CoB/Al2O3非晶态合金催化剂的制备及 在催化制氢中的应用

通过浸渍与化学还原相结合的方法制备了活性三氧化二铝负载CoB非晶态合金的负载型催化剂,并把该催化剂应用于硼氢化钠水解制氢反应。用SEM、XRD及BET等对三氧化二铝负载CoB非晶态合金催化剂的微观结构进行了系统表征,结果表明,非晶态合金CoB纳米颗粒能够均匀地分布于三氧化二铝表面,抑制了磁性纳米粒子CoB的团聚现象,显著提高活性组分CoB的分散度。产氢实验表明,具有高比表面积的负载型催化剂显著提高了硼氢化钠水解产氢速率, 经计算硼氢化钠催化水解反应活化能约为55.21 kJ/mol,明显低于基于非负载型CoB催化剂硼氢化钠催化水解反应的活化能（73.37 kJ/mol）。同时随着温度、负载量及催化剂用量的增加,产氢速率也随之增加,25 ℃时水解反应的产氢速率约为1.03 mL/（min·mol）。     

ZIF-7负载CoB催化剂的制备及其在制氢中的应用

先后采用化学浸渍和还原的方法制备了不同比例的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-7负载CoB的催化剂,对其结构进行了表征,并系统探究了该催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的催化活性。结果表明,相比于纳米CoB粉末催化剂,负载型CoB/ZIF-7催化剂在硼氢化钠水解制氢中具有更高的催化活性,25℃时NaBH_4水解产氢速率大约为252.19 m L/(min·g)。化学反应动力学表明:负载型CoB/ZIF-7催化剂催化NaBH_4水解制氢反应属于一级反应,其表观活化能约为51.48 k J/mol,远远低于纳米CoB粉末催化剂的活化能72.01 k J/mol。     

ZIF-7负载CoB催化剂的制备及其在制氢中的应用

先后采用化学浸渍和还原的方法制备了不同比例的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-7负载CoB的催化剂,对其结构进行了表征,并系统探究了该催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的催化活性。结果表明,相比于纳米CoB粉末催化剂,负载型CoB/ZIF-7催化剂在硼氢化钠水解制氢中具有更高的催化活性,25℃时NaBH_4水解产氢速率大约为252.19 m L/(min·g)。化学反应动力学表明:负载型CoB/ZIF-7催化剂催化NaBH_4水解制氢反应属于一级反应,其表观活化能约为51.48 k J/mol,远远低于纳米CoB粉末催化剂的活化能72.01 k J/mol。     

CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用

采用化学还原法制备了非晶态合金CoB催化剂,研究其在NaBH_4-乙醇复合体系中的催化活性。考察了基于乙醇量(硼氢化钠浓度)、NaOH质量浓度、反应体系温度、醇水体系对CoB催化NaBH_4制氢的影响。结果表明,硼氢化钠产氢速率随着乙醇量(硼氢化钠浓度)的增加呈现出先加快后减缓的变化;NaBH_4产氢速率随碱质量浓度的增加呈现出先增加后减小的变化,且最优碱浓度大约为5%;NaBH_4制氢速率随反应温度增加而快速增加,反应动力学计算显示该体系的表观反应活化能Ea为56.45 kJ/mol;在相同条件下,CoB催化硼氢化钠醇解制氢的产氢速率快于催化硼氢化钠水解制氢的产氢速率。     

CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用

采用化学还原法制备了非晶态合金CoB催化剂,研究其在NaBH_4-乙醇复合体系中的催化活性。考察了基于乙醇量(硼氢化钠浓度)、NaOH质量浓度、反应体系温度、醇水体系对CoB催化NaBH_4制氢的影响。结果表明,硼氢化钠产氢速率随着乙醇量(硼氢化钠浓度)的增加呈现出先加快后减缓的变化;NaBH_4产氢速率随碱质量浓度的增加呈现出先增加后减小的变化,且最优碱浓度大约为5%;NaBH_4制氢速率随反应温度增加而快速增加,反应动力学计算显示该体系的表观反应活化能Ea为56.45 kJ/mol;在相同条件下,CoB催化硼氢化钠醇解制氢的产氢速率快于催化硼氢化钠水解制氢的产氢速率。     

Zr/ZSM-5-SBA-15的制备及其氧化脱硫动力学研究

以ZrSO4为活性组分,采用等体积浸渍法制备Zr/ZSM-5-SBA-15催化剂,用于模拟油氧化脱硫反应,Zr/ZSM-5-SBA-15的最佳制备条件为500℃烧焙5 h,Zr的负载量为20%;动力学研究表明,以Zr/ZSM-5-SBA-15为催化剂,氧化脱除模拟油中含硫化合物的反应为表观一级反应,反应的活化能为E a=44.23 kJ/mol,脱硫率可达84.53%。     

