还原剂和水蒸汽对钯催化NO还原反应性能的影响

为满足严格的排放法规,在控制好NO_(x)排放的同时,也需减少N_(2)O、NH_(3)等二次污染物的排放。为探究尾气组分对NO_(x)还原产物的影响,本文用催化活性模拟评价装置,对自制单钯三效催化剂,进行了还原剂种类、CO浓度及水蒸汽浓度对NO转化效率及N_(2)O和NH_(3)生成产物的影响研究。结果表明,CO催化还原NO是导致N_(2)O生成的主要原因,其内在本质在于催化剂表面活性氧物种的协同作用,NH_(3)的生成量在150~400℃范围内与反应温度正相关;水蒸汽的加入会促进N_(2)O和NH_(3)的生成,H2O分子在催化剂表面吸附作用抑制了活性氧物种的消耗;增加CO浓度可抑制N_(2)O生成但会促进NH_(3)生成。

活性炭对CFC-113加氢脱氯Cu-Pd催化剂反应性能的影响

以木制炭AC-1、沥青炭AC-2为载体,制备负载Cu-Pd双组分催化剂,用于三氟三氯乙烷(CFC-113)加氢脱氯制备三氟氯乙烯(CTFE),发现两种载体催化剂均表现出较高的初始活性,但AC-2催化剂在短时间内迅速失活。化学吸附和XRD表明,AC-1催化剂具有更高的Pd分散度,Cu晶粒尺寸相对较大;XPS和TPR分析表明,AC-2催化剂表面金属还原温度低于AC-1,但后者表现出更集中的Cu物种分布。载体表面官能团的不同会导致催化剂反应性能的差异,AC-2表面较高的羧基浓度有利于Cu的吸附和分散,但Cu在反应过程中易受HCl的作用而产生物种以及价态的变化,而木制炭催化剂稳定性优于沥青炭可能与其表面较为单一、集中分布的Cu物种有关。

树脂载钯双功能催化剂的制备及其催化碳四烯烃临氢叠合反应

基于碳四烯烃叠合反应工艺,设计并制备了酸性树脂(KC110、Amberlyst35)载钯双功能催化剂,用于一步法催化1,3-丁二烯选择性加氢和异丁烯叠合反应。借助电子微区探针分析(EPMA)、N 2物理吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其物化性质进行表征,并进一步考察了双功能催化剂在碳四烯烃临氢叠合反应过程中的催化性能。结果表明:0.10%Pd/KC110双功能催化剂负载的钯纳米颗粒主要分布在树脂大孔表层结构,平均粒径为3~10 nm,且树脂载体本身的酸性和孔结构保存完好;在反应温度为25℃、压力为1.4~1.6 MPa、质量空速为2.7 h-1、氢气/丁二烯摩尔比为1.5的条件下进行0.10%Pd/KC110催化碳四烯烃临氢叠合反应,1,3-丁二烯可以完全脱除,异丁烯转化率高于81.5%,叠合产物中碳八选择性为75.1%。

甲酸/甲酸钠还原体系对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液再生的影响

在络合脱硝反应中,Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液的还原再生是应用难点之一,而甲酸/甲酸钠体系在钯炭(Pd/AC)催化剂作用下对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液具有较好的还原性。以此为基础,采用控制变量法,分别考察了超声功率、甲酸添加量、甲酸钠添加量和Pd/AC催化剂添加量对Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液(脱硝效率为80%)还原再生效果的影响。结果表明,在不开启超声、Pd/AC催化剂作用下,甲酸/甲酸钠还原体系能够有效地还原Fe(Ⅱ)EDTA络合脱硝液中的NO,实现络合脱硝液的还原再生。当甲酸钠添加量为10.00 g/L,甲酸添加量为2.10 g/L,Pd/AC催化剂添加量为3.00 g/L时,得到的再生络合脱硝液在50℃下的脱硝性能最好(在60 min内脱硝效率达97%以上,在90 min内脱硝效率达80%以上)。继续进行多次络合脱硝-还原再生的连续实验,整个体系仍具备较好的脱硝性能(第6次切换时,持续吸收70~80 min的脱硝效率为85%左右)。该研究结果可为络合脱硝连续化的中试试验以及工程应用提供参考。

