紫外光促进电子迁移对Pt/TiO2催化剂CO催化氧化性能的影响

为了提高CO催化氧化性能,将Pt/TiO₂催化剂在液相中进行紫外照射预处理以增加电子-空穴迁移速率,诱导Pt颗粒长大,然后制备不同UV照射时间的Pt/TiO₂催化剂,测试样品的催化性能和氧化能力,表征样品表面的活性颗粒直径、金属分散度和元素价态,并利用原位红外光谱研究CO催化反应机理的变化。研究结果表明,制备的Pt颗粒直径为1～2 nm,经过8 h UV预处理的Pt/TiO₂催化剂颗粒直径最大,Pt⁰含量增加,且具有最佳的CO催化性能,CO的完全转化温度降低了约45℃,活性位点的TOF提高15倍。通过对反应机理的分析发现,UV照射能减少副反应发生,提高CO转化率。     

CuO/CeO2催化剂在温度变动过程中的CO-PROX催化性能

采用浸渍方法制备不同Cu/Ce原子比的CuO/CeO₂催化剂,用于富氢气体中CO优先氧化反应(CO-PROX),考察其在温度变动情况下的催化性能. 利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)方法对反应前后催化剂样品进行了表征. XRD测试表明,催化反应后的催化剂中有金属Cu0生成. 这与文献结果一致. 与不含CO₂的情况比较,当模拟富氢气体中含有CO₂时,低温段催化活性明显下降. Cu/Ce原子比为10%的催化剂在温度变动过程中具有较稳定的催化性能.      

不同载体Pt基整体式催化剂对氢气低温反应性能的影响

以H型分子筛-5(hydrogen zeolite sieve molecular-5,HZSM-5)和氧化物(Al₂O₃、TiO₂和SiO₂)涂层为载体、堇青石蜂窝陶瓷为基体、贵金属铂(Pt)为活性组分,制备了Pt/载体/堇青石整体式催化剂.利用XRD、SEM、TEM和XPS等表征手段,对催化剂的结构与性质进行了分析.探讨了在氢气体积分数为2.5%的环境中,不同载体、不同Pt负载量对氢气低温催化燃烧反应性能的影响.研究结果表明：以HZSM-5为载体的整体式催化剂性能最优,这与催化剂活性层黏结性良好、Pt在该载体上的分布良好及其粒径均匀有关;以SiO₂为载体的催化剂性能最差,测试显示这种载体上Pt⁰种类含量最少,且Pt负载不牢;Pt负载量为0.01 g·L^-1时,Pt/HZSM-5/堇青石整体式催化剂的催化活性较好;Pt负载量为0.05 g·L^-1及以上时,整体式催化剂均能在室温下快速起燃,并实现氢气转化率为10...     

负载型Au/Al2O3系列催化剂的研究进展

负载型金催化剂作为一种新型催化剂,它优异的催化氧化性能引起越来越多化学工作者的关注.Au/Al₂O₃是催化剂制备中大量使用的典型氧化物载体.综述了近年来以Au/Al₂O₃为载体的系列Au/Al₂O₃催化剂的制备方法、催化性能及其活性中心结构的研究状况和发展趋势,讨论的主要反应包括CO低温催化氧化为CO₂、汽车尾气净化、含卤有机化合物的消除和甲烷催化燃烧.     

Co改性α-MnO2催化剂低温同时脱硝脱氯苯活性研究

采用一步水热法制备α-MnO₂以及Co改性α-MnO₂催化剂(MnCo_βO_x,β为Co与Mn的摩尔比),通过NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)和氯苯(CB)催化氧化反应(CBCO)测试催化剂单独脱硝、单独脱氯苯以及同时脱硝脱氯苯的活性,并考察催化剂的稳定性。结果表明：β=1.0的MnCo_1.0O_x催化剂催化性能最佳,在150～250℃温度区间内的催化活性有明显提高,NO转化率和CB脱除效率分别增加了约19%和12%。同时通入NH₃、NO和CB时,MnCo_1.0O_x催化剂在200～300℃内NO转化率和CB脱除效率分别达到94%和82%以上,并且发现CB的存在能够抑制NO催化还原反应的进行,而NH₃和NO的存在能够提高CB催化脱除效率。250℃稳定性测试结果表明MnCo_1.0O_x催化剂在长达12 h的...     

