沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土催化剂及其常温潮湿环境下CO催化氧化性能

采用沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土(PC/APT)催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上考察其常温潮湿环境下CO催化氧化性能。作为对比,同时采用常规浸渍法制备催化剂。通过N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等对催化剂结构和性质进行表征。结果表明,与浸渍法制备的催化剂不同,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上Cu物种分别以Cu_2Cl(OH)_3和CuO形式存在,其中,Cu_2Cl(OH)_3物种与Pd物种间相互作用较强,催化剂还原性能显著提高,表现出良好的CO催化氧化活性。在空速6 000 h~(-1)、CO体积分数0.5%和水蒸汽体积分数3.3%条件下,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上CO转化率大于84%的时间不低于160 min。     

Pd-Cu/凹凸棒石黏土催化剂催化CO氧化性能

以凹凸棒石黏土(APT)作载体,采用浸渍法制备双金属催化剂Pd-Cu/APT、单金属催化剂Pd/APT和Cu/APT,在连续流动微反装置上考察催化剂的CO催化氧化活性,采用N_2物理吸附/脱附、X射线粉末衍射和程序升温还原/脱附等手段对催化剂进行表征。结果表明,Pd-Cu/APT催化剂中Cu主要以CuCl形式存在,Pd高度分散与Cu之间产生了明显的相互作用,使Cu物种的还原温度大幅降低;经水蒸汽预处理增强了Pd-Cu/APT催化剂表面酸性,促进了催化活性的提高。在CO体积分数为0.5%、水蒸汽体积分数3.3%、空速6 000h^(-1)和常温反应条件下,CO转化率可达90%以上。     

HCl催化氧化制Cl_2的Cu-Ce混合氧化物催化剂研究

分别采用体相模板法和表面模板法制备了铜改性Ce O_2催化剂(Cu O-Ce O_2和Cu O/Ce O_2)。利用XRD、N2吸附-脱附、Raman、H2-TPR对催化剂进行了表征并考察了其催化氧化HCl制Cl2的性能。结果表明:体相模板法更有利于制备铜物种分散度更高的催化剂,提高催化剂表面氧空位的浓度。将催化剂表面氧空位浓度与HCl催化氧化活性关联发现,催化剂氧空位浓度是影响HCl催化氧化活性的重要因素。酸洗前后催化剂催化活性对比表明,高分散的Cu O在较低温度时对催化剂活性贡献不大,而在较高温度时可以有效促进催化剂催化性能。晶相Cu O对HCl的催化氧化活性没有贡献。     

用于降低卷烟烟气中CO含量的Pd-Cu/活性炭催化剂

用浸渍法制备用于降低卷烟烟气中CO含量的Pd-Cu/活性炭催化剂,考察该催化剂对模拟卷烟烟气[4.4%CO-4.2%H2O-19.2%O2-72.2%N2(体积分数)]中的CO常温催化氧化性能,研究催化剂活性组分及其负载量、催化剂栽体、原料气中CO浓度和气体空速对催化剂的CO常温氧化活性的影响.研究表明,生产成本较低的...     

氮掺杂Pd-Cu/Al2O3催化剂富氢气氛下CO优先氧化性能

以Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备Pd-Cu/Al₂O₃和Pd-Cu-N/Al₂O₃催化剂。利用连续流动微反应装置考察氮掺杂对Pd-Cu/Al₂O₃催化剂低温富氢气氛下CO优先氧化性能的影响，结合XRD、FT-IR、H₂-TPR和XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明，相较于Pd-Cu/Al₂O₃,Pd-Cu-N/Al₂O₃具有更好的CO优先氧化性能。氮掺杂促进了表面Cu₂Cl(OH)₃的分散，增强了Pd和Cu之间的相互作用，提高了Pd和Cu₂Cl(OH)₃的氧化还原能力。同时，氮掺杂也有利于生成更多的表面活性Cu⁺物种，并且部分进入Pd晶格，抑制了反应过程中PdHx的形成，从而使催化剂催化性能...     

