Cu-TiO_(2)@CeO_(2)催化剂催化氧化NH_(3)/Hg^(0)

为了减少SCR系统逃逸氨和气态单质汞的排放,采用模板法制备一系列具有氨氧化和汞氧化活性的Cu-TiO_(2)@CeO_(2)催化剂,在150—400℃下测试其氨氧化和汞氧化性能,并对其进行了XRD(X射线衍射)、BET(比表面积测试)和XPS(X射线光电子能谱)表征。结果表明:高温可以促进NH_(3)的氧化,但不利于保持高N 2选择性和Hg^(0)氧化效果。随着铜、铈质量分数的增加,催化剂的氨氧化和汞氧化活性均逐渐增加,而N_(2)选择性有所下降。其中Cu、Ce质量分数为5%的Cu-TiO_(2)@CeO_(2)-5催化剂可以达到较为理想的NH_(3)和Hg^(0)去除效果,350℃下对NH_(3)和Hg^(0)的氧化效率均高于90%,N_(2)选择性在95%以上,副产物N 2 O生成量低于5×10^(-6)。表征结果显示Cu-TiO_(2)@CeO_(2)催化剂中形成了Cu^(+)+Ce^(4+)←→Cu^(2+)+Ce^(3+)氧化还原双电对,Cu与Ce的氧化物在NH_(3)和Hg^(0)氧化反应中起协同作用,大量的Oβ作为活性氧参与到反应中,有效促进了NH_(3)和Hg^(0)的催化脱除。

Fe/MnO-ZnZSM-5双功能催化剂上合成气直接转化为芳烃的反应

探讨了Fe/MnO ZnZSM 5 (n(SiO2 ) /n(Al2 O3 ) =5 0 )双功能催化剂上合成气直接转化为芳烃的反应 ,考察了反应温度和Zn载量对CO转化率及芳烃选择性的影响 .结果表明 ,Fe/MnO ZnZSM 5具有良好的合成气芳构化性能 ,在V(CO) ∶V(H2 ) ∶V(Ar) =3∶6∶1,SV =16 0 0h-1,p =1 1MPa ,T =5 43K的条件下 ,CO转化率可达到 98 1%,芳烃产物选择性可高达 5 3 1%.催化剂经 6 0h运转后 ,CO转化率仅降低 0 5 %,显示了良好的稳定性和应用前景 .

MnO@N-C双功能氧电极催化剂的制备与电化学性能

为了解决锰氧化物氧电极催化剂导电性差的问题,并进一步提高其催化活性,引入沸石咪唑酯骨架结构(ZIF8)材料与二氧化锰(MnO_(2))材料复合,经高温煅烧后,制得具有高稳定性和双功能催化活性的MnO@N-C催化剂。采用SEM、XRD、XPS对MnO@N-C催化剂进行表征,并将其用于锌空气电池,考察该催化剂的催化性能和电池性能。结果表明:ZIF8的加入为材料提供了丰富的氮(N)源和碳(C)源,增加了催化活性位点,提高了催化剂的导电性和活性,同时,通过2种材料之间的协同作用,使MnO@N-C催化剂实现了较高的双功能性能;催化剂在碱性电解液中的氧还原(ORR)半波电位为0.78 V,与Pt/C催化剂(0.81 V)相接近,同时MnO@N-C催化剂还具有较低的Tafel斜率(113.74 mV/dec);在10 mA/cm^(2)下催化剂的氧析出(OER)电位E_(j=10)为1.66 V,与贵金属催化剂IrO_(2)(1.66 V)相当;使用MnO@N-C催化剂组装的锌空气电池峰值功率密度达到121 mW/cm^(2),在10 mA/cm^(2)下可稳定循环80 h,显示MnO@N-C催化剂具有优异的电化学循环稳定性,是一种非常有前途的高性能锌空气电池氧电极双功能催化剂。

