甲烷部分氧化反应的磷钨酸催化剂研究

以磷钨酸为催化剂和氧化剂,进行了无氧条件下的甲烷气固相部分氧化的实验研究,考察了磷钨酸催化剂的制备条件、载体影响以及反应温度对甲烷部分氧化反应的影响等.磷钨酸催化剂可有效催化甲烷部分氧化反应,甲烷首先转化生成醋酸甲酯,醋酸甲酯水解生成甲醇.制备的催化剂以SiO2为载体,采用载体质量15%(wt)的磷钨酸水溶液回流浸渍4 h、120℃干燥2 h、300℃焙烧4 h制得.甲烷部分氧化反应在0.10 MPa、267～280℃进行,甲烷转化率为26.61%,目的产物收率25.82%.     

原子层沉积制备Pt/CeO_2催化剂及其低温CO氧化性能的研究

针对CeO2负载Pt的催化体系存在CO氧化转化温度高等问题,利用原子层沉积技术制备的Pt/CeO2催化剂可有效降低CO氧化温度,并通过改变Pt的沉积循环次数和预处理条件调控CO氧化性能,尤其是H2气氛预处理之后对CO完全氧化的温度可低至60℃。通过XRD、ICP、TEM、XPS、H2-TPR等手段对催化剂进行表征,结果表明,Pt高度分散在CeO2纳米棒表面,Pt和CeO2之间具有强的金属-载体相互作用,极大地提高了其对CO氧化反应的催化性能。     

凹凸棒石／CeO_2复合纳米材料的合成、表征及催化性能

以大比表面积的凹凸棒石为载体,利用均匀沉淀法制备了具有高吸附性能的凹凸棒石/CeO2纳米复合催化剂,并采用X射线衍射、透射电镜、比表面积对负载了不同含量CeO2的凹凸棒石的结构进行了表征,探讨了反应温度和煅烧温度对复合材料形貌的影响,并研究了在CO催化氧化反应中不同CeO2负载量复合物的催化性能.结果表明:合成凹凸棒石/CeO2纳米复合材料的最佳反应温度为75℃,煅烧温度为200℃,此时50%负载量样品的比表面积最大,为223.8m2/g:凹凸棒/CeO2纳米复合纳米催化剂具有很强的协同催化效应,从而提高了催化活性,且CeO2负载量为50%～100%的复合材料的催化效果较好.     

金属Ag负载于X状CeO2的制备及可见光催化性能EI北大核心CSCD

以三氯化铈（CeCl3）和尿素（CO（NH2）2）为原料,采用水热法制备X状CeO2（X-CeO2）,利用光沉积法制备Ag负载于X-CeO2的负载型催化剂Ag／X—CeO2。考察了X—CeO2的制备参数和催化剂Ag／X—CeO2对罗丹明（RhB）的可见光催化降解性能。结果表明：在Ce^3＋／urea摩尔比1：6、Ce^3＋／表面活性剂（PVP）质量比1：3、反应温度160℃和反应时间60min条件下制备出长度20μm、宽度4μm的X-CoO2。金属Ag能够改善X-CeO2的可见光催化活性,Ag负载量8%的催化剂8-Ag/CeO2对RhB呈现出最好的光降解活性,循环使用5次后光催化活性轻微降低。这是因为金属Ag粒子的表面等离子体共振效应和Ce^4＋／Ce^3＋氧化还原对的协同作用提高了光生电子的快速移除和实现光电电子-空穴对的高效分离。     

新型固体酸SO42-/C-TiO2-CeO2的制备与表征

采用高温磺化法制备复合型稀土改性固体酸SO42-/C-TiO2-CeO2,以油酸与甲醇发生的酯化反应作为探针反应,考察稀土氧化物CeO2的百分含量、磺化温度、磺化时间对催化剂SO42-/C-TiO2-CeO2催化活性的影响。结果表明,制备催化剂SO42-/C-TiO2-CeO2的最佳条件：稀土CeO2的含量为2%、磺化温度为200℃、磺化时间为10h,此条件下催化油酸与甲醇发生酯化反应的酯化率最高,可达到94.78%。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、X荧光等手段对固体酸催化剂进行表征分析,表明稀土氧化物CeO2和金属氧化物TiO2共同作用下可固化SO42-,并与SO42-形成配位结构,增强固体酸催化剂的催化性能并提高稳定性。     