两种制备方法对CuO/SBA-16催化CO活性的影响

采用浸渍法和沉淀沉积法制备了Cu O作为活性组分,惰性材料SBA-16作位载体的Cu O/SBA-16催化剂,通过小角XRD、广角XRD、BET、H2-TPR表征及活性测试,发现高分散的Cu O物种为主要的活性物种,并且沉淀沉积法制备的Cu O/SBA-16催化剂中Cu O物种的分散程度更高,氧化CO的活性更好。     

负载Cu-Co纳米氧化物高效催化氧化水合肼研究

催化湿式过氧化氢技术(CWPO)以廉价易得的H2O2作为氧化剂,不仅可以使反应在常温常压下进行,而且H2O2分解产生的羟基自由基OH·具有很强的氧化能力,能氧化绝大多数有机物,且氧化速度较快,是处理难降解物质的重要方法之一。催化剂是催化湿式过氧化氢技术的关键,研究和开发新型高效稳定的催化剂,对于催化湿式过氧化氢技术在废水处理领域的推广应用更是至关重要。本文以肼废水为处理对象,探讨了负载型催化剂在CWPO工艺中对肼废水的催化降解活性。采用浸渍法分别制备Cu O-γ/Al2O3催化剂和钴改性Cu O-Co3O4-γ/Al2O3催化剂在CWPO工艺中对高COD的肼废水的催化降解活性进行对比。相较于Cu O-γ/Al2O3,含Co的催化剂在催化降解水合肼废水上具有更高的催化活性和稳定性。在反应温度60℃,起始p H=8.0,3 m L/L的H2O2的条件下,5%Cu O-0.5%Co3O4-γ/Al2O3催化剂催化降解40 min后COD的去除率达到91.5%。该纳米催化剂能够广泛运用于环境污染物处理上。     

焙烧温度对CuO/Co_3O_4-CeO_2催化剂CO优先氧化性能的影响

采用浸渍法制备了Cu O/Co3O4-Ce O2(Cu Co Ce10)催化剂,考察了在不同温度(250、300、350、400和450℃)焙烧后的样品在富氢气氛中对CO优先氧化反应的催化性能。应用BET、XRD、H2-TPR及XAFS技术详细表征了催化剂的结构与性能。结果表明,不同温度焙烧的催化剂中,铜物种均主要以Cu O相存在;350℃焙烧的Cu Co Ce10催化剂具有最大的比表面积和最好的氧化还原性能,在98~173℃的温度范围内能够将CO完全转化为CO2,呈现出最宽的CO优先氧化可操作温度窗口,以及良好的催化活性稳定性。     

过渡金属改性Ce-Zr固溶体催化氧化丙烯和CO

丙烯和CO是大气中主要的有害气体,需有效去除。选取Cu,Co,Ni,Fe为活性组分,采用共沉淀法制备过渡金属M(M=Cu,Co,Ni,Fe)与Ce+Zr+M原子比为1∶40的复合氧化物催化剂(M-CZO)催化燃烧两种有害气体,并采用XRD,BET,TPR对催化剂进行了表征。结果表明,过渡金属改性Ce-Zr固溶体对两种气体催化活性相对CZO大大提高。其中催化氧化CO时,活性顺序为Cu>Co>Ni>Fe,Cu-CZO活性最高,T50和T90分别为95℃和185℃。H2-TPR结果表明,表面氧越活泼,催化氧化CO的活性越高。C3H6催化氧化活性顺序为Co>Cu>Fe>Ni,随着温度升高,CO相对生成量增加,Cu-CZO催化氧化CO活性远高于其他三种催化剂,使C3H6→CO→CO2连续反应快速进行,从而使C3H6总转化率提高,导致Co-CZO的T90比Cu-CZO略高。整体看来,Cu-CZO催化燃烧C3H6效果最好,T50和T90分别为345℃和376℃,CO的浓度低于0.05 mg/L,二次污染最小。     

