Co-Pr-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢的性能

通过液相共还原法制备稀土元素Pr改性的Co-B催化剂,研究Co-Pr-B合金催化剂催化硼氢化钠水解制氢反应的性能;采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对催化剂进行表征分析;系统考察了Pr的掺杂量、水解反应温度等条件对催化制氢性能的影响。实验结果表明:稀土元素Pr的加入避免了Co-B催化剂的大规模团聚,促进纳米颗粒的分散,暴露活性位点,增强了催化剂的催化性能;当Co∶Pr=16∶4时,催化剂具有较高的活性;在反应温度为25℃时,Co-Pr-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率为12 858mL/(min·g),催化剂表现出了较高的活性;根据动力学计算可得,Co-Pr-B合金催化剂催化碱性NaBH4溶液制备氢气的反应活化能为31.78 kJ/mol。     

硼氢化钠储氢材料的制备与性能研究

利用周期换向脉冲电流电解NaBO2制备配位储氢化合物NaBH4,利用碘量滴定法对电解产物进行定性定量测试,实现了在高碱性浓度范围内通过活性物质添加由偏硼酸钠电化学还原制备硼氢化钠的可能性,以电子作为还原剂代替传统合成方法中的金属钠,该合成工艺绿色环保且成本低廉;对电解获得的硼氢化钠进行水解放氢性能研究,金属配位储氢化合物水解放氢具有安全、装置简单和能量密度高等优点;实验中研究了硼氢化钠水解催化放氢系统,探讨不同体系催化剂、稳定剂等因素对系统放氢性能的影响.通过对制得的异相催化剂成分进行表征,并测得不同条件下催化水解反应速率数据,系统的研究了通过化学掺杂制备的Ni-B和Co-B催化剂的催化性能.     

可磁性回收钯催化剂的制备及其催化Suzuki偶联反应

利用淀粉包覆四氧化三铁(Fe_3O_4)内核并负载原位生成零价钯(Pd~((0)))的方法，制备了可磁性回收的钯(Pd)催化剂Fe_3O_4@Starch-Pd~((0))，研究其催化Suzuki偶联反应制备联苯化合物的性能。结果发现，该催化剂可以在空气氛围内、温和条件下催化系列卤代芳烃和芳基硼酸之间的Suzuki偶联反应。此外，催化剂具有一定的结构稳定性，通过磁性分离后，重复使用4次，催化活性稍有下降。     

三维自支撑Ni_2P纳米片阵列的制备及析氢性能

开发性能优异的电解水析氢催化剂,减小析氢反应的过电位,降低氢燃料制备成本是电解水制氢技术应用的关键。采用恒电位沉积技术在镍泡沫上制备出镍羟基氧化物(Ni-LDH)纳米片前驱体,再通过低温磷化得到Ni_2P纳米片阵列,并作为自支撑电极用于碱性环境下的催化析氢反应。结果表明:调整恒电位沉积时间能够有效调节Ni-LDH纳米片的尺寸及分布;当电沉积时间为7min时,前驱体形成均匀的纳米片阵列且没有明显堆积;经过磷化得到的Ni_2P纳米片具有最大的双电层电容(40.1mF/cm~2),催化析氢电流密度为10.0mA/cm~2时所需的过电位最小(134.0mV),塔菲尔斜率最低(91.0mV/dec);三维自支撑Ni_2P纳米片阵列连续测试24h后得到的析氢电流稳定,表明Ni_2P纳米片阵列具有很好的析氢稳定性,在碱性环境下有电解水获得氢气的潜力。     

分子筛负载NiCo_2O_4催化剂的制备及其催化性能

采用均相共沉淀法结合烧结工艺在分子筛表面负载了NiCo_2O_4化合物,并作为催化剂成功应用于硼氢化钠水解制氢反应中。利用SEM、EDS、XRD对所制备的催化剂物相及其形貌进行了表征。结果表明,所制备的催化剂为纯相NiCo_2O_4晶体,并均匀地负载在分子筛表面,显微结构呈花瓣形片状。通过硼氢化钠水解制氢反应,研究了该催化剂的催化活性以及耐久性,发现在热处理温度为350℃条件下形成的NiCo_2O_4由于形成良好的晶体结构而呈现优异的催化活性。在硼氢化钠溶液质量分数10%、氢氧化钠溶液质量分数15%条件下,产氢速率可达357.1 L/(min·mol),活化能为36.7 kJ/mol,较金属型催化剂作用时的活化能低,意味着硼氢化钠水解反应在室温下更易进行。在最佳水解条件下,所制备的NiCo_2O_4催化剂循环使用9次,其活性仍未出现衰减,反而比最初的产氢速率提高了4.2倍。     

