钴负载量和焙烧温度对F-T合成用Co/Al_2O_3催化剂活性的影响

对用于F T合成制液态烃的Co/Al2 O3 催化剂进行了程序升温还原研究 ,确定了合适的还原活化温度 (约6 0 0～ 80 0K) ,同时考察了钴负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响 .结果表明 ,钴负载量和焙烧温度对C5+ 收率的影响十分显著 .用CODEX优化软件对钴负载量和催化剂焙烧温度进行了优化 .结果表明 ,比较理想的钴负载量为 11 6 % ,焙烧温度为 6 5 1K .XRD测试结果表明 ,在较高温度焙烧的催化剂由于易生成CoAl2 O4 尖晶石 。

石墨相氮化碳负载钴的制备及其可见光催化性能

使用金属负载的方式对石墨相氮化碳进行改性,得到石墨相氮化碳负载钴光催化剂(Co/g-C_(3)N_(4))。采用电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见漫反射光谱、光致发光光谱以及光电化学测试对制备的催化剂进行了表征。通过光催化评价系统探究了Co/g-C_(3)N_(4)光催化降解盐酸四环素(TC)的效果,以及不同催化剂投入量、污染物浓度等因素对Co/g-C_(3)N_(4)光催化降解TC的影响及机理。结果表明,钴金属的负载使得石墨相氮化碳电子-空穴对的分离效率进一步提高,催化剂的光催化活性得到改善,且钴负载后的石墨相氮化碳的晶体结构与表面形貌并未发生改变;1%Co/g-C_(3)N_(4)在120 min内可见光下对TC去除率可达95.68%,TC去除速率是纯g-C_(3)N_(4)催化下的2.3倍,5次催化循环后对TC的光催化降解效率仍保持在80%以上,有着良好的稳定性和可回收性;光催化反应中空穴和羟基自由基为主要活性物质。

预处理条件对金属有机框架衍生的负载钴催化剂的结构和催化性能的影响

通过金属有机框架材料介导的合成策略制备了负载钴催化剂(Co@C-ZnZrO_(2)和Co/ZnZrO_(2))并进行费托合成性能评价,重点研究了金属有机框架材料热解对负载钴催化剂结构和费托合成性能的影响。采用粉末X射线衍射、透射电镜、高分辨率透射电镜、N_(2)吸附-脱附和X射线光电子能谱对负载钴催化剂的晶相和微观结构进行了表征。费托合成性能研究显示,Co/ZnZrO_(2)的CO转化率为18.1%,C_(5+)选择性为77.4%,而Co@C-ZnZrO_(2)的CO转化率为8.5%,C_(5+)选择性为35.2%。Co/ZnZrO_(2)较高的CO转化率是由于暴露了较多的活性钴位点。而在Co@C-ZnZrO_(2)催化剂上活性Co位点的作用受到碳层的限制,抑制了合成气在Co位点上的吸附和活化。

活性炭负载钴–过硫酸盐氧化处理含酚废水的研究

酚类是一种高毒性的有机物,对人类健康和生态环境都产生了极大的危害,其在氧化反应中产生的中间产物也具有高毒性且难处理、成分复杂、废水量大、色度大,因此有必要对酚类物质的降解进行分析研究。本研究选择活性炭(AC)做载体。通过活性炭负载钴离子,进一步提高过硫酸盐的活性,用X射线分析仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对活性炭负载钴进行表征分析。通过实验研究钴负载量、活性炭负载钴的投加量、过硫酸钠的投加量、反应时间、反应温度、废水的pH以及废水初始浓度对含酚废水降解效果的影响。结果表明,当钴负载量为6%、活性炭负载钴用量为1.2 g/L、过硫酸钠用量为0.9 g/L、反应时间为100 min、反应温度为50℃、废水的pH为3、废水初始浓度为90 mg/L时,COD的去除率可达95.98%,有可实际操作的意义。

中孔分子筛负载钴催化剂的制备及在费托合成中的催化性能

以HMS ,MCM 41,AlHMS和ZrO2 /HMS等中孔分子筛为载体 ,采用孔体积浸渍法制备了系列负载型钴催化剂 .XRD测定结果表明 ,Co氧化物完全分散于分子筛内表面 ,载体仍保持中孔分子筛的特征 ;低温N2 吸附测定结果表明 ,表面负载金属钴后 ,分子筛的比表面积和孔体积下降 ,孔径减小 ,孔壁增厚 .比较了不同中孔分子筛负载Co催化剂在F T反应中的催化性能 ,以短程六角对称的HMS为载体 ,有利于F T反应中的链增长 ,烃类产物主要为微晶蜡 ;以ZrO2 /HMS为载体可抑制CH4 的生成 ,提高C5+ 的选择性 .

