石墨烯负载Pt催化剂的制备及对甲酸的电催化氧化

采用恒电位电化学还原技术制得石墨烯电极,然后采用循环伏安方法在石墨烯基体上电沉积一层Pt纳米微粒.采用电化学测试技术研究Pt/石墨烯电极材料的电子传递性能及对甲酸电催化氧化性能.相对于商用Pt电极材料,Pt纳米微粒/石墨烯电极材料对甲酸表现出优异的电催化氧化活性,氧化峰电流显著提高.该种石墨烯负载Pt催化剂有望用作直接甲酸燃料电池的优良电极材料.

Pt/Beta催化剂上Pt金属中心/酸中心浓度比对加氢异构化性能的影响

以工业Beta沸石为载体,负载不同含量的Pt,得到了不同金属中心/酸中心浓度比(c_(M)/c_(A))的催化剂,对其进行物化表征,并以正庚烷为模型化合物对不同c_(M)/c_(A)催化剂进行异构化反应性能评价。结果表明:Pt粒子均匀地负载在沸石的外表面上,对沸石结构没有影响,酸性略有下降。对于催化剂的正庚烷异构化反应活性,当催化剂c_(M)/c_(A)小于0.037时,反应过程由金属中心数量控制,产生大量多支链异构体产物和裂化产物;当c_(M)/c_(A)大于0.285时,反应过程由酸中心数量控制,有氢解反应发生。在反应压力为0.4 MPa、反应温度为207℃、质量空速为1.0 h^(-1)、氢/烃摩尔比为5、催化剂质量为1.0 g的条件下,当催化剂c_(M)/c_(A)为0.266、正庚烷转化率为70.75%时,异构体总选择性为95.14%,总收率为67.31%,其中多支链异构体收率为15.63%,裂化产物收率低于5%。

过渡金属改性氮掺杂多孔碳负载Pt催化甘油氧化制备甘油酸

将不同过渡金属掺杂到金属有机骨架化合物中后,通过高温煅烧得到过渡金属改性氮掺杂多孔碳材料(M@NHC),然后通过胶体沉积法生成Pt/M@NHC催化剂,在碱性条件下用作催化剂将甘油氧化成甘油酸。研究表明:过渡金属的种类对甘油的转化率和甘油酸的选择性有较大影响,其中Ni掺杂的Pt/Ni@NHC催化剂的催化活性最佳。结合N_(2)物理吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱、CO_(2)程序升温脱附等表征发现:Ni的加入既影响Pt表面电子结构,还能凭借Ni-Pt金属之间的协同作用增强Pt的抗氧化能力;表面N原子的掺杂会增加Pt和吸附氧表面的电子使分子氧快速活化并且产生更多的活性位点。此外,Pt/Ni@NHC催化剂中Pt纳米颗粒在所有催化剂中颗粒最小,有利于催化性能的提高。对Pt/Ni@NHC在不同制备条件下所得催化剂的催化性能进行考察发现:当Ni负载量为3%,在载体煅烧温度800℃,反应压力1 MPa,反应时间6 h的条件下制备的Pt/Ni@NHC具有最佳的催化活性,此时甘油的转化率为63%,甘油酸选择性为75%。

硫酸负载对Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3))催化剂性能的影响

采用共沉淀-浸渍法制备了系列硫酸负载催化剂Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)),利用X射线衍射仪、物理吸附仪、红外光谱仪等对其进行了表征,并在固定床微型反应装置上对其催化异丁烷正构化反应性能进行了评价。结果表明:硫酸单层分散于载体表面,硫酸负载不利于四方晶相ZrO_(2)长大;随着硫酸负载量的增加,催化剂介孔结构的有序性增强且孔径减小,孔径最小降为3.41 nm,孔容可提高至0.091 cm^(3)/g,比表面积增至100 m^(2)/g以上;在反应温度为250℃的条件下,硫酸负载量为15%时,异丁烷转化率高达41.74%;硫酸负载量为2%时,正丁烷选择性最高为93.91%。

