热剥离处理对氮化碳2D纳米片结构和光催化性能的影响

石墨相氮化碳(g-C3N4)因制备成本低、无毒无害、物化性能稳定等优点而备受关注,然而,不同前驱体制得的g-C3N4的产率和光催化活性也不同.分别以尿素、二氰胺、三聚氰胺为前驱体,采用热剥离法制备了氮化碳2D纳米片.系统考察了不同前驱体及热剥离温度对氮化碳结构和光催化性能的影响.结果表明,以尿素为前驱体不经热剥离可以直...     

自还原法合成超小尺寸钯加氢催化剂（英文）

负载型超小尺寸金属纳米颗粒在多相催化过程中表现出优异的催化性能.虽然已经发展了一些合成方法,但仍缺少便捷地合成超小尺寸催化剂的方法.通常情况下,加氢金属催化剂往往需要经过高温还原过程.但过量的还原剂,如H₂,会导致金属纳米颗粒的聚集.本研究利用含有有机配体的钯前驱体合成了金属氧化物负载的超小尺寸钯催化剂.在惰性气氛下,通过简单的煅烧即可得到尺寸均一、超小的Pd纳米颗粒(～1 nm).有机配体中的-CH_x基团与氧化物载体的表面氧物种反应促进了Pd物种的还原.同时,反应过程中原位产生的CO和氧空位稳定了超小尺寸纳米颗粒.该方法所制备得到的催化剂具有较高的抗烧结能力、优异和稳定的催化加氢反应性能.     

Fe-PPy-TsOH/C用作质子交换膜燃料电池氧电极催化剂的研究

氧电极催化剂是制约质子交换膜燃料电池(PEMFCs)发展和应用的一个重要因素, 开发低价高效的非贵金属催化剂对PEMFCs来说已成为当务之急。本研究选择氮掺杂的碳载过渡金属(M-N/C)类催化剂为研究对象, 以铁盐作为金属前驱体, BP2000为碳源, 聚吡咯(PPy)为氮源, 对甲基苯磺酸(TsOH)为掺杂剂, 合成了非贵金属催化剂Fe-PPy-TsOH/C, 探究了不同的热处理温度及钴原子的掺杂对其氧还原催化性能的影响。研究结果表明: 800℃制备的Fe-PPy-TsOH/C催化剂因结晶度高、颗粒大小适中且分布均匀而具有最佳的氧还原催化性能; 一定量的钴原子取代可以改善Fe-PPy-TsOH/C的氧还原催化性能, 当钴的掺杂量为33.33%时(铁钴原子比为2︰1), 催化剂的性能达到最优。     

Pd/mpg-C_3N_4对四溴双酚A的催化加氢脱溴研究

以单氰胺为前驱体,使用硬模板法制备介孔石墨相氮化碳(mpg-C_3N_4),并采用光沉积法制备载钯介孔石墨相氮化碳(Pd/mpg-C_3N_4)催化剂。对所得催化剂进行表征,结果表明Pd/mpg-C_3N_4存在介孔结构,具有较高的比表面积,且Pd颗粒均匀地分散于mpg-C_3N_4表面。将Pd/mpg-C_3N_4催化剂用于四溴双酚A(TBBPA)的液相催化加氢脱溴反应中,该催化剂表现出良好的催化活性。Pd/mpg-C_3N_4催化剂的活性与表面Pd~(2+)含量呈正相关;反应过程可用Langmuir-Hinshelwood模型来描述,表明TBBPA在催化剂表面的吸附是反应的控制步骤。     

使用木糖醇合成纳米ZrB2粉末的研究

以正丙醇锆、乙酸、硼酸和木糖醇为原料, 采用溶胶-凝胶法, 通过碳热还原反应制备了纳米ZrB₂粉末。在反应体系中, 木糖醇既提供反应所需的碳, 又与硼酸形成了配位化合物。通过对凝胶前驱体粉末进行傅里叶红外光谱以及热重分析, 探讨了溶胶-凝胶反应过程对碳热还原反应温度以及凝胶陈化时间的影响。结果表明, 引入木糖醇促进了反应过程的进行, 湿凝胶无需陈化处理, 并且降低了碳热还原温度。当木糖醇与正丙醇锆的摩尔配比为1.4时, 使用未经陈化的凝胶前驱体, 经1450℃碳热还原即可获得平均直径约50 nm的等轴状ZrB₂纳米颗粒, 粉体氧含量为1.36wt%。     

