的研究进展

挥发性有机物(VOCs)可引起光化学烟雾,并严重损害人类健康,威胁人类社会的可持续发展,亟需对其进行去除。鉴于高效、经济和无二次污染等优势,催化氧化被认为是去除VOCs的有效途径之一。综述了负载型贵金属催化剂催化氧化VOCs的反应机理,分析了贵金属种类和载体性质对VOCs催化氧化活性的影响,总结了催化剂的结构与性能之间的关系,可为高效催化剂的设计与开发提供理论依据。

甲烷干重整反应镁铝尖晶石镍基催化剂的研究进展

甲烷重整反应所用的镍基催化剂在高温下易烧结而失活,催化剂稳定性一直是研究的重点。镁铝尖晶石材料具有较好的耐高温稳定性,高温下不易烧结,因此具有良好的工业化应用前景。综述了镁铝尖晶石结构镍基催化剂的制备方法(包括分步浸渍法、共沉淀法、溶剂蒸发自组装法、溶胶-凝胶法、水热合成法和火焰喷射裂解法)及其对催化剂结构和性能的影响,介绍了镁铝尖晶石催化剂对甲烷重整反应的稳定性研究进展以及镁铝尖晶石材料与限域功能材料结合对催化剂结构及性能的影响,并对其应用前景进行了展望。

银基复合催化剂用于二氧化碳电化学还原性能研究

由可再生能源驱动的二氧化碳电化学还原是碳中和的有效途径,但二氧化碳电化学还原仍存在低选择性、低产率、低稳定性和过电位等问题。二氧化碳电化学还原的性能与催化剂的结构和组成密切相关,因此,设计高活性的催化剂对二氧化碳电化学的商业化应用具有重要意义。利用煅烧三聚氰胺制备的C_(3)N_(4)作为银纳米颗粒的载体合成均匀分布的Ag/C_(3)N_(4),用于提高二氧化碳电化学还原制备一氧化碳的活性。C_(3)N_(4)含有富电子氮原子,作为载体能够改性金属Ag的电子结构,从而优化复合催化剂的电催化活性;Ag纳米颗粒均匀分散在C_(3)N_(4)载体上可以提高活性面积、避免团聚,进而提高反应稳定性。研究结果表明,相比于Ag/C催化剂和纯Ag纳米催化剂,Ag/C_(3)N_(4)催化剂提高了电催化二氧化碳还原制备一氧化碳的选择性、反应速率和稳定性。在电流密度为100 mA/cm^(2)以上反应7 h后,一氧化碳法拉第效率仍维持在90%以上。

以飞灰为载体的金属氧化物催化剂脱硝研究

以飞灰作为催化剂的载体 ,担载Fe、Cu、V、Ni等过渡金属作为活性成分制成脱硝催化剂 .对飞灰作为载体的催化剂进行了各种表征分析 ,考察了催化剂的制备条件对脱硝效率的影响 .利用固定床反应装置进行了催化脱硝实验研究 ,结果发现 ,飞灰作为脱硝催化剂的载体是可行的 ,其中担载Cu作为活性成分时脱硝效率最好 ,在温度为 2 70℃时NO的转化率达90 %以上 .最后 ,对活性炭和页岩灰作载体时的催化脱硝特性进行了对比研究 ,发现飞灰的催化活性仅次于活性炭 ,而页岩灰的活性最差 .

封装型催化剂及其制备方法、应用和丁腈橡胶选择性加氢方法

申请公布号CN 118056613 A涉及催化剂制备领域,公开了一种封装型催化剂及其制备方法、应用和丁腈橡胶选择性加氢方法。一种封装型催化剂,所述催化剂含有二氧化硅载体、廉价金属元素、贵金属元素以及包裹二氧化硅载体、廉价金属元素和贵金属元素的碳包覆层;其中,以所述催化剂的总质量为基准,二氧化硅载体的含量为75%~90%,廉价金属元素的含量为5%~15%,贵金属元素的含量为0.5%~5%,碳的含量为3%~10%。

火焰原子吸收光谱法测定尾气净化金属载体催化剂中铂钯铑

建立了火焰原子吸收光谱法测定尾气净化金属载体催化剂中Pt、Pd、Rh含量的新方法。研究了试样分解方法、共沉淀条件、测定干扰因素及消除方法。采用盐酸-超声波处理尾气净化金属载体催化剂,过滤,不溶物用过氧化钠分解,盐酸酸化后全部转化为样品溶液。在含2～3mol/L盐酸的样品溶液中,加入10mg氧化碲和10mL 200g/L氯化亚锡溶液共沉淀富集样品溶液中的Pt、Pd、Rh,与基体元素Fe、Ni、Al、Cr、Na等完全分离,共沉淀物用王水溶解后,采用火焰原子吸收光谱法测定Pt、Pd、Rh。方法的检出限分别为:Pt 4.72μg/g,Pd1.13μg/g,Rh 1.06μg/g。将本方法用于实际样品分析,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法测定值一致,相对标准偏差(RSD,n=11)分别为:3.0%(Pt),1.9%(Pd),4.2%(Rh)。

载体茂金属催化剂的乙烯和丙烯共聚合

研究了不同聚合条件下载体茂金属催化剂Et[Ind] 2 ZrCl2 -MAO/SiO2 的乙烯和丙烯共聚合活性、聚合物中丙烯含量以及聚合物的相对分子质量及其分布 ,实验结果表明 ,使用载体茂金属催化剂可以降低铝锆比而不会降低聚合活性。用1

化工实验室中催化剂设计的性能研究

催化剂在化学工业中担任着极其关键的职能,它们普遍用于促进化学变化的速率和精确地调节反应特异性当中。本探究的目标是通过全面的性能分析深刻剖析化学工业实验室内催化剂构建的重要元素。利用尖端的表征工具和试验手段对比了各种催化剂的构造、组分及外观,并考察了它们在促进化学反应方面的效能与持久性。调查揭示触媒的构造与其效能紧密相连,包含了对金属支撑体的挑选、活性中心的改善,以及表面处理所带来的作用等诸多要素。经过对催化剂特性的深入探究,本项研究对于达成高效率、绿色化学工艺反应提供了关键的理论依据和实验方向。