C301/P-γ-Al_2O_3双功能催化剂一步合成二甲醚

利用磷酸浸渍改性甲醇脱水催化剂γ-Al_2O_3得到的P-γ-Al_2O_3与甲醇合成催化剂C301制备双功能催化剂(C301/P-γ-Al_2O_3)。以C301/P-γ-Al_2O_3为催化剂,液体石蜡为溶剂,在浆态床反应器中研究合成气一步法制二甲醚(DME),考察了反应温度、压力、空速和合成气中的CO_2含量对一步法制DME的影响。结果表明,反应温度、压力、空速及合成气中的CO_2含量对合成DME均有较大影响,磷改性双功能催化剂可适应含CO_2的合成气制DME,并可提高DME选择性,增加DME收率。在液体石蜡150 mL,催化剂用量为溶剂质量的7.3%,氢和一氧化碳物质的量之比为2,反应温度为270℃,反应压力4.3 MPa和空速为600 mL/(h·g)的条件下,CO单程转化率可达到93%以上,DME选择性大于60%。该催化剂的稳定性比较好,可承受较宽的温度、压力和空速的波动范围。

双功能氧电极催化剂LaNiO_3掺杂改性的研究

采用溶胶 凝胶法制备了钙钛矿型双功能氧电极催化剂LaNiO3及其B位掺杂不同比例的Co和Fe系列,用X射线衍射分析(XRD)技术对催化剂进行了表征定性,并采用稳态阴阳极极化曲线和循环伏安方法考察了各种催化剂的氧还原和氧析出催化活性.结果表明,钙钛矿型催化剂LaNi0.8Fe0.2O3和LaNi0.8Co0.2O3用在双功能氧电极上具有良好的双向催化性能.

双功能催化剂中分子筛组分的结构对合成气转化过程中甲烷选择性的影响

利用氧化物-分子筛双功能催化剂能够高效催化CO加氢转化为各类高附加值化学品,氧化物组分与分子筛组分之间的空间距离对产物选择性至关重要,当空间距离较近时会促进甲烷的生成.以CoMn催化剂为氧化物组分,与不同分子筛分别进行物理混合,设计了一系列模型双功能催化剂,考察了双功能催化剂中分子筛组分的结构对合成气转化过程中甲烷选择性的影响.结果表明,与CoMn催化剂相比,双功能催化剂中分子筛组分的Al物种是提高甲烷选择性的根本原因,Al物种能够促进H_(2)的解离,当与CoMn催化剂接触时会促进CH_(x)物种的加氢,提高甲烷选择性.

Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了一系列Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂,考察了CuMn摩尔比及助剂La、Al、Fe、Zn等对Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢的催化性能的影响,并结合热重-差热扫描量热分析(TG-DSC)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)等表征手段研究了助剂La的添加对Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂微观结构的影响。研究表明:当Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂中Cu/Mn摩尔比为1/2时,催化剂具有较高的初始活性;添加La、Al、Fe、Zn等助剂均不同程度地提高了Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性,其提高顺序为:La>Al>Fe>Zn;适量La的添加可以起到隔离和分散铜的作用,能阻碍活性组分的聚集长大,有助于活性组分细化,并增加表面高分散CuO的量,同时增强Cu-Mn以及金属铜和载体之间的相互作用,防止铜的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性。

复合载体负载型催化剂制备及其微波辅助催化氧化甲苯性能试验

将吸附材料分子筛粉末、吸波材料碳化硅粉末以及催化活性组分铜(Cu)、锰(Mn)、铈(Ce)盐溶液完全混合,通过制粒、煅烧后制得复合载体负载型催化剂;微波辐照条件下,应用该催化剂进行了甲苯废气的催化氧化性能试验研究.研究表明,复合载体负载型催化剂的优化制备条件为:高岭土为粘合剂,掺入3%的碳化硅,铜锰质量比为1︰1(各5%负载量),铈的掺杂量为1.67%,焙烧温度为500℃,焙烧时间为8h.反应温度210℃下,优化制备的复合载体催化剂催化氧化甲苯的转化率达95%,表现出良好的低温活性和催化氧化性能.