PdNi/C低温高效催化湿式氧化无害化处理氨氮废水

氨氮废水对环境的危害日益严重,催化湿式氧化技术能高效无害化处理氨氮废水,但现有催化剂工作条件苛刻.采用化学还原法制备2%Pd1%Ni/C双金属催化剂,并考察了其氨氮废水催化湿式氧化性能.结果表明:Pd和Ni的结合使得PdNi/C催化剂在更低贵金属用量的前提下,比相对应的单贵金属催化剂(Pd/C)具有更优的催化性能,尤其是低温催化性能.在每千克催化剂每小时处理约33 L模拟废水(氨氮的质量浓度为1 000 mg/L,pH=12)及反应压强为2 MPa处理3 h的条件下:在140℃时,2%Pd1%Ni/C催化剂能催化氧化脱除废水中99.0%的氨氮,且N_2选择性为90.5%;而3%Pd/C和3%Ni/C催化剂的氨氮转化率仅分别为86.4%和50.6%;即使在120℃的温和条件下,采用2%Pd1%Ni/C催化剂也能脱除80%以上的氨氮.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO程序升温还原(CO-TPR)对PdNi/C催化剂进行表征,结果表明Pd和Ni之间的协同作用调变了催化剂的亲氧性能,进而提高了氨氮转化率.     

V2O5/ZrO2-Al2O3催化甲醇选择性氧化合成二甲氧基甲烷

采用浸渍法制备了V₂O₅质量分数不同的V₂O₅/Al₂O₃催化剂,采用Zr对Al₂O₃载体进行改性并应用于催化甲醇选择性氧化制备二甲氧基甲烷(DMM)的反应中。经X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)和NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)表征分析,结果表明:与单一Al₂O₃负载的钒基催化剂相比,Zr改性提高了钒氧化物的分散性与稳定性,加强了催化剂中各组分间的相互作用,有效调变了催化剂的酸性和氧化性,进而提高了DMM的选择性。考察了反应条件对甲醇选择性氧化制备DMM的影响,最佳反应温度为175 ℃,经20%V₂O₅/12%ZrO₂-Al₂O₃催化氧化,甲醇转化率为27.9%,DMM选择性为99.9%。     

沉淀pH值对Pd-Cu/羟磷灰石室温CO氧化催化性能的影响

通过控制沉淀p H值分别为8、9、10,采用沉淀法合成了3种羟磷灰石（HAP-8、HAP-9、HAP-10）载体,利用浸渍法制备了相应的Pd-Cu/HAP催化剂（PC-8、PC-9、PC-10）,并考察了其室温CO氧化催化性能。通过N₂-物理吸附、XRD、FT-IR、H₂-TPR、CO₂-TPD和TEM对载体和催化剂的结构性质进行了表征。结果表明,采用沉淀法制备的载体以及相应催化剂的结构性质受沉淀p H值影响较大。与HAP-8和HAP-10相比,HAP-9载体具有较大的比表面积和孔容、较好的晶体结构以及更多的表面羟基,从而致使PC-9催化剂含有较多与Pd相互作用较强的活性Cu₂Cl（OH）₃物种和适宜强度的表面碱性位点,因而表现出较高的室温CO氧化催化性能。     