含钯废催化剂湿法回收富集工艺的研究现状

为降低我国资源对外依存度,国内钯的供应重心逐渐向含钯二次资源的回收利用转移。基于此,本文结合炭载体、氧化铝载体和堇青石载体等常见载体的含钯废催化剂预处理方法,综述湿法回收富集工艺现状。根据载体的不同特性,预处理后的废催化剂采用不同方式进行富集,富集方法包括载体溶解法、活性组分溶解法、全溶解法、置换法、离子交换法和溶液萃取法等。

基于分子筛的低负载金属催化剂在绿色化学中的应用

为探究有效的绿色催化剂,制备了基于分子筛的低负载金属催化剂,并在催化氢硅烷水解实验和循环实验中验证了其效用。实验结果显示,在600℃条件下制备的基于分子筛的低负载钯金属催化剂最高具有93%的产出率,再生后循环使用仍具有高至75%的产出率,是高产出的氢硅烷水解催化剂,具有良好的催化活性且可循环使用,符合绿色化学的概念。

Pd/γ-Al_(2)O_(3)催化剂作用下对苯醌加氢制备对苯二酚

采用浸渍法制备了负载型钯催化剂(Pd/γ-Al_(2)O_(3)),并将制备的催化剂应用于对苯醌加氢制备对苯二酚反应.考察了不同反应温度、压力、时间、催化剂用量等因素对Pd/γ-Al_(2)O_(3)催化剂性能的影响.以甲醇(CH4O)作为溶剂,在反应温度为30℃、氢气(H2)压力为3.0 MPa、反应时间为2 h、对苯醌和甲醇的质量比m(对苯醌)∶m(甲醇)=3∶47、催化剂质量分数仅为0.25%(以对苯醌质量计)的条件下,对苯醌转化率为100%,对苯二酚的选择性为96.9%,产率为96.9%.

单一酸密闭消解-电感耦合等离子体法测定催化剂中Pt、Pd含量

建立了单一酸密闭消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)分析方法,测定催化重整(简称重整)生成油脱烯烃催化剂中的Pt、Pd含量。研究了前处理和消解条件对催化剂消解的影响,对比了单一酸消解法和常规混合酸消解法的消解效果,系统讨论了Pt和Pd分析谱线选择依据、Al基体对测定元素影响的原因、杂质元素和Pt、Pd元素间干扰对测定结果的影响。确定了单一酸消解的前处理和消解条件为:在空气气氛下,将催化剂样品于550℃灼烧4 h后研磨至粒径120μm以下;称取样品0.2 g,加3 mL浓盐酸,在密闭消解罐内于180℃消解6 h。所建立的方法与常规混合酸消解法相比,简便快捷,结果准确,同时还具有用酸量少、对实验人员和环境友好的优点,可应用于重整生成油脱烯烃催化剂中Pt质量浓度为2.08~12500μg/g、Pd质量浓度为2.67~12500μg/g范围内Pt、Pd含量的精准测定。

火试金-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定贵金属催化剂中铂、钯含量

贵金属催化剂是一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应的新材料,涉及精细化工、基础化工、环保、新能源等领域,由载体和活性组分构成。贵金属催化剂的催化活性组分以钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、金(Au)等为主,多以Al2O3、SiO_(2)和活性炭为载体。火试金法是经典的贵金属富集方法。试验将火试金法与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相结合,加入银作为保护剂,富集Pt、Pd形成合粒,王水溶解贵金属合粒后采用ICP-AES测定溶液中Pt、Pd含量。试验结果表明,采用组合方法测定催化剂中Pt、Pd含量,可以消除ICP-AES直接测定催化剂中Pt、Pd时存在的基体干扰,测定结果准确度高,精密度好,加标回收率保持在98.4%~101.2%,方法操作简便快速,可作为催化剂中Pt、Pd测定方法。

脱卤法制备联苯四甲酸二酐反应关键影响因素研究

聚酰亚胺模塑料具有良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能,广泛应用于食品、药品、化妆品等精细化工产品的生产过程,相关研究日益增加。作为联苯型聚酰亚胺的关键原料,联苯四甲酸二酐的制备过程日益受到关注。在各种制备方法中,脱卤偶联法过程反应条件温和,产品收率高,纯度好,相关研究较多。本研究以卤代邻苯二甲酸酐为原料,以钯碳作为催化剂,在盐酸羟胺还原剂参与的条件下,采用脱卤偶联法制备了联苯四甲酸二酐,系统考察了卤代烃类型、催化剂类型、催化剂用量、还原剂用量、反应气氛、反应温度、反应时长、成酐方式等关键影响因素对产物收率的影响,获得了适宜的脱卤偶联制备联苯四甲酸二酐的反应条件。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定尾气净化用金属载体催化剂中的铂、钯和铑含量