质子交换膜燃料电池氮掺杂碳基催化剂研究进展

简要介绍了近年来氮掺杂碳基催化剂在质子交换膜燃料电池阴极氧还原方面的应用发展状况,详细总结了最近几年有关氮掺杂碳基催化剂制备及机理方面的研究结果,包括氮源前驱体种类、金属前驱体种类、金属的含量、碳源前驱体种类、热处理工艺等影响催化剂氧还原活性的主要因素,并指出了目前研究中的难点以及未来的发展方向。     

基于稻壳及有机硅废弃触体制备3C-SiC晶须的研究

稻壳作为一种可再生的生物质资源,最大资源化利用稻壳中的碳(C)和硅(Si)制备碳化硅(SiC)晶须及其复合材料,对解决资源短缺、保护环境具有重要意义。为发挥稻壳和有机硅废弃触体组分的特点,以两者共混物为原料,在较低温度下,通过镍(Ni)催化裂解制备立方相碳化硅(3C-SiC)晶须。并对产物的形貌、组成、物相进行表征分析,考察反应温度、稻壳与触体物料配合比、催化剂用量对3C-SiC晶须生成影响。结果表明:在稻壳∶有机硅废弃触体的质量配合比为2∶1,催化剂六水合硝酸镍[Ni(NO_3)_2·6H_2O)]用量为3%(wt.,质量分数),反应时间为2h,反应温度为1250℃条件下,制得的3C-SiC的晶须长达20μm。     

3D二硫化钼/石墨烯组装体的制备及其催化脱硫性能

采用水热合成法,原位一步还原硫钼酸铵/氧化石墨前驱体,得到三维的二硫化钼/石墨烯(3D-MoS2/G)组装体催化剂。通过X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电镜、透射电镜以及低温氮吸附等手段对其结构和形貌进行表征。以羰基硫(COS)的催化加氢转化为评价指标,对比研究微波处理前/后组装体催化剂的加氢脱硫性能。与传统硫化法制备的MoS2/γ-Al2O3催化剂相比,经微波处理的水热一步法构筑的3D-MoS2/G-160M组装体显示出优异的催化加氢脱硫活性,在较低的反应温度下(260℃),COS转化率即可达100%。这种优异的催化性能归结为三维组装体的特殊结构及高度分散在其石墨烯片层上的MoS2纳米晶的共同作用。     

油脂加氢制备生物柴油用催化剂的研究进展

利用油脂加氢制备的第二代生物柴油具有辛烷值高、氧含量低等特点,可以直接与石化柴油混合使用。第二代生物柴油的制备和使用可以有效降低对不可再生的化石燃料的依赖,并能缓解当前严重的环境问题。在第二代生物柴油的研究中,催化剂的研发至关重要。本文综述了油脂加氢领域的催化剂的种类、催化转化路径以及最前沿的研究进展。其中,贵金属基催化剂催化加氢活性比较高,主要以脱羧和脱羰反应路径为主,但是制备成本昂贵;传统的钼基催化剂主要以加氢脱氧反应为主,但是使用过程中需要硫化,对环境造成一定的污染;新型的碳化钼基催化剂和镍基催化剂的催化反应路径分别为加氢脱氧和脱羧-脱羰;以沸石分子筛作载体时,油脂加氢产物中异构化烃类得率较高。同时,文章还对催化剂的研究发展提出建议和展望。     

