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络合剂对固相法Cu/ZnO/In_(2)O_(3)催化剂的CO_(2)加氢制甲醇反应性能的影响
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作者 赵福真 郭孟 +2 位作者 白瑞洁 张煜华 李金林 《中南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期433-438,共6页
为了促进催化剂中Cu物种的分散,在金属硝酸盐中分别加入草酸、甲酸和柠檬酸,采用固态研磨合成Cu/ZnO/In_(2)O_(3)催化剂.结果表明:草酸的加入对Cu的分散效果最好,在280℃,2 MPa,3.6 L·gcat^(-1)·h^(-1),V(H2)∶V(CO_(2))=3∶1... 为了促进催化剂中Cu物种的分散,在金属硝酸盐中分别加入草酸、甲酸和柠檬酸,采用固态研磨合成Cu/ZnO/In_(2)O_(3)催化剂.结果表明:草酸的加入对Cu的分散效果最好,在280℃,2 MPa,3.6 L·gcat^(-1)·h^(-1),V(H2)∶V(CO_(2))=3∶1时,甲醇收率最高,达到2.1 mmol·gcat^(-1)·h^(-1).但甲酸在高温下会分解为CO_(2)和H_(2),导致制备的CuO/ZnO/In_(2)O_(3)催化剂部分还原,随后此催化剂在H_(2)预处理后被过度还原,形成Cu_(3)In_(7)合金相,导致甲醇产率降低. 展开更多
关键词 CO_(2)加氢 甲醇 Cu基催化剂 氧化铟
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生物碳基纳米钯铜催化剂的优化制备及脱硝研究
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作者 莫晓馨 张立浩 +3 位作者 吴雨晴 董翼 朱宗强 朱义年 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2460-2472,共13页
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... 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. 展开更多
关键词 毛竹生物碳 硝酸盐 纳米钯铜催化剂 电催化还原 原子氢自由基
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铜催化草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇生成机理的DFT研究
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作者 伦国栋 严伟琦 +2 位作者 周静红 朱贻安 李伟 《燃料化学学报(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期553-564,共12页
利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分... 利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分电荷密度分析,阐明了铜催化剂的主要活性位点及1,2-PDO生成的主要路径。结果表明,1,2-PDO主要由乙二醇和甲醇于Cu_(2)O(111)表面通过Guerbet醇缩合反应生成,具体包括醇脱氢、羟醛缩合以及不饱和醛加氢三个过程。Cu_(2)O(111)表面Cu_(us)^(+)及O_(suf)^(-)位点形成的Lewis酸碱对能够促进反应物、产物及反应中间体的吸附且对于1,2-PDO生成过程的整体催化活性更高。Cu_(2)O(111)表面的O_(suf)^(-)位点是醇类脱氢生成醛、羟醛缩合过程中生成烯醇物种以及不饱和醛类中间体加氢的主要活性中心,而C-C偶联反应则发生在Cu_(us)^(+)金属位点上。论文研究结果可为铜催化剂设计和改性以及草酸酯加氢工艺的优化提供理论指导。 展开更多
关键词 草酸二甲酯加氢 CU催化剂 1 2-丙二醇 密度泛函理论 反应机理
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3-羟基丙酸甲酯加氢合成1,3-丙二醇反应中La对Cu/SiO_(2)催化剂的修饰作用
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作者 林丽娜 康金灿 +4 位作者 张传明 李伟杰 李昌鑫 赖恩义 朱红平 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-72,共10页
