海胆状钴掺杂磷化镍纳米球的制备 及其电催化氮气还原性能研究

运用简单安全的水热法以及磷化反应成功制备了海胆状钴掺杂磷化镍(Co-Ni_2P),钴原子的掺杂成功调控优化了材料的形貌特征、电子结构以及活性位点,从而大幅度提升了其电催化氮气还原(NRR)活性.采用X-射线粉末衍射、扫描电镜、X-射线能谱分析等技术对得到的材料进行了全面的表征,并将所得材料用作NRR催化剂研究了其全面的电化学性能.在室温、-0.2V电压下,Co-Ni_2P的产氨速率高达45.6μg·h~(-1)·mg_(cat)~(-1).,同时在该电位下法拉第效率高达7.1%.此外,与纯Ni_2P相比,钴原子掺杂后,表面电荷转移电阻由64Ω降为22Ω,从而有利于快速的动力学过程.这种通过钴原子掺杂来降低电荷转移电阻、增加活性位点并且调控形貌的策略为设计高效廉价的NRR催化剂提供了思路.     

硫钒共掺杂三氧化二铁纳米颗粒的制备及其电催化氮气还原性能研究

常温常压下,高效非贵金属电催化氮气还原反应(NRR)催化剂的开发具有重要研究价值,其在肥料生产和储氢方面具有广阔的应用前景。廉价易得的过渡金属化合物为高效NRR催化剂的开发提供了理想的材料平台。利用简单便捷的水热法合成了阴离子以及阳离子共掺杂的三氧化二铁(S/V-α-Fe2O3)纳米颗粒,受益于阴、阳离子的共掺杂,材料的电子结构得到了很好的调控优化,同时活性位点也得到更好的暴露,这些作为氮还原反应的前提都获得提升,因此该材料被赋予了更加优异的NRR催化活性。该材料在温和条件,-0.1V电压下,法拉第效率(FE)高达4.3%,产氨速率达到80.6μg·h-1·mgc-at1.,远远超过纯三氧化二铁催化剂(17.36μg·h-1·mgc-at1.,1.31%)。同时,该材料还表现出优异的电催化选择性和稳定性,这有利于电催化氮还原制氨的实际应用。为构建高效、稳定的NRR电催化剂提供了一种新思路,并进一步拓展了过渡金属氧化物纳米材料在NRR领域的应用。     

SO2-4/ZrO2催化合成核黄素四丙酸酯的研究

合成了不同种类的SO2 - 4/MxOy型固体超强酸催化剂 ,并考察了各种催化剂对合成核黄素四丙酸酯反应活性的影响 ,发现SO2 - 4/ZrO2 固体超强酸催化剂活性最高 .通过单因子实验 ,探讨了SO2 - 4/ZrO2 的制备条件、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对酯化反应的影响 ,优化了催化剂制备条件和酯化反应条件 .实验结果表明 :SO2 - 4/ZrO2 固体超强酸催化剂对核黄素四丙酸酯的合成反应具有良好的催化活性 ,具有易分离、不腐蚀设备、可减少环境污染及催化剂能够重复使用等特点 ,因此具有较好的应用前景     

溶胶-凝胶法制备硫掺杂TiO2及其可见光催化性能的研究

以钛酸丁酯和硫脲为原料,用溶胶-凝胶法制备掺杂硫的TiO2光催化剂,并用XRD、XPS、及UV-Vis吸收光谱对粉体进行了表征.以其对亚甲蓝和1-萘酚-8-磺酸的去除率来考察催化剂的可见光活性.结果表明:硫的掺杂减小了TiO2的禁带能隙,使其在可见光区具有光催化活性.硫的掺杂量对TiO2光催化剂的可见光吸收范围及可见光活性有明显的影响.当S掺杂量在1.2 %时,样品的吸收带边可达450 nm,对亚甲蓝的光降解率最高.10 mg·L-1的1-萘酚-8-磺酸使用1.2%S-TiO2催化剂在可见光下反应7 h,去除率达72.4%.该催化剂为锐钛矿型,平均粒径约为7.4 nm.XPS分析结果表明, S原子在催化剂中主要以S6 和S4 价态存在.     

