碳钛复合材料负载钴基费-托合成催化剂的结构和催化性能

采用水热法合成碳钛复合材料,以碳钛复合材料为载体制备了钴基费-托合成催化剂.采用氮气物理吸附-脱附、原位X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征,在固定床反应器上对催化剂的费-托合成催化性能进行了评价.结果表明:利用碳改性二氧化钛可明显影响催化剂的催化活性,由于碳的引入导致催化剂更易于还原,催化剂的分散较好,具有更高的费-托合成活性和重质烃选择性(C+5).

不同载体负载的钴基费-托合成催化剂的还原过程研究

研究了不同载体(SiO2、Al2O3、TiO2)负载的钴基费-托合成催化剂在氢气气氛下的还原行为.采用原位X-射线衍射(in-situ XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)技术对催化剂的还原过程进行原位表征,考察了催化剂中活性相Co3O4在还原过程中的物相变化和不同载体对Co3O4还原过程的影响.结果表明:不同载体负载的钴基费-托合成催化剂的还原均分为2步进行,2步还原过程为:Co3O4+H2→3CoO+H2O和3CoO+3H2→3Co0+3H2O.不同载体负载的钴基费-托合成催化剂在氢气气氛下的还原性大小顺序为:Co/SiO2>Co/TiO2>Co/Al2O3.

Au-Ag共掺杂TiO_2纳米片的制备及其光催化性能

为探索Au-Ag共掺杂TiO2纳米片的光催化活性,采用光化学还原法成功地制备了Au-Ag/TiO2纳米光催化材料,并且通过XRD、DRS、TEM手段对制得的催化剂进行了表征.同时以X3B染料为降解对象,紫外灯为光源,比较了催化剂的光催化性能.研究发现Au-Ag/TiO2(HSA)催化效果好于Au-Ag/TiO2(P25)和TiO2(HSA).对比负载量(质量分数Au/Ag/TiO2)分别为1∶1∶100和2∶2∶100二者催化活性的大小,结果表明:负载量为1∶1∶100的光催化活性较好,且其可重复利用性远优于负载量为2∶2∶100的催化剂.

SnS_2纳米片/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

为探讨SnS2纳米片/氧化石墨烯(GO)复合材料的光催化活性,采用液相氧化法制备GO,通过一步水热合成法,控制GO的含量和反应时间制备了一系列SnS2/GO复合材料.采用XRD,DRS,TEM,IR表征了制得的催化剂,研究了催化剂在可见光(λ>420 nm)下降解甲基橙的催化性能.结果表明:改变GO含量,SnS2六边形结构保持不变,SnS2/GO复合材料比纯的SnS2具有更高的光催化活性.当GO与SnS2质量比为5%,反应36 h催化效果较佳.

SiO_(2)修饰TiO_(2)负载钴基费-托合成催化剂及性能研究

采用Stber法和浸渍法制备了SiO2修饰的TiO2载体,并用浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,考察了其费-托合成催化性能.分别采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、低温氮气物理吸附-脱附、氢气程序升温还原(H2-TPR)等技术对载体和催化剂进行了表征,在固定床反应器上对催化剂的催化性能进行了评价.结果表明:SiO2的引入能减弱钴物种与TiO2之间的相互作用力,提高钴物种的还原性,使催化剂的催化性能显著提高.

二氧化锆助剂对碳纳米管负载钴基催化剂费-托合成催化性能的影响

通过浸渍法制备了碳纳米管负载的钴基催化剂,考察了助剂ZrO2的加入方式对催化剂的费-托合成催化性能的影响.采用透射电子显微镜、氮气物理吸附脱附、X-射线衍射、H2-程序升温还原、X-射线光电子能谱等方法对催化剂进行了表征,并在固定床反应器上对催化剂的费-托合成反应性能进行了测试.结果表明:对于先浸渍钴后浸渍锆或者钴和锆同时浸渍的催化剂,ZrO2的加入提高了钴的分散度;但是先浸渍钴后浸渍锆,ZrO2覆盖了部分钴的表面,使得此种催化剂表现出最低的反应活性.先浸渍锆后浸渍钴的催化剂的钴颗粒虽然较大,但是催化剂中表面钴原子的密度最大,从而表现出最高的反应活性.