热处理温度对钴卟啉负载碳黑电催化剂的结构及氧还原性能的影响

制备了钴卟啉负载碳黑催化剂（CoTMPP／BP2000）用于燃料电池阴极氧还原反应．利用循环伏安法研究了200～900℃热处理温度对催化性能的影响．研究结果表明，热处理能够提高CoTMPP／BP2000的催化活性，热处理温度为900℃时，催化剂的氧还原能力最好．利用紫外-可见光谱、透射电镜、红外光谱、热重分析及X射线光电子能谱等手段研究了热处理温度对催化剂结构的影响．结果表明，热处理改变了催化剂的活性中心结构，400℃以上热处理使催化剂中钴卟啉环的结构坍塌，Co—N4键断裂；900℃高温下形成了稳定的Co-Nx-C结构，新的活性位使催化剂的氧还原能力得到提高．

合成液体燃料的活性炭负载钴基催化剂的反应性能

在固定床等温积分反应器中，考察了活性炭负载钴基催化剂（Co／AC）的费托（F—T）合成反应性能，采用BET、H2-TPR和SEM等方法对Co／AC催化剂进行了表征。表征结果显示，Co／AC催化剂孔道属于微孔和中孔的混合结构，可用纯H2还原，还原温度选取350～400℃。实验结果表明，升高反应温度和反应压力、减小气态空速、增加原料气中H2与CO的摩尔比（H2／CO比），有利于提高CO的转化率；升高反应压力、降低反应温度、减小气态空速及原料气H2／CO比有利于高碳烃和高碳醇的生成。Co／AC催化剂用于F—T合成较优的工艺条件为：反应温度230℃，反应压力4．0MPa，原料气H2／CO比2．00，气态空速2000h^-1.在该反应条件下，CO转化率为20．1％，CH4、低碳烃（C2～4）、高碳烃（C5^＋）、低碳醇（C1～5OH）及高碳醇（C6^＋OH）的选择性分别为19．1％，24．1％，365％,15．8％,4．5％。

Al_2O_3气凝胶负载钴催化剂催化甲烷裂解制备碳纳米管

采用溶胶 -凝胶、超临界干燥法制备了Al2 O3气凝胶负载钴催化剂 ,对该催化剂进行了物化性质表征和甲烷催化裂解反应的活性评价。分别考察了煅烧温度、反应温度对催化剂活性及生成碳纳米管形态的影响。煅烧后的Al2 O3气凝胶负载钴催化剂具有CoAl2 O4 尖晶石结构。Al2 O3气凝胶负载钴催化剂的积碳活性与还原后得到的金属催化剂的量成正比 ,随反应温度的升高 ,碳纳米管生长速率升高 ,催化剂失活速率同步加快 ,催化剂积碳活性下降。Al2 O3气凝胶负载钴催化剂在低温下具有较高的活性。在该催化剂上生长出的碳纳米管形态单一 ,均为弯曲、中空管状。碳纳米管内外壁光滑 ,管径均匀 ,随反应温度升高 ,碳纳米管直径变细。 62 5℃时 ,获得的碳纳米管直径在 8～ 1

钴负载碳气凝胶的制备与电化学性能研究

以聚丙烯腈(PAN),N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和钴盐为前驱体,通过对有机凝胶进行高温碳化得到钴负载碳气凝胶.利用X射线衍射谱(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),热重分析(TGA)和充放电测试对钴负载碳气凝胶进行结构、形貌和电化学性能的表征分析.结果表明,碳化温度影响产物的形貌及性能,其中700℃碳化的钴负载碳气凝胶钴颗粒分布最均匀,同时具有最好的电化学性能.在50mA·g^(-1)电流密度下,首次放电比容量高达983.1mAh·g^(-1),经100周循环后,放电比容量仍保持在280.3mAh·g^(-1);在500mA·g^(-1)大电流密度下,该材料放电比容量为105.4mAh·g^(-1),具有很好的倍率性能.

