1,4-丁炔二醇选择性加氢催化剂:Pd/ZrO_(2)及其碱金属改性

以Zr(OH)_(4)焙烧得到的ZrO_(2)为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型Pd/ZrO_(2)和碱金属(M)改性的催化剂(Pd/M/ZrO_(2)),通过XRD、BET、TEM及HRTEM、CO_(2)-TPD、XPS对催化剂进行了表征,并评价了其在1,4-丁炔二醇(BYD)选择性加氢制1,4-丁烯二醇(BED)反应中的活性、选择性和稳定性,探究了反应气氛及碱金属改性对其活性和稳定性的影响。结果表明,1.0%Pd/ZrO_(2)(1.0%为Pd的质量分数)在50℃,2.40 MPa H_(2)下,能够催化BYD选择性加氢生成BED,有较高的催化活性[0.048 molBYD/(g Pd·s)],在BYD完全转化的条件下,BED的选择性为91.2%。氨的引入能够显著抑制催化剂加氢活性,提高BED的选择性。在BYD接近完全转化时,BED的选择性可达95.6%。向ZrO_(2)载体中引入少量碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs),能够提高BED的选择性,其中,Rb的影响最为显著,BED的选择性可达94.1%。

载体颗粒尺寸对Pd/γ-Al_(2)O_(3)催化氧化苯甲醇性能影响

为了探究载体粒径尺寸对Pd/γ-Al_(2)O_(3)催化性能的影响,分别以微米级γ-Al_(2)O_(3)-V和纳米级γ-Al_(2)O_(3)-N为载体,通过浸渍法负载活性组分Pd,然后将制备的Pd/γ-Al_(2)O_(3)用于苯甲醇无溶剂催化氧化研究。实验结果表明:在苯甲醇催化氧化反应过程中,γ-Al_(2)O_(3)的颗粒尺寸对Pd基催化剂的催化活性具有显著影响,相较于Pd/γ-Al_(2)O_(3)-V(Ea=127.4 kJ/mol),载体颗粒尺寸更小的Pd/γ-Al_(2)O_(3)-N(Ea=82.1 kJ/mol)具有更低的反应活化能,从而具有更高的催化活性。通过X射线衍射(XRD)、N_(2)物理吸附(N_(2)-BET)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析,发现由载体差异引起的较小的Pd纳米颗粒尺寸、较大的孔容和孔径及表面较为丰富的Pd^(0)物种是纳米级Pd/γ-Al_(2)O_(3)-N取得优异催化性能的关键。

Ba添加量对Pd/TiO_(2)催化剂氧化甲醛的影响

[目的]甲醛是室内主要的污染物之一,严重影响居民的身体健康,因此,开发高效的甲醛净化材料具有重要的意义.[方法]采用浸渍法制备不同碱土金属(Mg、Ca、Sr、Ba)改性的TiO_(2)(P25)载体负载贵金属Pd催化剂,考察其甲醛催化氧化性能,并通过X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)、高角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF/STEM)、电子自旋共振(ESR)、傅里叶变换红外(FTIR)、O_(2)程序升温脱附(O_(2)-TPD)等考察其甲醛催化氧化性能的构效关系.[结果]添加25.8%(质量分数)的碱土金属Ba可以显著提升Pd/TiO_(2)催化剂室温甲醛氧化活性,在25℃、质量空速(WHSV)为4×10^(5)mL/(g·h)、甲醛体积分数为0.015%的条件下甲醛转化率达到95%.[结论]引入适量Ba物种可以稳定Pd物种从而提升其分散度,而高分散度的Pd物种提供了大量反应活性位点,并在氢气还原过程中因氢溢流作用促进TiO_(2)载体表面生成大量氧空位,提升活化O_(2)的能力,利于活化H_(2)O形成表面羟基,增强表面化学吸附氧的流动性,因此提升了Pd/TiO_(2)催化剂室温氧化甲醛的活性.

Pd/CeO_(2)上乙酸丁酯高效深度氧化性能与机理研究

新能源汽车和相关领域中,对于典型含氧挥发性有机物乙酸丁酯的治理越来越重要。通过引入0.5%的Pd来调节CeO_(2)-U催化剂的表面结构和理化性质,并与含等量Pd的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)进行对比,通过SEM、XPS、in-situ DRIFTS等手段对催化剂进行表征,以探究Pd和Ce活性组分间的协同作用对乙酸丁酯(BA)催化氧化性能的影响。研究结果表明,在220℃下引入Pd使CeO_(2)-U的CO_(2)产率由77.8%提高至90.7%,明显促进了BA的深度氧化进程,缓解了CO_(2)选择性滞后的问题。Pd的引入改善了CeO_(2)中晶格氧的移动性和反应性,增加了表面Ce^(3+)的含量,提高了表面氧空位浓度。结合in-situ DRIFTS图谱分析,证实了Pd/CeO_(2)-U上BA的催化氧化机理,即在低温段(T<200℃)遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理,在高温段(T>200℃)遵循Mars-van Krevelen(MvK)反应机理,并且发现中间产物羧酸盐的分解为关键的控速步骤。本研究结果可为相关领域乙酸丁酯的治理提供借鉴。