原位水热合成La_(1-x)Ce_xCoO_3/SBA-15钙钛矿型催化剂和CO催化氧化反应性能的研究

采用原位水热合成法合成了La1-x Ce x CoO3/SBA-15(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,摩尔分数,下同)催化剂,并采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2物理吸附-脱附表征仪(BET)和程序升温还原(H2-TPR)等表征手段对催化剂的结构进行了研究.结果表明:Ce掺杂对催化剂的结构和CO催化氧化性能有较大的影响.在Ce掺杂部分取代La之后,催化剂形成了La1-x Ce x CoO3钙钛矿相,CeO2和Co3O4物相;当Ce的掺杂量为x=0.2时,催化剂的CO催化氧化活性最高.

La_2O_3对费-托合成沉淀铁催化剂的影响(英文)

制备了一系列不同La2O3含量(100Fe/2.8Si/nLa,n=0,0.5,1,2,4,原子比)的沉淀铁费-托合成催化剂,通过原位X射线衍射、一氧化碳程序升温还原和N2吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征.催化剂费-托反应评价在固定床反应器中进行.结果表明,少量La2O3助剂(La/Fe≤0.01,原子比)的加入显著降低了Fe2O3颗粒大小,增加了催化剂的比表面积和分散度,有利于碳化铁的形成,从而导致费-托合成催化活性的提高.随着La2O3含量的进一步增加(La/Fe≥0.02),催化剂表面大量La2O3的覆盖和LaFeO3化合物的形成降低了铁碳化物的形成,反应活性反而降低.因此,最适宜的La2O3含量为La/Fe=0.01.La2O3的加入提高了甲烷的选择性,抑制了C5+碳氢化合物的形成.

不同形貌纳米Al_2O_3负载的钴基催化剂费-托合成催化性能研究

通过水热法合成了不同形貌(纤维、棒、片)Al2O3纳米材料,用满孔浸渍法负载钴基催化剂(Co/Al2O3),采用透射电子显微镜(TEM)、氮气物理吸附(N2-physisorption)、X-射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂表征,并在固定床反应器上测试其费-托合成催化性能.结果表明:载体Al2O3形貌影响Co3O4晶粒大小、催化剂还原性能和催化活性,Al2O3纳米纤维负载的催化剂上Co3O4晶粒最小,催化剂表面的钴金属活性位数量最多,费-托合成催化活性最高.

Ce-SBA-15负载镍催化剂对甲烷二氧化碳重整反应性能研究

通过水热法合成了一系列Ce-SBA-15的介孔材料,并采取满孔浸渍法负载5%Ni(质量百分比),合成了不同的镍基催化剂.用X-射线衍射、透射电镜、N2物理吸附脱附、H2-程序升温还原等方法对其表征,考察了其甲烷二氧化碳重整制合成气的催化活性.结果表明:Ce进入了SBA-15的硅骨架,但Ce的掺入使孔道的孔径发生变化;CeO2的氧循环功能提高了催化剂的抗积碳性能;由于孔道的限域效应,活性金属的分散度随着铈含量的增加而增大,使催化剂活性提高.

有序介孔氧化铝负载钴基催化剂的费-托合成催化性能

以P123为模板剂,采用挥发诱导自组装法(EISA)合成了有序介孔氧化铝(OMA),并以其为载体,制备了钴基费-托合成催化剂.分别采用XRD、TEM、氮气物理吸附-脱附、氧滴定等方法对载体和催化剂进行了表征,考察了不同焙烧温度对OMA的孔结构和晶型的影响,以及所合成的OMA的孔结构和晶型对其负载钴基催化剂的费-托合成催化性能的影响.结果表明:OMA的比表面积随着焙烧温度的提高先增大后减小而孔径则先减小后不变,当焙烧温度升高至700℃后,OMA逐渐由无定形的氧化铝转化为γ-氧化铝.载体焙烧温度为800℃的催化剂具有最高的还原度和分散度而表现最佳的费-托合成催化性能.

