硼杂碳包镍负载钯催化芳香醇需氧氧化

以硼杂碳包镍(Ni@BC)为载体,采用乙醇还原前驱体H_2PdCl_4法制备了一种新型磁可分离Pd/Ni@BC催化剂,并对其进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,选取苯甲醇需氧氧化为探针反应,考察催化剂用量、反应温度和反应时间对催化性能的影响,研究催化剂对其他芳香醇的催化性能和循环使用性能。AAS结果表明,Pd负载质量分数为9.1%,与理论负载量一致。TEM结果显示,Pd纳米颗粒均匀分散在载体表面,平均粒径为4 nm。XRD和XPS结果均表明,催化剂的活性物种为Pd0。在反应温度80℃、O2_压力101.325 k Pa(流速20 m L·min~(-1))、CH_3CN为溶剂和K_2CO_3为碱性助剂条件下,Pd/Ni@BC对多种芳香醇的氧化反应表现出很高的催化活性和选择性,能将苯甲醇、对甲基苯甲醇、对乙基苯甲醇、对异丙基苯甲醇、肉桂醇、安息香、二苯甲醇以及邻甲基苯甲醇等定量转化为相应的醛或酮。催化剂重复使用5次,苯甲醇转化率由97.3%降至78.9%,Pd的少量脱落和部分氧化是催化剂活性降低的主要原因。     

Pd/C催化剂催化氯苯加氢脱氯性能

以氯苯为模型反应原料,采用Pd/C为催化剂催化加氢氯苯脱氯,考察溶剂种类、反应温度、反应压力和反应时间对Pd/C催化剂催化氯苯加氢脱氯性能的影响。结果表明,采用Pd/C为催化剂,以甲醇与水质量比1∶1为溶剂,在反应温度70℃和反应压力0.8 MPa条件下反应100 min,Pd/C催化剂上氯苯转化率超过50%。以甲醇与水质量比1∶1为溶剂,在减少废水和降低成本方面有较大优势。     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

催化加氢合成对甲氧基苯甲醇工艺优化

研究了以对甲氧基苯甲醛为底物,通过Pd/C催化氢化合成对甲氧基苯甲醇的工艺。考察了不同溶剂,反应压力,催化剂用量,底物浓度,反应温度,反应时间及催化剂重复使用诸因素对产物对甲氧基苯甲醇收率或产物组成的影响。结果表明:以200mL乙醇为溶剂,原料为0.4mol,5%Pd/C用量为5%(质量分数),反应压力为0.3MPa,反应温度为30℃,反应时间为8h时,经过过滤,常压蒸馏、减压蒸馏,得无色透明的对甲氧基苯甲醇液体,收率可接近95%。     

负载型纳米钌催化剂催化加氢合成邻氯苯胺工艺研究

以高分子/二氧化硅双重负载的纳米钌为催化剂,采用邻硝基氯苯液相催化加氢制备邻氯苯胺,系统考察了反应温度、压力、催化剂用量、溶剂等因素对催化剂反应性能的影响,同时对催化剂的稳定性进行了研究。实验结果表明,该催化剂具有很高的催化活性,以甲醇为溶剂,邻硝基氯苯初始浓度0.5 mol/L,温度60℃,压力1.0 MPa,反应2.0 h后,邻硝基氯苯转化率和邻苯氯胺选择性分别达到97.4%和99%以上;同时,催化剂具有良好的稳定性,经过20次重复实验后,催化剂性能未发生明显变化。     

Nb_2O_5纳米材料对催化氢化肉桂醛的影响

使用Nb_2O_5纳米线(W-Nb_2O_5)和介孔Nb_2O_5(S-Nb_2O_5)两种载体负载金属Pd,制备了Pd/W-Nb_2O_5和Pd/S-Nb_2O_5两种催化剂,并对肉桂醛(CMA)进行催化还原,考察了催化剂的活性。结果显示:在以乙醇为反应溶剂,催化剂0.10 g,反应温度80℃,H2压力2 MPa的条件下反应6 h,Pd/W-Nb_2O_5对CMA的转化率为99%,HCMA(苯丙醛)的选择性为65%。Pd/S-Nb_2O_5在相同条件下对肉桂醛(CMA)进行催化还原,CMA转化率为98%,HCMA选择性为84%。W-Nb_2O_5表面酸性过强,导致HCMA选择性降低。     