掺氮WO2.83的制备及其电催化析氢性能

WO 2.83因其晶体结构中有大量的氧缺陷而被广泛应用于光催化研究,但是由于制备困难、催化活性低导致其在电催化析氢领域应用较少。利用磷钨酸(PWA)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)得到不同的前驱体,再通过一步煅烧法分别成功制备得到纯相WO 2.83和氮掺杂相WO 2.83|WN。通过透射电镜(TEM)和X射线晶体衍射(XRD)结果发现:PWA和CTAB物理混合前驱体经煅烧后可以得到纯相WO 2.83,而由PWA和CTAB自组装后形成的前驱体经煅烧可以得到氮掺杂WO 2.83|WN。电化学测试表明:该催化剂在达到10 mA/cm 2电流密度下所需过电位为116 mV,远低于纯相WO 2.83,且电化学活性表面积(ECSA)是纯相WO 2.83的15倍,分析认为WO 2.83|WN催化析氢性能提高是因为氮原子的引入调节了中心金属钨的电子结构,增强了本体的催化活性,从而使得析氢性能得到优化。     

Ni掺杂MoS2/石墨烯催化剂的制备及其电催化析氢活性

为了制备高效、低成本的析氢反应电催化剂,采用一步水热法制备镍掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料(Ni_x-MoS₂/G,x=0.03,0.05,0.10),并用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对其进行表征,讨论镍掺杂对复合材料的微观结构和电催化析氢性能的影响. 结果表明,与MoS₂/G催化剂相比,镍掺杂的MoS₂/G催化剂显示了更高的电催化析氢性能,尤其当水热反应体系中的Ni和Mo的摩尔比为1∶20时,制备的Ni_0.05-MoS₂/G显示了最强的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为50.8 mV/dec. 电催化活性的增强主要是由于少量镍的掺杂改变了复合催化剂的形貌,使MoS₂纳米片更好地负载在石墨烯表面,暴露出更多的催化活性位点,同时镍掺杂提高了MoS₂边缘活性位的固有催化活性.     

铜基催化剂的性能与表征

采用共沉淀法制备了CuO/Al2O3和CuO-ZnO/Al2O3催化剂用于催化羟基戊醛加氢制备新戊二醇的反应,对催化剂的结构、性能进行了表征。结果表明,在反应压力为3.5 MPa,氢醛比(摩尔比)25∶1,液空速0.2~0.9 h-1,反应温度90℃左右,催化羟基戊醛加氢制备新戊二醇的羟基戊醛(HPA)转化率和新戊二醇(NPG)选择性均保持在99.5%以上;CuO-ZnO/Al2O3催化剂比CuO/Al2O3催化剂表现出更优异的催化活性和选择性;两种催化剂在比表面积、孔径、晶粒大小和形貌上有很大的差异,ZnO的引入有利于减少晶粒直径、增加活性比表面积,从而提高催化活性。     

脉冲电沉积Ni-P合金析氢电极的研究

研究了双脉冲电沉积法制备Ni-P阴极的工艺,以及在这些电极上析氢的催化活性.实验结果表明在合适的脉冲参数下,用双脉冲电沉积法制备的Ni-P合金电极比用直流电沉积法制备的有更高的析氢催化活性;通过改变电沉积参数,制备了磷含量在质量分数5.8%～10.0%的各种电极,其中磷含量在质量分数6.0%左右的Ni-P合金电极具有优良的析氢催化性能,采用EDXRF、XRD及SEM方法研究了Ni-P合金镀层的成分和组织结构,探讨了Ni-P合金电极的催化析氢活性与其组织结构的关系.     

