负载型钯纳米催化剂的研究进展与应用

在负载型钯纳米催化剂实际应用过程中,开发经济、高效的新型材料至关重要并成为目前的研究热点。近年来,负载型钯基催化剂凭借其自身独特的优势及发展前景迅速受到了广泛关注,有望成为催化领域的新一代高效催化剂。综述了近年来国内外关于负载型钯纳米的研究应用进展,包括钯纳米粒子的制备方法、不同的碳基材料及在不同领域的研究现状,并讨论了该催化剂目前面临的问题及未来发展方向,期望为促进负载型钯纳米材料的进一步推广和应用提供探索思路。

氮化碳负载钯催化剂的制备及对SBS选择性催化加氢性能的研究

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)选择性催化加氢是保留链段中苯环不被加氢而C C双键选择性加氢,从而得到具有更优异性能的高附加值氢化产物SEBS。为了消除反应物大分子孔内扩散限制问题,采用胶体SiO_(2)亚微米球为模板,通过氰胺热缩合成功合成了三维有序超大孔氮化碳(3DOM g-C_(3)N_(4)),以其为载体采用化学还原负载法得到了具有超大孔结构的Pd/3DOM g-C_(3)N_(4)催化剂,并将其用于SBS的选择性催化加氢反应。结果表明,Pd/3DOM g-C_(3)N_(4)催化剂具有超大孔-大孔-介孔多级孔三维贯穿结构且Pd颗粒尺寸小、分散均匀,该催化剂在较为温和的反应条件下,即表现出极为优异的加氢活性和选择性。根据红外表征计算得到其对SBS的1,2-C C和1,4-C C总加氢度达到98%,而对苯环没有加氢,选择性为100%。其优异的催化性能主要归功于载体独特的超大孔-大孔-介孔多级孔三维贯穿结构可以有效消除大分子在孔隙中的扩散限制,从而提高了对活性位点的可接近性;Pd和载体氮化碳中的吡啶N之间存在强相互作用,有利于Pd的锚定,进而获得颗粒尺寸小且分散度和稳定性高的Pd纳米颗粒。

生物化学法制备负载型钯催化剂

菌株Ｒ０８（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）具有强吸附还原Ｐｄ２＋ 的能力． 用Ｒ０８ 将Ｐｄ２＋ ／γ－ Ａｌ２Ｏ３ 表面的Ｐｄ２＋ 完全还原为Ｐｄ０，制成高分散度的Ｐｄ０／γ－ Ａｌ２Ｏ３ 催化剂． 该催化剂对ＣＯ催化转化为ＣＯ２ 表现出高的活性，在１５０ ℃，通ＣＯ（２％ ）空气混合气、ＧＨＳＶ ３０ ０００ ｍ Ｌ·ｇ－ １·ｈ－ １的条件下，ＣＯ转化率１００％ ；而且已测单程寿命为８０ ｈ．

Pd/NaZSM-5负载型催化剂上CO完全氧化研究

采用浸渍法制备了一系列Pd/NaZSM 5负载型催化剂 .考察了焙烧温度、反应温度、Pd含量及预还原等对CO氧化性能的影响 .结果表明 :制备条件和反应条件对催化活性均有较大影响 ,催化剂的活性随着焙烧温度的增加而降低 ,随反应温度及Pd含量的增加而增加 .XRD ,TEM结果表明催化剂中Pd组分处于高分散状态 ;表面XPS分析证实催化剂表面Pd物种PdO2 和PdO在反应过程中发生明显的表面化学变化 ,高价Pd物种随反应的进行逐步被CO还原为低价Pd物种 ,催化剂活性下降与Pd物种被还原有关 .H2 预还原作用也导致催化剂活性有所下降 .

巯基功能化介孔材料高效锚定钯负载型催化剂的制备及其苯酚加氢催化性能

以含巯基官能团有机硅烷修饰的介孔材料MCM-41和SBA-15为载体, 采用浸渍-氢气还原法制备了高分散和高活性的负载型Pd催化剂. X射线衍射、N2吸附-脱附和透射电子显微镜表征结果显示, 所制Pd催化剂Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15具有很好的长程有序结构、分布均匀的孔径、高比表面积及高度分散的Pd颗粒. 苯酚加氢反应结果表明, 以Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15为催化剂时, 在80oC, 1.0 MPa反应1 h, 苯酚转化率达99%以上, 环己酮选择性为98%. 它们的催化活性为商业Pd/C催化剂的5倍, Pd/MCM-41和Pd/SBA-15催化剂的3倍. 这可归因于介孔材料表面修饰的巯基官能团对Pd的锚定作用, 避免了Pd颗粒的团聚, 使其高度分散在介孔材料上.