甲醇及合成气制二甲醚中不同粒径的HY分子筛及复合Cu-Mn-Zn/HY催化剂

通过改变导向剂的老化时间,制备了一系列不同粒径的HY分子筛作为脱水催化剂,考察了甲醇脱水反应性能;将其与铜基甲醇合成活性组分Cu-Zn-Mn组成双功能催化剂,考察了催化剂对合成气直接制二甲醚反应的催化性能.结果表明,粒径为820nm的HY分子筛在甲醇脱水中表现出较高的催化活性;以其作为脱水组分的双功能Cu-Zn-Mn/HY催化剂也表现出较高的催化活性和良好的稳定性.

制备参数对CaO-ZrO_2结构及CuO/CaO-ZrO_2催化剂合成甲酸甲酯性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备介孔Ca O-Zr O2固体碱,考察了制备参数对Ca O-Zr O2固体碱结构的影响,用TEM和CO2-TPD方法表征了固体碱的结构和碱性。采用浸渍法在Ca O-Zr O2固体碱上引入活性组分Cu O,制备Cu O/Ca O-Zr O2双功能催化剂。该催化剂用于合成气在浆态床反应器中合成甲酸甲酯(MF)的反应时,Ca O-Zr O2固体碱的制备参数对Cu O/Ca O-Zr O2催化剂合成MF的性能有重要影响。Ca O-Zr O2固体碱的最佳制备条件为:溶液p H=6.4,n(P123)∶n(Zr)=0.02,晶化温度60℃,晶化时间24 h,后处理介质为0.5 mol/L的Na OH溶液。以最佳条件下制备的Ca O-Zr O2固体碱为载体制备的Cu O/Ca O-Zr O2催化剂,在170℃、5.0 MPa、n(H2)∶n(CO)=2.0下进行合成MF的反应,MF的时空产率和选择性分别可达89.4 g/(L h)和27.4%。

完全液相法制备中原料配比对二甲醚合成催化剂结构和性能的影响

利用完全液相法制备了Cu-Zn-Al双功能催化剂,考察了原料配比对催化剂结构和催化CO加氢合成二甲醚反应性能的影响,用XRD,N2吸附,XPS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在Cu-Zn-Al基二甲醚合成催化剂中,Zn和Al在催化剂表面的竞争富集是主要过程,增加投料中Cu的比例并不能显著增加Cu在催化剂表面的含量,因为在反应环境中,Al也会富集,并且在Cu含量高时富集得更快.当投料组成为n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)=2∶1∶4时,催化剂的体相结构和表面性质最好(Cu晶粒度最小,Cu分散度最高,还原性能最佳,组分间相互作用最强,最可几孔径最大),催化剂的综合性能最好.

苯加氢烷基化制环己基苯催化剂的制备与工艺条件的考察

采用等体积浸渍法制备了Ni-Cu/Hβ双功能催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM和NH3-TPD方法对催化剂进行了表征,并将其用于催化苯加氢烷基化制备环己基苯的反应,考察了催化剂的制备条件(Ni负载量、Ni和Cu的来源、助催化剂的种类)和反应条件(反应时间、反应温度、氢气压力、催化剂用量)对反应的影响。实验结果表明,适宜的催化剂制备条件和反应条件为:Ni和Cu的来源分别为乙酸镍和硝酸铜、负载量分别为4%(w)和0.2%(w);反应温度210℃、氢气压力2 MPa、反应时间1 h、催化剂用量5%(w)(基于苯的质量)。在此条件下,苯的转化率可达57.74%,环己基苯的选择性可达71.38%。催化剂的金属活性位和酸性是苯加氢烷基化的关键因素。