镍-钴硫/磷化物纳米复合材料用于析氢反应

为寻求廉价、性能优异且反应稳定的碱性析氢催化剂以代替贵金属,以过渡金属Ni、Co为研究对象,通过一步煅烧处理得到Ni-Co硫/磷化物催化剂,借助X射线检测和能谱分析等方法验证了催化剂的成功制备。电化学测试结果表明,由于阴/阳离子之间的协同作用,所制备的Ni-Co硫/磷化物的催化活性和电荷转移速率均超过Ni-Co氢氧化物/硫化物/磷化物。Ni-Co硫/磷化物仅需要106 mV的过电势就可以达到10 mA·cm^-2的电流密度,循环寿命超过20 h。     

纳米PdNi催化剂对乙醇的催化氧化

通过使用柠檬酸三钠作为金属稳定剂,NaBH₄作为还原剂制备了不同比例的碳负载型PdNi催化剂,用XRD手段对催化剂进行了表征.电化学结果表明,PdNi（2:1）催化剂对乙醇电催化氧化活性明显优于其他比例合金催化剂的电催化活性.     

共沉淀法制备Co9S8/C材料以及性能研究

氢能作为新能源在未来的能源发展中发挥至关重要的作用。电解水制氢包括析氢和析氧两个半反应,具有低成本、无污染、储量丰富等优点,而析氧反应是电解水制氢中的决速步骤。介绍了一种简单的共沉淀方法,将碳材料复合到Co9S8催化材料上,并对其析氧性能进行了表征。对比没有碳材料复合的Co9S8,少量碳材料复合可以明显提高Co9S8的电解水析氧性能。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、极化曲线、计时电流以及交流阻抗等技术对材料进行结构、形貌表征及电化学性能测试。结果表明,制备的Co9S8/C材料无杂相,在电流密度为10 mA/cm2时,过电势为350 mV,塔菲尔斜率为102 mV/dec,具有高的电催化产氧性能。     

不同形貌MoS2电催化剂的制备及其析氢性能

为了提高二硫化钼催化水电解析氢的性能,采用钼酸铵和还原性磷钼酸铵(rPOM)两种不同的钼源,以硫代乙酰胺为硫源,制备片状和花球状两种形貌的MoS2电催化剂,并通过物理表征与电化学分析,考察了其水电解析氢的性能。结果表明:与片状MoS2相比,花球状MoS2具有较低的过电位(在交流密度为10 mA/cm2时的过电位为287 mV)和较小的Tafel斜率(96.2 mV/dec),经过2000圈循环后,花球状MoS2仅存在微小的电位衰减,展现出较好的稳定性和耐久性;而选用纳米尺度的rPOM作为模板得到的花球状MoS2,其尺寸小,易于暴露更多的终端硫原子,从而增加了催化剂活性位点数量,提高了本征催化性能。     

制备过程对磷化钨催化剂重整性能的影响

采用程序升温还原的方法制备磷化钨(WP)催化剂,以物质的量比为1∶1的甲烷和二氧化碳的混合气为反应气,对催化剂的重整活性进行评价。考察了用溶胶凝胶法、高温固相法和水热法等不同方法制备催化剂前体对WP催化性能的影响。实验结果表明:溶胶凝胶法和高温固相法所制备的WP催化剂都具有较好的重整活性,甲烷的转化率都可达到88%以上。这3种方法所制备催化剂前体经程序升温还原后都可以得到较纯的WP粉体晶相。     

焙烧温度和时间对磷化钨催化剂重整反应活性的影响

采用柠檬酸络合法通过程序升温还原方法制得磷化钨(WP)催化剂,在常压连续微型化固定床反应装置中,以物质的量比为1∶1的甲烷和二氧化碳的混合气为反应气,在不同反应温度下对催化剂的重整活性进行了评价。考察了不同焙烧温度和焙烧时间等制备条件对WP催化活性的影响。实验结果表明,催化剂活性随焙烧温度先增加后降低,773 K为最佳焙烧温度;同时,焙烧时间对催化剂活性也有明显的影响,5 h为最佳焙烧时间。     

Supporting of nickel(II) acenaphthenediimine with free amino group for ethylene polymerization

