新型纳米Ni催化剂催化氧化乙硫醇

在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,通过小的纳米粒子自组装,我们合成了具有纳米尺度直径和微尺度长度的纳米链.通过等离子体将该Ni纳米链处理,去除覆盖在其表面的PVP.得到的样品通过TEM、EDX、XRD等表征.本文并对Ni纳米链氧化乙硫醇的催化性能进行评价,结果表明,经过等离子体处理过的Ni纳米链的催化氧化乙硫醇性能优于其他的NiO催化剂.此外,我们也研究了催化剂的重复性效果.纳米粒子表面的性质在制备及应用过程中的重要性在此得到了验证,这些结果进一步表明纳米技术在催化领域具有潜在应用价值.     

催化材料的成型及力学性能研究

催化材料在工业生产中应用广泛,90%以上的化工产品都是通过催化反应制备出来的,而催化反应的关键就是催化材料,俗称催化剂。其中,应用到多相反应中的工业催化剂,因对机械强度有较高的要求,需将其原粉成型至特定几何形状、尺寸后使用,以便抵挡反应过程中因应力变化造成的冲击。成型方法、工艺条件、成型后颗粒的标准化机械强度测试,以及系统分析催化材料的力学性能,是催化剂生产中的关键环节。本文主要论述了催化材料的种类、成型方式、强度测试方法、力学性能分析,以及成型样品缺陷表征手段,并结合数据展示图,介绍了一种新兴的断层扫描(MicroCT)样品无损表面缺陷表征手段。     

碳纳米管内外管壁担载NiO催化剂的氧化还原及催化性能研究

采用不同处理方法对碳纳米管进行预处理,后通过超声浸渍法制备得到新型的催化剂:以碳纳米管为载体,将不同含量的活性金属Ni担载于碳纳米管内外管壁而制得催化剂.后采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和透射电镜(TEM)等表征技术对制得催化剂的表面形貌、还原性能等进行考察,并将催化剂样品用于CO2甲烷化反应中考察催化剂的催化性能.实验结果显示,催化剂金属Ni内担载在管内后,Ni的还原度和分散度有了提高,明显地提高了催化剂还原性能和催化性能.     

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.     

稀土催化剂(Ce、La)用于丙烷催化燃烧的研究进展

目的 挥发性有机物(VOCs)对人体健康和生态环境都有不良影响,已引发研究者的广泛关注。催化燃烧是处理VOCs的有效技术之一,具有去除效率高、无二次污染等优势。稀土元素Ce、La及其氧化物因特殊的理化性质常作为催化助剂或载体,在催化燃烧中起着重要作用。因此针对稀土催化剂(主要为Ce、La),综述了其在丙烷催化燃烧中的应用及相应的催化反应机制以及未来的发展方向。方法 通过对Ce基和La基催化剂在丙烷催化燃烧中的研究和应用进行综述,分析了稀土催化剂的反应机理及发展方向。结果 首先,Ce、La及其氧化物可调节催化剂的整体结构、形貌和比表面积等物理性质;同时,上述物质也可与催化剂内的其他金属相互作用,从而有效调控材料中的氧空位密度,最终增强对丙烷催化燃烧的反应活性。其次,CeO₂作为载体能与活性金属产生有赖于CeO₂形貌和晶面的金属-CeO₂相互作用,这会对催化剂的结构和性能产生极大影响。此外,也讨论了通过优化合成方法和表面改性所获得的La系钙钛矿催化剂在丙烷催化燃烧中的应用研究。结论 目前,稀土基催化剂的催化作用机制探索尚处于...     