如何精准地测定汽车尾气催化剂的贵金属含量(铂、钯、铑),对于控制贵金属的成本、回收贵金属及控制催化剂的性能具有重要意义。试验采用电感耦合等离子体原子发射光谱法来测定尾气用净化金属载体催化剂中的铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)含量。具有而言,含有尾气净化用金属载体催化剂的试样采用盐酸进行预处理,然后加入聚环氧乙烷溶液降低胶粒对过滤的影响,过滤产物在马弗炉(300℃)内进行炭化处理,并加入20 g Na_(2)O_(2),经过沉淀凝聚实现富集分离。最后,采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对分离的铂、钯、铑的含量进行测定。在样品测定过程中,Pt、Pd和Rh的加标回收率分布范围表现良好,分别为97.1%~109.0%、91.0%~101.8%和93.2%~102.2%。该方法具有快速定量分析、检出限较低、精密度良好、动态范围宽的特点,为贵金属检测行业的标准制定奠定了数据理论支撑。

新型绿色工程塑料聚酮(POK)的研究进展

聚酮(POK)是一种由一氧化碳和不饱和烃共聚而成的高性能工程塑料,具有优异的力学、化学和热稳定性,还能在紫外线下光降解。聚酮的研究和开发顺应了“碳中和、碳达峰”与“环境友好材料”两大热点要求。本文概述了聚酮的发展前景、研究历程、聚合工艺与催化体系、特性与应用。最后,分析了国内POK产业面临的困境,并对POK行业的未来发展进行了展望。

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。

钯金双金属催化剂的制备及其在燃料电池中的应用进展

与单金属原子催化剂相比,双金属原子催化剂可以打破反应中间体的吸附能和协同效应的比例关系,在燃料电池相关反应具有良好的活性。本文阐述了用于电催化反应的PdAu双金属催化剂的合成方法以及PdAu双金属催化剂的不同结构对性能的影响,并综述了PdAu双金属催化剂用于燃料电池相关反应(包括氧还原反应、甲醇氧化反应、乙醇氧化反应和甲酸氧化反应)的最新研究进展,最后提出了PdAu双金属催化剂存在的不足并对在燃料电池中高效利用的未来方向提出了个人观点。

钯基催化剂氧化低浓度甲烷的研究进展

甲烷(CH_(4))是一种重要的温室气体,其引发温室效应的能力是等量CO_(2)的25倍。船用天然气发动机排气中存在低浓度(0.05%~0.5%)CH_(4)泄露。CH_(4)化学结构稳定,起燃温度高,低浓度CH_(4)难以被捕集利用,催化氧化是去除尾气中低浓度CH_(4)的主要方式。贵金属钯(Pd)是完全氧化低浓度CH_(4)性能良好的催化材料。针对Pd基催化剂低温活性、可靠性以及研发成本等问题,本文介绍了目前Pd基催化剂主要研究进展。首先明晰了催化剂的Pd粒径和价态分布、Pd分散状态、载体种类以及强金属-载体间相互作用(SMSI)等对甲烷氧化活性的影响规律;其次,总结了目前公认的Pd基催化剂表面甲烷氧化机理和反应路径;之后,详细阐述了Pd基催化剂运行过程中高温烧结、水中毒及硫中毒等多种失活机制;最后,总结了当前低浓度甲烷完全氧化面临的主要挑战以及未来甲烷氧化催化剂的发展方向,并简要提出了Pd基催化剂的性能改善策略。

直接乙醇燃料电池阳极催化材料研究进展

与直接甲醇燃料电池(Direct methanol fuel cell, DMFC)相比,直接乙醇燃料电池(Direct ethanol fuel cell, DEFC)具有来源丰富、毒性低、生产和处理过程中成本较低和能量密度较高等特点,可以大量减少对传统燃料的依赖,缓解当前日益突出的世界能源危机。本文主要介绍了DEFC阳极催化剂材料的最新研究进展,如铂基和钯基催化剂的微观结构设计、成分控制和催化剂载体的优化以及一些基于过渡金属(Fe、Co、Ni等)的非贵金属催化剂等。最后,指出了DEFC阳极催化剂目前存在的问题(成本较高、活性较低和稳定性差等)并进行了展望。