负载型贵金属钯-氧化铝催化剂用于大豆油选择氢化

通过对大豆油的选择氢化实验 ,就各反应条件如温度、反应时间、催化剂负载量对贵金属催化剂的选择氢化催化活性的影响及催化剂回收利用进行了考察 ,初步确定适合工业化大豆油选择氢化的工艺条件 ,并对如何降低氢化过程中生成的反式烯酸做了初步的探讨。

溶剂化金属原子浸渍法制备高分散负载型催化剂 Ⅲ.Pd 催化剂的制备及催化加氢性能的研究

利用金属蒸气法制备高分散金属负载催化剂 Pd/Mgo、Pd/γ-Al_2O_3、Pd/SiO_2、Pd/TiO_2、Pd/ZrO_2以及它们在二丙酮醇、环十二碳三烯、苯的力口氢反应中的催化性能,并与普通浸渍法制备的倦化剂进行比较。实验结果表明,在所有这些加氢反应中,溶剂化金属原子浸渍法制备的催化剂(SMAI 催化剂)比对应的普通浸溃法制备的催化剂具有较高的催化活性。这是因为 SMAI催化剂金属粒度小,分散度高以及零价金属原子百分数高。

CO在负载型钯金属催化剂上吸附的原位红外光谱研究

利用原位红外光谱技术分别对CO在钯金属催化剂及其载体上的吸附性能进行了研究。发现CO在催化剂载体上也存在表面吸附态 ,吸附峰随温度的升高而变化 ,其中HCOO-吸附态比较稳定。CO在催化剂活性中心上存在两种吸附态 :桥式吸附态和线式吸附态 ,桥式吸附态比线式吸附态稳定 ,且CO吸附量随温度的升高而增大。由于载体的部分表面被Pd所覆盖 ,导致了CO在催化剂载体部分的吸附量减少。实验还测定了氢气对CO在催化剂上吸附性能的影响 ,发现氢气会影响CO在催化剂活性中心及载体上的吸附。

低温CO催化氧化负载型Pd催化剂研究进展

综述了低温CO催化氧化负载型Pd催化剂在制备方法、载体的选用和催化机理等方面的研究进展,并介 绍了该类催化剂的最新进展。在文章末对该催化剂领域尚待深入研究的问题进行了探讨。

负载型CeO_2-ZrO_2固溶体的性能及其在甲烷燃烧Pd催化剂中的应用(英文)

以硅改性的氧化铝为载体,用反相微乳液法合成了负载型的CeO2-ZrO2固溶体(Ce-Zr-O/Si-Al2O3),用低温氮吸附、X射线衍射、程序升温还原、拉曼光谱和X射线光电子能谱等方法对Ce-Zr-O/Si-Al2O3的织构性能、热稳定性和储放氧性能等进行了表征.结果表明,负载后的CeO2-ZrO2晶相与负载前相比没有变化,但热稳定性和在低温下的放氧能力及总储氧量明显提高.作为甲烷燃烧Pd催化剂的载体,Ce-Zr-O/Si-Al2O3的性能明显优于CeO2-ZrO2,Si-Al2O3和机械混合物CeO2-ZrO2+Si-Al2O3.使用0.2%Pd/10%Ce-Zr-O/Si-Al2O3为催化剂时,甲烷90%转化率时的温度仅为345℃,比负载在其它载体上的Pd催化剂低175℃.