不同载体负载Pd双功能催化剂制备及其液相甲醇催化一步合成甲酸甲酯

以γ-Al_2O_3、ZrO_2、Bentonite(膨润土)、MIL-53(Al)和MIL-53(Fe)为载体,采用浸渍法制备负载Pd双功能催化剂,利用XRD、BET和NH3-TPD等表征催化剂结构,在微型高压反应器中评价催化剂的液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯的反应性能,考察反应条件对催化剂性能的影响。结果表明,不同载体负载Pd催化剂未观察到Pd的XRD特征峰,表明催化剂表面的Pd是高分散状态。不同载体负载Pd催化剂的比表面积、酸强度和酸量差别较大,并且酸强度和酸量对甲醇转化率和产物选择性有较大影响。具有较多中强酸的2%Pd/Bentonite、2%Pd/MIL-53(Al)和2%Pd/MIL-53(Fe)催化剂比中强酸较少的2%Pd/γ-Al_2O_3和2%Pd/ZrO_2催化剂具有更高的甲醇转化率和甲酸甲酯选择性。2%Pd/Bentonite催化剂在每摩尔甲醇Pd用量为0. 030 mmol、反应温度150℃、O_2压力2 MPa和反应时间5 h条件下,液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯反应中,甲醇转化率56. 08%,甲酸甲酯选择性55. 85%。     

Pd/C催化剂催化邻硝基苯胺加氢制备邻苯二胺

卤代芳胺是重要的有机中间体,广泛应用于合成染料、农药、医药、香料及橡胶助剂等。卤代芳香硝基化合物通过液相催化加氢制备卤代芳胺的技术以其环境友好、产品质量稳定和工艺先进而受到重视。用负载型贵金属催化剂催化芳香硝基化合物选择加氢制备相应的芳胺有广泛的应用价值。采用邻硝基苯胺为原料,Pd/C为催化剂,低压催化加氢还原合成邻苯二胺,考察不同溶剂、反应压力、反应温度和反应时间对产物收率的影响。结果表明,在甲醇为溶剂、反应温度100 ℃、反应压力0.8 MPa和反应时间100 min条件下,邻苯二胺平均收率为97%。与传统硫化碱还原或铁粉化学法还原工艺相比,以甲醇为溶剂,Pd/C催化剂催化加氢法在减少废水和降低成本等方面有较大优势。     

Ni-Ru/SiO2催化间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺

用浸渍法制备了SiO₂负载的Ni-Ru双金属催化剂,采用XRD和H₂-TPR对催化剂进行表征,并考察催化剂催化间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的性能以及温度、压力、溶剂和催化剂用量对反应的影响。结果表明,Ru的加入可以降低Ni的还原温度,提高Ni在SiO₂上的分散度。活性评价结果表明,无需加入任何碱性抑制剂,以甲醇甲苯为混合溶剂,在140 ℃和4.0 MPa反应5 h,间苯二甲胺收率达95.18%。     

氧化石墨烯掺杂锌铝类水滑石负载钯金催化剂的制备及催化性能

采用离子交换-还原法制备了氧化石墨烯(GO)掺杂锌铝类水滑石负载钯金双金属纳米颗粒的催化剂(Pd Au/Zn-Al LDHs/GO),通过XRD、TEM表征了催化剂的结构,以GO掺杂锌铝类水滑石为载体负载钯金纳米颗粒粒径小(约2nm)且分散均匀。以苯甲醇空气氧化形成苯甲醛的反应为模型,评价催化剂的催化性能,探讨了载体及钯、金比例对催化反应的影响。催化结果表明,氧化石墨烯掺杂的锌铝类水滑石是考察载体中最好的钯、金催化剂的载体,随着钯金比的增加催化剂的催化活性先增加后降低,生成苯甲醛的选择性下降,当钯金比例为1∶1时,催化剂(Pd1Au1/Zn-Al LDHs/GO)的综合催化性能最好,催化活性随反应温度的升高而升高,但选择性随温度的升高而下降。在Pd1Au1/Zn-Al LDHs/GO催化下,80℃反应8h后苯甲醇的转化率可达96%,苯甲醛的选择性为93%,催化剂循环使用4次后仍保持较好的催化性能。     

