PtSn@S-1&β-Mo_(2)C串联催化剂CO_(2)氧化丙烷脱氢制丙烯性能研究

PtSn双金属催化剂因具有高活性和高选择性被广泛应用于丙烷脱氢制丙烯反应中。然而在高温下,催化剂易产生积炭从而导致稳定性降低。二氧化碳氧化丙烷脱氢(CO_(2)-PDH)因其有望在转化丙烷的同时兼具消除积炭和推动脱氢反应正向移动的特点,已成为新的研究热点。将逆水煤气催化剂β-Mo_(2)C与丙烷脱氢催化剂PtSn@S-1串联用于CO_(2)-PDH反应中,开发高活性、高选择性和高稳定性的催化剂,并结合XRD、CO_(2)-TPD、C3H6-TPD及热重等方法对催化剂进行了表征。结果表明,在CO_(2)-PDH反应中,PtSn@S-1串联加入β-Mo_(2)C后,粉末混合的串联催化剂PtSn@S-1&β-Mo_(2)C的稳定性明显提升,并在连续运转1440min内未出现失活现象,催化剂的高稳定性归因于反应过程中CO_(2)消除了部分积炭。对反应条件进行了优化,发现在n(CO_(2)):n(C3H8)为1.0、m(PtSn@S-1):m(β-Mo_(2)C)为1.0:0.4时,粉末混合的串联催化剂PtSn@S-1&β-Mo_(2)C在CO_(2)-PDH反应中表现出最佳性能,丙烷转化率在反应500min后稳定在43.0%以上,丙烯选择性超过99%。

Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C催化剂的制备及其光催化NO转化的性能

采用焙烧法原位构建Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C异质样品,通过XRD、Raman、SEM、BET、UV-Vis DRS、MottSchottky及EIS等技术对样品的结构及性质进行分析,以NO为目标污染物评价其光催化活性。结果表明:Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C异质样品能够提供较多的反应活性位点、提高光的利用率及光生电子和空穴的分离效率,进而提高其光催化活性;在模拟太阳光照射下,其对NO的转化率达到了50.5%,分别为Nb_(2)O_(5)和Nb_(2)C样品的2.4倍和14.4倍,且在NO转化过程中,NO_(2)选择性转化率仅为0.75%。

Pt-SnO_2/C催化剂制备及对乙醇电催化性能测试

使用溶胶凝胶法制备了具有电催化活性的Pt-SnO2／C催化剂，并采用XRD、场透射电子显微镜及电化学测试手段对其进行表征。XRD及场发射透射电子显微镜的结果显示所制得的催化剂平均粒径约为4～20nm。采用循环伏安，交流阻抗的测试手段测试了其在乙醇体系中的电催化活性。该催化剂在乙醇电氧化过程中具有很好的稳定性和较高的电催化活性，其电催化活性高于Pt／C。

Pt-SnO_2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池的性能

以掺杂石墨粉的中间相碳微球(MCMB/G)烧结管为阴极支撑体,采用浸涂工艺分别制备了扩散层和催化层,通过在其外表面包裹Nafion 117膜制得管状异型阴极并组装成异型直接乙醇燃料电池,采用水热乙二醇制备了适用于直接乙醇燃料电池的阳极电催化剂,并通过XRD,TEM和EDS等技术对其进行了表征.采用线性循环伏安曲线、交流阻抗等测试手段,对Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池进行了性能测试,并考察了温度、氧气流量等对电池极化性能的影响.结果表明:异型电池阻抗大于传统的平板电池,但其活化后电池阻抗明显下降;较高的氧气流量和较高的工作温度有利于提高电池性能;60℃条件下,Pt-SnO2/C电催化剂异型直接乙醇燃料电池功率密度达到8.5 mW.cm-2.

一步水热合成MoS_(2)/C催化剂及其催化浆态床菲加氢反应性能

随着原油储量的急剧下降,急需将重质原料转化为轻质油品以缓解原油的供应压力。浆态床加氢是一种可以将重质原料高效转化的先进技术,其核心难题在于开发高活性的加氢催化剂。采用葡萄糖和麦芽糖为碳源一步水热法合成MoS_(2)/C纳米催化剂,并采用XRD、Raman、元素分析、SEM和HRTEM等方法表征催化剂的组成和结构。表征结果表明,MoS_(2)/C催化剂由MoS_(2)-C-MoS_(2)碳插层结构的纳米片组成,纳米片具有层间距大、侧边尺寸小且堆积层数少的结构特点。以菲为重油模型化合物评价MoS_(2)/C催化剂的加氢性能。结果表明,以葡萄糖为碳源且原料C/Mo原子比为5时制备的MoS_(2)/C-G-5催化剂具有优异的催化加氢活性。该催化剂的菲加氢转化率高达85.6%,加氢率37.4%,深度加氢产物八氢菲选择性56.4%,分别是不加碳源制备的MoS_(2)催化剂的1.6、2.4和2.3倍。MoS_(2)/C催化剂的MoS_(2)-C-MoS_(2)碳插层纳米结构可充分暴露MoS_(2)的加氢活性位,显著提高催化剂的催化加氢活性。