甲酸钠液相氧化催化剂的研究

以碳酸氢钠和碳酸钠为催化体系合成季戊四醇是一应用前景广阔的绿色新工艺.其中,将母液中副产物甲酸钠液相氧化为碳酸氢钠和碳酸钠,使之循环利用,是一关键步骤.本文对甲酸钠这一液相氧化催化催化剂的制备方法进行了研究.实验结果表明,Pd-Cu/C对甲酸钠液相氧化有很高的活性和稳定性.以共浸法浸渍12 h,300℃焙烧3 h制备的Pd-Cu/C催化剂,在催化剂用量为2 g(Pd含量1%,Cu含量2%),甲酸钠溶液浓度为10%,反应压力为0.5 MPa,反应温度为130℃下反应5 h,甲酸钠转化率达到94.3%.对催化剂进行了寿命实验,催化剂循环使用5次后活性下降不大.     

Synthesis and H2 uptake of Cu2(OH)3Cl, Cu(OH)2 and CuO nanocrystal aggregate

Monodispersed Cu₂(OH)₃Cl nanoplatelets, Cu(OH)₂ nanowires, CuO nanoparticles and nanoribbons with a spherical morphology were synthesized using hydrothermal and heat-treatment reactions, and their H₂ storage characteristics were examined. The Cu₂(OH)₃Cl nanoplatelets particles formed immediately after mixing the reactant, which subsequently formed larger uniform spherical particles in the submicron range. This procedure highlights a practical strategy for producing spherical Cu(OH)₂ and CuO materials consisting of monodispersed nanocrystals. The spherical aggregates of Cu₂(OH)₃Cl nanoplatelets heat-treated at 473 K could reversibly store up to 2.35 wt.% H₂ at 38 bar and 293 K.     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

氧化石墨烯复合金属催化剂催化碳酸二甲酯合成反应性能

针对甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯（DMC）反应中催化剂活性低和稳定性差的问题，制备了一系列氧化石墨烯复合金属催化剂，并对其进行活性评价。结果表明：催化剂PdCl₂-CuCl₂-KOAc/AC@GO-HCl表现出最佳的催化活性和稳定性：DMC的空时收率（STY）为800~900 g·(L cat)^-1·h^-1，且反应16 h内活性无明显下降；甲醇选择性保持在95%以上，CO选择性为35%~40%。结合XRD和XPS表征发现，活性物种Cu₂Cl(OH)₃的生成，提高了催化剂催化活性，而CuO和KCl均可导致催化剂的失活。     

Accurate low-pressure kinetics for isobutane oxidation over phosphomolybdic acid and copper(II) phosphomolybdates

A low-pressure steady-state technique has been used to investigate the rates and mechanisms of the oxidation of isobutane over H₃[PMo₁₂O₄₀], CuH₄[PMo₁₂O₄₀]₂, Cu₂H₂[PMo₁₂O₄₀]₂, Cu_2.5H[PMo₁₂O₄₀]₂, and Cu₃[PMo₁₂O₄₀]₂. Observed oxidation products over all catalysts are methacrolein, 3-methyl-2-oxetanone, acetic acid, carbon dioxide and water. The most selective catalyst for methacrolein formation at low temperatures (<496 °C) is Cu_2.5H[PMo₁₂O₄₀]₂, where both Cu(II) reduction and acid sites play a role. The least active catalyst at low temperatures is phosphomolybdic acid followed by Cu₃[PMo₁₂O₄₀]₂. This activity is reversed at higher temperatures. The 3-methyl-2-oxetanone is a unique product and is likely to be the precursor to methacrylic acid. Acetic acid is also probably a precursor to complete oxidation. Catalyst deactivation or restructuring is significant only over H₃[PMo₁₂O₄₀].     

