Au/TS-1选择性催化氧化NO性能研究

制备了负载型Au/TS-1催化剂,采用XRD、SEM、TEM等方法进行了表征,并将其应用于选择性催化氧化NO反应,考察了各工艺条件对NO催化氧化效率的影响。结果表明,Au/TS-1催化剂具有良好的结晶度,Au粒子成功地负载在TS-1上。该催化剂在选择性催化氧化NO反应中具有优异的低温催化氧化活性,在NO体积分数为1×10-3,O2含量为10%,空速为5 000 h-1,Au的负载量为1.0%,180℃时,NO的氧化率高于55%(此时最适宜吸收处理);260℃时,氧化率可达到78%。

Ga改性的Au/TS-1催化剂上气相丙烯环氧化反应

以Ga改性的TS-1分子筛为载体,用沉积沉淀法制备了金催化剂,并用于气相丙烯环氧化反应.比较了不同Ga掺杂量对催化剂结构和催化性能的影响.反应结果表明:Ga的改性使催化剂上丙烯的转化率由1.8%提高到2.7%;环氧丙烷的选择性由86.2%提高到91.9%.催化剂活性的增加可能是因为Ga的掺入使金颗粒分布更加均匀,以及载体微结构变化引起的配位效应.

Au/TS-1催化剂上葡萄糖氧化

针对传统的生物发酵法制备葡萄糖酸钠周期长、选择性低、温度控制要求高等缺点,采用3种方法制备了Au/TS-1催化剂,进行比表面积(BET)测定、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征,用于以氧气为氧化剂葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠,评价了催化性能,并进行反应条件影响考察.结果显示:使用沉积沉淀法制备的质量分数为4%的Au/TS-1催化效果最佳,纳米金颗粒大小在10～20nm,纳米金颗粒分布均匀,其最佳反应条件为60℃,pH 9.5,氧气流量为40mL/min,催化剂0.18g,水溶液中葡萄糖的质量分数为5%,葡萄糖最快在23min内选择性及转化率均可达到100%,但催化剂在第4次重复利用后,其活性降低很快.研究表明:沉积沉淀法能制备一定纳米金颗粒大小的Au/TS-1催化剂,在该多相催化剂上葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠时间短、活性高、选择性好,但稳定性有待提高.

碱金属碳酸盐改性对Au/TS-1催化剂的丙烯气相环氧化活性和稳定性的提升作用研究

制备了不同碱金属碳酸盐(Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3和Cs2CO3)超声浸渍改性的Au/TS-1催化剂,采用XRD、ICP、XPS、UV-vis、NH3-TPD、FT-IR和HAADF-STEM等手段对催化剂结构性质进行了表征,研究了碱金属碳酸盐改性对Au/TS-1催化剂的丙烯气相环氧化活性和稳定性的影响。结果表明,碱金属碳酸盐改性可以降低Au/TS-1催化剂的表面酸性,减缓环氧丙烷(PO)在催化剂表面吸附引起的积炭失活,抑制金颗粒粒径的增大;此外,Cs2CO3和Rb2CO3改性还可减少Au/TS-1催化剂上的骨架外Ti含量。碱金属碳酸盐改性后的Au/TS-1的催化活性和稳定性都得到明显的改善,其中,Cs2CO3改性的Au/TS-1表现出最佳的催化活性,丙烯转化率为6.2%,环氧丙烷选择性为86.2%,氢气利用效率为26.2%。相关研究为提高Au/TS-1催化剂的丙烯气相环氧化活性和稳定性提供了新的思路。

Au／TS-1@Mesosilica双功能催化材料的制备及其催化丙烯直接环氧化性能

设计制备了一种新型微孔介孔复合核壳结构钛硅分子筛TS-1@Mesosilica(TS-1@MS),核为MFI结构钛硅分子筛TS-1,壳层为以非离子表面活性剂P123为模板剂组装形成的介孔氧化硅.壳层氧化硅具有三维蠕虫状孔道结构,有利于微孔和介孔部分的连通及反应物和产物的扩散.通过沉积沉淀法将金纳米粒子负载在壳层介孔孔道,和TS-1中的钛活性中心协同,形成适合于C3H6和H2、O2直接气相环氧化制备环氧丙烷(PO)的双功能催化材料.实验结果表明,Au/TS-1@MS在空速8000 mL g 1h 1、温度473 K条件下连续反应132 h,活性和选择性没有明显下降,丙烯转化率保持在3.7%左右,PO选择性87%以上.

纳米Au/TS-1催化剂的制备及用于甲醇羰基化体系

采用负压沉积沉淀法、等体积浸渍法、负压等体积浸渍法等方法制备了纳米Au/TS-1催化剂,研究了深床焙烧和等离子体焙烧,以及焙烧温度和焙烧气氛对催化剂中纳米金粒子大小和催化性能的影响,并采用ICP、TEM、XRD、UV-vis、XPS对催化剂金粒子进行了物化性能表征,采用甲醇羰基化制乙酸甲酯反应表征催化性能.结果表明,不同制备方法、不同焙烧方法、不同焙烧温度和焙烧气氛对负载型纳米Au/TS-1沸石分子筛催化剂中金粒子的大小、形貌、物化性质和催化性能有明显影响.其中,3种制备方法中,氢气气氛下焙烧均比空气和氮气气氛下焙烧得到的催化剂的金粒子尺寸更小,分散更均匀,约为5~10 nm.与其它方法相比,负压沉积沉淀法可制得分散更均匀的金粒子,Au/TS-1沸石催化剂中的金粒子尺寸更小,平均粒径为1~5 nm.催化性能评价结果显示,3种方法制备出的负载型金催化剂用于催化甲醇羰基化制乙酸甲酯反应体系中,甲醇的转化率分别为85%、75%、60%,乙酸甲酯选择性可高达68%,反应温度200℃为最好.