生物碳基纳米钯铜催化剂的优化制备及脱硝研究

针对目前高效处理水体硝酸盐污染的技术瓶颈,以毛竹生物碳为载体基材,通过湿化学-浸渍还原的手段制备生物碳基纳米钯铜双金属催化剂(Nano-PdCu-BC),并以其为粒子电极,协同传统的二维电化学反应器,搭建三维粒子电催化反应体系去除水体中的硝酸盐污染物.探究了催化剂制备的前驱液浓度、初始硝酸盐氮浓度、电流强度、催化剂投加量和初始pH值对电催化还原NO_(3)-N的影响.结果显示,通过浸渍还原的方法可以将钯铜双金属成功负载在毛竹生物碳载体上,获得纳米钯铜双金属催化剂.在前驱液为0.60g/LPdCl_(2)和0.15g/LCuCl_(2)的溶液组合,初始硝酸盐氮(NO_(3)-N)浓度为100mg/L、电流强度为220mA、初始pH值为7,催化剂投加量为0.80g/L的条件下,反应180min后硝酸盐氮去除率可达99.68%,N_(2)选择性约为44.25%;Nano-PdCu-BC电催化还原NO_(3)-N的反应符合一级反应动力学,反应动力学常数k值为0.034/min;经3次循环使用后,NO_(3)-N去除率仍维持在95%以上,N_(2)选择性保持在40%以上;揭示了纳米钯铜双金属催化剂电催化还原硝酸盐的机理,纳米零价Cu位点吸附NO_(3)-N后被氧化为CuO,提供电子促进NO_(3)-N还原为NO_(2)-N,协同纳米零价Pd,通过为吸附激活原子氢H*间接还原NO_(3)-N,达到将NO_(3)-N还原为NH_4和N_(2)的目的.

羧甲基纤维素改性纳米钯铁双金属去除水中2,4-二氯苯酚的影响因素及机理

利用液相还原法制备了纳米零价铁(nZVI)、纳米钯铁双金属(Pd/Fe)、羧甲基纤维素(CMC)改性nZVI(CMC-Fe)和CMC改性钯铁双金属(CMC-Pd/Fe)4种铁基纳米材料,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其进行了表征。研究了这4种材料对水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的表观去除率,考察了铁基纳米材料投加量、Pd负载量、溶液初始pH及污染物浓度等因素对CMC-Pd/Fe去除2,4-DCP的影响,并探讨了可能的作用机理。结果表明,在4种材料中,CMC修饰的CMC-Pd/Fe的分散性最好,粒径明显小于未用CMC修饰的nZVI和Pd/Fe。4种材料对2,4-DCP的表观去除率为CMC-Pd/Fe>CMC-Fe>Pd/Fe>nZVI。随着CMC-Pd/Fe投加量和Pd负载量的增加,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率增大,而随着2,4-DCP浓度的升高,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率下降。当溶液初始pH=3、5和7时,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率分别为94.34%、99.50%和96.62%;但当溶液初始pH=11时,其表观去除率仅为51.28%,这主要是由于在碱性条件下,带负电的2,4-DCP与CMC的静电排斥作用远大于π-π共轭吸附作用,阻碍了CMC-Pd/Fe的电子向污染物传递,导致2,4-DCP表观去除率下降。

Klebisella还原合成纳米钯的电子传递途径解析

以甲酸钠为电子供体,利用化学法和生物法制备了2种纳米钯颗粒,分别为化学合成钯(Chem-Pd)和生物合成钯(Bio-Pd).对两种钯颗粒进行表征,透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)结果表明Chem-Pd颗粒为团聚态,平均粒径为12nm,而Bio-Pd均匀地分布在细胞内部和胞外聚和物(EPS)上,平均尺寸为5nm.二价钯还原曲线表明相比于化学法,利用生物法还原二价钯的速率提高了70%,说明微生物的介入可有效促进纳米钯的生成.通过探究胞内电子传递和胞外聚合物对合成Bio-Pd的作用,阐明了Bio-Pd合成机理为Klebisella oxytoca通过自身呼吸链传递将电子传递给胞外的二价钯,同时细菌分泌的EPS中存在氧化还原活性基团在胞外促进合成纳米钯.活死菌染色实验表明Bio-Pd对微生物仍具有一定的毒害作用.