CuO含量对Pd/Al2O3催化剂乙醇氧化性能的影响

采用浸渍法制备了一系列具有不同CuO含量的Pd-CuO/Al₂O₃催化剂，并将其用于乙醇氧化反应，其结构与性质通过XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等手段进行分析。结果发现，催化剂的活性并不是随着CuO含量的增加而增强，Pd-1.0%CuO/Al₂O₃催化剂表现出最佳的活性，其点火温度和完全转化温度比Pd/Al₂O₃催化剂至少降低了50℃。与Pd/Al₂O₃催化剂相比，含CuO催化剂增强的衍射峰强度以及氢化钯分解峰的消失，说明Pd-Cu合金结构的形成有利于Pd、Cu物种之间的协同作用。对于Pd-1.0%CuO/Al₂O₃催化剂来说，还原峰向低温的移动以及还原峰面积的增大说明该催化剂上氧化性物质更易被还原且数量在增加，这对于氧化反应是十分有利的，新出现的还原峰表示Pd、Cu的相互作用生成了新物种。NH₃-TPD结果中更高含量的低温酸有利于高活性，而且新出现的脱附峰说明形成了新的酸性位点。     

锰铈固溶体复合氧化物用于CO和CH_4催化氧化

采用氧化还原共沉淀法制备系列不同配比的锰铈复合氧化物,用于CO和CH4催化氧化,考察不同焙烧温度对催化剂性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具备最优的CO和CH4催化氧化性能。催化剂在90℃时,CO转化率可达100%;对于CH4催化氧化,反应温度500℃时,CH4转化率为80%。通过N2吸附-脱附、H2-TPR和XRD等研究其物化结构性能,结果表明,在系列催化剂中,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具有最高的比表面积和最活泼的晶格氧,可能是其具有优异催化活性的原因。     

火焰喷雾合成法制备La0.8Sr0.2Mn1-xCuxO3催化氧化CO性能研究

采用火焰喷雾合成法制备了Sr²⁺、Cu²⁺分别取代A、B位的La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ （x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）钙钛矿催化剂,并用于CO催化氧化实验,研究了水蒸气和CO₂对催化剂CO氧化活性的影响。对不同取代量La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ 催化剂进行了XRD、SEM、EDS、BET、XPS、H₂-TPR和O₂-TPD等表征测试。结果表明,火焰喷雾合成法制备的钙钛矿催化剂具有良好的钙钛矿相、疏松多孔结构和催化氧化活性。其中,La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃分别在119.4℃和133.3℃实现50%和90%的CO转化率。掺杂水蒸气和CO₂会与CO在催化剂表面形成竞争吸附,导致5种催化剂性能衰减,但La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃仍能在150.2℃实现90%的CO催化转化,在连续稳定性催化氧化测试中,5种催化剂性能衰减不超过10%。结合上述CO催化氧化实验,火焰喷雾合成法制备的催化剂具有良好的稳定性和催化活性,适合制备高CO催化氧化活性的钙钛矿催化剂。     

铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了铁、钴、镍、铜和锌催化剂,考察了其催化氨硼烷水解产氢性能,并优化了钴催化剂的制备条件和反应条件。结果发现,铁催化剂中铁以Fe₂B合金相存在,钴催化剂中钴以金属钴存在,镍催化剂中镍以金属镍和Ni（OH）₂·2H₂O存在,铜催化剂中铜以金属铜和氧化亚铜存在,锌催化剂中锌以Zn₄SO₄（OH）₆·4H₂O存在。铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢活性由大到小顺序为钴催化剂、镍催化剂、铜催化剂、铁催化剂、锌催化剂。显然,具有金属钴相的钴催化剂、金属镍相的镍催化剂和金属铜相的铜催化剂催化氨硼烷产氢活性高于具有Fe₂B合金相的铁催化剂。锌催化剂在制备条件下不能被还原为金属相,它几乎没有催化氨硼烷产氢活性。氯化钴与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1∶1.3、还原温度为303 K时制备的钴催化剂催化BH₃NH₃水解产氢性能最佳。反应动力学计算表明钴催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度的反应级数为零级,对钴催化剂浓度的反应级数为一级,活化能为58 kJ/mol。