双钙钛矿型催化剂的制备及其A位掺杂对催化活性的影响

基于燃烧反应的利用率低,燃烧反应不充分,反应不完全,燃烧后产物污染环境等缺点,本文探究了钙钛矿对燃烧反应的催化影响,对稀土双钙钛矿型复合氧化物进行了制备,然后对其在燃烧反应中的催化活性进行了XRD、TPR表征,主要针对双钙钛矿型催化剂在甲烷中的燃烧这一反应,进而探究了对于A位掺杂双钙态矿型催化剂对甲烷的催化反应活性的影响。

碱土金属氧化物改性ZrO_2催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇

采用浸渍法制备了碱土金属氧化物CaO,SrO或BaO改性的ZrO2酸碱双功能催化剂,借助X射线衍射、低温N2物理吸附、NH3和CO2程序升温脱附等手段表征了催化剂的结构、织构以及表面酸碱性质,并考察了其催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇的反应性能.结果表明,碱土金属氧化物的引入显著调变了催化剂表面的酸性和碱性中心,进而对1,4-丁二醇转化率和3-丁烯-1-醇选择性产生重要影响.其中,CaO改性的ZrO2样品中形成了大量的Ca-O-Zr结构,在ZrO2表面形成大量碱性位点的同时,保持了较高的酸密度;而SrO和BaO改性的样品中生成了相应的锆酸盐,ZrO2表面的酸密度呈现不同程度的下降.因此,CaO/ZrO2催化剂表现出最优的催化活性和3-丁烯-1-醇选择性,350oC时,3-丁烯-1-醇收率最高,达60.5%.催化剂表面的酸碱协同作用是选择性合成3-丁烯-1-醇的关键因素.

层状前驱体法制备Cu-MnO双功能催化剂及其气相耦合加氢合成苯甲醛

以层状铜锰铝水滑石为前躯体制备Cu-MnO双功能催化剂,实现了甲醇水蒸气重整制氢与苯甲酸甲酯气相加氢反应耦合制备苯甲醛,选择性可达93.34%,要明显优于传统的外加氢方法。X射线衍射和热重-差热分析表明合成的CuMnAl-LDHs、Cu2Al-LDHs、Mn2Al-LDHs具有典型的层状水滑石结构。层状前躯体经氢气还原后,催化剂CuMnAl-500具有Cu、MnO两种活性组分。结合单活性组分催化剂Cu2Al-500、Mn2Al-500的结构表征和催化性能评价,推测了气相耦合加氢的反应机制:首先通过甲醇在活性Cu组分上发生水蒸气重整反应得到活化氢,然后活化氢转移到MnO表面上,苯甲酸甲酯发生脱氧加氢生成苯甲醛;同时,加氢反应产生的副产物甲醇又可以进入新一轮的水蒸气重整制氢反应。

纳米铜锰复合氧化物的研究进展

纳米铜锰复合氧化物是一种新型高功能精细无机产品,具有独特的结构及表面特性,因而其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。综述了纳米铜锰复合氧化物催化剂的特性及制备方法,重点介绍了室温固—固化学反应法,并介绍了国内外纳米铜锰复合氧化物催化剂的应用研究状况,可以作为工业化应用的参考依据。