Pt-SnO_2/C催化剂对甲醇的电催化氧化

采用浸渍法合成了Pt/C及Pt-SnO2/C催化剂。SEM结果表明:催化剂存在团聚现象,颗粒较大。循环伏安法(CV)研究表明:与Pt/C相比,Pt-SnO2/C不但降低了甲醇氧化的起峰电位(约0.2 V),并提高了电催化活性。SnO2有利于形成OH-吸附,加速了甲醇氧化中间体CO的脱附。

新型碳纤维负载直接乙醇燃料电池Pt-SnO_2阳极催化剂的性能研究

采用静电纺丝技术制备了碳纤维基纳米Pt-SnO2阳极催化剂(Pt/Sn原子比为3)。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对该催化剂进行了表征,并采用循环伏安法对其在乙醇燃料电池中的阳极催化活性进行了评价。结果表明,纳米Pt-SnO2催化剂均匀地分散在碳纤维骨架上;随着烧结温度的升高,碳纤维载体的致密度越高、导电性能越好。电催化性能测试表明,烧结温度为800℃时催化剂的峰电流密度最大,达到0.11 A/cm2,抗中毒能力也最强。单电池的发电性能表明,在一定的乙醇浓度下,1.0 mL/min进样流速具有最优的发电效率。

制备方法和条件对Rh-Mn-Li-Ti/SiO_2催化剂CO加氢制C_2含氧化物性能的影响

采用CO加氢反应、程序升温还原(TPR)和CO脱附(CO-TPD)等技术,研究了TiOx/SiO2焙烧温度和Rh-Mn-Li-Ti/SiO2干燥温度对CO加氢合成C2含氧化合物的影响。结果表明,不同温度焙烧对Rh-Mn-Li-Ti/SiO2(ω(Ti)=0.005%)催化剂的C2含氧化合物的生成具有明显不同的促进作用。经873K焙烧的催化剂C2含氧化合物的时空产率达395.0g/(kg(cat)·h),C2含氧化合物的碳数选择性达46.1%;适当延长干燥时间,可将C2含氧化合物的时空收率增加到425.8g/(kg(cat)·h),而选择性无明显变化。TPR结果表明,TiOx/SiO2焙烧温度和催化剂干燥时间可调节RhMn相互作用,而只有当Rh-Mn相互作用处于较弱的状态,催化剂才具有较高的催化性能。CO-TPD的研究表明,随TiOx/SiO2焙烧温度的升高,催化剂上的2个CO脱附峰都逐渐向低温移动,脱附峰面积随焙烧温度不同而变化。

K改性β-Mo_2C催化剂CO加氢合成低碳混合醇的研究

制备系列K改性的β-Mo2C催化剂并对其CO加氢合成低碳混合醇性能进行了考察。结果表明，K改性使β-Mo2C催化剂的c0加氢选择性发生显著变化。β-Mo2C催化剂CO加氢的产物主要为C1～C4烷烃，经K改性后β-Mo2C催化剂上产物主要为C1～C5低碳醇，其中高级醇（C2，OH）选择性可达到33．78％。通过对碱金属质量分数的考察发现，当K／Mo（原子比）为0．2时，总醇选择性达到最大值，低碳醇的时空收率达到0．12g／（mL·h^-1）。β-Mo2C催化剂上醇烃产物均符合线性Anderson-Schultz-Flory（A-S-F）分布曲线，而K改性β-Mo2C催化剂上醇产物为独特的甲醇负偏离A-S-F分布。可见，K助剂的加入有效促进了低碳醇的形成，尤其是促进了C1OH到C2OH的链增长步骤。

C_2H_6在钙钛矿型稀土复合氧化物La-Mn-Co-Cu-O系催化剂上的催化氧化研究

本文采用柠檬酸络合法合成了钙钛矿型LaMn(1-x)/2Co(1-x)/2Cu_xO_3(x=0,0.1,0.2,……0.8)系稀土复合氧化物催化剂;晶体结构分析表明,物相分别为四方和立方,x=0.6,0.7,0.8的试样中含有杂质相(La_2CuO_4、CuO),其余都是单一钙钛矿相;对催化活性检测结果表明,整个系列催化剂在温度380℃以上时活性较显著,掺杂Cu的活性降低;扫描电镜测试表明,随着Cu的掺杂,催化剂颗粒逐渐减小,但颗粒聚合的程度增大。