[目的] 3-羟基丙酸酯加氢制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)过程中存在β-羟基脱除等副反应,导致1,3-PDO的选择性和收率不高,其中高效催化剂的开发是解决该问题的关键.[方法]采用蒸氨法制备了不同添加量La修饰的20Cu/SiO_(2)催化剂,对其进行催化... [目的] 3-羟基丙酸酯加氢制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)过程中存在β-羟基脱除等副反应,导致1,3-PDO的选择性和收率不高,其中高效催化剂的开发是解决该问题的关键.[方法]采用蒸氨法制备了不同添加量La修饰的20Cu/SiO_(2)催化剂,对其进行催化性能评价,并通过H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_(2)物理吸附-脱附对其进行表征.[结果] 20Cu-0.50La/SiO_(2)的催化性能最佳,它显著地提高了3-羟基丙酸甲酯(3-HMP)加氢制1,3-PDO的催化活性和稳定性,其中3-HMP转化率为91.8%,1,3-PDO的选择性和收率分别为85.2%和78.2%.这是在高液时空速(LHSV=0.10 h^(-1))的条件下取得的最佳结果.[结论] La的加入与Cu产生了强相互作用,增强了催化剂中Cu的分散性,同时提高了Cu^(+)物种表面浓度,使活性Cu的比表面积增加,从而提高了加氢反应的活性和稳定性. 展开更多
关键词 3-羟基丙酸甲酯 加氢 1 3-丙二醇 蒸氨法 CU催化剂 La助剂
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透水NaA分子筛膜强化的CO_(2)加氢高效制甲醇
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作者 李海鹏 吴桐 +6 位作者 王琪 郜时旺 王晓龙 李旭 高新华 年佩 魏逸彬 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2834-2842,共9页
近年来,利用可再生能源产生的绿氢与CO_(2)反应制备甲醇备受关注。然而,由于CO_(2)催化加氢反应受热力学平衡限制,CO_(2)的转化率与甲醇选择性较低;另外,副产物水易导致催化剂失活。本研究采用母液晶种法在α-Al_(2)O_(3)膜管外制备了... 近年来,利用可再生能源产生的绿氢与CO_(2)反应制备甲醇备受关注。然而,由于CO_(2)催化加氢反应受热力学平衡限制,CO_(2)的转化率与甲醇选择性较低;另外,副产物水易导致催化剂失活。本研究采用母液晶种法在α-Al_(2)O_(3)膜管外制备了无缺陷的单通道NaA分子筛外膜,通过在膜管外填充Cu基催化剂,构建了一种分子筛膜-催化剂反应分离双功能反应体系,以同时实现CO_(2)加氢生成甲醇和在线选择性除水。通过XRD、SEM、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR表征技术对NaA分子筛膜和催化剂进行理化性质表征,并在膜反应器上对催化剂的CO_(2)催化加氢性能进行评价。结果表明,与传统固定床反应器对比,本反应体系可有效拉动反应平衡,大幅提高CO_(2)转化率。在250℃、3MPa条件下,CO_(2)转化率由3.34%提高至28.78%,甲醇收率由3.28%提高至27.62%。 展开更多
关键词 二氧化碳 加氢 甲醇 Cu基催化剂 反应器
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Cu离子分子筛催化材料在去除NO_(x)方面应用的研究进展
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作者 孟令钦 崔素萍 +2 位作者 甘延玲 王亚丽 马晓宇 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期42-50,共9页
