非晶态合金Ni-Fe-B的制备及其催化活性

采用液相还原法合成了一系列非晶态合金Ni-Fe-B,考察了铁物质的量比、反应温度和表面活性剂对非晶态合金Ni-Fe-B的物相、形貌以及催化活性的影响。借助X射线粉末衍射、透射电镜对产物进行了表征分析。以NaBH4的催化水解制氢作为探针反应,对所得非晶态合金Ni-Fe-B的催化活性进行了评价。研究结果表明:所得产物Ni-Fe-B具有相对稳定的非晶态物相结构,铁物质的量比的升高,促使产物向晶态化转变。当铁物质的量比为0.5,反应温度为333 K时,所得Ni-Fe-B的催化活性最高,产氢速率可达1.70 mL/min。非离子型表面活性剂辅助所得非晶态产物的粒径小、分散度最高,催化活性进一步增强,产氢速率可提高到1.98mL/min。     

三元双金属非晶态合金Co-Ni-B制备及其对氨硼烷的催化水解释氢

以CoCl_2、NiCl_2及NaBH_4分别作为Co、Ni和B源,通过改变原料物质的量配比和加入不同类型表面活性剂,采用温和的液相还原路线制备了系列三元双金属非晶态合金Co-Ni-B。借助X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)等,确定了产物的物相结构和微观形貌特征。研究结果表明:所得Co-Ni-B产物均有典型的非晶态合金结构,呈微球状,粒径分布为30～100 nm。表面活性剂辅助所得Co-Ni-B的形貌转化为丝网交联的泡沫海绵状三维结构,孔隙率增大,比表面积提高。Co-Ni-B非晶态合金对氨硼烷水解释氢具有很高的催化活性,可在10 min内实现完全释氢,金属的质量分数越高,催化能力越强。而加入表面活性剂辅助制得的Co-NiB产物,比表面积增大,催化能力进一步增强。反应温度越高,越有利于提升释氢速率。水解反应符合零级反应动力学特征,表观活化能为34.16 k J·mol~(-1)。     

中空碳化硅微球的制备及其在催化NaBH_4制氢中的应用

首先利用酵母菌为模板合成空心的椭球状二氧化硅,以它为硅源和模板,将作为碳源的酚醛树脂包覆在二氧化硅表面,经过碳热还原反应制备出中空碳化硅微球。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附(BET)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外(FT-IR)等测试手段对产物进行组分、形貌和结构表征,同时考察了反应温度、碳与硅物质的量之比(nC/nSi)对产物比表面积的影响,并对产物形成机理进行了探讨。然后以SiC作载体制备了Ru/SiC催化剂,实验表明该催化剂用于硼氢化钠水解制氢反应时具有较好的催化活性,最大产氢速率可达2 280mL/(g·min)。     

多形貌γ-Bi2 MoO6的可控制备及其可见光催化活性

采用表面活性剂辅助水热法合成了系列γ-Bi2 MoO6微纳米晶粉。考察了 pH 值及不同表面活性剂对产物物相及形貌的影响。以可见光降解罗丹明 B 作为探针反应,研究了不同条件下的降解效果,对γ-Bi2 MoO6的催化活性做出了评价。研究结果表明：在反应物 Bi 与 Mo 物质的量比为2∶1及 pH 为3～9时,表面活性剂的加入并不影响正交晶系γ-Bi2 MoO6的形成;pH 值为9时所得产物的催化活性最高,可见光照射3 h 的降解率可达79．62％。十二烷基硫酸钠（SDS）辅助所得纳米片状γ-Bi2 MoO6具有高达98．81％的降解率。     

多形貌γ-Bi_2MoO_6的可控制备及其可见光催化活性

采用表面活性剂辅助水热法合成了系列γ-Bi2Mo O6微纳米晶粉。考察了p H值及不同表面活性剂对产物物相及形貌的影响。以可见光降解罗丹明B作为探针反应,研究了不同条件下的降解效果,对γ-Bi2Mo O6的催化活性做出了评价。研究结果表明:在反应物Bi与Mo物质的量比为2∶1及p H为3~9时,表面活性剂的加入并不影响正交晶系γ-Bi2Mo O6的形成;p H值为9时所得产物的催化活性最高,可见光照射3 h的降解率可达79.62%。十二烷基硫酸钠(SDS)辅助所得纳米片状γ-Bi2Mo O6具有高达98.81%的降解率。     