锆基金属-有机骨架材料在异相催化中的应用

锆基金属-有机骨架材料(Zr-MOFs)具有优异的结构稳定性、高比表面积和孔道易于功能化等特点,被广泛应用于异相催化领域。从MOFs结构组成出发,简述了构建具有催化功能Zr-MOFs的4种策略,即构建不饱和Zr-Oxo节点、骨架侧链嫁接催化基团、后修饰法构筑催化基团和孔道负载客体活性物。讨论了不同位点构筑Zr-MOFs催化剂的优缺点,详细介绍了Zr-MOFs在有机催化反应中的应用。最后提出了Zr-MOFs催化剂面临的挑战及解决方案,以及对其进一步发展做出了展望。     

钒钛催化剂制备工艺参数对其表面结构与催化性能的影响

研究V2 O5/TiO2催化剂的制备工艺,如载钒量、煅烧时间、助催化剂和浸渍次数等,对催化剂表面结构及催化分解气相邻二氯苯的影响.采用漫反射紫外光谱(DRUVS)、X射线衍射(XRD)、BET等方法对催化剂进行表征.结果表明,随着载钒量的增大,催化剂表面活性物质含量增多,催化性能增强；延长煅烧时间会导致催化剂的团聚增加、比表面积减少,但有利于催化剂表面生成低聚态活性钒和V4+,从而提高其催化活性；添加助催化剂WO3和采用多次浸渍均能抑制活性钒的团聚,促进表面低聚态活性钒的分散；单聚和低聚钒酸盐是VOx/TiO2催化剂的活性物质,而高聚钒对催化分解气相邻二氯苯有抑制作用.     

天然纤维负载铂金属催化剂的光化学制备及其催化应用

设计并利用天然纤维(Natural cellulose,NC)实现了在温和反应条件下的K2[PtCl4]前驱体甲醇还原负载反应。还原产物铂原子纳米金属簇分布在NC表面及内部,从而获得了负载型催化剂Pt@NC。以扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱X射线光谱仪(EDS)以及红外光谱(FT-IR)等对Pt@NC催化剂的结构、组成和形貌进行了表征,紫外-可见分光光度法(UVVis)研究了其催化降解对硝基苯酚(4-NP)的性能。实验显示,在可见光照条件下,K2[PtCl4]前驱体能够被还原为Pt0原子并以原子簇的形式均匀分布在NC管腔表面。NC表面含氧基团能够作为作用位点将铂纳米团簇结构稳定地固定在NC表面。Pt@NC催化剂催化降解4-NP反应中,表观一级反应速率常数为0.19mim-1,显示出了较高的催化活性。     

双金属催化剂PtRh@Pt5/C的制备、表征及其在甲醇电化学氧化中的催化性能研究

以Pt5/C为基底,采用强迫沉积法得到Rh0.5@Pt5/C、Pt0.1Rh0.5@Pt5/C和Pt0.1Rh0.5Pt0.1@Pt5/C三种不同结构的沉积层,在400℃下焙烧4 h后制得了表面组成不同的PtRh@Pt5/C双金属催化剂.通过循环伏安法(CV)和X-射线衍射(XRD)对基底Pt5/C和催化剂进行了表征,并研究了他们在甲醇电化学氧化中的催化性能.结果表明,PtRh@Pt5/C双金属催化剂的催化活性和抗CO中毒能力明显优于基底Pt5/C,且表面组成对催化剂的活性影响很大,其中以"三明治"式沉积层焙烧后制得的催化剂(Pt0.1Rh0.5Pt0.1@Pt5/C)形成了微晶或非晶态的PtRh表面合金,对甲醇氧化的催化效果最好,甲醇在其表面氧化的峰电流密度提高了90%以上,氧化电势也降低了约30 mV.     