纳米SiO2负载的过渡金属硼化物对AP热分解的催化作用

采用化学还原法制备纳米NiB/SiO2、CoB/SiO2、MoB/SiO2催化剂,通过热重-差热分析(TG-DTA)研究了其对AP热分解过程的催化作用.结果表明,负载过渡金属硼化物催化剂对AP分解的催化活性顺序为:CoB/SiO2＞NiB/SiO2＞ MoB/SiO2;加入质量分数5％的CoB/SiO2使AP高温热分解峰温度降低166.2℃;SiO2载体将CoB晶型转化推迟了 110℃左右,改善了催化剂的热稳定性.     

CoB/CeO2催化剂的优化制备及在NaBH4液相制氢中的应用

为了提高硼氢化钠水解催化剂的活性与稳定性，本文采用化学还原和焙烧后处理制备了一系列CoB/CeO₂负载型催化剂，探究了该催化剂在NaBH₄液相释氢中的催化性能。通过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等表征手段分析了催化剂结构和组成，并结合催化剂在NaBH₄水解制氢中的催化活性，研究了不同焙烧后处理方式对CoB/CeO₂负载型催化剂体系的作用规律。结果表明CoB负载到CeO₂载体表面后催化剂仅呈现了CeO₂载体的萤石相结构，但针对活性组分对比分析表明在高温下（空气和氮气）仍然出现了CoB的显著晶化。CoB/CeO₂在空气和氮气焙烧气氛下都有利于提高CoB活性组分在CeO₂载体表面的固载强度，但是二者呈现出不同的微观形貌。在NaBH₄液相释氢中，CoB/CeO₂-air和CoB/CeO₂-N₂展示了显著不同的催化活性，并且随着焙烧温度的提高，二者催化性能差异更加明显，温度升高后CoB/CeO₂-air催化活性逐步降低，并在500℃左右完全失活，而CoB/CeO₂-N₂则呈现了趋于稳定的催化活性。     

Cu-Mn/ZSM-5催化剂的制备及其催化降解酸性红的研究

通过浸渍法制备出Cu-Mn/ZSM-5催化剂,用于催化氧化降解水中偶氮染料酸性红。对合成的催化剂进行了材料表征,研究了废水p H值、反应温度、催化剂投加量、H2O2浓度、载体选择和活性组分负载量对催化氧化降解酸性红的影响。结果表明:p H值为4,反应温度为70℃,催化剂投加量为1.0 g/L,H2O2浓度为0.10mol/L是较佳反应条件。针对质量浓度为200 mg/L的酸性红溶液,催化去除率能够达到99%。通过对不同载体制备的催化剂进行比较,可以看出ZSM-5作为载体制备的催化剂活性最高。不同的活性组分负载量中,Cu-Mn/20ZSM-5催化剂催化活性最好。Cu-Mn/ZSM-5催化剂经过多次重复使用后,催化活性依然保持在较高水平。     

催化剂对环氧树脂/酚类固化剂体系反应性的影响

采用三氟甲磺酸铒和三氟甲磺酸镱作为环氧树脂/酚类固化剂的催化剂,筛选了固化剂的最佳用量,采用胶化时间研究了催化剂的催化活性,并采用差热分析法对环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒动力学参数进行了研究。结果表明,酚类固化剂的最佳质量分数为9%(以环氧树脂计),三氟甲磺酸铒的催化活性最强,环氧树脂/酚类固化剂/三氟甲磺酸铒体系的活化能为79.53 kJ/mol,反应级数为0.95。     

钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍负载-还原法制备了钴-硼/二氧化锆催化剂,研究了催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的性能。研究了催化剂的制备条件（钴与二氧化锆物质的量比、钴与硼氢化钠物质的量比）对其催化性能的影响,并考察了催化剂用量、反应温度、搅拌转速对硼氢化钠水解制氢的影响。结果表明,在钴与二氧化锆物质的量比为0.16:1、钴与硼氢化钠物质的量比为1:5条件下制备的钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢的速率最快。硼氢化钠水解制氢速率随催化剂用量的增加和反应温度的升高而增大,随搅拌转速的增加呈现先增大后减小的趋势。反应动力学计算出钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解对硼氢化钠的浓度属于零级反应。钴-硼/二氧化锆催化剂的硼氢化钠水解反应活化能为43.97 kJ/mol。     