低负载Pd/Al2O3催化剂的制备及其对CO室温催化性能研究

采用等体积浸渍法和还原法结合制备了Pd/Al_2O_3催化剂,通过N_2吸附-脱附、SEM、TEM、X射线衍射、X射线光电子能谱和CO原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对制备的样品微观结构进行了系统分析,考察了不同Pd负载量和测试条件下CO催化氧化性能。实验结果表明,水合肼还原法实现了Pd在Al_2O_3载体上的均匀分散,Pd颗粒的直径在9 nm左右,且为Pd单质;负载后的催化剂呈现明显的中孔结构特征,有利于气体分子的扩散。在0.2%～0.5%的低负载质量分数下,CO的催化性能随着Pd负载量的增加而增加,随着CO进口浓度和空速的升高而逐渐降低,在进口浓度为0.05%,空速为4 017 h~(-1)时,不同负载量的催化剂均能使CO完全催化;温度对催化剂的催化效果影响显著,从常温到50℃催化剂的性能变化显著;湿度增加对催化有一定的促进作用。Pd负载质量分数0.5%的催化剂稳定性测试表明,催化剂能够在100 h内保持92%以上的稳定转化率。     

以KMnO4改性炭黑为载体的Pd-Ni催化剂的制备和性能

以不同浓度的KMnO4溶液预处理的炭黑为载体，通过沉淀共还原法合成了3种Pd1Ni1/ACx (x=3,5,7)催化剂，并将3种催化剂与商业Pd/C催化剂进行了性能对比。用XPS、ICP、XRD和TEM对催化剂了进行表征。结果表明：Pd1Ni1/AC5的Pd负载量（质量分数，下同）最大（3.66%），Pd晶粒的平均粒径最小（4.71 nm），且均匀地分布在KMnO4氧化处理后的碳载体上，活性位点较多；XRD显示，3种Pd1Ni1/ACx催化剂中的Ni均以无定形存在。在电化学性能测试中，3种催化剂均表现出比商业Pd/C更好的电化学稳定性和存活率；其中，Pd1Ni1/AC5电化学活性表面积达62.21 m2/gPd，且乙醇催化活性为1797.85 A/gPd。     

Production of hydrogen for fuel cells by steam reforming of ethanol over supported noble metal catalysts

The catalytic performance of supported noble metal catalysts for the steam reforming (SR) of ethanol has been investigated in the temperature range of 600–850 °C with respect to the nature of the active metallic phase (Rh, Ru, Pt, Pd), the nature of the support (Al₂O₃, MgO, TiO₂) and the metal loading (0–5 wt.%). It is found that for low-loaded catalysts, Rh is significantly more active and selective toward hydrogen formation compared to Ru, Pt and Pd, which show a similar behavior. The catalytic performance of Rh and, particularly, Ru is significantly improved with increasing metal loading, leading to higher ethanol conversions and hydrogen selectivities at given reaction temperatures. The catalytic activity and selectivity of high-loaded Ru catalysts is comparable to that of Rh and, therefore, ruthenium was further investigated as a less costly alternative. It was found that, under certain reaction conditions, the 5% Ru/Al₂O₃ catalyst is able to completely convert ethanol with selectivities toward hydrogen above 95%, the only byproduct being methane. Long-term tests conducted under severe conditions showed that the catalyst is acceptably stable and could be a good candidate for the production of hydrogen by steam reforming of ethanol for fuel cell applications.     

低负载贵金属催化剂对二甲醚催化燃烧的催化活性

采用浸渍法以g-Al2O3为载体制备了多种低负载量的Pd和Pt催化剂,在微型固定床反应器装置上进行了二甲醚(DME)催化燃烧实验. 考察了不同贵金属负载量的Pd/g-Al2O3和Pt/g-Al2O3催化剂的活性,及浸渍顺序对Pd-Pt/g-Al2O3双金属负载催化剂活性的影响,并测试了贵金属负载摩尔比不同的双金属负载催化剂的活性. Pt负载量0.025%(w)的催化剂在190℃将DME完全燃烧;Pd和Pt共同负载的催化剂[Pd:Pt=2:1(mol), Pt 0.025%(w), Pd 0.027%(w), Pt先负载]性能更好,在175℃将DME完全燃烧;200 h实验后2种催化剂活性降低均小于5%.     