纳米钯膜电极的制备、结构表征和特殊反应性能

用循环伏安方法制备纳米钯膜电极,运用扫描隧道显微镜和原位红外光谱等方法研究其结构和反应性能.STM图像表明,制备的纳米钯膜具有特殊的层状结构,纳米级厚度的层状晶体由直径6nm左右的Pd微晶聚集而成.发现当钯膜厚度为几个纳米时,CO的吸附表现出异常红外效应,即红外谱峰反向和红外吸收显著增强(增强因子可达42.6).纳米钯膜电极对氢的反应也具有特殊的性能,与氢向钯晶格扩散吸收过程相比较,氢吸脱附的表面过程成为主要反应.研究结果还指出,纳米钯膜电极的异常红外效应和对氢反应的特殊性能与钯膜厚度密切关联,并可归结为钯膜材料的纳米尺度效应.

十二烷基磺酸根插层水滑石负载纳米钯催化的Suzuki偶联反应(英文)

首次制备了十二烷基硫酸根(DS–)插层水滑石负载的纳米钯无膦配体型的Suzuki偶联反应催化剂.DS–进入到水滑石层间,使层间距从微孔增至2.9nm,从而有利于中等尺度的有机分子在催化剂表面的扩散.进一步以PdCl42–交换该水滑石得到DS–和PdCl42–双插层的水滑石.还原后可得到层间插有金属钯纳米团簇的水滑石.由于DS–插层后在水滑石层板间形成的空间有限,限制了Pd0团簇的进一步生长.作为一种亲油性的非均相催化剂,该类催化剂可有效促进卤代芳烃与苯硼酸的Suzuki偶联反应.催化剂循环使用5次后活性基本得以保持.

不使用保护气氛和还原剂超声制备纳米钯颗粒

在存在微量聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、不用气氛保护和还原剂的条件下超声还原氯化钯水溶液,合成出单分散纳米金属钯粒子,用TEM、HRTEM、FT-IR、XRD等技术进行了表征．TEM、HRTEM观察表明纳米金属钯粒子表现出单分散性,为柱状晶体;纳米钯粒子在溶液中的稳定分散存在主要与FT-IR揭示的PVP羰基基团与钯原子存在一定的配位吸附作用和PVP的长链空间位阻效应有关．

乙二胺功能化纤维素负载纳米钯催化Suzuki反应的研究

以氯化纤维素为原料,通过与乙二胺的胺化反应制得乙二胺功能化纤维素(Cell-EDA),然后再将胺化纤维素在氯化钯乙醇溶液中反应可以方便制备得到乙二胺功能化纤维素负载的纳米钯催化剂(Cell-EDA-Pd0).用SEM,TEM等分析方法对所制备的催化剂进行了表征;TEM分析表明乙二胺功能化纤维素负载的纳米钯呈球形,粒径在10～20nm左右.实验结果表明,Cell-EDA-Pd0催化剂对空气稳定,无需在惰性气体的保护下就能有效地催化芳基硼酸与卤代芳烃的Suzuki交叉偶联反应,催化剂易回和收重复使用,催化剂重复使用6次催化活性没有明显降低.

