三种温和还原法制备Pt/SDB

Pt/SDB是液相催化交换(LPCE)反应处理核电产生含氚废水的一种很有前途的催化剂。采用悬浮聚合法制备得到介孔聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB),以硼氢化钠(SBH)、水合肼(HH)或乙二醇(EG)为还原剂,温和还原法制备SDB载体负载铂活性颗粒,产物分别记为Pt/SDB-SBH、Pt/SDB-HH或Pt/SDB-EG。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附脱附和氢-水催化交换实验等对其结构形貌及催化活性表征。结果表明:Pt/SDB-SBH疏水催化剂具有突出的性能和优异的催化活性,Pt纳米颗粒平均粒径约为3.3 nm,Pt^(0)组分比例为72.0%,催化交换柱效率达65.0%,并在120 min保持稳定。为低温还原制备Pt/SDB疏水催化剂提供了一种新的策略。

DVB用量对SDB结构和Pt-SDB催化性能影响研究

以苯乙烯（St）为单体，共聚单体二乙烯基苯（DVB）为交联剂，通过悬浮聚合法制备了不同交联结构的大粒径（φ2～5 mm）多孔聚苯乙烯‐二乙烯基苯（SDB）小球，并用浸渍还原法制备了 Pt‐SDB疏水催化剂。采用傅里叶红外光谱（FT‐IR）、热重（TG）、N2吸附‐解吸、微机控制电子万能试验机、静态水接触角（CA）、场发射扫描电镜（FSEM）和氢‐水催化交换实验等手段分析了DVB用量对SDB的分子结构、热稳定性、孔结构、抗压强度、疏水性、Pt的分散度及催化活性的影响。结果表明：随着DVB用量的增大，热稳定性、抗压强度以及疏水性明显提高，Pt的分散度显著增大，比表面积和孔容逐渐增大，平均孔径则逐渐减小。当DVB与St的摩尔比（n（DVB）∶ n（St））＝1∶1时，SDB疏水催化剂载体性能优异，孔结构、Pt的分散度及疏水性最佳，制得的Pt‐SDB催化剂柱效率达95.6％（65℃）、96.1％（80℃）。

H_2-H_2O气液氢同位素交换反应中Pt-SDB憎水催化剂的制备

制备了以贵金属铂为活性成分 ,聚苯乙烯 -二乙烯基苯为载体的 Pt- SDB憎水催化剂 ;在滴流床中 ,通过 H2 - H2 O气液逆流氢同位素交换实验 ,观察制备工艺对催化剂活性的影响。结果表明 :还原温度约为 2 0 0℃ ,还原时间为 8～ 10 h,制得的铂含量为 3%的催化剂 ,具有较高的活性和稳定性 ;铂含量为 1%～ 2 % ,单位铂活性较高 。

Pt-SDB疏水催化剂的粒径效应

制备了三种不同粒径的Pt-聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB)催化剂(1.0、2.0、4.0mm),并对比研究了三种催化剂的水-氢交换反应性能。研究表明:同一工艺条件下制备的催化剂,催化反应的同位素交换效率随着粒径的增大而降低,催化剂的粒径效应明显;为了减小粒径效应,优化了催化剂的还原温度,当粒径从1.0mm增至4.0mm时,催化剂的最优还原温度从240℃升高到320℃;进一步结合程序升温还原的方法,分析了还原反应的活化能,发现随着粒径的增大,最优还原温度的升高可能是改善了还原过程中的热量与质量传递。

Pt-SDB疏水催化剂中残氚的测量

研究了Pt-SDB疏水催化剂中残氚测量方法。待测样品经5A分子筛三级干燥和真空热处理排除催化剂表面吸附氚、微波消解制样后,液闪测得残氚量为1.69×104Bq/g,测量不确定度为10%(K=2)。

Pt-SDB疏水催化剂的还原工艺研究

以水-氢同位素催化交换性能为衡量指标,对粒径为2.0 mm的Pt-SDB疏水催化剂的还原工艺进行了研究。首先确定了最优还原温度为280℃,并结合XRD、TG和TPR分析了还原温度变化对催化剂性能的影响;进一步优化确定了还原的时间与气速:24h和0.5 L/min,对Pt-SDB催化剂的制备和应用具有重要的指导意义。

4 mm Pt-SDB大粒径催化剂氢-水同位素交换工艺研究

液相催化交换是氢-水同位素交换工艺的重要技术。本工作采用自行研制的大粒径4 mm柱型Pt-SDB催化剂与4 mm Dixon填料,开展了氢-水交换工艺实验研究。研究结果表明,在填料与催化剂体积填装比为1∶1时,等板高度最低,氢-水交换分离效果最好;在50℃到70℃之间,随着催化交换反应温度升高,等板高度降低,当温度大于70℃时,等板高度变化不大,最优反应温度为70℃;随着气液比的增加,等板高度增大,气体流速比改变液体喷淋密度对等板高度的影响大。

常温催化氢氧化合过程研究

采用本实验室制备的Pt SDB(聚乙烯 -二乙烯苯 )疏水催化剂 ,研究了在管式反应器中氢气和氧气的化合反应。考察了冷却方式、惰性填料、温度、空速和催化剂用量等因素对常温催化氢氧化合过程的影响 ,并进行了宏观动力学研究 ,测定了表观活化能。实验结果表明 :疏水催化剂Pt SDB能够在常温下高效催化氢氧化合反应 ,而且具有良好的疏水性。