黑暗条件下Cu_2O/Ag_x复合催化还原Cr(Ⅵ)的研究

采用一步液相还原法合成了系列Cu_2O/Ag_x复合催化剂,使用X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、电子顺磁共振谱(EPR)等分析手段对样品进行表征和分析.结果显示,复合催化剂Cu_2O/Ag_x表面附着大量的纳米金属Ag,形成无数的纳米岛,使得样品的表面等离子体共振效应大幅增强,导致催化剂在紫外、可见和近红外光谱区域的光吸收非常强.在无超声分散、黑暗条件下Cu_2O/Ag_x催化剂可以有效地还原Cr(Ⅵ),其中Cu_2O/Ag_(0.15)样品的催化还原效率最高.当存在0.01 mol/L的柠檬酸缓冲液(pH 5.0)时,100 mg/L的Cr(Ⅵ)在黑暗下于30 min内被完全还原为Cr(Ⅲ).另外,对Cu_2O/Ag_x体系催化还原Cr(Ⅵ)的机理以及柠檬酸的作用进行了初步探讨.     

金属基体整体式阳极Al_2O_3催化剂上二氯甲烷的催化燃烧

通过水热和焙烧处理将板状多孔阳极Al_2O_3材料制备成一种金属基体整体式催化剂材料,在无活性组分负载的情况下直接将其作为催化剂,考察其在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能。通过与商业γ-Al_2O_3的对比研究,重点考察水热处理条件对催化剂活性和耐久性的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、热分析(TG)和X线衍射仪(XRD)等对样品的结构和理化特性进行表征。结果表明:水热处理在增大样品比表面积的同时,增加了表面酸浓度和亲水性。与商业γ-Al_2O_3在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能相比,水热处理的样品在低温下产生了更多的HCl,并显示出更加优异的耐久性。     

BiOBr/ZnFe2O4磁性纳米复合材料的制备与其光催化性能的研究

利用水热法分别合成了BiOBr、ZnFe₂O₄纳米晶体和BiOBr/ZnFe₂O₄磁性纳米复合材料.通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)分析了三种样品的结构和微观形态.分别以其为光催化剂,通过紫外-可见分光光度计(UV-3600)对有机污染物四环素(TC)的催化降解过程进行了记录,对三种样品的催化性能进行对比研究,并利用振动样品磁强计(VSM)对其磁学性能进行分析.结果表明,三种催化剂均能够有效降解有机污染物TC,BiOBr/ZnFe₂O₄磁性纳米复合材料的催化性能最强,并且可以进行磁回收,循环5次后仍保持优异的光催化性能.这项研究为光催化剂的性能优化提供了独特的思路,并在有机废水的处理方面具有广泛的应用前景.     

合成反应时间对ZnIn2S4光催化制氢性能的影响

在无模板、无催化剂、无表面活性剂的条件下,用溶剂热法合成了ZnIn2S4光催化剂.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱分析等技术对样品进行了表征,研究了合成反应时间对ZnIn2S4催化剂晶体结构、形貌、光学性质及催化性能的影响.结果表明:ZnIn2S4微球由大量的纳米薄片组成,呈现出花瓣状结构;缩短合成反应时间导致ZnIn2S4晶粒变大,同时样品的稳定性增加,产氢速率增大;ZnIn2S4的催化性能随着合成反应时间的延长而下降;合成反应时间为1 h时制备的样品具有最佳的光催化制氢活性,产氢率达745.8μmol/(h.g).     

配位体在Ⅷ族金属催化硅氢加成反应中的作用

Ⅷ族金属催化硅氢加成反应，广泛应用于含Si-C键单体的制备及聚合物的交联。本文综述了在硅氢加成反应中，高分子负载以铂为代表的Ⅶ族金属催化剂的结构组成、配位载体的种类、催化剂的催化性能、催化机理及该催化剂在硅氢加成反应中的应用。     

单原子催化剂在环境催化中的应用

单原子催化剂是金属以单原子形式负载到载体表面的一种新型催化剂.由于独特的电子结构、几何构型及最大化的原子利用率,单原子催化剂在多种重要催化反应中展现了优异的活性和选择性,其应用和机理研究成为研究的热点和前沿.文章主要综述了近年来单原子催化剂的发展过程、制备方法及其在环境催化领域中的应用,并在文献的基础上做了一定的展望.     

磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展

将磺酸基团引入到固体载体表面制备磺酸型固体酸以替代传统的硫酸催化剂.对磺酸型固体酸催化剂的制备和应用研究进展进行了综述.介绍了在中孔硅分子筛(如MCM41、SBA15)、中孔炭分子筛(如CMK3、CMK5)、半炭化炭材料、炭纳米管等载体上引入磺酸基团的方法和其中一些催化剂的催化性能,探讨这些制备方法和所制得催化材料的优点和存在的问题.     

VOCs催化反应过程与反应机理研究现状

论述了挥发性有机污染物(VOCs)催化反应过程机理研究的现状,包括催化剂的表征、催化过程研究方法以及不同的研究体系。催化剂表征使用原位技术以及X射线吸收精细结构(XAFS)方法可以更好地阐述催化剂在催化过程中的作用与机制。催化过程研究主要包括催化反应动力学模拟(Power-rate Law、Mars-van Krevelen Model、Langmuir-Hinshelwood),反应产物监测(原位红外技术、原位核磁技术、暂态技术、同位素示踪技术),量子化学计算等。其中,反应动力学是使用较为广泛的研究催化反应机制的技术之一。反应产物监测可以得到直观的认识,获得了广大学者的关注。量子化学计算只作为论证。     

聚苯乙烯(ps)微球化学镀制备及其产氢性能研究

采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯(ps)微球,利用其轻质的优点和Ni-B合金优异的催化性能,并结合化学镀的方法制备磁性ps/Ni-B催化剂.利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征ps/Ni-B催化剂的表面形貌、组成.研究了ps/Ni-B作为催化剂水解碱性NaBH4溶液产生氢气的速率,以及压力和循环次数对产氢速率的影响.结果表明,以1.2 mL 的化学镀液制备的ps/Ni-B催化剂,具有较高的催化性能,且可实现重复利用.     

V_2O_5-WO_3/TiO_2 SCR催化剂的钙中毒机理研究

SCR(selective catalytic reduction)催化剂容易发生钙中毒而导致其催化活性下降.将商业SCR催化剂浸渍在3种不同前驱体溶液(Ca Cl2、Ca(NO3)2和Ca SO4)中进行了钙中毒研究.采用脱硝催化评价装置、X射线衍射分析(XRD)、氮气吸脱附分析(BET)和氨气吸脱附分析(NH3-TPD)等对中毒后的催化剂和新鲜催化剂进行了催化活性、酸性位酸量、比表面积与孔结构等测试.结果表明,经过3种前驱体溶液中毒处理的催化剂,其活性均出现了明显的下降.其中Ca Cl2和Ca(NO3)2主要中和催化剂表面较强酸性位点;而Ca SO4是通过中和催化剂表面较强酸性位的同时,会堵塞催化剂表面孔道,引起SCR催化剂比表面积、孔体积下降.Ca Cl2和Ca(NO3)2导致的催化剂总酸量下降及Ca SO4导致的催化剂比表面积下降与前驱体溶液浓度之间的关系满足指数衰减模型.     

纳米片状CuCo2O4的合成及析氧性能研究

调控催化剂形貌和结构,优化表面特性,是提高催化性能的重要策略.通过水热合成铜钴双氢氧化物(CuCo LDH)前驱体,再经高温热解制得交叉连接片状CuCo₂O₄催化剂.该催化剂的粗糙表面和片层间隙有利于电解质的充分扩散吸附;其表面O缺陷能调节相邻金属位点价态,并能提高导电性,适合用于电化学催化.优化元素组成所制备CuCo₂O₄-1具有良好碱性析氧反应(OER)催化活性,在1 mol·L^-1 KOH电解质中,电流密度为100 mA·cm^-2时的过电位(η)为362 mV,OER塔菲尔斜率为112.2 mV·dec^-1,经过50 h的计时电位测试,η保持稳定,也显示出良好催化稳定性。为碱性OER电催化剂的设计提供了可行方案.