介孔硅负载超细Pd纳米粒子催化甲酸分解脱氢

甲酸被认为是一种有前景的化学储氢材料,其释放的氢气能够供给质子交换膜燃料电池使用,应用的关键是要寻找到具有优异性能的催化剂能够使得其在温和的温度调节下产氢.该文使用一步共还原法制备了表面氨基功能化负载的Pd纳米催化剂(Pd@NH₂-SBA-15).通过FT-IR、SEM和TEM等技术表征表明Pd@NH₂-SBA-15催化剂成功地被合成,尺寸约为2.1 nm的超细Pd纳米粒子均匀地分散在NH₂-SBA-15载体上.Pd@NH₂-SBA-15催化剂可用于催化甲酸分解制氢.结果表明:在室温下,Pd@NH₂-SBA-15催化甲酸分解产氢表现出优异的催化活性,初始转换频率(T_OF)值为1 686 h^-1,氢气选择性为90%.Pd@NH₂-SBA-15催化剂优异的催化性能主要归因于超细的Pd纳米粒子、嫁接到SBA-15上的氨基官能团,以及Pd纳米粒子与载体之间的协同增强催化作用.     

氮杂活性炭负载钯的制备及其在苯甲酸水相加氢中的应用

以双氰胺为氮源、廉价的活性炭为前驱体,合成氮含量易于调节的氮杂活性炭,并用于负载高分散的Pd纳米颗粒(Pd/NAC).在以水作溶剂的苯甲酸选择性加氢至环己基甲酸的反应中,Pd/NAC的催化活性是未掺杂活性炭(AC)负载Pd催化剂的6.7倍.表征发现:氮源的添加量可以调变活性炭表面氮的含量和种类,从而影响载体表面Pd纳米颗粒的分散性和电子结构,进而调变催化剂的催化活性.     

TiO2-C纳米复合材料负载钯催化剂的制备及其对甲酸的电催化氧化

通过将TiO2和三聚氰胺的混合物高温煅烧制备出TiO2-C纳米复合材料,并将其用作载体合成出Pd/TiO2-C催化剂.采用XRD,TEM,HR-TEM和EDS等手段对催化剂进行了表征分析,并考察了它们对甲酸氧化反应的催化性能.结果表明,Pd负载于碳与TiO2的界面,平均粒径为5nm,与Pd/XC-72和Pd/TiO2相比,Pd/TiO2-C催化剂具有更强的催化活性和稳定性,这归因于TiO2-C载体的特性和Pd/TiO2-C独特的异质结构.     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合催化剂的制备及可见光催化还原Cr(Ⅵ)的性能研究

采用热聚合-溶剂热法得到表面负载型g-C_3N_4/TiO_2复合材料,其结构组成、形貌和光电性质通过XRD、TEM、HRTEM、FT-IR、BET和UV-vis测试分析.结果表明TiO_2纳米小颗粒负载于微米级片状g-C_3N_4表面,形成稳定的g-C_3N_4/TiO_2固-固异质结构,扩大了光响应范围、显著提高光生载流子的分离效率.在可见光催化还原水中Cr(Ⅵ)的过程中,g-C_3N_4的质量百分含量是影响光催化活性的重要因素,g-C_3N_4/TiO_2-C具有最高的光催化活性和良好的稳定性.依据实验结果和光电流响应实验给出光催化反应机理.     

高分散负载Pd催化剂上CO氧化性能

制备高分散的负载型催化剂是充分利用在自然界中储量极为有限的贵金属资源的重要手段.采用不同方法制备一系列负载Pd催化剂,考察了不同载体负载Pd催化剂的CO氧化性能.发现以乙酰丙酮钯为前驱体制得的Pd/TiO2催化剂活性远高于Pd/SiO2和Pd/Al2O3催化剂的活性,在室温下就表现出较好的CO氧化活性,且在无气相O2条件下CO可以与Pd/TiO2催化剂表面的氧物种(晶格氧)反应生成一定量的CO2.分散度测试、CO吸附的原位红外光谱和程序升温还原的结果表明Pd/TiO2催化剂上Pd物种以高分散Pd0形式存在,并与载体之间存在强相互作用,这可能是Pd/TiO2催化剂具有低温活性的主要原因.     