LaAl0.5Ni0.5O3钙钛矿的制备及其对甲烷干重整的催化性能

采用硬模板法制备比表面积大的介孔LaAl_1-xNi_xO₃钙钛矿催化剂,将其用于碳中和甲烷干重整领域,研究不同温度下的反应活性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、热重分析(TGA)对制备的催化剂进行表征。结果表明:LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂在反应过程中表现出了最优异的活性与稳定性。在反应温度为750 ℃,空速GHSV=36 000 mL/(g·h)的反应条件下, CH₄与CO₂的转化率分别达到69.8%和81.5%,经25 h稳定性测试后CH₄与CO₂的转化率仅分别降低2.7%和3.3%。这是由于在H₂-Ar混合气还原过程中,LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂获得了比LaAl_0.7Ni_0.3O₃催化剂更多的Ni活性位点,同时获得了比LaAl_0.3Ni_0.7O₃催化剂更优异的抗烧结、抗积碳性能。     

助剂对负载型金催化剂催化氧化甲醛的影响

采用等体积浸渍法制备了3种不同助剂的Au/Fe Ox/Al2O3、Au/Ce O2/Al2O3、Au/Ti O2/Al2O3纳米金复合催化剂,其中Au负载量为1%(质量分数).利用XRD、BET和透射电镜(TEM)技术对催化剂进行表征,并通过室温催化氧化甲醛进行活性评价.结果表明:在3种不同助剂的复合催化剂中,Au/Fe Ox/Al2O3、Au/Ce O2/Al2O3表现出较好的甲醛催化氧化活性.其中,1%Fe Ox为助剂的复合催化剂的甲醛完全转化率最高.     

电沉积制备铜基催化剂及其对CO2电还原的催化性能

为了提高铜基催化剂电还原CO₂的催化性能,以氮三乙酸(nitrilotriacetic acid, NTA)为添加剂,通过电沉积法制备了具有三维结构的铜基催化剂,该催化剂具有优异的电还原CO₂制备多碳(C2+)产物的选择性和活性.在–1.26 V vs. RHE (reversible hydrogen electrode)时,乙烯(C₂H₄)和C2+产物的法拉第效率(faradaic efficiency, FE)分别能达到44.0%和61.6%,此时总电流密度(current density)为12.3mA·cm^–2.此外,在NTA的作用下,运用电沉积法制备的Pd和Zn基催化剂具有良好的电还原CO₂为CO的性能,表明NTA作为添加剂在电沉积法制备金属催化剂方面具有一定的普适性.     

Pt/GAC催化剂的制备及催化氧化冷凝废水研究

以H2PtCl6·6H2O为前驱体,颗粒活性炭为载体,采用乙二醇还原法制备Pt/GAC催化剂,并用于催化氧化冷凝废水.实验结果表明,当催化剂活性组分Pt负载量为1.5%、焙烧温度为350 ℃、NaOH与Pt的物质的量的比为6∶ 1条件下制备的催化剂具有较高的催化活性,在反应温度40 ℃和常压条件下,催化剂投加量为13.33 g/L和反应时间为2 h,冷凝废水中85%以上的乙醇被氧化,而且催化剂重复使用6次后,冷凝废水中80%以上的乙醇可被氧化,其催化活性仍然达到80%以上.该种条件下制备的催化剂粒径约为5～15 nm,活性组分Pt以Pt0的形式在载体表面均匀分布.     

基于Pt-Ce-Ti催化剂的烧结烟气CO氧化性能研究

为减少烧结烟气中CO排放,采用浸渍法制备了一系列Pt-Ce-Ti催化剂,并在模拟的烧结烟气中测试了催化剂的CO催化氧化性能。首先,通过改变Ti O₂载体上Pt的质量分数,研究了Pt质量分数与催化剂活性的关系;其次,通过共浸渍掺杂和载体的形式,研究了CeO₂对催化剂活性的影响;然后,研究了催化剂的抗SO₂性能;最后,通过XRD,BET和XPS等表征手段研究了催化剂活性差异的机理。研究结果表明：催化剂活性随着Pt质量分数提高而提高;在Pt质量分数为0.1%的基础上以CeO₂为载体或微量掺杂,可以提高催化剂的活性,Pt_0.1%/TiO₂、Pt_0.1%/CeO₂和Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂催化剂在120℃活性分别为6.80%,84.84%和99.99%;Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂     