富氧条件下Cu/Al_2O_3催化剂上C_3H_6选择性还原NO的研究

以 Cu/Al2 O3 为催化剂 ,对富氧条件下 C3H6 为还原剂选择性催化还原 NO反应进行了研究 .活性评价结果表明 ,与高活性的 Ag/Al2 O3 催化剂相比 ,Cu/Al2 O3 催化剂选择性还原 NO的活性较低 ,N O的最高转化率仅为 4 0 % .在所考察的温度范围 ( 473～ 72 3K)内 ,红外谱图中不存在有机含氮化合物 ( R— ONO和R— NO2 )的特征振动吸收峰 .作为反应中间体—NCO的前驱体 ,有机含氮化合物在 Cu/Al2 O3 催化剂表面难以生成是造成催化剂选择性还原 NO活性低的直接原因 .在 Cu/Al2 O3 催化剂上 ,N O2 吸附能够优先发生 ,并以 NO3-物种的形式覆盖在大部分催化剂表面 .动态原位红外光谱实验发现 ,这种 NO3-表面物种与C3H6 的反应性较差 ,使生成有机含氮化合物的关键反应难以发生 ,但此时的催化剂表面有利于 C3H6 和 O2的完全氧化反应 ,这是导致 Cu/Al2 O3 催化剂选择性较低的根本原因 .

ZnCl_2/活性白土催化剂的制备及其催化Diels-Alder反应研究

采用等体积浸渍法制备了活性白土负载ZnCl2固体酸催化剂,并以脂肪酸甲酯与马来酸二丁酯合成C22-环脂肪三酸酯的Diels-Alder反应评价其催化性能。考察了ZnCl2负载量及焙烧活化温度对催化剂活性的影响;比较了几种不同催化剂的催化活性,结果表明,ZnCl2负载量为0.5 mmol/g,在300℃下焙烧活化4 h所制得的催化剂,可以使脂肪酸甲酯与马来酸二丁酯反应生成C22-环脂肪三酸酯的收率达到58.5%。ZnCl2/活性白土负载型催化剂的活性明显大于载体(活性白土)活性与ZnCl2活性的简单加和。利用XRD、TG-dTG等分析测试手段对活性白土负载ZnCl2催化剂的结构进行了表征。结果表明,经活化处理ZnCl2与载体(活性白土)内表面的羟基之间发生了化学键合,形成了新的活性物种Zn(OH)Cl,从而提高了催化剂的催化活性。

合成气制C_2含氧化合物Rh基催化剂中的载体效应

负载型Rh基催化剂是实现由煤或生物质经合成气制乙醇等C2含氧化合物过程的最高效催化剂之一,其中载体的选择至关重要。本文综述了硅胶、Al2O3、TiO2、多孔炭材料、分子筛和复合氧化物等载体负载的Rh基催化剂性能及其研究进展,阐明了载体中的杂质、孔道结构、酸碱性、表面基团性质和可还原性等性质如何影响催化剂活性组分的物化性质乃至催化性能。结果表明,载体与活性组分(助剂)间的相互作用机制和程度是理解载体效应的关键。因此,应设计和制备出具有适宜孔结构、表面活性和可还原性适中、略偏碱性的催化剂载体,同时细致优化催化剂制备和活化过程,以达到适宜的金属-载体相互作用,确保产生更多的催化活性位,从而最大限度地提高Rh的催化效率,推动该过程的工业化进程。

浸渍溶剂对Rh-Mn-Li/SiO_2催化剂CO加氢性能的影响

采用CO加氢反应、CO-TPD、TPSR和XPS等技术,考察了水、甲醇、乙醇和异丙醇等浸渍溶剂对Rh-Mn-Li/S iO2催化剂CO加氢性能的影响。结果表明,以乙醇为浸渍溶剂的催化剂表现出最高的C2含氧化合物时空收率(YC2-oxy)和C2含氧化合物选择性(SC2-oxy),分别达686.1 g/(kg-cat.h)和73.8%;以甲醇和异丙醇为浸渍溶剂的催化剂上YC2-oxy也较高,但是SC2-oxy都比前者低;水溶液浸渍制备的催化剂有着较高的SC2-oxy,但是其YC2-oxy较低。以醇类为浸渍溶剂的催化剂的高活性与金属活性组分在催化剂表面富集而导致的更多活性中心的形成有关。催化剂表面非解离的CO比率增加有利于C2含氧化合物选择性的提高。

