碳纳米管负载Mo-Co-S加氢脱氮催化剂研究

用多壁碳纳米管(简写为CNTs)作载体制备负载型Mo Co S催化剂,x%MoiCoj/CNTs(x%为质量百分数),以乙腈和吡咯的加氢脱氮(HDN)作为探针反应,考察它们在该类催化剂上加氢脱氮的反应化学行为,并与γ Al2O3 和活性炭(AC)分别负载参比样作比较研究.实验发现,在583 K,0.1 MPa,CH3CN/H2 =2.3/97.7(mol/mol),GHSV=2 200 mL(STP)·h-1·(g catal.)-1的反应条件下,在7.2%Mo3Co1/CNTs催化剂上,所观测乙腈 HDN的比反应速率达到 0.51μmol CH3CN·s-1·(mmol Mo)-1,是γ Al2O3 和AC分别负载相同Mo3Co1 载量催化剂的1.46和1.76倍,相应各自最佳Mo3Co1 载量催化剂的1.89和2.55倍.相似的反应化学行为在吡咯 HDN反应中也观测到.对比研究表明,用 CNTs代替γ Al2O3 或AC作为催化剂载体并不导致所负载Mo3Co1 催化剂上乙腈或吡咯HDN反应的表观活化能发生明显变化.H2 TPR研究揭示,与γ Al2O3 或AC负载的体系相比,CNTs负载催化剂具有较高的可还原性:不仅表现在其还原所需温度较低,还表现在较高的还原“比耗氢量”,后者暗示有较多的高价 Mon+ 物种可被还原至具催化活性的较低价态(Mo4+);在另一方面,CNTs载体对H2 优异的吸附活化性能可期在工作态催化剂表面营造较高氢稳态浓度的表面氛围;这两方面的因素都有助于乙腈或吡咯加氢脱氮反     

碳纳米管负载Mo-Co-S催化剂的能谱研究

碳纳米管负载的Mo-Co-S加氢脱硫催化剂,其对噻吩的HDS在一定的反应条件下显示出比常规载体γ-Al2O3或SiO2负载催化剂更高的催化活性;从能谱(XPS)表征的角度研究探讨了该类催化剂反应活性高的原因,并结合H2-TPR,H2-TPD等谱学表征的结果,讨论了CNTs载体的促进作用本质.     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

碳纳米管负载合成气制低碳醇Co-Mo-K硫化物基催化剂

用自行制备的多壁碳纳米管(CNTs)作为载体,制备一类负载型CNTs促进Co-Mo-K硫化物基催化剂,x%CoiMojKk/CNTs(x%为质量百分数).实验发现,在2.0 MPa、593 K、V(CO):V(H2):V(N2)=45:45:10、GHSV=2 400mLSTP.h-1.g-cat.-1的反应条件下,在11.6%Co1Mo1K0.6/CNTs催化剂上,所观测低碳醇合成的比反应速率达到0.77μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1,是AC和-γAl2O3分别负载各自最佳Co-Mo-K摩尔组成及相应负载量催化剂(50.3%Co1Mo1K0.8/AC和26.1%Co1Mo1K0.8/γ-Al2O3)上这个值(分别为0.23和0.27μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1)的3.35和2.85倍.对比研究显示,用CNTs代替常规载体AC和-γAl2O3并不引起所负载Co1Mo1K0.6硫化物催化剂上低碳醇合成反应的表观活化能发生明显变化.与AC或-γAl2O3负载的参比体系相比,CNTs负载的催化剂更易于在较低温度下还原活化,并促使工作态催化剂表面催化活性Mo物种(Mo4+)在总Mo量中所占份额明显提高;在另一方面,CNTs负载的催化剂展现出对H2更强的吸附活化能力,有助于在工作态催化剂表面营造较高稳态浓度吸附氢的表面氛围,于是提高了表面加氢反应的速率;这些因素对低碳醇合成反应活性的提高都有重要贡献.     

Co修饰碳纳米管促进的Cu-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇

利用微波助多元醇化学还原沉积法,制备一类Co修饰的多壁碳纳米管(CNT)基复合材料(y%Co/CNT),进而用其作为添加剂,制备共沉淀型y%Co/CNT促进的Cu-ZrO2催化剂,CuiZrj-x%(y%Co/CNT).Co对CNT的修饰明显地提高了该催化剂对CO2加氢制甲醇的催化活性.在Cu1Zr1-10%(4.3%Co/CNT)催化剂上,5.0 MPa,513 K,V(H2)/V(CO2)/V(N2)=69/23/8,GHSV=8 000 mL/(h·g)的反应条件下,CO2加氢的转化频率(TOF,即单位时间(s)内在单个表面活性金属Cu0位上CO2加氢转化的分子数)达2.89×10-3s-1,是相同条件下非促进的原基质Cu1Zr1和单纯CNT促进的对应物Cu1Zr1-10%CNT上这个值(2.36×10-3s-1和2.40×10-3s-1)分别的1.22和1.20倍;在CO2加氢产物中甲醇的C-基选择性为～92%,时空产率达176 mg/(h·g-cat.).催化剂的表征研究显示,Co修饰CNT促进的催化剂对H2优良的吸附活化性能对CO2加氢转化频率(TOF)的显著提高起着重要作用.     