维州散白蚁追踪信息素类似物——4-苯基-顺-3-丁烯醇-1的合成及应用

为了研究南方地下白蚁的追踪信息素的生物活性与应用,制备了一种南方地下白蚁一维州散白蚁的追踪信息素的一种合成类似物.经四种白蚁生物测定,显示了这一化合物具有良好的活性,活性浓度为5×10~(-5)—1×10~(-6)克/毫升,达到了文献报导值.利用追踪物质防治白蚁在实践上是一个重要的课题,用合成信息素防治家白蚁已经成功的试验过了.在这一化合物的合成方法上,采用P≡2Ni代替Lindlar催化剂部分氢化,使中间体4-苯基丁炔-3-醇-1变为4-苯基顺-3-丁烯醇-1,由液体色谱分析,顺式含量达98％以上。4-苯基顺-3-丁烯醇-1,不仅易于合成而且比天然信息素更为稳定.     

负载型铜、钴催化剂的室温固相合成及对邻二甲苯的深度催化氧化

采用低温固相法制备了系列负载型铜、钴以及铜钴复合催化剂,用于邻二甲苯的深度催化氧化,以邻二甲苯的分解率和二氧化碳产率综合评价催化剂的活性.考察了制备方法、活性组分及载体对催化剂活性的影响.采用XRD,BET,SEM,TPR等技术对催化剂进行表征,结果表明:室温固相法制备的催化剂,具有低结晶度、小晶体粒度和高比表面积等结构特点;铜钴复合催化剂的活性高于单-金属氧化物催化剂,载体对催化剂活性影响显著.     

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.     

Au／NiO催化剂的制备及其对CO催化氧化性能研究

采用不同制备方法翩备了Au/NiO催化剂,以CO氧化反应作为表征反应.考察了催化剂制备方法对催化剂活性的影响,在不同处理条件下制备了NiO载体.采用沉积-沉淀法制备了相应Au/NEO催化剂,进一步考察了载体的制备条件对催化剂性能的影响,并对催化剂进行了XRD、BET和TPR表征.实验结果表明:催化剂的制备方法对催化剂的催化活性有显著影响.经沉积-沉淀法制备催化剂的活性最好,而浸渍法制备的催化剂活性最差;载体的制备条件对催化剂的活性也有一定影响.在载体制备过程中加入分散剂并不能提高催化剂的活性,而载体经微波处理后的催化剂表现出较高的活性.BET结果显示负载于未经焙烧载体上的催化剂活性较高可能和催化剂较高的比表面积有关;TPR结果显示催化剂含有氧化态的金,而且催化剂的活性与氧化态金的还原温度相关.     

双中心合成氨铁催化剂的研究

本文报导了新研制成功的HL_(201)双中心氨合成催化剂,这种催化剂含有稀土和钴,它的活性比A_(10)-(1Q)球形氨催化剂在475℃时,提高12％;450℃时,提高9.8％;425℃时,提高0.4％。经500℃耐热20小时后,与A_(10)-(1Q)比较,在475℃时,活性提高11.7％;在450℃时,活性提高9.5％;在425℃时,活性提高2.6％。经X射线衍射分析,还原后的HL_(201)氨催化剂含有α-Co与α-Fe;形成两种活化中心,增加了催化剂的活性。并计算了反应的反应速度常数与活化能。     

非贵金属催化剂上CO去除研究(英文)

系统地比较了CuO/ZrO2,CuO/MnO2,CuO/CoO和CuO/CeO24种催化剂体系对重整气体中CO选择性氧化反应的活性,采用TPR,XRD和SEM等方法考察了催化剂的还原特性及不同Cu,Ce含量对CuO/CeO2还原性能的影响.实验结果表明:除了CuO/ZrO2催化剂之外,其它催化剂中CuO与CoO、CeO2或者MnO2之间存在相互作用,导致催化剂的还原温度降低.CuO/ZrO2催化剂显示较差的催化活性,而CuO/CeO2催化剂的活性较高,其中CuO(x=10%)/CeO2催化剂在140℃和160℃下具有较高的CO转化率和选择性,V=9%水蒸气的加入降低了CuO/CeO2催化剂的反应活性和选择性。SEM测试发现新鲜和失活后的CuO(x=10%)/CeO2表面形貌变化较大,这可能是催化剂失活的原因之一.     