高比表面ZrO_2负载的钴基费-托合成催化剂结构和催化性能

通过碱液回流老化法制备出了2种高比表面积的ZrO_2载体(ZrO_2-NaOH、ZrO_2-NH_4OH),采用溶胶-凝胶法制备出2种ZrO_2-SiO_2复合载体(ZS-1、ZS-2),并将其负载钴制备出了负载量为10%(质量分数,ω)钴基费-托合成催化剂(Co/ZrO_2-NaOH、Co/ZrO_2-NH_4OH、Co/ZS-1和Co/ZS-2).采用N_2吸附-脱附、X-射线衍射、程序升温还原和程序升温脱附、氧滴定等手段对催化剂进行了表征,催化剂活性测试在微型固定床反应器上进行.结果表明:碱液回流老化后可显著提高ZrO_2的比表面积和热稳定性,NH_4OH回流制得的ZrO_2载体平均孔径比NaOH回流的ZrO_2载体大.由其制得的钴基催化剂费-托合成活性最高,证明载体的孔结构显著影响催化剂的反应性能.复合载体制备的钴催化剂10Co/ZS-1、10Co/ZS-2展示较低的CO_2、CH_4选择性和较高的C_(5+)选择性.

SBA-15负载二氯二茂锆催化剂的制备及催化乙烯聚合反应

以介孔分子筛SBA-15为载体负载二氯二茂锆配合物制备了SBA-15负载二氯二茂锆催化剂,在助催化剂MMAO作用下,该负载催化剂常压下可高活性催化乙烯聚合,通过XRD、TEM、DSC表征了SBA-15负载催化剂和所得聚乙烯,结果发现:因载体的孔道效应而生成了纤维状聚乙烯.考察了反应温度、Al/Zr摩尔比对乙烯聚合活性的影响.

不同孔径SBA-16负载钴基费-托合成催化剂催化性能研究

以不同孔径的SBA-16介孔分子筛为载体、硝酸钴为钴源,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,并在固定床反应器中考察了载体孔径对催化剂的费-托合成反应催化性能的影响.结果表明:大孔径的载体负载的催化剂具有较大的钴颗粒粒径,较高的还原度和较低的钴分散度,其费-托合成反应稳定性相对较差;而小孔径的载体负载的催化剂具有较小的钴颗粒粒径,较低的还原度和较高的钴分散度,其费-托合成反应的催化活性较低.对比可知,当SBA-16的孔径为10 nm时,其负载的催化剂15%Co/SBA-16-100具有较高的CO平均转化率和较好的催化反应稳定性.

有序中孔铁催化剂的费-托合成催化性能研究

以KIT-6为模板用硬模板法合成了有序中孔铁催化剂,并引入Cu助剂,考察其费-托合成反应催化性能,采用原位小角X-射线衍射和N2物理吸附等对其表征,考察了Cu助剂和CO还原对其催化性能和结构的影响.结果表明:模板法合成的铁催化剂不同于传统沉淀铁催化剂,它具有特殊的有序中孔结构和较大的比表面积,较高的费-托合成反应活性和C5+选择性.Cu助剂使有序中孔铁催化剂的还原性提高,故活性最高.CO还原后的催化剂为孔径均一的中孔结构,比表面积较大,但有序性降低,存在部分孔坍塌.