控制大气中氮氧化物的排放对环境和人体健康有着至关重要的作用,应用于NO_(x)去除的技术有很多,其中选择性催化还原(NH3-SCR)技术是去除NO_(x)极有效的技术之一,利用CO去除NO_(x)为烟气脱硝(CO-SCR)提供了一种简单且低成本的技术,直接... 控制大气中氮氧化物的排放对环境和人体健康有着至关重要的作用,应用于NO_(x)去除的技术有很多,其中选择性催化还原(NH3-SCR)技术是去除NO_(x)极有效的技术之一,利用CO去除NO_(x)为烟气脱硝(CO-SCR)提供了一种简单且低成本的技术,直接催化分解NO_(x)被认为是去除NO_(x)最理想、最环保的技术。Cu离子分子筛作为去除NO_(x)的高效催化剂,具有宽温度窗口和良好的水热稳定性。本文综述了Cu交换分子筛在去除NO领域的研究进展,讨论了Cu离子分子筛在NH3-SCR、CO-SCR以及直接催化分解NO中的应用,着重总结了Cu离子参与去除NO的反应机理,归纳了分子筛中Cu活性位点对脱硝性能的影响,还讨论了铜离子分子筛的抗H_(2)O和SO_(2)中毒性能,展望了Cu离子分子筛未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 Cu离子分子筛 NO_(x)去除 NH3-SCR NO直接分解 CO-SCR
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CO_(2)加氢制甲醇Cu/CeO_(2)催化剂实验研究
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作者 甘泽 李传 +3 位作者 邓文安 杜峰 罗辉 李庶峰 《炼油技术与工程》 CAS 2024年第4期33-38,共6页
考察了第二金属Ni改性对CO_(2)加氢制甲醇Cu/CeO_(2)催化剂活性的影响,并通过XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR等手段对改性前后催化剂结构进行了表征。结果表明:金属负载量为20%时,Cu/CeO_(2)的比表面积最大;Cu与Ni质量比为3∶1时,催化剂碱度... 考察了第二金属Ni改性对CO_(2)加氢制甲醇Cu/CeO_(2)催化剂活性的影响,并通过XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR等手段对改性前后催化剂结构进行了表征。结果表明:金属负载量为20%时,Cu/CeO_(2)的比表面积最大;Cu与Ni质量比为3∶1时,催化剂碱度最大,氧空位含量最高,Cu-Ni协同作用最强;该催化剂在反应温度240℃、反应压力3 MPa、液时空速2400 mL/(g·h)、H_(2)与CO_(2)体积比为3∶1时催化CO_(2)加氢制甲醇效果较优,CO_(2)转化率为18.5%,甲醇时空产率为40.43 g/(kg·h)。 展开更多
关键词 CO_(2) 加氢 甲醇 Cu/CeO_(2)催化剂 反应条件 转化率 选择性 时空产率
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电催化硝酸根还原合成氨:关于铁/铜基催化剂的研究展望
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作者 陈丽丽 郝彦衡 +3 位作者 褚健意 刘松 白凤华 罗文豪 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第3期25-36,共12页
氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3... 氨(NH_(3))是现代工业的重要化工原料之一,因其具有较高的能量密度、便于运输和储存的特点而被认为是一种非常有前景的储氢材料和可再生能源载体.电催化硝酸根还原(NO_(3)RR)是一种理想的绿色合成氨策略,同时可应用于废水中硝酸根(NO_(3)−)污染的去除.然而,NO_(3)RR涉及多个电子和质子转移过程,且存在析氢反应(HER)等竞争反应,导致NO_(3)RR的法拉第效率(FE)和选择性较低.近年来,精准构筑NO_(3)RR电催化剂,实现高效合成氨逐步成为电催化领域的研究热点.其中,铁/铜基催化剂因其优异的催化性能和经济可行性而备受关注.因此,对近年来具有代表性的铁/铜基催化剂的研究进展进行总结是非常必要的.本文首先简述了电化学NO_(3)RR合成氨可能发生的反应路径,主要围绕铁/铜基电催化剂在NO_(3)RR中可能涉及的反应历程和相应的中间体.在此基础上,针对不同的反应机理系统归纳了三种催化剂设计策略,包括单原子催化剂策略、双金属催化剂策略以及仿生催化剂策略等.随后,重点评析和讨论了原位实时表征技术,如原位电化学质谱、原位X射线吸收光谱和原位红外/拉曼等,在电催化NO_(3)RR合成氨研究领域中的代表性应用案例,并阐明了原位表征技术的发展和联用对于揭示NO_(3)RR本征活性位和动态机理的关键作用.最后,系统总结了当前NO_(3)RR所面临的核心挑战并对其未来的研究机遇和发展方向进行了展望,包括高效催化剂的关键描述符和设计策略,探究固-液界面的前沿原位表征技术开发,以及将NO_(3)RR与绿色反应(如二氧化碳转化和生物质转化等)高效耦联制备高值化学品.综上所述,尽管电催化NO_(3)RR合成氨目前仍面临诸多挑战,随着实验方案、科学理论和原位表征技术的不断发展,未来将会出现更多高效且稳定的NO_(3)RR催化剂.本文旨在为高效电催化剂的理性开发,深入理解其动态反应机理与催化剂构效关系提供参考. 展开更多