柴油车排气颗粒物净化催化剂抗S中毒性能研究

用浸渍法制备了一系列的金属氧化物催化剂,并考察了催化剂对柴油车排气中颗粒物的催化燃烧能力和抗S中毒能力.TPO实验结果表明,催化活性大小顺序是Sn-Cu-K-V>Pt-Cu-K-V>N i-Cu-K-V.其中Sn-Cu-K-V催化剂把颗粒物的起燃温度降到了270℃左右.Pt-Cu-K-V和N i-Cu-K-V催化剂对颗粒物的燃烧速率比较快.当反应气中SO2的含量在1.0×10-3以下时,SO2对颗粒物的燃烧有促进作用;当反应气中SO2的含量超过1.0×10-3,催化剂的活性有所下降.     

钼、稀土对镍基甲烷化催化剂性能的调变

由浸渍法和沉淀法制备了两个系列的Ni/γ－Al2O3甲烷化催化剂,应用程序升温还原（TPR）对催化剂进行了表征,测定了催化剂的CO四烷化活性及抗硫性,考察了Mo及稀土（La、Ce)助剂对不同方法制备的Ni基甲烷化催化剂的活性、抗硫性和表面结构的影响,结果表明,Mo助剂的加入对两种方法制备的Ni基催化剂的甲烷化活性、选择性及抗硫性都有所促进：Ni基催化剂中加入10％Mo助剂,程序升温还原过程中还原速度最快,具有最佳的甲烷化选择性;Ni基甲烷化催化剂的抗硫性随助剂Mo含量的增加而增强;沉淀法制备的催化剂的抗硫性能更佳;稀土（La、Ce）助剂的加入对甲烷化活性没有显影响,但对抗硫性能有一定的改善。     

2,3,5-三甲基氢醌连续合成工艺中失活催化剂的表征

通过对2,3,5-三甲基氢醌(TMHQ)连续合成工艺中失活催化剂活性组分、硫含量、比表面积及孔容的变化、催化剂表面形貌等进行分析以及对失活催化剂进行再生处理,研究催化剂失活的原因.研究结果表明:催化剂在运转前后活性组分含量、比表面积和孔容变化不大,不足以引起催化剂活性大幅度地下降;催化剂中的硫含量随催化剂运转时间的延长而增加,但对于贵金属催化剂属无毒物;运转后催化剂的沉积物只是疏松地吸附在催化剂的表面,对其比表面积和孔客的影响不大.催化剂失活的一个主要原因是催化剂表面沉积了TMHQ和少量的2,3,5-三甲基苯醌.     

铜铈催化剂上CO选择性氧化反应研究

采用浸渍法制备出4种不同质量分数的Cu-Ce-O/-γA l2O3催化剂并用于富氢气体中CO的选择性氧化反应,研究发现以40%Cu-Ce-O/-γA l2O3催化剂活性较好.向其中掺杂钌的1%Ru-Cu-Ce-O/-γA l2O3催化剂的低温活性有很大提高,而掺杂铂的1.5%Pt-Cu-Ce-O/-γA l2O3催化剂的高温活性有了很大的改善.     

NiOx改性的层状Fe/K2La2Ti3O10催化剂光解水制氢

采用溶胶-凝胶及浸渍法制备得到NiOx负载的新型光催化剂NiOx-Fe/K2La2Ti3O10,研究了所制得的新型催化剂的光解水制氢活性,并利用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见漫发射光谱、X光电子能谱等技术对其进行表征和分析.结果表明:制得的催化剂具有层状结构,对可见光有响应,NiOx的负载使催化剂活性得到提高,反应6 h累积产氢量达477.3μmol/g;相比于未负载的催化剂Fe/K2La2Ti3O10,NiOx-Fe/K2La2Ti3O10的光吸收带边蓝移、直接禁带能隙变宽、电子-空穴对的氧化-还原能力增强;化合物中La是主要的电子给体,NiOx的负载提供了更多的反应物吸附活性位,表面的NiO形成自由电子捕获阱,促进H+在催化剂表面的还原,体相中被还原的金属Ni成为光生电子捕获阱,并将光生电子及时向表面转移,减少电子和空穴的复合几率.     