Pt/Au原子比对活性炭负载Au-Pt直接甲酸燃料电池阴极催化剂性能的影响

制备了不同Pt/Au原子比的活性炭负载Au-Pt催化剂(Au-Pt/C),研究了Au/Pt原子比对Au-Pt/C催化剂氧还原电催化性能和抗甲酸性能的影响。结果表明,与Au/C催化剂相比,Au-Pt/C具有更好的电催化性能。当Pt/Au原子比从0/50增加到2/48时,Au-Pt/C催化剂表现出良好的氧还原电催化性能和抗甲酸性能;但是当Pt/Au原子比增加到3/47时,该催化剂的抗甲酸性能有所下降。Pt/Au原子比为2/48的Au-Pt/C可以用作直接甲酸燃料电池(DFAFC)的阴极催化剂。

Ti/IrO_2-Pt电极电化学降解酸性橙II染料废水研究

研究采用Ti/IrO2-Pt电极为阳极,对酸性橙II染料废水进行电化学降解研究。讨论了电解质、电流密度、溶液pH等工艺条件对酸性橙II降解的影响,对污染物的电化学降解过程进行了分析,并通过重复试验和电极表面形态比较等手段对电极耐用性进行了考察。结果表明,以氯化钠为电解质有助于酸性橙II的快速降解;加大氯化钠添加量和电流密度能缩短降解时间,但过高的电流密度会引起溶液中氯含量的流失;中性pH更有利于酸性橙II的降解。电化学降解过程中,Ti/IrO2-Pt电极可将各种中间产物无选择性的同步矿化。在氯化钠浓度为0.005 mol.L-1、电流密度10 mA.cm2、初始pH为6.8的条件下,质量浓度为50 mg.L-1的酸性橙II在30 min内被完全降解,电解2 h后TOC去除率达到45%左右。

兼具光催化和化学催化双重活性的Pt-TiO_2薄膜

采用提拉-光沉积两步法制得了一种新的铂化TiO2光催化薄膜,实验结果表明该光催化薄膜对甲酸的降解同时具有光催化和化学催化双重活性,因此,纳米Pt的化学催化作用可作为增强TiO2光催化氧化有机污染物效率的一种新的机理.

PTA产品中PT酸的控制

阐述了PTA装置生产过程中PT酸 (对甲基苯甲酸 )的生成和分离。影响PTA产品中PT酸含量的因素有 :Pd/C催化剂的活性 ,TA中 4 CBA和PT酸的含量 ,结晶条件 ,进料浓度和离心分离效果。通过对初期加氢的弱化 ,TA单元优化控制 ,适当提高第一、二结晶器的温度、液位 ,提高PTA粒度 ,提高离心机分离效率等 ,可使一般最终产品中的w(PT酸 )在 135mg/kg左右。

钾对Pt-Sn/Al_2O_3催化剂表面酸性及异丁烷脱氢性能的影响

考察了不同K含量对Pt-Sn/Al2O3催化剂异丁烷脱氢制异丁烯的影响,并通过比表面-孔分布测定、扫描电镜、吡啶吸附-红外等一系列表征手段探讨了K对Pt-Sn/Al2O3催化剂物理结构及表面酸性的影响。结果表明,加入K能有效降低催化剂表面的酸量,且主要表现在强L酸量的降低;随着K含量的增多,催化剂表面酸量减少,异丁烯选择性有显著提高;但当K质量分数超过0.8%时,反而会降低催化剂的脱氢活性;综合考虑脱氢活性和选择性,适宜K质量分数为0.4%~0.8%。