关键词 电催化 硝酸根还原 合成氨 铁/铜基催化剂 原位表征
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碳负载Cu-Bi双金属高效电催化CO_(2)还原制备乙醇
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作者 蒋瑞懿 付鑫 +3 位作者 蒲博 明瑞奇 吕骞 田丽红 《湖北大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期461-468,共8页
采用清洁电能驱动CO_(2)转化为碳氢燃料及高价值的化学品是实现“碳中和”最有应用前景的方式之一。在电催化还原CO_(2)的产物中,乙醇是极具吸引力的产物。Cu基催化剂具有良好电催化还原CO_(2)至C_(2+)产物的活性,但单一的Cu基催化剂不... 采用清洁电能驱动CO_(2)转化为碳氢燃料及高价值的化学品是实现“碳中和”最有应用前景的方式之一。在电催化还原CO_(2)的产物中,乙醇是极具吸引力的产物。Cu基催化剂具有良好电催化还原CO_(2)至C_(2+)产物的活性,但单一的Cu基催化剂不稳定,极易容易被氧化,因而可能严重降低电化学还原的电流密度及催化剂活性。本研究采用“一锅法”合成碳负载Cu-Bi双金属催化剂(Cu_(x)Bi_(y)@C)。在0.1 mol/L KCHO_(3)溶液中,CuxBiy@C表现出良好的电催化还原CO_(2)的活性,乙醇产物的选择性接近~100%。在-0.37 V(vs. RHE)过电位下CO_(2)还原为乙醇的法拉第效率可达到76.7%,其生成速率为450.6μmol g^(-1) h^(-1),催化剂在持续10 h的电催化还原过程中保持了良好的稳定性。动力学结果表明Cu、Bi双位点协同有利于质子/电子耦合转移,因而促进C-C偶联生成乙醇。 展开更多
关键词 Cu-Bi催化剂 CO_(2)还原 电催化 乙醇
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理论指导构建Cu-O-Ti-O_(v)活性位点及其高效电催化还原硝酸根研究
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作者 聂翼飞 颜红萍 +4 位作者 鹿苏微 张宏伟 齐婷婷 梁诗景 江莉龙 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第4期293-302,共10页
面向国家绿色低碳战略目标,变革化石资源合成氨技术路线变得尤为迫切,开发可再生能源制“绿氨”将成为合成氨领域未来的重要发展方向.将工业废水中的硝酸根(NO_(3)-)电催化还原为氨(NO_(3)RR),既可有效回收氨,又能消除硝酸根污染影响.然... 面向国家绿色低碳战略目标,变革化石资源合成氨技术路线变得尤为迫切,开发可再生能源制“绿氨”将成为合成氨领域未来的重要发展方向.将工业废水中的硝酸根(NO_(3)-)电催化还原为氨(NO_(3)RR),既可有效回收氨,又能消除硝酸根污染影响.然而,NO_(3)RR涉及缓慢的八电子转移过程,含有多种反应中间体,其反应机理复杂不明.此外,水系电解液中存在的析氢竞争反应也为高效NO_(3)RR催化剂的开发设计带来了巨大的挑战.为突破高效催化剂的发展瓶颈,本文通过理论模拟,在低成本的催化剂上设计了高效的NO_(3)RR催化活性位点,并利用简单的制备策略合成了目标催化剂.同时,结合原位表征技术,阐明了NO_(3)RR的反应路径及催化机理.本文通过密度泛函理论(DFT)计算发现,Cu/TiO_(2)催化剂上的Cu-O-Ti-O_(v)结构具有较好的NO_(3)-还原活性,该结构不仅能够促进反应中间体NOx-的吸附和活化,还能有效抑制竞争析氢反应,从而降低NO_(3)RR的反应能垒.在该结构上,NO_(3)RR的反应路径为:NO_(3)^(*)→NO_(2)^(*)→HONO^(*)→NO^(*)→*NOH→*N→^(*)NH→*NH2→*NH_(3)→NH_(3).基于理论计算结果,分别采用浸渍法和尿素水解法制备了系列富含Cu-O-Ti-O_(v)结构的Cu/TiO_(2)催化剂.氮气等温吸附-脱附曲线、拉曼光谱(Raman)、电子顺磁共振波谱、X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱等结果发现,相比于采用浸渍法制备的系列Cu/TiO_(2)催化剂,采用尿素水解法制备的Cu/TiO_(2)(CT-U)催化剂具有更大的比表面积以及更多的Cu-O-Ti-O_(v)位点,说明尿素水解法可提高Cu颗粒在TiO_(2)载体表面的分散度,增强Cu颗粒与TiO_(2)载体之间的相互作用,提高Cu/TiO_(2)催化剂表面的Cu-O-Ti-O_(v)位点含量.