AuPd/C作为直接NaBH_4-H_2O_2燃料电池阳极催化剂的性能

采用浸渍还原法制备不同比例的AuPd/C纳米粒子;分别采用X线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析;利用CHI660a电化学工作站对催化剂进行电化学测试,结果表明:催化剂材料均为面心立方结构,AuPd/C中纳米合金粒子的粒径为5 nm左右,比Au/C中的纳米Au粒子更小,且均匀分散在VXC-72R炭黑的表面;Au/C的峰电流密度为25.05 mA/cm2,与Au/C相比,AuPd/C明显提高NaBH4的电氧化催化活性;以纳米AuPd/C为阳极催化剂、Au/C为阴极催化剂制成直接NaBH4-H2O2燃料电池(DBHFC),发现以Au1Pd2/C为阳极催化剂的DBHFC拥有良好的电池性能;在温度为60℃、NaBH4浓度为1 mol/L时DBHFC的最大功率密度达到114.6 mW/cm2。

Rh基催化剂上CO加氢制C_2含氧化合物的红外光谱研究

用红外光谱法考察了Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂在CO加氢反应过程中表面吸附物种随压力、温度和H2/CO比的改变而变化的规律.结果表明,高压有利于提高催化剂表面吸附的CO浓度和活性,高温有利于CO解离;而高温、高压条件不但促进了CO吸附,而且提高并平衡了CO的解离和插入之间的相对活性,促进了C2含氧化合物的生成.H2/CO比的增大有利于CO在催化剂表面的吸附,从而促进了CO插入,尤其是CO的解离和加氢活性,但是过高的H2/CO比将导致过高的CO解离和加氢活性,引起CO插入活性的削弱而最终导致C2含氧化合物生成活性的下降.同时,考察了助剂(Mn,Li和Ti)对Rh基催化剂表面吸附物种的影响.结果表明,助剂的加入可提高C2含氧化合物的生成活性.

Rh-Mn-Li/SiO_2催化剂上CO加氢制C_2含氧化合物:载体硅烷化程度的影响

以三甲基氯硅烷为硅烷化试剂,对硅胶进行不同程度硅烷化预处理,采用浸渍法制备了其负载的Rh-Mn-Li催化剂,用于CO加氢制C2含氧化合物的反应,并运用红外光谱、N2吸附-脱附法、C含量测定、透射电镜、H2程序升温还原和程序升温表面反应等手段对载体和催化剂进行了表征。结果表明,制得的不同硅烷化程度硅胶织构性质变化不大,它们负载的催化剂上Rh平均粒径均在3 nm左右,硅烷化对催化剂吸附CO的形态和Rh的还原性能的影响均很小,但随着载体硅烷化程度的提高,催化剂上Rh解离CO的能力增加,因而其活性逐渐增加,且不影响C2含氧化合物的选择性。

甲烷氧化偶联制C_2烃La_2O_3基催化剂的研究

本文的实验结果表明,具有开放型本征构型的La_2O_3对甲烷氧化偶联反应有相当好的活性和选择性,在750℃、原料气空速6.O×10~4ml.g^(-1).h^(-1),CH_4:O_2:N_2=3.7:l.0:9.0(V/V)的反应条件下,氧接近全部转化,甲烷转化率达25.4％,C_2烃选择性为43.6％,添加碱土金属(Ca、Sr、Ba)氧化物或碳酸盐能显著地改善催化剂的性能,在上述反应条件下,60mol％Ba-La_2O_3催化剂的C_2烃选择性达到58％。

Zn(Ac)_2/超高比表面积活性炭催化剂上乙炔法合成醋酸乙烯宏观动力学

在接近工业生产条件下研究了Zn(Ac)2/超高比表面积活性炭 (ABET=2713m2/g) 催化剂上,乙炔法合成醋酸乙烯 (VAc) 反应宏观动力学,并与Zn(Ac)2/日本普通椰壳炭 (ABET=1384 m2/g) 催化剂进行了比较.实验结果求得两种不同比表面积载体催化剂的宏观动力学方程分别为:υ1=28.22p1.00C2H2p-0.62VAc和υ2=25.03p1.01C2H2p-0.52VAc,即合成VAc的反应对乙炔是1级反应,对VAc是负的反应级数,载体的比表面积越高催化剂的催化反应活性越高.求得在160℃～175℃两种催化剂反应的平均表观活化能分别为:52.49(kJ·mol-1)和53.87(kJ·mol-1),均小于文献报道的反应真实活化能87.80(kJ·mol-1).

复合催化剂上CO_2加氢合成C_2^+烃类

介绍了由 CO2 +H2 合成 C2 +烃的几种复合催化剂体系的研究进展 ,比较和评价了复合催化剂体系的活性和选择性及其对 C2 +烃类生成的影响。着重于复合催化剂体系对 C4