锆掺杂钛负载锰氧化物用于低温选择性催化还原NO

采用凝胶溶胶法制备TiO2以及摩尔比分别为1:1和4:1的TiO2-ZrO2三种载体,然后浸渍负载一定量的活性组分MnOx制备相应催化剂.通过X射线衍射和扫描电镜对载体和催化剂进行表征,并进行氨气低温选择性催化还原NO(NH3-SCR)实验来考察催化剂的活性.三种载体中TiO2-ZrO2(4:1)的颗粒粒径最小且高度分散,加入氧化锆后,Zr4+离子取代Ti4+离子掺杂进入TiO2晶格内,引起TiO2晶格畸变,抑制TiO2晶型转变,并促进载体上活性组分Mn的均匀分布,从而提高催化剂的低温选择性催化还原活性.TiO2-ZrO2(4:1)加入质量分数10%的Mn后催化剂的活性最高,在130℃采用该催化剂催化时NO的转化率达到92.6%;150℃时通入体积分数10%的水蒸气会降低10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)催化剂的活性,撤消后活性可逐渐恢复;而200℃时10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)的活性基本不受水蒸气的影响.     

Cu/ZrO2催化二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸性能研究

采用共沉淀法制备了Cu/ZrO2催化剂,考察了反应物料对二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸(IDA)反应中催化剂性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等手段考察了催化剂反应前后的结构特征及表面性能.结果表明:催化剂在循环使用过程中的结构改变是造成催化活性下降的主要因素.反应物料氢氧化钠促使亚稳态ZrO2载体向四方相转变,加剧了非晶态活性Cu(0)的晶化,进而影响活性组分Cu(0)与载体的相互作用,进一步加快了活性组分Cu(0)颗粒的长大,导致催化剂的活性下降.     

低温固相法制备非负载型介孔Ni-Mo-W硫化物催化剂

介绍了一种新型的柴油深度加氢改质催化剂的制备方法.以四硫代钼酸铵、四硫代钨酸铵和碱式碳酸镍为前驱物,以化合物MS-1为模板剂,采用低温固相表面反应技术,制备出具有较高比表面、适宜孔容和介孔孔径分布的非负载型Ni-Mo-W硫化物催化剂,并采用X射线衍射、低温N2吸附、扫描电镜、高分辨透射电镜等手段对所制备的催化剂进行表征.将所制备的加氢催化剂以催化裂化柴油为原料,采用高压釜装置进行加氢活性评价.评价结果表明,该方法制备的催化剂具有优异的加氢脱硫、加氢脱氮活性.     

金原子簇催化应用的研究进展

在最近的10年里,原子精确的金原子簇(AunLm,L为有机配体)已经被证明是一种新型的纳米金催化剂.不同尺寸的AunLm催化剂表现出独特的电子和晶体结构,为关联催化性能和催化剂结构的内在关系及研究纳米金催化的化学反应机制提供了新的研究平台.在这篇综述中,主要介绍金原子簇催化剂在催化反应中的应用,如选择性氧化和加氢,及C—C偶联反应等,同时,也讨论金原子簇催化剂的尺寸效应、配体效应(例如,芳香族vs脂肪族)、杂金属掺杂(如铜、银、钯、铂)等.最后,在原子尺度上研究了金原子簇催化的反应机制以及结构-活性的构建关系.     

新型TiO2-铜卟啉催化剂的合成及其光催化甲基橙降解研究

为了研究不同长度侧链催化剂对光催化降解甲基橙溶液的影响,更好地解决水污染治理问题,以1-萘酚为原料,经两步反应得到中间体4-(3-萘氧基-烷氧基)-苯甲醛,利用Lindsey法合成4个结构新颖的卟啉及铜卟啉衍生物,中间体和目标产物的结构经MS,NMR和元素分析进行确认,制备了TiO_2-铜卟啉催化剂,并进行了光催化甲基橙降解实验。结果表明:当铜卟啉衍生物苯环上连有侧链时,其光催化活性优于四苯基铜卟啉催化剂,但侧链的长度对活性的影响不明显。该研究为今后合成高效催化剂提供了思路。