无定型MnO2的制备及其催化苯甲醇选择氧化性能

用KMnO₄和MnSO₄为原料，通过简单的氧化还原过程合成了无定形MnO₂，并用于催化苯甲醇氧化制苯甲醛，发现制得的无定形MnO₂在催化苯甲醇氧化制苯甲醛中表现出较高的活性和苯甲醛选择性（100%）。考察了反应温度、氧浓度、催化剂用量以及反应时间对苯甲醇氧化的影响。结果表明，较高的反应温度和氧浓度以及合适的催化剂用量有利于无定形MnO₂催化苯甲醇氧化生成苯甲醛，在反应温度110 ℃、常压和通氧条件下反应3 h, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性均为100%。     

CeO_2掺杂对Cu/SiO_2催化剂热稳定性的影响

采用蒸氨法制备了CeO2掺杂的Cu/SiO2催化剂,考查了CeO2掺杂对Cu/SiO2催化剂在草酸二甲酯催化加氢制取乙二醇反应中热稳定性的影响。采用H2-程序升温还原(H2-TPR),透射电镜(TEM)对催化剂的物理化学性能进行了表征。在反应温度T=200℃,压力P=3.0 MPa,液时空速LHSV=0.4 h-1,氢气、草酸二甲酯摩尔比H2∶DMO=80∶1,400℃高温处理2.0 h的条件下测定了催化剂的活性变化。结果表明,CeO2掺杂对Cu物种的分散起到了促进作用,提高了催化剂的热稳定性。     

Ag负载量对I-Ag/ZSM-5催化剂物化性质和催化性能的影响

以I2为修饰剂,采用等体积浸渍法成功改性制备了I-Ag/ZSM-5催化剂,考察了不同Ag负载量对催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响。采用XRD、NH3-TPD、XRF等手段对不同Ag负载量I-Ag/ZSM-5催化剂微观结构、表面酸性质及反应前后元素组成等进行分析表征。结果表明,I负载量9%时,不同Ag负载量对I-Ag/ZSM-5催化剂物化性质和MTO反应催化性能影响较大;Ag负载量9%时,Ag与I形成适宜化学吸附,提高了催化剂稳定性,产生了部分较弱中强酸;在常压、反应温度330℃、氮气流速20 m L/min、进料空速为2.4 h-1反应条件下,9%I-9%Ag/ZSM-5催化剂表现出良好催化性能,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达90.13%和87.44%。     

Fe2O3-CuO/ZSM-5催化剂催化低浓度瓦斯制甲醇

采用催化氧化的方法,将煤矿抽采瓦斯制成高价值的化学品或液体燃料甲醇是其综合利用的一个发展方向。寻找对瓦斯转化具有较好的催化效果,且能替代贵金属催化剂的普通催化剂是瓦斯催化氧化制甲醇的研究重点。本文以硝酸铁、硝酸铜和ZSM-5分子筛为原料,采用离子交换法制备了Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化剂,并在乙酸溶剂中考察了3种催化剂催化低浓度瓦斯部分氧化合成甲醇的性能。结果表明,Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5对瓦斯部分氧化制甲醇反应均有催化活性,但Fe₂O₃-CuO/ZSM-5的催化效果最明显,且Fe、Cu负载量对催化剂的催化活性影响较为显著,Fe和Cu的最佳理论负载量分别为4.21%和3.22%。在Fe₂O₃-CuO/ZSM-5(x_Fe=4.21%,x_Cu=3.22%)添加量为0.1g、乙酸溶剂用量30mL的条件下,Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化甲烷体积分数为20%配制瓦斯制甲醇的最佳反应条件为初始反应压力4.0MPa、反应温度200℃、反应时间3h。     

一种低温气相选择性催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的方法

正一种低温气相选择性催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的方法,它涉及在低温条件下气相选择性催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的方法。本发明是要解决现有的苯甲醇气相氧化生成苯甲醛的反应中,存在反应温度高、催化剂活性差、选择性低和温度耐受范围过窄的问题。方法:常压下,使用固体催化剂Ag/SBA-15,底     