无溶剂条件下氮杂碳黑负载钯催化苯乙醇选择性氧化的研究

以炭黑为载体、双氰胺为氮源,采用一步热解法制得氮杂炭黑(NBC),并用于负载高分散的Pd纳米颗粒(Pd/NBC).在无溶剂条件下、以空气作为氧源的苯乙醇选择性氧化中,Pd/NBC的催化活性明显高于无氮掺杂的炭黑(Pd/H2O2-BC)和活性炭(Pd/H2O2-AC)负载的钯催化剂.表征发现:氮源的添加提高了载体表面Pd纳米颗粒的分散性和缺电子钯的含量.在90℃下反应3 h,α-苯乙醇的转化率达到87.9%,苯乙酮的选择性为95.4%.反应温度可低至70℃,催化剂具有良好的可重复使用性能.     

介孔氮杂碳负载钯的制备及其在芳环水相加氢中的应用

以MCM-41为模板合成高含氮量(质量分数为19.4%)的介孔氮杂碳(MCN),并用于负载高分散的纳米钯颗粒.在以水作溶剂的苯甲酸选择性加氢至环己基甲酸的反应中,Pd/MCN的活性是单纯活性炭(AC)负载的Pd催化剂的8.6倍.Pd/MCN在一系列苯甲酸衍生物的加氢反应中显示出较高的催化活性、选择性和稳定性.表征发现:MCN表面丰富的碱性位以及Pd和N之间的电子作用对苯甲酸加氢的活性具有重要的促进作用.     

掺碳TiO_2纳米纤维负载PdRu催化剂的制备及对甲醇的电催化性能

以掺C的TiO_2纳米纤维为载体,通过化学还原法制备了一种新型直接甲醇燃料电池阳极催化剂PdRu/TiO_2-C.采用SEM、XRD和电化学分析等对其形貌、结构和电化学性能进行了表征.结果表明,Pd Ru/TiO_2-C纳米纤维催化剂对甲醇具有良好的催化活性,Pd、Ru物质的量比为1∶1时催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高.     

载体对纳米NiB催化肉桂酸加氢催化活性与稳定性的影响

采用浸渍-还原法制备负载型纳米NiB催化剂,以肉桂酸加氢反应为模型,考察载体(γ-Al_2O_3、SiO_2、TiO_2)对催化剂的催化活性和稳定性的影响.发现载体γ-Al_2O_3具有较好的分散镍活性组分的作用,在多次循环使用后催化剂活性组分流失较少.负载型NiB/γ-Al_2O_3催化剂在肉桂酸加氢反应中表现出较好的稳定性,此外,催化剂套用次数越多其活性反而越高,连续反应3次后肉桂酸的转化率可达75.0%,其加氢产物的选择性仍然保持在100%.通过系列表征,发现其最主要的原因可归为随着反应的不断进行载体孔道中的活性组分纳米NiB逐步暴露所致,更重要的是载体γ-Al_2O_3能够有效抑制活性组分的流失和团聚.     

石墨烯/CuCo2 O4固载Pd-Bi纳米粒子的制备及其电催化氧化乙二醇

以氧化石墨烯(GO)、醋酸铜、醋酸钴为原料,采用溶剂热法成功地合成复合载体GO/CuCo_2O_4,再通过浸渍还原法成功地将Pd、Pd-Bi纳米粒子负载到GO/CuCo_2O_4载体上,并用于碱性介质中乙二醇(EG)的电催化氧化.实验结果表明,双金属催化剂PdBi@GO/CuCo_2O_4对乙二醇的电催化氧化具有最高的催化活性和稳定性,优于目前商用Pd/C和单Pd负载型催化剂,其正向峰电流密度达到122. 7 mA·cm~(-2),是商用Pd/C (29. 57 mA·cm~(-2))的4. 1倍.这种优良的电催化性能归功于载体GO/CuCo_2O_4为双金属负载提供独特的骨架结构,以及Pd-Bi纳米粒子之间强烈的协同作用.而且,氧化石墨烯引入到CuCo_2O_4中有利于增强电子转移和增大接触面积,从而提高乙二醇的电催化氧化.这种新型催化剂的制备为发展高效Pd基电催化氧化直接醇类燃料电池提供新途径,具有较好的应用价值.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

碳载型Pd—Pt—Ag空壳纳米催化剂用于甲酸高效电氧化

通过Ag纳米颗粒部分置换预先吸附在活性碳表面的PdCl4^2-及PtCl4^2离子,制备了碳载型Pd—Pt—Ag空壳纳米催化剂．催化剂中不同Pd和Pt比例可通过控制前驱体溶液中的金属浓度方便实现．将得到的二元及三元空壳纳米催化剂用于甲酸电氧化,发现pd2．6Pt0．4Ag／C表现出了最佳的电催化活性,初步归因于表面活性位的增加及合金协同效应．     