纳米Ni-Fe-B催化还原剂的制备及表征

用NaBH4还原Fe2＋和Ni2＋制备了Ni-Fe-B合金粉末,利用TEM、XPS、XRD、BET-N2和AAS等表征手段,测定了合金中Ni、Fe和B等的含量,形状和大小,物相结构及其BET比表面积,表面组成及表面电子能态.TEM表明,Ni-Fe-B的平均粒径在30 nm左右,Ni含量为5 wt%时,其BET为22.8 m2g-1.XPS结果表明,表面Ni浓度较高.XRD谱图显示,仅在衍射角2θ为44.5°处有一宽峰,呈典型的非晶态合金衍射,因此可作为优良的加氢催化剂.     

羟基磷灰石负载Ru催化氨硼烷产氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了Ru/羟基磷灰石(HAP)催化剂,并考察了Ru负载量、还原剂硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/HAP催化BH₃NH₃水解产氢的影响.结果表明:当Ru的负载质量分数为0.3%、Ru与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1.0:2.2、还原温度为303 K时,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢的转化频率T_OF为125 mol H₂·mol^-1Ru·min^-1.当搅拌转速为450 r·min^-1时,外扩散限制消除,产氢速率最大.产氢速率与催化剂浓度成正比,氨硼烷水解产氢反应由催化剂界面反应控制,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对催化剂浓度反应级数为0.8.随着反应温度的升高,氨硼烷产氢速率系数增大,副产物偏硼酸钠越易从催化剂表面脱附,产氢速率逐渐增大.反应动力学计算表明Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度为0级反应,活化能为44 kJ·mol^-1.     

环戊二烯在负载型非晶态NiB/SiO_2催化剂上的选择加氢

制备了负载型非晶态NiB/SiO2 催化剂并考察了其对环戊二烯加氢的催化活性 .结果表明 ,N2 流速、反应温度和溶剂比对催化加氢活性影响不大 ,合适的氢烃比是高催化活性的决定因素     

NiB/Al_2O_3非晶态合金催化剂抗硫性能研究

采用化学还原法制备了非晶态NiB合金及负载型非晶态NiB/Al2 O3合金 ,用浸渍法制备了Ni/Al2 O3催化剂。用ICP、BET、TPD及氢吸附等方法对催化剂进行了表征。以苯加氢为探针反应 ,以CS2 为毒物 ,对各催化剂的催化活性和抗硫性能进行了比较。研究结果表明 ,非晶态合金由于有更高的活性镍面积而表现出更高的催化活性及抗硫性能 ,载体能改善非晶态合金的性能 ,并对毒物有一定的吸附作用。在非晶态合金表面有三种中心 ,CS2 优先中毒高温吸附中心。     

骨架型Ni—P非晶态合金的制备及其在苯加氢中催化性能的研究

采用骤冷法制备Ni-Al-P非晶态合金,通过碱抽滤得到骨架型Ni-PD催化剂（Raney Ni-P）,其非晶态结构由XRD和EXAFS证实。选择工业上具有重要应用价值的苯饱和加氢反应为探针,测定了上述催化剂的催化活性（包括吸氢速率、转化率和TOF值）和对环己烷的选择性,并与其对应的由传统骤冷法制备的Ni-PD非晶态合金、晶化Paney Ni-P以及工业上常用的Raney Ni催化剂进行了比较。实验结果显示,Raney Ni-P的催化性能显著优于其他三种催化剂,而且DSC分析显示了具有较好的热稳定性,因此具有良好的工业化应用前景。通过考察苯浓度、H2压力和反应温度对加以应速率的影响,确定了在Raney Ni-P催化剂上苯加氢反应的动力学速率方程和表现活化能,并提出了可能的反应机理。通过ICP,XRD,XPS,EXAFS,TEM,BET,氢吸附等一系列表征,讨论了催化剂的活性中心结构特征与其催化活性的关系。Raney Ni的催化活性高于传统Ni-P主要归因于其比表面积（分散度）,而Raney Ni-P的催化活性高于Raney Ni主要归因于催化活性中中心本质的区别。由于非晶态合金Ni-P中无显著的电子转移,因此几何效应起主要的促进作用。Raney Ni-P的晶化失活则同时归于分散度和活性中心结构的改变。