将以上制备出的催化剂应用于催化NO_(3)RR中,结果表明,在-1.0 V vs.RHE还原电位下,CT-U催化剂上氨产率可达3046.5μg h^(-1) mgcat^(-1),高于大多数文献报道结果.循环稳定性测试结果表明,在Cu/TiO_(2)催化剂上构建Cu-O-Ti-O_(v)位点还能显著抑制电催化反应过程中Cu物种从Cu/TiO_(2)催化剂上溶出,从而显著增强催化剂的稳定性.此外,设计制备了不含氧空位的Cu/TiO_(2),TiO_(2)-x,Cu,Cu_(2)O以及CuO催化剂,并将其用于催化NO_(3)RR.结果发现,上述催化剂上的氨产率皆明显低于CT-U催化剂,说明Cu,Ti以及O_(v)构成的Cu-O-Ti-O_(v)结构具有较好的催化协同作用,从而显著提升了NO_(3)RR反应活性.最后,通过原位Raman及原位XPS表征检测反应中间体,验证了由DFT模拟出的NO_(3)RR反应路径.综上,通过在Cu/TiO_(2)催化剂上理论指导构建Cu-O-Ti-O_(v)活性位点,实现了NO_(3)RR性能的有效提升.Cu-O-Ti-O_(v)结构中的多位点协同作用不仅促进了NO_(x)-的吸附和活化,而且抑制了电催化过程中Cu物种从催化剂上的溶出,从而提高了催化剂的稳定性.本研究为设计高效稳定的NO_(3)RR催化剂提供了新思路. 展开更多
关键词 电催化硝酸盐还原 合成氨 Cu-O-Ti-O_(v)位点 协同催化 Cu/TiO_(2)催化剂
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UiO-66-NH_(2)负载铜催化剂的制备及其对醇的催化氧化
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作者 段章圭 裴毅 +6 位作者 郑姗姗 王召阳 王勇光 王骏杰 胡杨 吕春欣 钟伟 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期496-506,共11页
通过溶剂热法成功制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的复合材料Cu-Cu_(2)O/UiO-66-NH_(2),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行全面表征。在空气... 通过溶剂热法成功制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的复合材料Cu-Cu_(2)O/UiO-66-NH_(2),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行全面表征。在空气作氧化剂条件下,以苯甲醇氧化为苯甲醛作为模型反应,系统地考察了溶剂、温度、催化剂各组分用量等因素对催化效果的影响。研究结果表明,该复合催化剂在醇选择性氧化反应中表现出优异的催化性能,60℃下反应5 h便可将苯甲醇定量转化为苯甲醛,并对其他苄基醇、烯丙基醇和杂芳基醇等底物也展现出良好活性。此外,循环利用3次后,该催化剂活性几乎不变,表明其具有良好的稳定性和重复使用性。 展开更多
关键词 Cu-Cu_(2)O基催化剂 UiO-66-NH_(2) 复合材料 醇选择性氧化
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3D多级孔炭负载铜催化剂及其合成碳酸二甲酯性能研究
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作者 裴永丽 李挺 +2 位作者 王海堂 武江红 康茂萍 《煤化工》 CAS 2024年第1期114-117,126,共5页
以ɑ-纤维素和NaHCO3为原料,采用生物质发泡法制得大孔、介孔和微孔共存的三维(3D)多级孔炭(HPC);以硝酸铜为铜源,通过调变铜负载量制得3D多级孔炭负载铜催化剂(y Cu/HPC),并考察其催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯性能。实验结果表明... 以ɑ-纤维素和NaHCO3为原料,采用生物质发泡法制得大孔、介孔和微孔共存的三维(3D)多级孔炭(HPC);以硝酸铜为铜源,通过调变铜负载量制得3D多级孔炭负载铜催化剂(y Cu/HPC),并考察其催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯性能。实验结果表明:当铜负载量(质量分数)为10%时,10Cu/HPC催化剂在DMC合成反应中时空收率(STYDMC)和转换频率(TOF)分别达1778 mg/(g·h)和13.8 s^(-1)。N2吸附、XRD、TEM等表征表明:3D多级孔结构不但有利于铜物种的高度分散,同时可加快底物分子的传质速率,从而提升催化活性。 展开更多