纳米钯粒子的超声制备与表征

0 引言近年来，纳米材料因为在化学、光学、电学和磁学等性质方面具有诸多优越的性能受到人们的广泛关注。纳米钯作为良好的储氢材料、导电浆料。特别是多相催化材料而备受瞩目。制备纳米钯的技术亦随其在多相催化领域的应用而显得越发重要。目前制备不同形状和尺寸的钠米钯颗粒的方法有：在NaBH4的作用下化学还原PdCl2；磁力搅拌还原Pd（OAc）2及超声还原PdCl2等等。为了阻止钠米钯粒子的团聚．在这些制备过程中常添加一种或多种表面活性剂。其中超声方法以其特有的能量作用形式已发展成为制备纳米金属粒子的一种新型技术，相关的报道也较多。我们已利用超声技术合成了纳米银粒子同和Ga／PMMA核壳复合粒子同等。

碳载纳米钯催化剂半工业级制备工艺研究

对浸渍方法、活性碳载体、还原方法进行了筛选试验。结果表明 :浸渍方法决定Pd/C催化剂中钯粒子粒度的大小、在载体上的分布均匀性及催化活性 ;还原方法是决定催化活性大小的又一决定性因素 ;活性碳载体的性质也影响催化剂的性能。根据试验结果 ,选择了较佳的浸渍方法S - 6、C - 8活性碳、还原方法R - 4,建立了半工业级的生产工艺 ,用此工艺可生产出钯粒度 3～ 1 0nm、催化活性等于或优于日本同类产品的催化剂。

纳米钯催化剂对甲醇的电催化氧化

采用水热法,以甲醛作还原剂还原Pd2+-EDTA络合物,制得钛基纳米钯颗粒电极(nanoPd/Ti).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒直径约为60 nm,形成三维立体网状结构.在碱性溶液中,循环伏安及交流阻抗测试分别表明:nanoPd/Ti电极对甲醇氧化有极高的阳极电流、较低的起始氧化电位和较强的抗CO毒化能力.在nanoPd/Ti电极上甲醇电氧化反应的阻抗值较低,增加甲醇浓度,电极阻抗更低.电极对甲醇氧化具有极好的电催化活性.

纳米钯?铝双金属对水中3-氯酚的脱氯降解研究

采用置换沉积法制备了纳米钯/铝双金属催化剂,氢解还原去除水相中难降解有毒有机物3-氯酚(3-CP),考察了溶液pH、钯负载量、纳米钯/铝双金属投加量、反应温度对脱氯效果的影响并解析相关反应机制。结果表明:(1)初始pH 3.0时,沉积液中93.25%(质量分数,下同)～96.67%的钯可有效负载于铝材上。(2)在pH为3.0、纳米钯/铝双金属投加量为2g/L、钯负载量为1.16%(质量分数)、反应温度为25℃下降解初始摩尔浓度为0.389mmol/L的3-CP,反应终了时脱氯率在99%以上。利用纳米钯/铝双金属降解氯代有机污染物具有高效低耗的优势,在实际应用上具有较好的前景。

聚乙二醇水溶液中纳米钯微波合成与表征

为防止纳米粒子发生团聚现象和沉降现象,在聚乙二醇的存在下,不加还原剂,微波辐射氯化钯水溶液,合成了纳米钯粒子。采用紫外可见吸收光谱、X射线衍射、透射电镜等技术对钯粒子的形貌进行了研究,考察了微波时间和聚乙二醇用量对纳米钯粒子形态的影响。结果表明,m(PEG400):m(PdCl2)=30时,微波功率300 W下反应30 min,得到单分散的纳米钯粒子,尺寸在10nm左右。而且纳米钯的存在降低了基体聚乙二醇400的热稳定性。

液相法制备纳米钯粉的工艺研究

采用液相法,以Pd粉为原料,分别用HCHO,HCOOM,C2H4H2O作还原剂,把钯还原成纳米粉末。通过控制反应体系的pH值、浓度、温度及还原剂的种类和还原时间来控制粉末的粒径大小及其分布.实验结果表明:利用本法制备的Pd粉粒径在9 nm^20 nm,粒度分布均匀而且重现性好,适用于制造钯银导体浆料.