过氧化氢生产中新型Pd/Al_(2)O_(3)催化剂工业中试应用

自制一种粒径为3.5 mm×3.0 mm的齿球形Al_(2)O_(3)载体,采用浸渍法负载活性组分Pd制备固定床蒽醌加氢制过氧化氢Pd/Al_(2)O_(3)催化剂。该催化剂具有颗粒粒径与孔径大、适宜的Pd活性组分浸渍层等优点。小试和中试评价结果表明,制备的Pd/Al_(2)O_(3)催化剂表现出较高的加氢活性、选择性和稳定性,且氢化塔的床层压力降小,具有良好的工业应用前景。

采用钠化焙烧-还原浸出联合工艺从废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂中经济高效回收Pd和Al_(2)O_(3)

开发了钠焙烧-还原浸出联合工艺从废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂中回收Pd和Al_(2)O_(3)。钠化焙烧热力学分析表明,在最佳的Na_(2)O/Al_(2)O_(3)摩尔比和温度下,NaOH、Na_(2)CO_(3)和Na_(2)C2O4均可以与Al_(2)O_(3)完全反应生成Na Al O2。NaOH、Na_(2)CO_(3)和Na_(2)C_(2)O_(4)的焙烧渣经水浸后,Al_(2)O_(3)浸出率分别为99.6%、61.0%和55.3%。机械活化-NaOH无水焙烧工艺避免了焙烧渣的固结且可获得较高的Al_(2)O_(3)浸出率。N_(2)H_(4)·H_(2)O还原浸出避免了水浸过程中Pd的溶解损失且催化剂中99.7%的Al_(2)O_(3)被浸出。最终得到Na Al O2浸出液和富钯渣,其中有价的铝和钯可被进一步回收。

从废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂中湿法回收钯工艺研究进展

废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂是贵金属钯的重要二次资源,从中回收钯具有重要意义。总结了从废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂中回收钯的湿法工艺研究进展,重点介绍了钯浸出、富集的传统和新型工艺研究发展现状,并对今后从废Pd/Al_(2)O_(3)催化剂中资源回收钯的研究重点提出了建议。

Pd/TiO_(2)催化水体中四溴双酚A的电催化还原脱溴

以TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、CeO_(2)和SiO_(2)为载体,采用浸渍法制备Pd基催化剂,并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等手段对催化剂的结构进行了详细表征.以Pd/TiO_(2)为催化剂,研究四溴双酚A(TBBPA)在阴极池的电催化还原.结果表明,悬浮体系中Pd基催化剂的催化活性远高于固定体系;与其他载体相比,Pd/TiO_(2)的电催化还原活性最高;反应过程符合Langmuir-Hinshelwood模型,受控于TBBPA在催化剂表面的吸附过程;随着恒定电流和Pd负载量的增大,TBBPA电催化还原反应的初活性呈现火山型变化规律;经过5次循环使用,Pd/TiO_(2)催化剂仍能够完全去除TBBPA,具有良好的稳定性.

Ti掺杂CeO_(2)纳米片负载Pd催化剂催化醇类氧化:界面位点的催化作用

本研究通过Ti掺杂以及改变Ti的掺杂量可控制备了表面氧空位浓度不同的CeO_(2)纳米片,将其作为载体负载Pd物种后研究其醇类氧化性能。X射线光电子能谱、拉曼光谱以及X射线吸收谱的表征结果显示,CeO_(2)表面氧空位浓度和Pd^(2+)的比例正向相关。醇类氧化评价结果和构效关系研究显示,Pd^(2+)比例和表面的Ce^(3+)浓度分别与苯甲醇氧化反应的TOF值之间存在较好的线性关系,Pd与CeO_(2)形成的界面位点(Pd–O–Ce)是这类醇氧化催化剂的主要催化位点。本研究有助于认识金属和氧化物载体界面位点的催化作用,从而开发更好的醇氧化催化剂。