关键词 碳酸二甲酯(DMC) 3D多级孔炭 铜催化剂 活性
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乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂性能调控研究进展
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作者 刘洁 于杨 袁浩然 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第4期44-50,共7页
乙酸甲酯加氢制乙醇是合成气间接制乙醇工艺中的重要一步,其关键在于催化剂的开发,工业上主要应用铜基催化剂。铜基催化剂的催化性能与其微观结构密切相关,调变催化剂结构可以有效调控其催化性能。综述了乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂... 乙酸甲酯加氢制乙醇是合成气间接制乙醇工艺中的重要一步,其关键在于催化剂的开发,工业上主要应用铜基催化剂。铜基催化剂的催化性能与其微观结构密切相关,调变催化剂结构可以有效调控其催化性能。综述了乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂的研究进展,归纳总结了引入助剂、载体调变、制备方法优化和特殊结构设计等结构调变策略对催化剂性能的调控作用。在此基础上,对低温、低氢酯比(物质的量之比)条件下高效稳定的乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂的开发进行了展望。 展开更多
关键词 乙酸甲酯 加氢 乙醇 铜基催化剂 性能调控
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负载型ZnO/CuS光催化剂的制备及光催化性能研究
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作者 方华扬 李泉 +3 位作者 官继伦 李雯静 唐宁岳 程芳超 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期140-145,共6页
采用连续离子层吸附反应法制备ZnO/CuS异质结光催化剂,通过与木质纤维素网络(CN)偶联成功制得负载型ZnO/CuS@CN催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和电化学阻抗谱(EIS)对催... 采用连续离子层吸附反应法制备ZnO/CuS异质结光催化剂,通过与木质纤维素网络(CN)偶联成功制得负载型ZnO/CuS@CN催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和电化学阻抗谱(EIS)对催化剂的元素组成、微观形貌和电学性能进行表征。通过罗丹明B(RhB)评估催化剂降解有机污染物的性能。结果表明,在模拟太阳光照射60 min后,ZnO/CuS@CN对50 mg/L RhB的降解率达到84.1%。自由基捕获实验表明,·O_(2)^(-)是主要活性物质。ZnO/CuS@CN对多种有机污染物均有良好的降解效果。 展开更多
关键词 氧化锌 硫化铜 异质结 负载型催化剂 光催化
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模拟工业还原气体对甲醇催化剂还原的影响
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作者 姚玉凤 邱正璞 +4 位作者 王永军 赵阳 刘晓磊 盖春燕 徐晓颖 《工业催化》 CAS 2024年第2期59-62,共4页
甲醇催化剂在使用前需要进行还原,大多数甲醇工厂采用氢气进行还原,少部分工厂采用焦炉煤气或转化气进行还原,整个还原过程的控制对后期催化剂性能有决定性的影响。采用不同还原气进行甲醇催化剂还原实验。结果表明,采用焦炉气还原的催... 甲醇催化剂在使用前需要进行还原,大多数甲醇工厂采用氢气进行还原,少部分工厂采用焦炉煤气或转化气进行还原,整个还原过程的控制对后期催化剂性能有决定性的影响。采用不同还原气进行甲醇催化剂还原实验。结果表明,采用焦炉气还原的催化剂,初始Cu颗粒更大;采用H_(2)还原的催化剂能暴露更多的活性位点,甲醇合成性能更优。 展开更多