新型核(Co/Al_2O_3)-壳(SAPO-34)结构催化剂的制备及其费-托合成反应性能研究

采用水热法在Co/Al2O3球形催化剂外表面原位包裹了一层SAPO-34分子筛膜,制备了具有核(Co/Al2O3)-壳(SAPO-34)结构的复合型催化剂.用X-射线衍射和扫描电镜对其结构进行了表征,并考察了其费-托合成直接制取低碳烯烃的反应性能.结果表明:此复合型催化剂外层的SAPO-34膜对核心Co/Al2O3球形催化剂上的费-托合成反应提供了特殊的限域环境、孔道择型选择性和酸性,显著地改变了费-托合成产物分布,抑制了重质烃的生成,极大地提高了低碳烯烃的选择性.

BiOBr_(1-x)I_x的制备及光催化降解孔雀石绿

采用溴化钾(KBr)作为溴源,碘化钾(KI)作为碘源,五水合硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)作为铋源,通过调节反应体系中Br与I的比例,利用水热一锅法合成了6个复合光催化剂BiOBr_(1-x)I_x(x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0).运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等检测手段对复合光催化剂的物理结构及光学性质进行了表征.在可见光照射下(λ≥420nm),以孔雀石绿(Malachite green,MG)的降解为探针反应比较了光催化剂的活性,结果表明在X=0.6时,即BiOBr_(0.4)I_(0.6)具有最强的光催化活性.同时发现其对无色小分子水杨酸(Salicylic acid,SA)也具有较强的光催化降解活性.利用活性物种捕获实验对孔雀石绿降解过程中的主要活性物种进行了研究,发现孔雀石绿在该催化剂表面的降解主要是由超氧自由基(O_2^-·)和空穴氧化同时作用的.BiOBr_(0.4)I_(0.6)催化剂循环使用5次,依然保持着良好的光催化活性,表明该催化剂稳定性较好.

硅对铁基费-托合成催化剂的影响

用共沉淀法制备了一系列不同硅含量的铁基催化剂,采用N2吸附和原位X射线衍射对催化剂进行了表征,在固定床反应器中考察了催化剂的费-托合成反应活性、选择性和稳定性.结果表明,含硅的催化剂具有较大的比表面积和较小的平均孔径,在CO还原及费-托合成反应中生成的碳化铁物种的稳定性比不含硅的催化剂高.在费-托合成反应中,不含硅的催化剂具有较高的初始活性,但易失活;含硅的催化剂具有较低的初始活性,但稳定性较高.Fe7C3是活性最高的碳化铁物种.随着硅含量的增加,催化剂的费-托合成反应更易生成低碳数产物.

SBA-15的硅烷化对钴基催化剂费-托合成性能的影响(英文)

以未硅烷化和硅烷化的SBA-15为载体,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,通过元素分析、N2吸附-脱附、X射线衍射、H2程序升温还原、H2程序升温脱附以及氧滴定等手段对催化剂进行了表征.催化剂的费-托合成活性测试在固定床反应器上进行.研究表明,对于SBA-15硅烷化后制备的催化剂,金属钴与载体之间的相互作用降低,氧化钴的还原度增加.随着三甲基氯硅烷用量的增加,三甲基硅基的表面覆盖度增加,钴的晶粒直径增大.硅烷化后的催化剂的高活性归因于高的还原度,而C5+选择性的增加则归因于钴晶粒直径的增大.

TiO_(2-x)N_x/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以尿素为氮源,硅藻土为载体,用溶胶-凝胶法合成了硅藻土负载氮掺杂纳米TiO_2复合光催化剂。采用XRD,UV-vis对样品进行了表征;以罗丹明B为降解对象,考察了罗丹明B初始浓度、催化剂投加量、溶液初始pH值对降解率的影响,同时考察了样品在太阳光下的光催化活性。结果表明,掺氮TiO_2经450℃焙烧2 h后为锐钛矿型,N掺杂使催化剂的吸收边红移至550 nm左右,诱发TiO_2可见光催化活性;当催化剂用量为2 g/L,溶液初始pH值为6.5时,初始浓度为10 mg/L的罗丹明B在氙灯光照45 min后降解率为100%,太阳光照160 min后降解率为97.4%。