湿式催化过氧化氢氧化法处理腈纶废水的研究

以某石化公司腈纶厂生产废水作为主要研究对象,开展石化腈纶废水中难降解有机污染物的湿式催化过氧化氢氧化技术研究,对于有效削减腈纶废水中有毒有害污染物,实现石化行业腈纶废水达标排放具有十分重要的意义。通过对所得样品的表征和结构分析,确定了制备CeO_2/SBA-16的最佳合成条件:硅源和铈源投加量固定为4.71和4.71 g、搅拌时间固定为3 h、微波120 min。以合成的CeO_2/SBA-16介孔分子筛催化剂对该石化公司腈纶厂丙烯腈废水进行湿式催化过氧化氢氧化工艺处理,并确定了湿式催化过氧化氢氧化处理该丙烯腈废水的最佳条件为:CeO_2/SBA-16投加量为1.2 g、H_2O_2投加量为0.28 mL、反应时间为160 min、微波辐射温度为120℃。在此工艺条件下,该丙烯腈废水COD浓度由2 000 mg/L以上下降至500~600 mg/L,去除率可达到70%以上,取得了明显的去除效果。     

载体对Au-Pd催化剂甲醇部分氧化性能的影响

采用沉积沉淀法制备了一系列Au-Pd双金属催化剂,研究了不同载体对Au-Pd双金属催化剂甲醇部分氧化性能的影响,并运用XRD、TPD和TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明,Au-Pd/CeO₂催化剂中形成的Au_xPd_y合金和氧空穴较多,致使Au-Pd/CeO₂催化剂的活性较高;CeO₂-TiO₂和CeO₂-ZrO₂复合载体较大的比表面积和固溶体的形成有利于H₂选择性的提高;Au-Pd/CeO₂-ZrO₂和Au-Pd/CeO₂-TiO₂催化剂有较高H₂产率的主要原因是H₂选择性的提高。     

氧化铈形貌对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂性能的影响

采用简单的改变焙烧气氛的方法改变水热法合成的CeO2纳米材料的形貌,得到的CeO2纳米材料再通过浸渍法制备CuO/CeO2催化剂,并将其应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS等对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,纳米棒状结构的CeO2负载CuO后得到的CuO/CeO2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260 °C、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h-1时,甲醇转化率可达100%,重整气中CO摩尔含量为0.16%。     

Catalysts based in cerium oxide for wet oxidation of acrylic acid in the prevention of environmental risks

Acrylic acid is a refractory compound for the non-catalytic wet oxidation (WO) process and can seriously damage the environment when released in industrial effluents. Oxidation of acrylic acid by catalytic wet oxidation (CWO) was studied in slurry conditions in a high-pressure batch reactor at 200 °C and 15 bar of oxygen partial pressure. Several solid cerium-based catalysts prepared in our laboratory were used (Ag/Ce, Co/Ce, Mn/Ce, CeO, MnO) and evaluated in terms of activity, selectivity and stability. Mn/Ce shows the higher activity in 2 h with 97.7% reduction of total organic carbon (TOC) followed by: MnO(95.5%)>Ag/Ce(85.0%)>Co/Ce(65.1%)>CeO(61.2%). Attempts were also carried out to analyze the influence of different Mn/Ce molar ratios. High percentages of Mn lead to practically total organic carbon concentration (TOC) abatements while low ratios lead to the formation of non-oxidizable compounds. Acrylic acid was readily degraded by all the catalysts pointing out the high importance of using a catalytic process. pH was an indicator of the reaction pathway and acetic acid was found as the major reaction intermediate compound; however it is completely oxidized after 2 h with exception for Co/Ce, CeO and MnO. Carbon adsorption and leaching of metals were poorly found for Mn/Ce indicating high stability. The catalyst microstructure after the reaction was analyzed and formation of whiskers of β-MnO₂ (or less probably MnOOH) were observed at the catalyst surface. Therefore, Mn/Ce revealed to be a promising catalyst for the treatment of effluents containing acrylic acid; nevertheless, its commercialization depends on further research.     