关键词 催化剂工程 甲醇合成 Cu基催化剂 焦炉煤气
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铜基催化剂上丙二醇甲醚脱氢制甲氧基丙酮
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作者 林涛 程杰 +10 位作者 张炳亮 范嘉煊 高明明 郑金欣 晁哲 李国斌 马晓云 杜宏芃 王雷 魏入朝 张力 《工业催化》 CAS 2024年第1期46-49,共4页
采用混合法制备5种铜基催化剂CuAlO_(x)、CuSiO_(x)、CuZnAlO_(x)、CuMnAlO_(x)和CuZnCrO_(x),在固定床反应器中考察催化剂在丙二醇甲醚直接脱氢生成甲氧基丙酮反应中的活性。结果表明,CuZnAlO_(x)催化剂性能较好,丙二醇甲醚转化率为48.... 采用混合法制备5种铜基催化剂CuAlO_(x)、CuSiO_(x)、CuZnAlO_(x)、CuMnAlO_(x)和CuZnCrO_(x),在固定床反应器中考察催化剂在丙二醇甲醚直接脱氢生成甲氧基丙酮反应中的活性。结果表明,CuZnAlO_(x)催化剂性能较好,丙二醇甲醚转化率为48.6%,甲氧基丙酮选择性为99.1%。考察反应温度、氮氢流速和球磨时间对催化剂性能的影响,并进行长周期的催化剂稳定性实验。制备的CuZnAlO_(x)催化剂具有较好的活性、稳定性和工业应用前景。 展开更多
关键词 催化剂工程 铜基催化剂 直接脱氢 丙二醇甲醚 甲氧基丙酮
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二氧化碳加氢制甲醇Cu基催化剂疏水改性研究进展
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作者 何琴 李中付 +2 位作者 王群斐 张景岩 刘从华 《石化技术与应用》 CAS 2024年第2期149-155,共7页
综述Cu基催化剂研究现状和二氧化碳加氢制甲醇的反应机理,分析在二氧化碳反应过程中水对催化剂的影响,从催化剂组分、微观结构以及反应装置设计等方面阐述Cu基催化剂耐水热稳定性的改性技术,并指出优化制备工艺、调控反应工艺、开发疏... 综述Cu基催化剂研究现状和二氧化碳加氢制甲醇的反应机理,分析在二氧化碳反应过程中水对催化剂的影响,从催化剂组分、微观结构以及反应装置设计等方面阐述Cu基催化剂耐水热稳定性的改性技术,并指出优化制备工艺、调控反应工艺、开发疏水改性技术、开发新型反应器等是解决Cu基催化剂失活的改进方向。 展开更多
关键词 Cu基催化剂 甲醇 二氧化碳加氢 疏水改性 水热稳定性
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逆水汽变换反应铜基催化剂研究进展
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作者 吕扬平 张耀远 +4 位作者 王瑞浦 吴芹 史大昕 陈康成 黎汉生 《工业催化》 CAS 2024年第5期1-17,共17页
逆水汽变换(RWGS)反应是将CO_(2)转化为化学品或碳氢化合物的关键步骤,在CO_(2)资源化利用中发挥着重要作用。综述逆水汽变换反应的热力学分析、反应机理,以及近十年来国内外逆水汽变换反应催化剂的研究进展。总结发现,Cu基催化剂具有... 逆水汽变换(RWGS)反应是将CO_(2)转化为化学品或碳氢化合物的关键步骤,在CO_(2)资源化利用中发挥着重要作用。综述逆水汽变换反应的热力学分析、反应机理,以及近十年来国内外逆水汽变换反应催化剂的研究进展。总结发现,Cu基催化剂具有低成本、高活性和高CO选择性优势。但在反应中易积炭失活,且在高温条件下容易烧结团聚导致稳定性下降。目前,研究者对Cu基催化剂的研究主要集中在Cu活性中心调控和优化反应操作条件两个方面。Cu活性中心调控主要包括:①调控Cu位点的结构特性,如分散度、粒径大小等;②助剂的添加,包括碱金属助剂(Na、K)、过渡金属助剂(Fe、Ce、Co)等;③引入适宜载体,如Al_(2)O_(3)、Mo_(2)C、CeO_(2)等以增强金属-载体的相互作用。操作工艺条件优化主要通过改变反应温度、空速、调节H_(2)/CO_(2)物质的量比增强RWGS反应中CO选择性和CO_(2)转化率。最后指出基于RWGS反应将CO_(2)与其它产氢反应进行耦合,如低碳烷烃脱氢、甲醇芳构化等,可达到目标产物收率提升与CO_(2)减排目的。 展开更多
关键词 催化剂工程 逆水汽变换 Cu基催化剂 稳定性 失活
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Cu单原子与氧空位协同作用增强电催化CO_(2)还原中C_(2)液相产物活性