基于金属-有机框架的M-N/C类催化剂在氧还原反应中的应用

燃料电池阴极发生氧还原反应(ORR)的动力学过程缓慢，通常需要Pt/C作为催化剂降低反应过电位。然而Pt作为一种贵金属，其使用将极大增加燃料电池的生产成本，因此开发非贵金属催化剂来替代Pt/C催化剂具有重要意义。金属有机框架材料(MOFs)因其具有高比表面积、有序多孔结构、拓扑结构可调等特点作为前驱体被广泛应用于M-N/C类催化剂的合成。M-N/C类催化剂继承了MOFs的结构特征，且具有丰富的活性位点，提高催化活性和分级结构以促进传质过程，因此表现出良好的ORR催化性能。从单金属/氮/碳和多金属/氮/碳组成角度出发，对近几年来关于M-N/C类催化剂的结构设计思路和合成策略进行了总结，阐述了其在ORR中的催化性能，展望了其未来发展前景。     

CuFe2O4催化剂的制备及其NH3-SCR催化性能研究

通过微波法合成了金属有机骨架材料Cu-MIL-101(Fe),然后以此为前驱体煅烧制备了CuFe2 O4催化剂,并考察了反应温度、催化剂用量、空速、SO2、H2 O等因素对催化剂NH3-SCR催化性能的影响.测试结果表明CuFe2 O4催化剂可以在250～450℃的宽温度区间保持90％以上的脱硝效率,反应前后催化剂无明...     

甲烷催化裂解技术研究进展

甲烷催化裂解技术因在适当的吸热过程中裂解只生成碳和氢气而在制备高纯氢气和性能优异的碳纳米管以及ITER(国际热核聚变实验堆)废气处理系统中裂解氚、氘代甲烷以回收其中的氚和氘等方面具有十分重要的意义。介绍了甲烷催化裂解反应机理,阐述了甲烷裂解催化剂的制备方法、催化剂性能的影响因素以及催化剂的失活与再生,指出焙烧温度、活性金属、载体和反应温度对催化剂性能有重要影响,讨论了甲烷催化裂解反应中存在的问题。     

葡萄糖基水热炭构建Co―N―C催化剂及其硝基苯催化加氢反应性能（英文）

硝基苯选择性加氢反应是生产苯胺的重要方法，其关键在于开发一种具有高效选择性且低成本的绿色催化剂。本文基于葡萄糖水热炭化得到水热炭前驱体，结合尿素和硝酸钴一步高温热解制备了一种高度分散的富含Co纳米颗粒的氮掺杂多孔炭材料，将其作为催化剂用于硝基苯加氢反应。详细研究了热解温度对催化剂结构和催化活性的影响，证实了催化活性主要受催化剂的比表面积、Co掺杂量及其Co-N_x配位效应的影响。结果表明，将含10%Co源制备的前驱体800°C热解得到的催化剂(Co@NCG-800)表现出优异的硝基苯催化加氢性能，在以异丙醇为溶剂、100°C和1 MPa氢压下反应2.5 h时可实现硝基苯的转化，苯胺选择性高达99%。催化剂循环使用6次后的硝基苯转化率和苯胺选择性几乎保持不变。优异的循环稳定性能可归因于多孔炭材料中的氮元素和Co纳米颗粒的强相互作用，同时磁性Co纳米颗粒使得催化剂具有较好的分离特性和重复使用性。     

锆系MOFs制备强碱型氧化物催化MPV还原反应的研究

Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)还原反应由于反应条件温和,不需要高温高压和还原性气氛,其研究受到广泛关注。研究以金属有机框架材料为前驱体,担载碱金属硝酸盐之后煅烧,制备出了具有大量强碱性中心的氧化锆型固体碱。该催化剂在含羰基底物的MPV还原反应中表现出优良的催化活性,在温和的反应条件下(160℃,无须外加氢气),6 h内即可实现苯甲醛的完全转化。而通过与弱碱性固体碱的对比反应发现,催化剂性能决定于强碱性中心的数量,而不是总碱量。此外,与氧化铝类固体碱的对比反应也证明了酸碱协同效应对于催化性能的提升。以多孔的MOFs为前驱体,能够高效地制备活性物种均匀分布的氧化物型催化剂。     