Pd基双金属催化剂催化HBIW氢解脱苄反应

为了降低六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)氢解脱苄反应中钯催化剂的用量,提出沉淀-还原法合成钯基双金属催化剂的方法。对不同载体负载的催化剂进行筛选和优化,研究不同载体、金属助剂、催化剂中钯的质量分数、催化剂与原料HBIW的质量比对产物收率的影响。结果表明,在0.5 g HBIW、0.4 MPa H2、15℃反应8 h,随后升温至45℃,继续反应24 h的条件下,以Pd质量分数为5%的催化剂(记为5%Pd-Ni/γ-Al_(2)O_(3))为最优催化剂、催化剂的质量为0.0375 g时,催化HBIW的氢解脱苄反应,产物获得85%收率,此时催化剂中钯与原料HBIW的质量比为0.375%。在声共振强化下进行氢解脱苄反应,在加速度为392 m·s^(-)2、0.5 g HBIW、0.4 MPa H2的条件下,反应时间缩短至100 min,产物仍保持了85%收率。

从汽车尾气废催化剂浸出液中提取钯试验研究

研究了用自制二异戊基硫醚(S201)作萃取剂,从含贵金属汽车尾气废催化剂浸出液中回收钯。考察了有机相组成、萃取相比V_(o)/V_(a)、搅拌速度、萃取时间对萃取分离钯的影响。结果表明:在萃取有机相为12.5%S201+87.5%磺化煤油、相比V_(o)/V_(a)=1/5、搅拌速度700 r/min、萃取时间30 min条件下,钯萃取率达90%;铂、铑留在萃余液中,钯与铂、铑得到有效分离;合成的S201循环使用8次后,钯萃取率达90%以上,重复使用性能良好。该法工艺简单,操作简便,可从低浓度汽车尾气废催化剂浸出液中高效萃取分离钯。

烯烃聚合非茂金属催化剂的研究进展

综述了近年来用于烯烃聚合的非茂金属催化剂的研究进展,分别介绍了非茂前过渡金属类催化剂和非茂后过渡金属类催化剂在烯烃聚合中的应用及催化性能。非茂前过渡金属催化剂具有催化活性高、聚合物结构可控和分散性好的特点,二十世纪九十年代之后已得到了快速的发展。后过渡金属催化剂(特别是Ni和Pd)由于具有独特的性能和较弱的亲氧性,能够合成高支化、具有拓扑结构的聚乙烯并且能催化烯烃与极性单体共聚。简述了α-二亚胺镍和钯催化剂在高支化聚乙烯和催化烯烃与极性单体直接共聚方面的应用,最后对非茂金属催化剂的未来发展进行了展望。

新型卟啉基多孔有机聚合物COP-180负载钯催化剂的制备及应用

以对硝基苯甲醛、乙酸酐和吡咯为原料,丙酸为溶剂,经缩合反应制得5,10,15,20-四(4-硝基苯基)-21H,23H卟啉(TNPPH_(2)),并以TNPPH2和对苯二胺为原料,N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,合成了卟啉基多孔有机聚合物COP-180;进一步以COP-180为载体,氯钯酸为前驱体,不使用还原剂,采用浸渍法制备了催化剂Pd@COP-180.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、示差扫描量热法-热重分析(DSC-TG)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N2吸脱附实验对载体和催化剂的结构进行了表征;分别以Suzuki-Miyaura偶联反应和对硝基苯酚(4-NP)加氢还原反应为模型反应对催化性能进行了测试.结果表明,当催化剂用量为0.5%(摩尔分数),以碘苯与苯硼酸为底物,80℃下的Suzuki偶联反应中表现出高效性,且在催化剂使用10次后,仍有较高的收率;当催化剂用量为0.01%(摩尔分数)时,转化频率(TOF)接近10000 h^(-1);而在室温下,使用8.00μg催化剂可于10 min内将20.46μg 4-NP完全还原,标准化活性参数(kn)为894.60 s^(-1)·g^(-1)Pd.