等离子体协同催化还原NO_x过程的中间产物

等离子体协同选择性催化还原(PF-SCR)可以促进富氧环境下氮氧化物(NOx)的有效脱除。为了考察中间产物对NOx去除的影响,该文采用等离子体反应器与催化反应器分离的"两段法",以C2H4为还原剂、Ag/γ-Al2O3为催化剂,对等离子体处理后产生的活性中间产物如C2H2、醛类和含氮有机物等做了定量研究。气相色谱(GC)谱图表明提高能量密度,活性中间产物的峰面积也随着增加。通过对烃类活化产物C2H2和HCHO的检测,给出了能量密度与C2H2、HCHO生成浓度的关系曲线。活性中间产物使PF-SCR系统的NOx去除效果随能量密度增加而不断改善。能量密度为394 J.L-1时等离子体可以将NOx的去除率从单独Ag/γ-Al2O3作用下的31.5%提高到79.9%。

CoCl2·6H2O协同NaBH4催化还原柠檬烯合成1-甲基-4-异丙基环己-1-烯

在常温条件下,以DMF为溶剂,通过CoCl2·6H2O协同NaBH4催化还原柠檬烯合成1-甲基-4-异丙基环己-1-烯,通过GC-MS对产物结构进行表征,并考察了反应时间、NaBH4与柠檬烯物质的量比对反应的影响。结果表明,CoCl2·6H2O协同NaBH4能够快速催化还原柠檬烯合成目标化合物1-甲基-4-异丙基环己-1-烯,副产物为1-甲基-4-异丙基环己-3-烯和顺-1,8-对孟烷等。当NaBH4与柠檬烯物质的量比为1∶1、反应时间为1.0 h时,柠檬烯的转化率可以达到100%,1-甲基-4-异丙基环己-1-烯的产率可以达到70%。

氧空位修饰的暴露TiO_(2){001}的Ru/TiO_(2)增强光热协同CO_(2)甲烷化活性和稳定性

利用太阳能在温和条件下实现CO_(2)还原反应,不仅可以缓解过度消耗化石能源造成的能源危机,还可以改善诸如温室效应和海洋酸化等环境问题.光热协同催化可以有效降低催化反应温度,具有较大的应用前景.本文利用Ru与暴露TiO_(2){001}晶面的TiO_(2)载体产生的金属-载体相互作用,经过高温氢气煅烧后,获得具有丰富表面氧空位的Ru/TiO_(2)催化剂.活性测试结果表明,具有丰富表面氧空位的Ru/TiO_(2)表现出优异的CO_(2)甲烷化活性,反应过程中甲烷的TOF值在300°C时可以达到22 h-1,但该催化剂却表现出较差的稳定性,在反应10小时后,甲烷的TOF值逐渐降低到19 h-1.将紫外光引入到Ru/TiO_(2)热催化甲烷化体系中,甲烷的TOF值增加到30 h-1,且兼具高稳定性.热催化反应过程中逐渐消失的表面氧空位和部分氧化的Ru是活性降低的主要原因.在光热协同反应中,光生电子的产生稳定了Ru表面的电子密度,同时也再生了催化剂上表面氧空位,这有效地提高了反应的活性和稳定性.程序升温原位红外和X射线光电子能谱实验结果表明,当催化剂表面具有丰富的表面氧空位时,CO_(2)可以有效地在Ru纳米粒子上解离成CO中间体,随后吸附在Ru上的CO中间体解离成表面碳物种,并加氢产生甲烷.在热催化反应过程中,Ru纳米粒子逐渐被氧化成Ru Ox物种,且表面氧空位被CO中间物种覆盖,降低了催化反应的稳定性.当紫外光引入到上述反应中,催化剂的表面氧空位可有效提高光生载流子的分离能力.TiO_(2)载体产生的光电子转移至Ru表面,稳定了金属Ru纳米粒子的价态.另外,载体产生的光生空穴加速了H_(2)质子化,提高了催化剂对氢气的活化迁移能力,促进了CO中间体的加氢甲烷化反应,进而再生表面氧空位.因此在紫外光照下,兼顾提高了热催化CO_(2)甲烷化的活性和稳定性.值得注意的是,当Ru负载于暴露少量TiO_(2){001}晶面的TiO_(2)载体上时,产生了强金属-载体相互作用并抑制了H_(2)在催化剂上的吸附活化,不利于产生表面氧空位.因此暴露少量TiO_(2){001}晶面的Ru/TiO_(2)催化剂也不利于光生载流的产生和分离,这导致热催化或光热协同催化反应活性较低.