Pd/Al-Al_(2)O_(3)催化剂用于蒽醌加氢制备过氧化氢

蒽醌加氢制备H_(2)O_(2)是一个具有重大工业价值的反应。采用分步浸渍法制备了一系列不同AlCl_(3)含量的Pd/xAl-Al_(2)O_(3)催化剂。基于N_(2)吸附脱附、XRD、TEM、NH_(3)-TPD和XPS对催化剂进行表征分析。AlCl_(3)质量分数为1%的Pd/1.0Al-Al_(2)O_(3)催化剂对蒽醌加氢反应具有较高的加氢效率(8.3 g·L^(-1))和选择性(99.5%),明显优于对照Pd/Al_(2)O_(3)催化剂(5.2 g·L^(-1),97.2%)。表征结果表明AlCl_(3)改性的催化剂具有丰富的表面弱酸,为蒽醌分子提供了较多的吸附位点。同时,AlCl_(3)的引入可以改善催化剂的分散度,增加了金属颗粒与载体的相互作用,从而抑制了金属颗粒团聚和流失。

Pd/MnO_(2)@C催化剂对Cr(Ⅵ)液相催化加氢还原的研究

液体催化加氢技术是一种绿色经济无污染且能够有效还原去除水中污染物的技术。文章以贵金属Pd作为活性组分,以MnO_(2)作为载体,通过在Pd/MnO_(2)催化剂的表面包裹导电的碳层,形成碳包裹催化剂(Pd/MnO_(2)@C)。通过ICP、XRD、SEM和Raman等表征技术手段对催化剂的组成和形貌进行表征,并系统地研究催化剂催化加氢还原Cr(Ⅵ)的性能。为了比较包裹碳催化剂的炭化温度影响,制备了一系列不同炭化温度的Pd/MnO_(2)@C催化剂。结果表明Pd/MnO_(2)@C-600催化剂对还原Cr(Ⅵ)具有良好的稳定性。

Pd/CeO_(2)对2,4-二氯苯氧乙酸的液相催化加氢脱氯

采用NaBH4还原法分别制备了不同载体CeO_(2)、活性炭(AC)和石英砂(SiO_(2))的负载型Pd基催化剂。采用Zeta电位、X射线衍射、透射电子显微镜等手段对催化剂进行表征,并利用高活性Pd/CeO_(2)催化剂对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行液相加氢脱氯反应研究。研究结果表明:载体对催化剂活性影响较大,其中Pd/CeO_(2)催化剂具有高等电点、较强的金属-载体相互作用以及Pd颗粒高分散度的活性特征;Pd/CeO_(2)催化剂对2,4-D的脱氯效果随Pd负载量增加而增加,随pH值的增加呈现先升高后降低的趋势;Pd/CeO_(2)催化剂对2,4-D的加氢脱氯反应符合Langumir-Hinshelwood模型,表明2,4-D在催化剂表面的吸附是反应的速率控制步骤,且Pd/CeO_(2)对不同的污染物都表现出较高的液相加氢还原活性。

MnO_(2)负载贵金属催化剂用于CO低温催化氧化的研究

利用双氧水驱动促进贵金属沉淀的方法在MnO_(2)上负载贵金属制备了一系列Pd/MnO_(2)、Ru/MnO_(2)、Ag/MnO_(2)、Pt/MnO_(2)催化剂。通过对比贵金属负载型催化剂(负载量3.0%)催化氧化CO的活性,得到如下结果:3.0%Pd/MnO_(2)>3.0%Ru/MnO_(2)>MnO_(2)>3.0%Ag/MnO_(2)>3.0%Pt/MnO_(2)。为了探究催化剂活性与材料结构特性之间的关系,分别使用球差电镜、XRD、Raman、H_(2)-TPR、O_(2)-TPD和XPS等表征技术对催化剂表面贵金属的粒径尺寸、晶体结构、缺陷结构、低温还原性、活性氧物种以及金属元素价态分布等物理化学特性进行了系统的表征和分析。研究发现,负载了Ag或Pt的催化剂仅仅改善了MnO_(2)的低温还原性,由于在CO催化氧化过程中催化剂表面的贵金属被快速还原,因此催化活性有所下降。相反地,负载了Pd或Ru的MnO_(2)催化剂在CO氧化反应中的活性显著提高,这是材料良好的低温还原性与表面化学吸附氧物种之间的协同促进作用所致。由于3.0%Pd/MnO_(2)具有更好的低温还原性和更多的表面化学吸附氧物种,其能够在10℃条件下完全催化氧化CO气体(浓度为1%CO/4%O_(2),GHSV=40000 mL/(g·h))。通过分析不同催化氧化反应过程,推测Pd/MnO_(2)催化氧化CO遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理。

在Pd/TiO_2上CO的光催化增强效应(英文)

在Pd(2%)/TiO2上CO催化氧化的研究中发现:室温下,以黑光灯(λ=365nm)照时,CO的氧化活性比暗态显著提高,产生了明显的光催化增强效应(两者速率常数比约为15).但在TiO2上,无论暗态还是黑光灯(λ=365nm)照,均无CO氧化反应发生.这可能是由于氧分子解离吸附时的键能减弱,使Pd表面氧原子(或O-)浓度增加和氧原子的溢流(oxygenspillover)两种效应结合产生的.