Ag/AgBr/PMo-PV多孔材料的制备及其在光降解甲基橙染料中的应用

光催化降解染料废水作为安全的、环境友好的技术越来越受世人关注,但目前研究制备的光催化剂仍存在性能不稳定且难以高效再生等亟待解决的难题.基于此,以聚合紫罗碱(polyviologens,PV)和磷钼酸(H3PMo12O40,HPMo)为原料合成了磷钼酸-聚合紫罗碱(PMo-PV)复合材料,并将其作为载体负载Ag/AgBr催化剂,用于光催化降解甲基橙染料.由该法制备的Ag/AgBr/PMo-PV催化剂具有较高的比表面积和丰富的介孔结构,在光催化降解甲基橙反应中活性优于Ag/AgBr催化剂和商业TiO2P25催化剂,而且该催化剂在含有H2O2条件下多次重复反应后仍保持着很高的活性,其重复稳定性远大于Ag/AgBr催化剂.     

氮杂石墨烯负载钯的制备及其在Suzuki偶联反应中的应用

以廉价的尿素和氧化石墨烯(GO)为原料,在水热处理下得到氮杂石墨烯(NRGO).再利用液相氢气还原法,在氮杂石墨烯表面负载纳米钯颗粒,制得氮杂石墨烯负载的钯催化剂(Pd/NRGO).将其应用到Suzuki碳碳偶联反应中,表现出明显优于普通活性炭负载的Pd催化剂的催化活性.催化剂用量为0.023%Pd,温度为80℃,反应0.5 h,溴苯转化率在99%以上.催化剂稳定性好,甚至还能催化难度更大的氯苯转化.1     

棒状TiO_2负载Ru催化苯选择性加氢反应

以不同焙烧温度的TiO_2纳米棒为载体,采用化学还原浸渍法制备Ru/TiO_2催化剂。利用X线衍射(XRD)、H_2化学吸附、扫描电子显微镜(SEM)和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段表征催化剂的物理化学性质,并考察催化剂在苯选择性加氢反应中的催化性能。结果表明:焙烧温度并未改变TiO_2的晶型结构及形貌,但随着载体焙烧温度的升高,Ru粒子的分散度减小,从而使Ru/TiO_2催化剂的活性降低;同时,随着Ru/TiO_2催化剂酸量的减小,环己烯吸附量减小,环己烯的选择性提高; 700℃焙烧的TiO_2负载的Ru催化剂上环己烯收率最高(41%)。     

焙烧温度对TiO_2纳米纤维的组成及其载铂催化剂对甲醇电化学氧化活性的影响

采用静电纺丝技术及随后的高温焙烧制备了不同晶相组成的TiO_2纳米纤维(TiO_2NFs),再经浸渍还原将Pt纳米颗粒负载于其表面,得到Pt/TiO_2纳米纤维催化剂(PT-x,x为焙烧温度).通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线能量散射谱(EDS)等测试手段对样品的晶相、微结构和化学组成进行了表征.测试结果表明,随着焙烧温度的升高,TiO_2纳米纤维中金红石相含量相应增大,550℃下焙烧获得的TiO_2纳米纤维中金红石含量为2.67%.所制备的催化剂中,Pt负载量均大约为20%,Pt纳米颗粒均匀地分布于TiO_2纳米纤维表面,其中PT-550所负载的Pt纳米颗粒最小.电化学测试结果表明,PT-550催化剂具有较好的催化甲醇氧化活性、抗CO中毒能力和稳定性.     

碳纤维负载TiO2纳米管的制备及其光催化性能

通过水热法在碳纤维表面负载TiO_2纳米棒,再对其进行碱处理得到TiO_2纳米管在碳纤维表面均匀分布。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和X射线衍射光谱对复合材料进行表征,并对其光催化性能进行测定。实验结果表明:制备得到的TiO_2纳米管为锐钛矿型,其外径、内径和管壁厚度分别约为8.6,5.1和1.8 nm,碳纤维表面负载的TiO_2纳米管层厚度为9.3μm。该复合材料对亚甲基蓝具有较好的光催化效果和稳定性。     

CNx 纳米纤维负载Pd电催化剂对甲酸的电催化氧化

首先在高氯酸体系中,采用简单的直接混合反应法制得含氮导电聚合物聚苯胺纳米纤维,接着通过在不同温度下煅烧聚苯胺制得了含氮的碳纳米纤维(CNx),实验结果表明在800 ℃下热处理可以得到较好的CNx纳米纤维,其直径约为60～100 nm,长度达到1 μm.然后以其为载体采用液相化学还原法,制备了Pd/CNx催化剂,考察其对甲酸氧化的电催化活性和稳定性.结果表明,与传统的Vulcan XC-72载体相比,所合成的Pd/CNx催化剂对甲酸氧化表现出了较好的电催化性能.