微波法制备碳纳米管负载ZnCdS纳米粒子及其光催化性能

用微波法制备了碳纳米管负载ZnCdS纳米复合材料(ZnCdS/CNTs).通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为25 nm六方纤锌矿结构的ZnCdS纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面.ZnCdS/CNTs纳米复合材料在可见光下光催化降解甲基橙和罗丹明溶液.结果表明:催化剂用量为0.02g/L条件下,对初始浓度均为100mg/L的甲基橙和罗丹明溶液进行可见光光照50min后,降解率分别达到97%和96.7%;催化剂重复使用3次后,光照50min后甲基橙和罗丹明的降解率仍可达到92%和91%.     

CO_2加氢制甲醇用碳纳米管促进的高效新型CuO-ZnO-ZrO_2基催化剂

用一种金属Co修饰多壁碳纳米管基复合材料(y%Co/CNT)作为促进剂,制备一种高效新型的y%Co/CNT促进CuO-ZnO-ZrO2基催化剂(记为CuiZnjZrk-x%(y%Co/CNT)),考察其对CO2加氢制甲醇的催化性能.实验结果显示,在组成经优化的Cu8Zn2Zr5-10%(4.5%Co/CNT)催化剂上,5.0 MPa,523 K,V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=69∶23∶8,GHSV=25 000 mL/(h.g)的反应条件下,CO2加氢的转化频率达4.99×10-3s-1,分别是相同条件下非促进的原基质Cu8Zn2Zr5和单纯CNT促进的对应物Cu8Zn2Zr5-10%CNT上的相应值(4.31×10-3和4.64×10-3s-1)的1.16和1.08倍;催化剂的表征结果显示,金属Co修饰CNT促进的催化剂对H2优良的吸附活化性能对CO2加氢转化频率(TOF)的显著提高起主要作用.在CO2加氢产物中甲醇的C-基选择性达97.9%,单程时空产率为699 mg/(h.g),具有实用前景.     

羟基磷灰石/碳纳米管复合生物材料的制备与表征

为了赋予碳纳米管(CNTs)表面良好的生物性能,拓展CNTs在硬组织生物材料及组织工程支架材料中的应用,采用化学共沉淀和水热后处理法宏量制备了羟基磷灰石(HA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过调节制备过程中浓硝酸纯化的MWCNTs加入量,考察不同MWCNTs含量的HA/MWCNTs复合材料的结合形式.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征结果表明,当ω(MWCNTs)＝15%时,MWCNTs表面均匀地包覆了一层由纳米HA晶粒紧密相连的膜层,在此情况下MWCNTs与纳米HA形成最佳结合状态.体外细胞培养实验表明,制备的HA/MWCNTs复合材料具有良好的生物相容性.     

碳纳米管作为低碳醇合成CoMo-基催化剂的高效促进剂

用自行制备的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为促进剂,制备一类共沉淀型MWCNTs促进Co-Mo-K氧化物基催化剂.实验发现,该类催化剂对CO加氢生成低碳醇显示出高的转化活性和生成C2～9-醇(尤其辛醇)优良的选择性;在所制备的Co1Mo1K0.05-12%MWCNTs催化剂上,5.0 MPa、563 K、V(H2)/V(CO)/V(N2)=60/30/10、GHSV=8 000 mLsTP·h-1·g-cat.-1的反应条件下,C1～9-醇和DME的时空产率合计达308 mg·h-1·g-cat.-1,是相同反应条件下不含碳纳米管的对应物(Co1Mo1K0.05)上这个值(199 mg·h-1·g-cat.-1)的1.54倍;水煤气变换副反应明显地受到抑制;产物碳链偏离Schulz--Flory分布律;在总醇醚产物中,C2～9-醇 DME的质量百分数合计约占95%,展示其作为油品添加剂或代用合成燃料的潜在应用前景.     