钯单原子负载氮掺杂碳催化剂的制备及其室温催化甲醛水溶液制氢性能

以高温热解金属有机框架生成的氮掺杂碳材料(CN)为载体，钯单原子(Pd₁)为活性组分，制备负载Pd₁的催化剂(Pd₁/CN)。使用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)对Pd₁/CN催化剂进行了结构和形貌表征，并评价了其在室温条件下催化甲醛产氢性能。结果表明：Pd₁/CN催化剂的制氢性能明显优于常规Pd纳米颗粒(NPs)和负载Pd纳米颗粒的Pd/CN。分析反应条件对产氢性能的影响发现，在1 mol/L NaOH和0.6 mol/L HCHO浓度下，Pd₁/CN催化剂30 min内的产氢量最高，可达54.5 mL,并表现出优异的循环稳定性。     

CO2加氢合成甲醇MOx/In2O3(M=Zn,Ga, Zr)催化剂的研究

氧化铟作为单一金属氧化物,可催化CO₂分子高选择性加氢合成甲醇。为进一步提升其催化性能,采用氧化物之间的相互作用对氧化铟催化剂掺杂改性的策略,使用初湿浸渍法制备了MO_x/In₂O₃(M=Zn, Ga, Zr)催化剂。通过热重分析、X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜对催化剂的结构和稳定性进行了讨论。实验结果表明,反应温度对催化活性有显著影响。所有催化剂的CO₂转化率随反应温度的升高而增加。特别地,甲醇的生成速率首先随反应温度的升高而增加,但当温度升高到330℃以上时开始降低。10%ZrO₂/In₂O₃催化剂的甲醇生成速率在330℃、3 MPa的反应条件下达到4.62 mol·h^-1·kg^-1,明显优于氧化铟催化剂。最后讨论了ZrO₂的加入对催化反应的增强作用。     

稀土元素Ce(La)促进的Pt/β催化剂上正庚烷的临氢异构化

采用共浸渍法制备稀土元素Ce、La修饰的Pt/Hβ催化剂,通过比表面积测定(BET)、X线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂进行表征,在连续流动常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明:催化剂中Ce或La的引入提高了正庚烷转化率,同时还在很大程度上提高了异构化产物的选择性。CePt/Hβ催化剂的最佳组成为Pt负载量(质量分数)0.4%,n(Ce)∶n(Pt)=5∶1,催化剂在230℃的反应温度下表现出很高的正庚烷转化率(61.5%)和异构化选择性(96.7%),明显高于相应的Pt/Hβ催化剂性能(50.6%和82.4%)。另外,在脱铝β沸石及预先负载杂多酸(磷钨酸)的脱铝Y沸石载体上也发现了Ce或La对其催化性能的促进作用。稀土元素Ce和La通过改善催化剂酸性和Pt分散度而起到了助催化作用。     

催化湿式氧化处理高质量浓度苯酚废水

采用自制锰铈氧化物稀土催化剂间歇式反应釜催化湿式氧化(catalytic wet air oxidation,CWAO)处理高质量浓度苯酚废水,研究催化剂粒径、反应温度、系统氧分压、配水苯酚质量浓度、催化剂投加量、配水pH值等参数对湿式氧化处理效果的影响.研究表明,催化剂粒径>200目时基本消除CWAO反应内扩散传质影响,较低温度下(100℃)CWAO可基本完全氧化处理苯酚废水,氧分压的提高仅加快了CWAO的反应进程,CWAO反应产生抑制与催化剂投加量和配水苯酚质量浓度之比相关,弱酸性条件最适于CWAO反应.催化剂失活的机理在于催化剂表面积碳.     