硫物种对负载型钯催化剂上氢吸附性质的影响

用X光光电子能谱(XPS)分析了负载型Pd/Al_2O_3催化剂上硫和钯的状态。以程序升温脱附-质谱(TPD-MS)方法研究了不同硫物种及不同气氛对催化剂氢吸附性质的影响。结果表明:硫物种对氢吸附的影响按S_2^(2-)、S^(2-)、SO_4^(2-)的顺序减小,且前两者的影响远比SO_4^(2-)的大。这与催化剂在H_2-O_2反应中的抗硫性评价结果一致。并用原子分子轨道理论对上述结果进行了讨论。

负载型钯催化剂上甲烷催化燃烧的研究进展

概述了负载型钯催化剂对甲烷完全氧化的催化机理,以及钯催化剂在甲烷催化燃烧中的性能特点。

负载型钯酞菁催化剂上CCl_2F_2的选择性加氢脱氯反应

负载型钯酞菁能有效催化CCl2 F2 的选择性加氢脱氯反应 ,在氟化物为载体的钯酞菁催化剂上 ,CCl2 F2转化成CH2 F2 的选择性可达 75 %以上 .对比研究表明 ,负载型钯酞菁催化剂上CCl2 F2 选择性加氢脱氯的稳态催化活性要高于普通的负载型金属钯催化剂 .在钯活性中心引入环状酞菁配体能有效提高催化剂在高腐蚀性反应条件下的稳定性 .红外光谱、X射线衍射和紫外 可见光谱表征揭示了负载型钯酞菁催化剂具有良好催化活性和催化稳定性的可能原因 .

顺酐及其衍生物加氢合成γ-丁内酯的研究——负载型钯催化剂的性能以及分子筛的添加效果

采用釜式反应器研究了负载型钯催化剂对于顺酐及其衍生物（马来酸、琥珀酸以及琥珀酸酐）加氢生成γ－丁内酯的催化性能以及分子筛的添加效果。结果表明，以活性炭为载体的钯催化剂具有良好的γ－丁内酯生成活性，添加碱金属型分子筛对顺酐及其衍生物加氢生成γ－丁内酯有促进效果。考察了溶剂以及反应温度。

无机物负载型钯催化剂的研究进展

钯催化剂是重要的金属催化剂,近年来,负载型钯催化剂作为一类新型催化剂广受关注。介绍了以硅胶、MCM-41分子筛、活性炭和金属氧化物等无机物为载体的负载型钯催化剂的特征及应用,并展望了其在不对称反应中的开发应用前景。

Pd/TiO_2等负载型钯催化剂中载体和金属间的相互作用研究

用热分析实验证实了TiO_2在温和的条件下就存在部分还原现象;结合TiO_2上负载了Pd后对CO_2吸附能力显著减弱之结果,支持了Pd/TiO_2中存在着载体和金属间强相互作用的观点;借助热分析结果,认为催化剂中各组分间存在着相互作用是一个普遍现象。

糠酸负载型钯催化剂选择性杂环氢化过程

采用水作溶剂的固定床操作系统,用钌、铑、钯、铂等作为担载金属,氧化硅、活性炭(AC)、γ-三氧化二铝等作为载体,制备了多种负载型催化剂,评价了它们的糠酸选择性杂环加氢催化性能.研究表明,金属钯的性价比最好,γ-三氧化二铝为催化剂的合适载体.优化了该催化剂上的操作条件,结果表明,在1.0 MPa、150℃、氢气空速4 000 h-1、糠酸水溶液的空速8.0 h-1的条件下,糠酸的色谱转化率达98.2%,四氢糠酸选择性为100%.催化剂1.0 w%Pd/γ-Al2O3连续运转260 h后未见活性和选择性下降,稳定性良好.提出了一个经济、环保、连续操作的糠酸选择性杂环加氢过程.

负载型钯催化剂在Heck反应中的应用

比较了Heck反应中传统的催化剂在分离和回收方面的问题,介绍了负载型钯催化剂的优点,归纳了负载型钯催化剂按固相载体高分子、二氧化硅、活性炭、分子筛和金属氧化物等进行的分类,总结了各类负载型钯催化剂在Heck反应中的应用。认为目前还必须克服负载型催化剂易流失、成本高等问题。

介绍一个综合化学实验——负载型Pd系催化剂的合成及催化反应

通过对Pd系催化剂(Pd/C,Pb-Pd/CaCO3)的制备及其苯乙炔液相加氢反应的考评,了解与催化相关的催化剂活性、选择性、产率、寿命等基本概念,提升对压力反应装置的操作能力。本实验涵盖了无机合成、仪器分析、催化等方面的相关内容,可作为化学系高年级学生的综合化学实验和本科生科学研究训练实验。

负载型钯催化剂制备方法的研究现状

综述了负载型钯催化剂制备方法及原理,并对各种方法的优缺点进行了分析,展望了负载型钯催化剂的发展前景。