活性炭负载钴基催化剂费托合成本征动力学

在温度220℃～250℃、压力2.0MPa～4.0MPa、空速2000h-1～3500h-1、n(H2)/n(CO)=1.0～2.5的条件下,在固定床等温积分反应器中研究了活性炭负载钴基催化剂(Co/AC)的本征动力学。结合碳化物机理以及CO插入机理,通过假设不同的基元反应以及速率控制步骤推导得到了不同的本征动力学方程。根据实验测定数据,采用Levenberg-Maquardt算法回归得到模型参数,并通过统计检验以及相对误差分析得到了适宜的Co/AC催化剂费托合成的本征动力学方程。

高温热裂解电催化剂Ketjen Black EC 300J碳黑负载钴卟啉的氧还原性能

选用具有高介孔表面积和高导电性能的碳黑Ketjen Black EC 300J(简称KB)作为载体,制备了碳黑负载钴卟啉(CoTMPP/KB),经过900℃热处理后得到电催化剂,用于燃料电池阴极氧还原反应.利用循环伏安法(CV)研究了碳载体不同预处理方法以及高温热处理对碳黑负载钴卟啉电催化剂的氧还原催化性能的影响.结果表明,6 mol/L HNO3预处理可以很好地改善KB性能,碳黑负载钴卟啉经过900℃热处理得到的电催化剂,虽然其中钴卟啉的结构发生了裂解,但催化剂具有较好的氧还原催化性能,阴极峰值电位(Ep)及最大电容电流(Ip)均为最佳.采用IR、XRD、TEM和氮吸附/脱附等手段对KB碳黑以及电催化剂表面性质及微观结构进行了分析,经6 mol/L HNO3预处理的KB碳黑表面羟基(—OH)等含氧基团增多,团聚不明显,平均粒径约30 nm;孔结构主要由孔径分布较窄的中孔组成,是一种较好的电催化剂载体;经900℃热处理后,电催化剂结构中有CoC3(101)和金属态Co(111)结构出现,钴离子在碳黑表面的分散较好,平均孔径为8.2 nm,比表面积为463.4 m2/g.

化学修饰氧化铝负载钴基催化剂吸附与反应行为的研究

提出了一种改进催化剂活性和 C+5烃选择性的方法 ,利用原位红外光谱、TPSR和费 -托合成反应考察了催化剂的还原、分散、吸附与反应行为的关系 .研究表明 ,载体处理的差异决定了 CO在催化剂表面上的吸附形态 ,钴负载在氨修饰氧化铝上有利于桥式 CO吸附 ,而醋酸改性氧化铝则增进了金属钴与载体之间的相互作用 ,催化剂以线形吸收态为主 .CO加氢反应表明 ,氨修饰氧化铝负载钴催化剂能促进活性和 C+5烃选择性的提高 ,而醋酸修饰氧化铝可抑止钴催化剂的活性和碳链增长 .

负载型钴二亚胺配合物-TiCl_4复合催化剂制备新型乙烯/1-丁烯共聚产物结构性能研究

合成了三种负载型二亚胺配体钴配合物 TiCl4复合催化剂 (CL1、CL2、CL3催化剂 ) .不用MAO ,以烷基铝为助催化剂 ,用它们催化乙烯 1 丁烯淤浆共聚合制备一系列塑性体和弹性体共聚物 .研究表明 ,复合催化剂性质受二亚胺配体性质影响 ,配体L1制备的复合催化剂具有低聚及原位共聚性能 ,可制得高支化度(36 0～ 6 1 5branchnumber 10 0 0C)低密度和极低密度 (0 885～ 0 910g cm3)塑性体和弹性体共聚物 .在 1 丁烯用量低于 5 %时 ,CL1催化剂制备的共聚产物中 1

助剂对活性炭负载钴催化剂氨合成活性的影响

采用四槽高压连续流动反应器研究了添加助剂Ba、K和Sm对活性炭负载钴催化剂氨合成活性的影响,结果发现,添加助剂Ba、K和Sm可以提高催化剂的氨合成活性,其中,Ba的促进效果最好,Ba与Co物质的量比为0.3时,催化活性最高。在Ba-Co/AC催化剂中,助剂Sm的加入降低了催化剂的氨合成活性,而少量K助剂(K与Co物质的量比为0.25～0.5)可以提高其催化性能,在10 MPa、10 000 h^(-1)和450 ℃条件下,双助剂催化剂的氨合成活性可达120 mmol·(g·h)^(-1),进一步增加K的量,其氨合成活性下降。