多壁碳纳米管苯胺复合材料的制备及其性能研究

采用共混法制备了多壁碳纳米管苯胺复合材料(MWCNT-ANCTC),通过红外光谱分析了该复合材料的可能反应机理;本文还对该复合材料的荧光性质进行了测定,并对影响其荧光强度的因素及原因进行了讨论.另外发现该复合材料膜能促进电子的转移,对Cu2+有特殊的响应,这将使得该复合材料在Cu2+的定性定量检测领域有很好的应用前景和价值.     

器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂的催化裂化柴油加氢性能研究

考察了放大制备的器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂的催化裂化柴油的加氢脱硫（HDS）、加氢脱氮（HDN）性能，并与传统的器内预硫化的MoNiP/γ-Al2O3催化剂作对比。结果表明，在氢压为8.0 MPa，氢油体积比为570，反应温度为310℃，体积空速为1.9 h^-1的条件下，器外预硫化催化剂的加氢脱硫性能和加氢后柴油的十六烷值提高值均与器内预硫化催化剂基本相当，而其加氢脱氮性能略低。X射线衍射（XRD）与高分辨透射电镜（HRTEM）分析表明，器外预硫化催化剂的MoS2活性相对并不完善，导致其加氢性能以及加氢脱氮活性相对较低。     

Co—Mo系加氢脱硫催化剂活性中心的动态氧吸附表征

本文用室温动态氧吸附量表征了不同Co～Mo系HDS催化剂活性中心的浓度,与它们的HDS活性比较,看到HDS活性k_(HDS)与室温动态氧吸附量间有较好的对应关系,说明了这种方法可作为实用的HDS活性评价方法。     

负载型纳米TiO2复合载体催化剂及其HDS活性研究

采用溶胶－凝胶法在γ-Al2O3上制备出负载型纳米TiO2，负载活性组分Co和Mo，对其进行了噻吩HDS活性评价，并与国产工业HDS催化剂T205进行比较，并提出负载纳米TiO2为半球模型。     

纳米晶Ni-Mo-Fe催化阴极的制备与表征

利用射频磁控溅射的方法制备了纳米晶Ni-Mo-Fe合金薄膜,并将其作为太阳能光电化学制氢阴极催化膜.采用XRD、EDS对膜的晶型、成分进行了表征.用稳态极化曲线对膜的析氢电化学特性进行了测试.结果表明:在较高的工作压强、较高的衬底温度和较小的靶距下沉积的膜有较好的电化学性能,晶粒的细化、膜中Mo含量的增加及Ni含量的减少有助于析氢催化活性的提高.     

介孔催化剂的制备表征及在合成气制低碳醇中的应用

采用真空浸渍法制备了一系列修饰有ZrO_2的介孔Al_2O_3负载的CoCu双金属介孔纳米复合催化剂.对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、N_2吸脱附实验(BET)和H_2-程序升温还原表征(H_2-TPR),系统考察了催化剂的物相结构、比表面积、孔结构以及H_2还原性能.并将催化剂用于合成气制备低碳醇的反应中,发现此催化剂具备良好的CO加氢活性和低碳醇选择性,这主要是由于催化剂具有高比表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分.     

光电催化中Pt／C阴极催化剂的制备与表征

采用浸渍法制备了阴极Pt/C催化剂,用XRD和TEM对催化剂中铂晶粒大小及分布进行了表征,并考察了载体的预处理、pH值、还原剂和稳定剂的用量对Pt/C催化剂活性的影响,又考察了不同载铂量的催化剂对苯酚降解效果的影响.结果表明:以未处理的导电碳黑作载体,较适宜的制备条件为70℃、0.3g稳定剂、9 mL甲醛和中性介质,铂质量分数为1.0%的Pt/C催化剂的催化活性最好,平均粒径约5.0 nm且分布均匀.     

膨润土负载ZnCl2固体酸的制备与表征

以膨润土为原料,采用无水浸渍法制备了ZnCl2固体酸催化剂,研究了其制备条件对乙酰水杨酸合成反应催化性能的影响,对催化剂进行了表征,同时对合成反应进行了优化实验.结果表明,当用10%HCl浸泡过夜、负载5.0 mmol/gZnCl2、550℃下焙烧活化3 h及固体酸用量5%时,水杨酸和乙酸酐投料量为1∶2,反应温度为80~90℃,乙酰水杨酸产率可达96.6%,催化剂可重复使用.     

Mo-Co催化剂活性组分的负载顺序及浸渍溶剂的优化

对碳纳米管负载的Mo-Co基加氢脱硫催化剂进行了负载顺序和浸渍溶剂的优化,结果显示以水为浸渍溶剂,采用先浸渍Co,经干燥、焙烧后浸渍Mo此负载顺序制备的催化剂,其对噻吩的HDS活性在一定的反应条件下具有最佳值.