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作者 别泉泉 尹海波 +3 位作者 王云龙 苏海伟 彭悦 李俊华 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第2期96-104,共9页
铜(Cu)因具有很好的CO结合能而被认为是目前可将CO_(2)电还原为乙酸、乙醇等多碳产物的重要催化材料.虽然Cu基催化剂表现出较好的还原活性,但产物的低选择性制约了其大规模商业化应用.因此,迫切需要开发高选择性、低成本的Cu基催化剂.... 铜(Cu)因具有很好的CO结合能而被认为是目前可将CO_(2)电还原为乙酸、乙醇等多碳产物的重要催化材料.虽然Cu基催化剂表现出较好的还原活性,但产物的低选择性制约了其大规模商业化应用.因此,迫切需要开发高选择性、低成本的Cu基催化剂.研究表明,具有分散Cu-N活性位点的Cu基单原子催化剂是理想的CO_(2)电化学还原反应(CO_(2)RR)催化剂,但仍然存在着与反应关键中间体结合能较高的难题.当前研究多聚焦在诱导单原子的电子配位环境或催化剂的载体结构缺陷,关于二者之间的协同作用研究较少.本文通过简单的水热法与氢溢流策略制备了Cu单原子负载的高氧空位UIO66催化剂.X射线光电子能谱和高角度环形暗场扫描透射电子显微镜结果表明,Cu物种以高度分散的单原子形式存在.采用X射线吸收精细结构谱和X射线光电子能谱(XPS)的N 1s能级研究了Cu原子的电子和配位结构,证明了Cu-N键的存在.此外,相较于未经过H_(2)二次处理的Cu SAs/UIO材料和未负载Cu单原子的UIO-H_(2)材料,Cu SAs/UIO-H_(2)样品在电子顺磁光谱中观察到更加明显的氧空位信号,XPS谱的O 1s能级、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征结果均表明大量氧空位的存在,从而证明成功制备了Cu单原子负载的高氧空位UIO66催化剂(Cu SAs/UIO-H_(2)).反应测试结果表明,高氧空位掺杂UIO66耦合Cu-N位点后表现较好的CO_(2)RR性能,在-0.66 V(vs.RHE)的低电位下对于C_(2)液相产物实现了58.62%的法拉第效率,高于大多数已报道的Cu基催化剂结果.其中,乙醇的法拉第效率达46.28%,是UIO66-NH_(2),Cu SAs/UIO的9.61倍和2.78倍.经过12 h的稳定性测试后,乙醇仍然能够维持46%的法拉第效率,且反应后催化剂形貌和晶体结构几乎未发生改变,表明催化剂具有较高的稳定性和实际应用前景.为进一步分析反应机理,利用原位FTIR技术检测*CHO,*OCCHO和*CH_(3)CH_(2)O等重要反应中间体的形成,从而确定CO_(2)RR产乙醇的反应路径,并通过密度泛函理论分析了溶剂化效应的影响,验证了Cu单原子与大量氧空位协同作用下易于诱导关键中间体*HCCOH的生成,提出了大量氧空位的存在降低了CO_(2)RR产乙醇的反应能垒的理念,并分析计算CO_(2)RR产乙醇和产乙烯两条路径的能垒,讨论Cu SAs/UIO-H_(2)催化剂具有高乙醇选择性的原因.综上所述,Cu基单原子与氧空位协同是提高电催化剂CO_(2)RR活性的有效策略,具有良好的应用前景.本文为在原子尺度上设计高性能Cu单原子催化剂提供了一种新思路. 展开更多
关键词 铜单原子催化剂 氧空位 电催化 CO_(2)转换 乙醇合成
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高性能铜基催化剂用于气相醛加氢生产丁辛醇
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作者 郭凯 王万民 +3 位作者 陈梁锋 王健 王黎敏 朱俊华 《工业催化》 CAS 2024年第6期79-84,共6页
针对丁辛醇市场及工业装置运行现状的迫切需求,开发了一种新型的铜硅系醛加氢催化剂,具有优异的丁醛/辛烯醛加氢性能,实验室模试评价结果显示催化剂针对醛气相加氢转化率接近100%,醇选择性超过99%,1000 h测试活性保持稳定,且催化剂对工... 针对丁辛醇市场及工业装置运行现状的迫切需求,开发了一种新型的铜硅系醛加氢催化剂,具有优异的丁醛/辛烯醛加氢性能,实验室模试评价结果显示催化剂针对醛气相加氢转化率接近100%,醇选择性超过99%,1000 h测试活性保持稳定,且催化剂对工艺条件变化及原料切换具有较强适应性。相比于进口剂体现了环境友好、操作条件温和、产品质量高等优点,具备良好的应用前景和推广潜力。 展开更多
关键词 精细化学工程 铜催化剂 丁辛醇 气相加氢 高活性
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