Pt/KL芳构化催化剂中载体酸碱性的作用

采用水热脱铝法提高硅铝比使L分子筛的酸性增强,采用离子交换法脱除KL分子筛上部分的K使分子筛的碱性降低,并担载Pt制成芳构化催化剂,考察了具有不同酸碱性的载体及其催化剂的物化性质和催化性能,发现载体的酸碱性对Pt的电子状态及Pt在分子筛孔道内的分散有明显的影响,从而产生不同的芳构化反应活性和选择性;随着载体酸性增强和碱性减弱,催化剂的活性降低,芳构化反应选择性下降。

硝酸生产用的Pt-Pd-Rh催化剂表面状态研究

借助于ＣＡ，ＩＣＰ－ＡＥＳ和ＸＰＳ测定了在常压综合法氨氧化装置中使用的Ｐｔ－Ｐｄ－Ｒｈ合金系催化网的组成与表面状态的变化。随着催化网使用时间延长，Ｐｔ的体积浓度降低，Ｆｅ和Ｃａ污染增大。催化网表层中主组元的化学状态为Ｐｔ°，Ｐｄ°，Ｒｈ°，ＲｈＯ２和Ｒｈ２Ｏ３。催化网表面Ｐｔ明显贫化，而Ｐｄ和Ｒｈ相对富集。在合金中增高Ｐｄ的浓度，可降低Ｐｔ的损耗，降低表面Ｒｈ２Ｏ３浓度，因而有利于提高氨转换率。

Pt、N共掺杂TiO_2在可见光下对三氯乙酸的催化降解作用

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2(N-TiO2),并用光分解沉积法在N-TiO2表面负载微量金属Pt(0.5%(w)),形成铂-氮共掺杂纳米TiO2(Pt/N-TiO2).实验结果表明,Pt、N共掺杂纳米TiO2紫外可见光吸收边带较纳米TiO2红移约20nm,并在400～500nm处有弱的吸收.Pt/N-TiO2电极在可见光区的光电流约为纳米TiO2电极的6倍.以Pt/N-TiO2为催化剂,催化三氯乙酸(TCA)光降解反应,室温下经可见光照射2h后TCA降解率约为8%.N掺杂减小了TiO2的禁带能隙,使它在可见光区具有光催化活性,适量Pt掺杂抑制了光生载流子的复合,加速了电子界面传递速度,Pt、N共掺杂使两种效应相结合,进一步提高了光催化反应性能.

Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体超强酸上正丁烷异构化反应的研究

制备了复合氧化物固体超强酸催化剂 Pt-SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3,通过 XRD、XPS、SEM、FT-IR 等手段研究了其结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性。结果表明,适量的 Al_2O_3稳定了四方晶相的ZrO_2,抑制了 ZrO_2由四方晶相向单斜晶相的转变。掺杂 Pt 提高了正丁烷异构化反应的催化活性。采用 w(Al)=1.5%的催化剂,异丁烷最高收率达37%,选择性达70%。

磷钨酸对甲酸在碳载Pt催化剂上电氧化的促进作用

用X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学等测试技术研究了电解液中的磷钨酸(PWA)对甲酸在碳载Pt(Pt/C)催化剂电极上氧化的促进作用。结果表明,PWA不但能提高甲酸在Pt/C催化剂电极上氧化的电催化活性,而且也能提高其电催化稳定性。这种促进作用与电解液中PWA的浓度有关,当电解液中PWA的质量浓度为0.10 g/L时,这种促进作用最佳。这主要是由于电解液中PWA质量浓度>0.10 g/L时,吸附到电极表面的PWA的量太多,占据了Pt/C催化剂电极中Pt表面的部分活性位点,从而降低了催化剂的电催化性能。

载Pt石墨催化臭氧化降解水中草酸的研究

以石墨为催化剂载体,以H2PtCl6.6H2O为贵金属活性组分前驱物,采用等体积浸渍法制备了Pt/石墨催化剂.对Pt/石墨催化臭氧化、石墨催化臭氧化以及单独臭氧氧化降解草酸的效果进行了研究.结果表明,在本实验条件下,单独臭氧氧化、石墨催化臭氧化和Pt/石墨催化臭氧化草酸的去除率分别为3.0%、47.6%和99.3%.Pt的负载可以显著地提高石墨催化臭氧化的效果.以草酸的去除效率为催化活性指标对Pt/石墨催化剂的制备条件进行了优化.结果表明,石墨载体的预处理没有提高Pt/石墨催化剂的活性.Pt/石墨催化剂最佳制备条件为:以水为溶剂,浸渍时间24 h,活性组分Pt的负载量为1.0%,氢还原温度为350℃.所制备催化剂经重复使用5次,草酸去除率仍超过90%.