炭微球负载钴催化剂的原位制备及其催化产氢性能研究

分别以葡萄糖和硝酸钴为炭源和钴源,采用水热炭化法原位制备了炭微球负载钴金属催化剂(Co/CMS),借助扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)表征所制催化剂微观形貌和元素组成,利用该催化剂进行了催化硼氢化钾水解产氢实验并分析了相关催化反应的动力学过程。结果表明,所制Co/CMS催化剂球状形态完整、尺寸分布均匀,炭微球平均直径约为3.98μm,钴金属均匀负载于炭微球表面;Co/CMS催化剂对硼氢化钾水解产氢反应具有较高的催化活性,负载钴金属对催化剂的性能有显著影响,钴负载量为25%的Co/CMS催化剂催化产氢效率达到11088 mLH2·g^-1Co·h^-1;产氢速率受硼氢化钾溶液浓度影响不大,但对反应温度较敏感;钴负载量为25%的Co/CMS催化剂催化硼氢化钾溶液水解制氢反应的活化能约为33.75 kJ·mol^-1,低于Pt/C和Ru/C贵金属催化剂相应值,表明所制Co/CMS催化剂对硼氢化钾水解产氢具有较好的催化性能。

负载型钴催化剂促进的不饱和脂肪酸酯中的双键过氧化

考察了负载型催化剂Co/Al2O3的不饱和脂肪酸酯中双键的过氧化反应性能,结合物相组成和形貌特征分析发现,低负载量时催化剂表面形成的界面型Co3O4活性物种,过氧化活性较高,而负载量增加则造成游离态Co2O3物种对原活性位的覆盖,过氧化活性在钴负载量为3%(质量分数)时达到最高.通过比较负载型钴催化剂的H2-TPR结果,揭示出界面型Co3O4物种在催化循环中具有活化分子氧的优势,加速了过氧化反应的速控步骤.经对过氧化反应的温度、时间、空气流速以及原料酯交换程度等工艺参数优化后,获得了过氧化值(POV)为546 mmol/kg的过氧化效率,这将有助于合成亚硫酸化程度较高的皮革加脂剂.

负载钴催化剂高效催化合成三甲硅基乙烯醇醚

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,四甲氧基硅烷为原料,水解合成了介孔二氧化硅粉体,用3-氨丙基三乙氧基硅烷对该粉体进行修饰后,将二价钴催化剂负载于粉体上,得到负载钴催化剂。该负载钴催化剂可以在室温无溶剂条件下迅速催化六甲基二硅氮烷与乙醛的硅醚化反应,且该催化剂经多次重复使用后仍保持非常良好的催化效率。

Co负载量对Co/SBA-15催化剂在Fischer-Trosch合成反应中性能的影响

采用初湿浸渍法制备了不同Co负载量的Co/SBA-15催化剂。通过N2吸附-脱附、透射电子显微镜、X射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。在固定床反应器中评价了催化剂的Fischer-Tropsch合成反应性能。实验结果表明,负载Co后,载体的介孔结构保持完好。负载的Co填充或堵塞了载体的部分孔道,催化剂的BET比表面积和总孔体积下降,平均孔径增大。Co负载量(质量分数)为20%时,Co物种的粒子尺寸最小、分散度最高。Co负载量在40%以内时,随Co负载量的增加,与载体之间强相互作用的Co物种增多,催化剂的还原难度增大。Co负载量为40%时,CO的转化率最大;Co负载量为20%时,C5+烃的收率最大。最佳的Co负载量为20%。

钴/碳纳米管催化剂CVD法制备碳纳米管

以乙烯为碳源、多壁碳纳米管为载体负载钴作为催化剂,利用CVD法制备出了高质量的多壁碳纳米管。利用扫描电子显微镜(SEM)对催化剂的形貌进行了表征,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及差热-热重(TG-DTA)方法对产物进行了表征。发现在最佳裂解温度770℃下制备的多壁碳纳米管直径分布均匀、曲率小、纯净、产率高,更重要的是不具有难处理的氧化物(如Al2O3)载体,充分体现了碳纳米管作为载体的优越性。

费托合成：SiO2和Al2O3负载的Co2C催化剂的表征和评价

采用CO碳化SiO2和Al3O4负载的Co(NO3)2的方法制备了SiO2和Al3O4负载的Co2C催化剂,采用N2物理吸附、X射线衍射和H2-程序升温还原技术对催化剂进行了表征,并用于催化费托合成反应中.结果显示,需要较长碳化时间才可合成负载的Co2C催化剂;所制催化剂表现出CO加氢生成高碳醇的催化性能,其原因可能在于催化剂表面存在的金属Co物种使CO解离,表面Co物种有利于CO插入,从而导致醇的生成,但体相Co2C则不具有催化活性.