用于质子交换膜燃料电池的高活性、高稳定性PdCo/C合金催化剂

利用乙酸钴和双氰胺在不同温度下制备了碳包覆钴样品,并将其作为载体,利用液相还原法和真空热处理制备了PdCo/C合金催化剂。采用多种测试技术对样品进行了结构、形貌及组分的表征,研究了不同载体和不同热处理温度的样品的催化性能。实验结果表明,平均粒径为1.9nm的钯纳米颗粒能够均匀负载到含氮的石墨化程度较低的碳包覆钴载体上。热处理带来的合金化作用能够极大地提高催化剂的氧还原活性和稳定性,经过900℃热处理的样品其氧还原活性和稳定性都优于传统商业Pt/C催化剂。     

Co3O4-C/KB催化材料的制备及氧还原催化性能研究

以氯化钴为钴源,对苯二甲酸为配体, 科琴黑600（KB600）作为导电碳载体,采用水热法制备前驱体CoMOF,在惰性气氛下煅烧得到产物Co3O4-C/KB。研究了氯化钴和对苯二甲酸用量对产物的氧还原催化性能的影响。研究结果表明,氯化钴与对苯二甲酸的用量变化会影响产物的氧还原催化性能,当两者用量分别为3 mmol和2 mmol时,所得催化剂的氧还原催化性能最佳。     

超细镍粉在加氢催化领域中的研究现状和动态

超细镍粉由于具有优异的加氢催化特性,使其在加氢反应中有着广泛的应用.重点从以下三个方面对国内外超细镍粉加氢催化理论技术和应用情况进行了综述:镍加氢催化的反应机理、超细镍催化剂的制备方法及各种方法的优缺点、目前镍加氢催化剂存在的问题及改进的方法,从而为我国在超细镍粉加氢催化剂的开发应用方面提供参考和依据.     

催化剂对爆炸法合成碳纳米管的影响

通过热引发方式使炸药-催化剂前驱体-碳氢化合物体系在密闭反应管中发生爆炸合成碳纳米管。采用TEM,HRTEM,XRD和TG等方法研究了以二茂铁、甲酸镍和乙酸钴作为催化剂前驱体对所合成碳纳米管产物的形貌、微观结构和纯度的影响。以乙酸钴为前驱体可以得到纯度较高(约80%～90%)、微观结构较好的管腔中空的碳纳米管。以二茂铁为前驱体,只有约10%～20%的碳管生成且多呈竹节状形貌。以甲酸镍为前驱体,得到的碳管纯度也不高(约10%～20%),碳管管壁富含结构缺陷,相当多的碳管端口膨胀成直径约为160nm的纳米泡。XRD分析表明这些催化剂前驱体在爆炸反应后均被分解、还原为金属单质。通过对生成的碳纳米管的质量和纯度进行比较,得出本方法中催化剂的催化活性依次为:钴>铁>镍,并对本方法中高碳源浓度环境下不同催化剂的活性差异作了简要分析。     

沉淀-喷雾干燥法制备纳米晶碳化硅粉体

以廉价的水玻璃和炭黑为原料, 采用沉淀-喷雾干燥法制备反应前驱体, 经碳热还原合成碳化硅. 由于原料间混合均匀, 前驱体在1500℃下加热5h后就能实现完全反应. 对产物用XRD、IR、BET及SEM等进行了表征, 并对反应过程中温度、时间的影响进行了研究. 结果表明, 前驱体在1500℃下反应5h制得的产物为平均晶粒尺寸在37nm左右的β-SiC, 比表面积为12.4m²/g. 碳热还原过程中, 适当升高温度、缩短反应时间有利于得到高质量的SiC产物.     

掺B对制备纳米SiC的影响

以正硅酸乙酯和葡萄糖分别作Si源和C源,草酸和硼酸分别作催化剂,采用溶胶-凝胶法制备SiC前驱体,并采用碳热还原法制备纳米SiC。采用XRD、SEM对样品的物相和形貌进行表征。结果表明,用草酸作催化剂制备的前驱体在1550℃制备的SiC是颗粒与晶须的混合体,颗粒粒径为30～50nm,晶须长度为1～3μm,晶须直径为60～100nm;用硼酸作催化剂制备的前驱体其碳热还原温度显著降低,在1400℃就能制备出SiC颗粒与晶须的混合体,颗粒粒径为20～30nm,由于B加入后的抑制作用,SiC晶须的含量明显减少。