Pt/C催化氧化甲醛和甲酸反应动力学研究

目前草甘膦工业生产母液含大量甲醛,今采用Pt/C催化剂在反应过程中催化氧化甲醛以期提高母液循环套用效率。运用自制Pt/C催化剂研究甲醛和甲酸的氧化反应及其动力学。XRD和TEM测定表明,Pt/C催化剂中Pt的平均粒径为1.4 nm,分散性较好。消除内、外扩散影响后在反应压力0.6 MPa、搅拌转速800 r×min^(-1)、氧气流量120 mL×min^(-1)及反应温度323.15~353.15 K的条件下进行甲醛和甲酸氧化反应动力学实验,建立本征动力学模型并运用实验数据进行拟合计算得到动力学参数,甲醛氧化生成甲酸反应活化能为36.04 k J×mol^(-1),甲酸氧化反应活化能为19.93 k J×mol^(-1),甲醛与甲酸的吸附热分别为-60.26 k J×mol^(-1)和-39.96 k J×mol^(-1)。

新型重整催化剂的研究──Pt／L中沸石酸碱性的作用

Ｐｔ／ＫＬ、Ｐｔ／ＢａＫＬ及Ｐｔ／ＨＬ上的铂与沸石的酸碱位发生相互作用，导致催化剂上存在不同电子状态和粒度分布的铂位，从而产生有着完全不同催化作用、不同抗硫性能的两类催化剂，即以碱性沸石为载体的“单功能”催化剂和以酸性沸石为载体的“双功能”催化剂。在Ｐｔ／ＫＬ、Ｐｔ／ＢａＫＬ催化剂上，存在着对硫敏感的具有环化脱氢功能和对硫不敏感的仅具有脱氢功能的两类铂活性位。

Pt/巯基乙酸/玻碳电极的表面形貌与电催化性能

以巯基乙酸为偶联层在玻碳(GC)电极上组装Pt纳米颗粒,得到Pt/巯基乙酸/GC电极,利用扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)研究了不同条件下复合电极的表面形貌和电化学性能.研究结果表明,巯基乙酸在GC电极表面具有特性吸附,形成了具有一定致密性的吸附层.在0.5mol/LH2SO4+1.0mol/LCH3OH溶液中,组装19h的复合电极对甲醇氧化表现出较好的电催化性能.

PTA中PT酸的控制

对PTA装置精制单元的生产工艺进行分析,找出影响PTA中PT酸高的原因有:原料CTA中的4-CBA含量;结晶器的操作条件;Pd/C催化剂活性;离心机的分离效果,根据引起产品中PT酸超标的不同原因,采取了相应的措施。

ZrO2负载Pt催化巴豆醛选择性加氢

以高比表面积ZrO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Pt催化剂,应用于常压下气相巴豆醛加氢反应,考察了Pt负载量和H2还原温度等对巴豆醛选择性加氢性能的影响.实验结果表明,Pt负载量(质量分数)为3%的3Pt/ZrO2催化剂经500℃还原后,具有较高的巴豆醛选择性加氢性能:巴豆醛转化率为27%,巴豆醇的选择性为55%.X射线粉末衍射(XRD)分析,CO化学吸附,NH3程序升温脱附(NH3-TPD)表征结果表明Pt/ZrO2催化剂上Lewis强酸中心和适宜的Pt颗粒(约为8nm)有利于巴豆醛选择性加氢生成巴豆醇.