Pd_2(dba)_3/BINAP催化合成1,4-双-(4′-苯胺基苯酰基)苯

以Pd2(dba)3/BINAP催化1,4-双-(4′-溴苯酰基)苯和苯胺反应,合成了1,4-双-(4′-苯胺基苯酰基)苯,其结构经UV,1HNMR,13CNMR和元素分析表征。

纳米TiO_2负载贵金属Pd抑制蓝藻的生长

研究了纳米T iO2和负载Pd纳米T iO2对蓝藻生长抑制的影响.结果表明,在太阳光照射下,载Pd纳米T iO2能够破坏蓝藻藻囊.与纳米T iO2相比,载Pd纳米T iO2能够更有效地使蓝藻内叶绿素含量、光合速率和呼吸速率以及氧化物歧化酶(SOD)活性降低,超氧自由基增多.研究证明,载Pd纳米T iO2的载Pd量选择1%为最佳.

Pd/Ce_xZr_(1-x)O_2/SiO_2催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd质量分数为0.1%～1.0%的Pd/SiO2和Pd/5%CexZr1-xO2/SiO2(x=0.0～1.0)系列催化剂,在微型固定床反应器上对催化剂的甲烷催化燃烧性能进行了评价,用XRD、H2-TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征.结果表明,Pd/SiO2和Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂都具有较好的甲烷催化燃烧活性,CexZr1-xO2可以明显提高催化剂的催化活性,并且Ce和Zr的比值对催化剂催化活性也有显著的影响.XRD和TPR显示,Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂中的CexZr1-xO2对PdO的分散性和还原性有较好的促进作用.

Pd/CeO2催化水中溴酸盐的加氢还原研究

采用溶胶-凝胶法制备了CeO2载体,以浸渍法和沉积沉淀法制备了负载型催化剂Pd/CeO2.使用透射电镜(TEM)和Zeta电位仪对催化剂进行了表征.结果表明两种材料的等电点都在5.0左右;Pd颗粒在载体表面具有良好的分散性,且Pd负载量越高,Pd颗粒的粒径越大.采用Pd/CeO2催化剂催化溴酸盐加氢还原,发现在溴酸盐初始浓度为0.39mmol/L时,采用沉积沉淀法和浸渍法合成的Pd/CeO2催化剂反应50min后对溴酸盐的去除率分别为100%和71%,表明使用沉积沉淀法合成的催化剂具有较高的催化活性.改变催化剂用量,溴酸盐的催化还原速率不受传质阻力的影响,反应过程符合Langmuir–Hinshelwood模型,即催化还原反应由溴酸盐在催化剂表面的吸附控制.增加Pd的负载量,溴酸盐的还原速率增大.溶液pH值较低时,有利于对溴酸盐的催化还原.

Pd/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的甲烷催化燃烧性能

用共沉淀法制备不同摩尔配比的ZrO_2和Al_2O_3混合载体,负载贵金属Pd后,对该催化剂系列进行甲烷燃烧反应的活性表征。利用XRD,BET,BJH孔分布,CO脉冲吸附Pd分散度测定法等技术考察了ZrO_2和Al_2O_3不同配比对混合载体的结构和催化剂性能的影响。结果表明,ZrO_2和Al_2O_3的摩尔比为1:5.8的负载Pd催化剂活性最好,载体中单斜晶相氧化锆和较大孔径分布的催化剂都有助于催化剂活性的改善。

醋酸溶液中Pd(OAc)_2-对苯醌-CO催化甲烷选择氧化制甲醇

考察了Pd(OAc)2-对苯醌-CO催化剂体系中甲烷有氧选择氧化制甲醇反应的性能。结果表明,在Pd(OAc)2用量为100μmol时,该催化剂体系中对苯醌和CO的最佳用量分别是1 000μmol和0.4 MPa。在讨论反应温度、反应时间及反应溶剂对甲烷选择氧化影响的基础上,得出在原料气组成为2.5 MPa甲烷+0.4 MPa氧气+0.4 MPa氮气及最佳催化剂用量的条件下,该催化剂体系选择性催化氧化甲烷的适宜工艺条件为反应温度130℃、反应时间3 h、溶剂中CH3COOH与H2O的体积比为4∶1。在此工艺条件下,目标产物甲醇的生成量为1 650μmol。