Au/CeO_2-cube催化1,3-丙二醇氧化酯化反应性能

采用沉积-沉淀法制备了高活性的Au/Ce O2-cube催化剂,并对催化剂进行了电感耦合等离子发射光谱、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱表征。将制得的催化剂用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化反应,考察了沉淀剂尿素的用量、Ce O2-cube载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、Au负载量和沉积温度对反应性能的影响,结果表明:尿素和Ce O2-cube的质量比为6、沉积温度80℃、Ce O2-cube焙烧温度400℃、催化剂焙烧温度200℃制备的1.5%Au/Ce O2-cube,具有最优的催化活性。在100℃、O2分压2 MPa、1,3-丙二醇和Au的物质的量比为75.5的条件下反应4 h,1,3-丙二醇的转化率达到97.5%,3-羟基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的选择性分别达到90.1%和6.1%。将用过的催化剂在200℃焙烧2 h烧掉表面的中毒物质后循环使用4次,催化性能略有降低,性能下降主要是由催化反应过程中Au颗粒粒径的长大造成的;催化剂上2.0~4.0 nm左右的具有少量Auδ+的负载纳米Au单质颗粒有助于醇的氧化酯化反应。     

甲醇制氢研究进展

介绍了制取氢气的常用原料。综述了用甲醇做原料制氢的研究进展,讨论了不同方式（裂化法、水蒸汽重整法、部分氧化法、自热重整法、等离子体法、电解法、超声波法）制氢技术的特点。目前甲醇气相重整技术较成熟,今后研究的重点是研制高效催化剂的制备、能量利用及氢气提纯方法。     

富氢气体中CO优先氧化催化剂研究进展

以高纯氢为燃料的质子交换膜燃料电池广泛应用于电动汽车,但其阳极容易被富氢气体中含有的少量CO毒化,造成电池性能严重降低。富氢气体在进入燃料电池前,必须进行CO净化处理。优先氧化法是除去富氢气体中少量CO最简单经济有效的方法,常用催化剂主要有Pt系、Au系和Cu系催化剂。着重阐述负载Au催化剂的制备方法、载体调变、助剂改性以及其他因素（如反应气氛中CO与O₂浓度比、水蒸汽和CO₂等）对Au催化剂CO优先氧化反应催化性能的影响。介绍以CuO/CeO₂催化剂为典型的非贵金属氧化物催化剂用于CO优先氧化反应的研究成果以及制备方法、载体和助剂改性等对催化性能的影响和反相结构CeO₂/CuO的催化性能。考虑利用催化剂活性组分,尤其是Au与Cu之间的协同作用,选用合适的载体,进行催化剂组分的设计仍然是今后研究的热点。突破常规无定形金属氧化物作载体,通过设计合成具有特定形貌的载体,研究不同晶面和不同价态等因素对催化剂CO优先氧化催化性能的影响,也是一项很有意义的研究。     

用于低温干法催化氧化所吸附苯酚的CuO-CeO2/AC吸附-催化剂

对CuO-CeO2/AC(活性炭载氧化铜和氧化铈)吸附-催化剂低温干法催化氧化所吸附苯酚的行为进行了研究. 结果表明,CeO2的引入促进了CuO/AC对吸附苯酚的低温催化氧化活性,苯酚初始催化氧化温度降低约30℃;连续吸附-催化氧化循环过程中的苯酚吸附量平均提高6%左右,苯酚脱附量平均减少77%. 铈掺杂的促进作用可能在于提高了表面化学吸附态的氧含量,进而减少了催化氧化过程中在吸附-催化剂表面形成的残留物量.     

二氧化铈载金催化剂催化CO氧化的研究进展

将金纳米颗粒负载在二氧化铈上,形成负载型催化剂,能应用于多种反应体系,表现出良好的催化活性,有着广阔的发展前景。综述了二氧化铈载金催化剂在一氧化碳催化氧化中的应用研究进展,介绍了二氧化铈载金催化剂中金的结构、价态和纳米尺寸,载体二氧化铈的形貌、结构、尺寸和氧空位以及金和载体二氧化铈两者之间的相互作用对一氧化碳催化氧化性能的影响。     

Au/La2O3/TiO2催化甲醇水蒸汽重整制氢

用沉积-沉淀法制备了Au/La2O3/TiO2催化剂,考察了制备条件和反应条件对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对催化剂进行了表征. 结果表明La2O3的加入可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高,且明显降低产物气体中CO和CH4的含量,使氢气选择性明显增加. 当nH2O/nCH3OH=1.0、液体进料空速WHSV=3.42 h-1、反应温度为275℃时,Au/La2O3/TiO2催化剂催化甲醇水蒸汽重整制氢反应的效果最佳.