高比表面椰壳活性炭负载纳米钯催化剂的制备及Heck反应研究

文章以高比表面积椰壳炭为载体，通过超声浸渍、吸附、还原等过程，制备了钯粒子均匀分布、粒径人小为1-2nm的Pd／C催化剂。以该负载催化剂催化的卤代芳烃和苯乙烯的Heck偶联反应，无需配体参与，无需无水无氧的苛刻条件，月．催化剂能多次重复使用性能无明显下降。

纳米钯/四丁基氟化铵体系催化合成对甲基肉桂酸丁酯的研究

氯化钯在三水合四丁基氟化铵(TBAF·3H2O)中当场生成纳米钯,对碘甲苯与丙烯酸丁酯在纳米钯/四丁基氟化铵体系的催化下,选择性合成对甲基肉桂酸丁酯,反应收率高、后处理简单且催化体系可以回收重复使用,产物结构经由NMR和MS确证.

纳米钯/P(AM-AMPS)复合材料的微波合成与表征

以丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体、氯化钯为前驱体,少量引发剂过硫酸钾的存在下,采用微波辐射法,双原位合成纳米钯/P（AM-AMPS）复合材料.通过FTIR、XRD和TEM等分析方法对其分析和表征.结果表明,纳米钯粒子具有面心立方结构,粒径尺寸在10～20nm,呈近球形或方形.

碱性溶液中纳米钯膜电极表面CO、CN^-吸附的红外反射光谱研究

以原位FTIR反射光谱研究碱性介质中CO和CN-在纳米Pd膜电极上的吸附和共吸附 ,进一步揭示了纳米薄膜材料的异常红外效应和CO与CN-共吸附时的相互作用规律。

纳米钯/乙二醇体系催化Suzuki反应的研究

采用乙二醇作为溶剂,利用其还原性和含羟基官能团的性质和结构特征,将二价钯现场还原成具有催化活性的零价纳米钯,并通过乙二醇双齿羟基稳定生成的零价纳米钯,用于催化Suzuki反应。该体系无需配体,既能催化一系列芳基碘化物和芳基溴化物与苯硼酸反应,以优良产率生成偶联产物。由于乙醚微溶于乙二醇,因此,反应完成后,可通过萃取的方法分离产物,分离后的体系不需任何纯化即可循环使用,是一种简单高效的绿色化学反应体系。

纳米钯修饰电极在碱性条件下对过氧化氢的测定

采用单电位阶跃计时电流法制备了Pd纳米粒子修饰复合陶瓷碳电极（Pd/CCE）。研究了该修饰电极对H2O2的电催化氧化性能。结果表明,Pd/CCE修饰电极在碱性介质中对H2O2的氧化具有强电催化活性。在0.1 mol.L^-1NaOH溶液中采用动态安培法检测H2O2,线性范围为2.0×10^-6-2.6×10^-3mol.L^-1,r=0.999 3,检出限（3sb）为5.0×10^-7mol.L^-1,灵敏度为143.8μA.（mmol.L^-1）^-1。该法用于过氧化氢消毒液中H2O2的测定,结果满意。

Klebsiella PneumoniaeECU-15生物纳米钯催化剂的制备、表征及其合成机理初探

利用自行筛选的克雷伯氏杆菌ECU-15(Klebsiella pneumoniae ECU-15)还原钯离子制备了生物纳米钯催化剂,并通过TEM、XRD、EDS对纳米钯的结构进行表征。EDS与TEM结果显示:纳米钯颗粒呈球形负载于菌体表面,平均粒径为15 nm。0.5 mg 5%Pd/Pd(0)对Cr(VI)(384μmol?L-1)还原为Cr(III)的转化率在50 min内达到99.67%。在此基础上,进一步利用FTIR与氨基聚苯乙烯微球模拟实验推测K.pneumoniae ECU-15合成生物纳米钯的可能机理是:微生物细胞表面氢酶在生物纳米钯合成过程中调控Pd(0)晶体的活性位点,而表面氨基基团可能仅作为提供成核位点。该研究结果可以为制备高效稳定的生物纳米钯催化剂提供了初步的理论基础和实践指导价值。