贵金属催化剂用于低浓度甲烷的去除

制备不同负载量的Pd基和Pt基催化剂,建立催化剂活性评价装置,考察贵金属Pd和Pt负载量对甲烷转化率的影响,结果表明,甲烷转化率最高的Pd和Pt负载质量分数分别为1.25%和2%,相同负载质量分数0.1%时,Pd基催化剂的甲烷转化率优于Pt基催化剂。催化剂的BET比表面积大小不能反映催化剂的催化活性,二者之间无线性关系。     

Pd/HZSM-5催化剂催化加氢丙酮合成甲基异丁基酮

以HZSM-5为载体,采用浸渍法制备系列Pd/HZSM-5催化剂,在高压连续流动固定床反应器中考察Pd/HZSM-5催化剂催化加氢丙酮一步法合成甲基异丁基酮性能,并对工艺条件进行优化。结果表明,当HZSM-5载体上Pd负载质量分数为0.5%时,在反应温度140 ℃、氢压1 MPa、空速0.48 h^-1和氢酮物质的量比为1条件下,Pd/HZSM-5催化剂催化活性较高,丙酮转化率为45.91%,甲基异丁基酮选择性为94.33%。采用XRD、H₂-TPD、SEM、EDS和TGA等对催化剂进行表征,结果表明,负载质量分数0.5%的Pd在HZSM-5分子筛表面分散均匀,且0.5%Pd/HZSM-5催化剂具有较高氢吸附能力,失活的主要原因为催化剂表面积炭,采用流化床反应器取代传统的固定床反应器可以很好的解决催化剂积炭问题。     

Ca助剂对钯负载催化剂在苯酚液相原位加氢反应中的影响

利用等体积浸渍法制备了一系列不同助剂的Pd／Al2O3催化剂,并利用固定床管式反应器考察了以上催化剂在“苯酚＋甲醇＋水”耦合反应体系中的性能。结果表明Ca的促进作用较明显,进一步考察了Ca助剂的含量对催化剂活性的影响,并通过BET和CO吸附表征探讨了Ca助剂对催化剂结构以及Pd分散度的影响。     

The synergic effects of highly selective bimetallic Pt-Pd/SAPO-41 catalysts for the n-hexadecane hydroisomerization

The hydroisomerization of n-hexadecane over Pt-Pd bimetallic catalysts is an effective way to produce clean fuel oil. This work reports a useful preparation method of bimetallic bifunctional catalysts by a co-impregnation or sequential impregnation process. Furthermore, monometallic catalysts with loading either Pt or Pd are also prepared for comparison. The effects of the metal species and impregnation order on the characteristics and catalytic performance of the catalysts are investigated. The catalytic test results indicate that the maximum iso-hexadecane yield over different catalysts increases as follows: Pt/silicoaluminophosphate SAPO-41iso-hexadecane yield of 89.4% when the n-hexadecane conversion is 96.3%. Additionally, the Pt-Pd/SAPO-41 catalyst also presents the highest catalytic activity and best stability even after 150 h long-term tests.     

乙醇蒸汽重整Pd/γ-Al_2O_3催化剂制氢

通过对不同Pd负载量、温度以及寿命的考察,评价了负载型Pd/γ-Al2O3催化剂在乙醇蒸汽重整制氢的催化反应中的性能。试验表明较高的Pd负载量或者较高的反应温度可以获得理想的氢气选择性。在650℃反应温度下,对含Pd为5%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂进行考察获得了最高的氢气选择性136%。而且在反应温度为750℃条件下,含Pd为1%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂对氢气的选择性可以达到110%。通过NH3-TPD,TGA分析手段对催化剂进行表征分析。     

用于丙烷催化燃烧的PdxPty-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂

以ZSM-5分子筛、铝溶胶、硝酸钯、硝酸铂和水为原料制备分子筛浆料，采用真空抽提-一次涂覆法在堇青石蜂窝陶瓷载体表面制备出Pd_xPt_y-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂，考察了Pd负载量、ZSM-5分子筛的硅铝比和Pd/Pt质量比对整体式催化剂的丙烷催化燃烧性能的影响，并用超声波振荡、SEM、XRD、H₂-TPR和C₃H₈-TPD等手段对整体式催化剂进行了表征。当球磨时间为60 min，分子筛浆料固含量为38%时，整体式催化剂的涂层上载量可达到178 g?L^-1，涂层脱落率低于0.5%。Pd₂Pt₃-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂（贵金属总负载量为1.2 g?L^-1）对于丙烷的催化燃烧具有较好的催化活性（T₅₀=259℃，T₉₀=323℃）和稳定性，具有良好的工业应用前景，其中较低的ZSM-5分子筛硅铝比以及Pd和Pt之间的相互作用增加了对丙烷的吸附能力和表面活性氧物种的数量，从而提高了整体式催化剂的催化活性。