Bis (4-(4-amino-3, 5-diethylbenzyl)-2, 6-diethylphenylimino) acenaphthene] dichloronickel (NiLCl₂) was prepared and supported on SiO₂ modified by methyl trichlorsilane(S-1) and on SiO₂-MgCl₂/TiCl₄ (S-2) respectively. Two supported catalysts S-1 and S-2 used as catalysts for ethylene polymerization were studied and the influences of various polymerization conditions, including the polymerization temperature, cocatalysts, Al/Ni molar ratio on the catalytic activity, branching degree and branch length of PE were also investigated. The experimental results show that the supported catalysts exhibit higher catalytic activity for ethylene polymerization, the highest catalytic activity of S-1 using AlEt₂Cl as cocatalyst at 50°C, reaching 5.8×10⁵gPE/molNi··h, and needed lower Al/Ni molar ratio compared to homogeneous analogue.     

脱铝超稳Y催化环己酮缩合反应的研究

研究了脱铝超稳Y分子筛DUSY催化剂在环己酮缩合反应中的应用，得到了催化剂的硅铝比（SiO2/Al2O3)，催化剂用量，反应时间，反应温度，带水剂等对反应的影响规律：催化活性随硅铝比升高而增加，产物中环己烯基环己酮可达60％，当硅铝比太大时，反应活性反而降低；升高反应温度可提高产品产率，固体酸DUSY类催化剂具有反应时间短，产物单程产率高，反应后处理容易，无环境污染等优点，是一种对环境友好的催化剂。     

K-Ba-Sm柴油车尾气碳烟氧化催化剂的制备与表征

采用KNO3、Ba(NO3)2、Sm(NO3)3.6H2O 3种化合物为原料,以多孔氧化铝为载体,运用涂抹法制备了用于催化柴油机尾气碳烟氧化的催化剂。用TPR对催化剂的活性进行了测量,并采用SEM和XRD对其结构进行了表征。实验结果表明,K-Ba-Sm催化剂的催化性能良好,最终能将陶瓷基片上的碳烟在低于450℃条件下完全催化氧化掉。其中以n(K)∶n(Ba)∶n(Sm)=1∶0.1∶0.1组成的催化剂效果最好,其起燃点为325℃。保持K、Ba的含量不变,随着Sm(NO3)3.6H2O物质的量的增大,其催化活性有些减弱,碳烟起燃温度升高。另外,K、Ba、Sm组成的催化剂有吸收空气中CO2的现象。     

SBA-15为载体制备的铜基催化剂催化甲醇脱氢制甲酸甲酯

以SBA-15为载体,分别用离子交换法和浸渍法制备铜基催化剂,考察不同制备方法、催化剂组成和反应条件等对催化剂在甲醇脱氢制甲酸甲酯反应中催化性能的影响,用TG、XRD、TPR等方法对制备的催化剂进行表征。结果表明,离子交换法制备的催化剂其活性高于浸渍法制备的催化剂。催化剂用量为0.3g时,铜氨配合物溶液制备的Cu（am）-SBA-15催化剂,在最佳反应温度为250℃、进料量40mL.h-1时,甲醇转化率和甲酸甲酯选择性分别为18.81%和87.41%;浸渍法制备的Cu-ZnO-SBA-15在最佳反应温度为270℃、进料量为14mL.h-1时,转化率和产物选择性分别为13.41%和84.51%。实验还表明Cu和Cu2＋对甲醇脱氢制甲酸甲酯反应均有催化活性,且前者明显高于后者。     

稻壳二氧化硅负载铁催化剂对苯酚双氧水羟化反应的催化活性

利用稻壳热解法制备出无定形二氧化硅（Rice Husks Silica,RHS）,以其为载体,通过浸渍法制得负载铁催化剂Fe3＋/RHS,并将该催化剂用于催化苯酚双氧水直接羟基化反应。研究了催化剂的具体制备条件,反应时间、反应温度和催化剂用量对催化反应效果的影响。HPLC对苯酚双氧水羟基化反应的结果进行监测。结果表明：当m（苯酚）=1.88g,n（苯酚）∶n（H2O2）=1∶1,溶剂为10mL水时,催化剂（Fe3＋/RHS）最佳用量为30mg,反应最佳温度为65-70℃,反应结束时间为60min。在相同反应条件下,该负载铁催化剂对苯酚羟化反应的催化效果优于其他几种催化剂。