Mo掺杂La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)的电催化析氧、析氢性能研究

电解水制氢是一种清洁、高效和安全的技术,极具发展潜力的制氢手段。电解水制氢过程中,阳极析氧(OER)和阴极析氢(HER)动力学缓慢,需要较高的过电位突破能量壁垒,导致耗能较高。高效OER和HER催化剂的使用是提高电解水效率的关键,开发高活性、高稳定性和低成本的OER和HER双功能电催化剂,可极大促进电解水制氢的产业化发展。钙钛矿氧化物(结构式ABO_(3))电催化剂具有储量丰富、结构与成分易调控等优点,在电催化水分解制氢催化剂的研究中广受关注。钙钛矿氧化物的B位离子掺杂是增强其电催化活性的常见策略,合理选择B位掺杂元素的种类和含量,不仅可调控钙钛矿氧化物的晶体结构、获得更高的催化活性,还可赋予其双功能催化性能。以La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_(3-δ)钙钛矿氧化物为原料,通过高价Mo离子掺杂,采用固相合成法制备了La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(1-x)Mo_(x)O_(3-δ)(LSCM,x=0、0.05、0.1、0.2)系列钙钛矿材料,研究了Mo掺杂量(质量分数)对钙钛矿材料电催化析氧和析氢性能的影响。结果表明,掺杂少量Mo元素,不会改变LSCM的物相和微观形貌,但可有效提升OER和HER的催化活性,其主要原因是Mo掺杂改变了Co的价态、氧空位和晶体结构对称性。适量Mo元素掺杂对LSC钙钛矿氧化物的析氢和析氧性能均有提高,但随着Mo掺杂量增多,LSCM的OER和HER催化活性均开始下降。当Mo质量分数为5%时,La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.95)Mo_(0.05)O_(3-δ)(LSCM-5)具有最优异的OER和HER催化活性,在10 mA·cm^(-2)电流密度下,OER和HER过电位分别为457和320 mV,Tafel斜率分别为89和32 mV·dec^(-1)。本研究证明,B位Mo掺杂,对开发低成本、高性能的析氢和析氧双功能钙钛矿氧化物电催化剂具有一定实用价值。

双功能CuX_(2)参与的芳基-7-氮杂吲哚邻位C-H键的卤化反应

开发了一种双功能铜参与催化芳基-7-氮杂吲哚的芳基卤化反应,该方法以N-苯基-7-氮杂吲哚类化合物为底物,CuX_(2)既为卤素源,又可以作为C-H键活化试剂,在无外加催化剂下,通过7-氮杂吲哚的导向作用选择性地发生芳环的亲电卤代反应。经过一系列条件筛选之后得到最佳反应条件为:CuCl_(2)(0.65eq)为催化剂,DMAP(0.25 eq)为配体,苯甲酸(1.2 eq)为添加剂,氯苯为溶剂,于120℃下反应24小时,产率最高达到95%。除7-氮杂吲哚导向基团外,还成功兼容了吡啶、喹啉等导向基团,该反应可应用于较多的底物范围。

镁改性HZSM-5对Cu-ZnO-Al2_O_3/HZSM-5催化合成气直接制二甲醚反应的影响

采用浸渍法制备了一系列MgO改性的HZSM 5分子筛,并以MgO/HZSM 5为甲醇脱水催化剂与Cu ZnO Al2 O3 甲醇合成催化剂组成双功能催化剂,在连续流动加压固定床反应器上考察了其对合成气直接制二甲醚反应的催化性能.结果表明,以适量MgO改性的HZSM 5分子筛组成的双功能催化剂上,二甲醚选择性可高达6 4 8% ,CO2 和烃类副产物的选择性分别为30 2 %和0 4 % ;由未改性的HZSM 5分子筛组成的双功能催化剂上,二甲醚选择性仅为4 9 1% ,CO2 和烃类副产物的选择性则分别高达37 1%和9 3% .当MgO含量过高时,则CO转化率和二甲醚选择性均降低.根据实验结果,提出了甲醇在MgO/HZSM

分子筛硅／铝比对Cu-ZnO-Al2O3／HMCM-22催化合成二甲醚反应性能的影响

以六亚甲基亚胺为模板剂,采用动态水热晶化法合成了不同硅/铝比的HMCM-22分子筛,并以其为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分(Cu-ZnO-Al2O3)组成双功能催化剂,在连续流动加压固定床微型反应器上考察了其对合成气直接制二甲醚反应的催化性能.结果表明,随着HMCM-22分子筛硅/铝比的增大,CO转化率变化不大,但CO2和烃类副产物的生成量逐渐减少,从而导致目的产物二甲醚的选择性和收率均逐渐升高.氨程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱表征结果表明,随着分子筛硅/铝比的增大,HMCM-22分子筛的酸中心的数量逐渐减少.