石墨烯负载铂催化剂对肉桂醛选择性加氢性能影响

用沉积-沉淀-水合肼还原法制备氧化石墨烯（GO）、石墨（graphite）、酸化石墨（graphite-H）负载的Pt催化剂,研究了它们对肉桂醛选择性加氢生成肉桂醇反应的催化性能,并对该催化剂进行多晶X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、N2 吸附和X射线光电子能谱表征.结果表明：3种制备的催化剂中,负载Pt后氧化石墨烯被水合肼还原生成还原氧化石墨烯（RGO）,具有最高的比表面积,表面Pt的含量较低,所得Pt颗粒的粒径最小,具有最高的肉桂醛转化率;RGO 含有较多的酸性含氧基团C-OH 及COOH,有利于肉桂醛的C=O吸附,因此Pt/RGO具有最高的肉桂醇选择性.此外,还考察了Pt/RGO 催化性能与温度、氢气压强、反应时间的关系.实验表明,最佳反应温度为85℃,时间为3h,H2 压力为2.0MPa.     

钐对SmxMn0.3?xTi催化剂NH3选择性催化还原NOx过程中N2选择性的影响

本文研究了Sm对Mn基催化剂NH₃选择性催化还原NO的改善作用。采用共沉淀法制备了一系列Sm_xMn_0.3?xTi催化剂(x = 0, 0.1, 0.15, 0.2和0.3)。活性测试表明,Sm_0.15Mn_0.15Ti催化剂在180?300°C条件下,NO转化率达100%,N₂选择性达87%以上。表征结果表明,Mn基催化剂中添加Sm,抑制了TiO₂和Mn₂O₃相的结晶,提高了比表面积和酸性,其中Sm改性催化剂的比表面积从152.2增加至241.7 m2·g?1。这些作用有利于提高催化活性。X射线光电子能谱(XPS)结果表明,Sm_0.15Mn_0.15Ti的Sm3+/Sm和O_β/O的相对原子比分别为76.77at%和44.11at%,添加Sm增加了表面吸附氧(O_β),降低了Mn4+的表面浓度;程序升温还原H₂(H₂-TPR)结果表明,Sm_0.15Mn_0.15Ti催化剂还原温度提高,H₂消耗量降低至0.3 mmol?g?1。Sm的引入降低了催化剂Mn4+表面浓度,使得该催化剂氧化还原性能降低,进一步抑制NH₃氧化和非选择性催化还原反应生成N₂O,从而提高了催化剂的N₂选择性。原位漫反射红外傅立叶变换光谱(DRIFTs)表明,Sm_0.15Mn_0.15Ti催化剂的NH₃-SCR反应主要遵循Eley?Rideal机制。Sm掺杂增加了Sm_0.15Mn_0.15Ti催化剂的表面吸附氧(O_β),降低了氧化还原性能,提高了Sm_0.15Mn_0.15Ti催化剂的NO转化率和N₂选择性。     

Al2O3-TiO2复合氧化物负载的钴基催化剂光热费托合成性能研究

选用Al₂O₃和TiO₂的复合物作为催化剂的载体,通过浸渍法合成了不同TiO₂含量(0%,5%,10%,15%)的负载型钴基催化剂,采用XRD、TEM、TPR、BET、UV-Vis、XPS、CO-TPD等技术对催化剂进行了表征,并考察了其光热催化费托合成性能。结果表明,含量较少的TiO₂是激发光催化反应的决定因素,引入紫外光照能够激发光生电子从TiO₂向金属钴转移,有利于反应物CO分子的解离活化,致使CO转化率大幅提升。产物分布方面,抑制产生CO₂,促进低碳数烷烃生成。当TiO₂含量为5%时,光照引起的CO转化率提升幅度最高,可达68.8%。此研究有助于理解光热催化费托反应体系中催化剂构效关系和反应过程。