自搅拌下CoB/SiO2催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍-化学还原法制备了硼化钴/二氧化硅（CoB/SiO₂）催化剂,并考察了其催化硼氢化钠水解制氢的性能。研究了二氧化硅粒径、硝酸钴与二氧化硅物质的量比、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比等条件对催化剂性能的影响,进而考察了催化剂用量、搅拌转速、反应温度等条件对硼氢化钠水解制氢性能的影响。结果表明,在二氧化硅粒径为15 nm、硝酸钴与二氧化硅物质的量比为0.08∶1、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比为1∶5条件下,制备的催化剂催化硼氢化钠水解产氢的速率为45.6 mL/（min·g）;因为催化剂粒径很小,伴随硼氢化钠水解产氢产生的动量可以完全消除外扩散速率的影响,搅拌转速对硼氢化钠水解速率的影响很小,硼氢化钠的水解速率随着催化剂用量的增加而增大;随着温度的升高,硼氢化钠的水解速率增大,硼氢化钠水解反应的表观活化能为48.54 kJ/mol,硼氢化钠反应级数为零;催化剂具有良好的重复使用性能和稳定性。     

膨润土负载钌催化剂制备及其催化氨硼烷水解产氢研究

采用浸渍-化学还原法制备了钌/膨润土（Ru/Ben）催化剂,考察了钌含量、还原剂硼氢化钠用量、还原温度以及反应条件等对Ru/Ben催化氨硼烷（NH₃BH₃）水解产氢的影响。结果表明,在钌负载量为0.3%（质量分数）、钌与还原剂硼氢化钠物质的量比为1∶2.5、还原温度为303 K条件下,制备的Ru/Ben中Ru微晶尺寸为3.8 nm,Ru/Ben催化NH₃BH₃水解产氢的转化频率（TOF）为145 mol/（mol·min）;搅拌转速为450 r/min时,外扩散限制消除,产氢速率最大;产氢速率与Ru/Ben浓度成正比,催化剂界面反应是氨硼烷水解产氢反应的控速步骤,Ru/Ben催化NH₃BH₃水解产氢反应对催化剂浓度的反应级数为0.7;反应温度越高,氨硼烷向催化剂表面的传质速率越高、产物氢气及副产物偏硼酸钠从催化剂表面越易脱附,产氢速率越大。动力学计算表明,Ru/Ben催化NH₃BH₃水解产氢反应的产氢速率与氨硼烷浓度无关,活化能为15 kJ/mol。     

二氧化硅负载钌催化剂催化氨硼烷水解产氢研究

采用浸渍-还原法制备了Ru/SiO₂催化剂,并考察了钌负载量、还原剂硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/SiO₂催化BH₃NH₃水解产氢的影响。结果表明,在钌的负载量为0.1%（质量分数）、还原剂硼氢化钠与钌的物质的量比为2.2∶1、还原温度为303 K时制备的催化剂,催化BH₃NH₃水解产氢速率最快[转化频率TOF为140.8 L H₂/（mol Ru·min）]。搅拌转速为450 r/min时,氨硼烷向催化剂表面传质最快,产氢速率最大。氨硼烷水解反应由催化剂界面反应控制,产氢速率与催化剂用量成正比。随着反应温度的升高,Ru活化的氨硼烷分子能量增加,反应速率逐渐增加。反应动力学计算表明Ru/SiO₂催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度为零级反应,活化能为45 kJ/mol。     

负载型铜铈催化剂选择性氧化富氢气体中CO的催化性能

CO选择性氧化法是去除重整气中少量CO的有效方法。对采用共沉淀法和浸渍法制备含铜和铈的催化剂进行了比较。结果表明,负载型铜铈催化剂的最佳催化温度明显低于非负载型铜铈催化剂。用浸渍法制得的Cu-Ce/ZSM-5催化剂在180℃能将CO含量降到5×10~(-6)。考察了CO_2和H_2O对催化剂催化性能的影响,Cu-Ce/ZSM-5在最佳催化温度下具有一定的耐CO_2和H_2O能力。对Cu-Ce/ZSM-5的稳定性进行了初步考察。     

苯醚甲环唑的水解研究

研究了苯醚甲环唑在水溶液中的水化学降解行为,结果表明:(1)苯醚甲环唑水解作用随溶液pH值的增大而增强,25℃时其在pH5、7和9的缓冲液中的水解半衰期分别为315.07、11.53和1.33d。(2)苯醚甲环唑在水体中的水解速率随温度升高而加快,其在温度为15、25、35、45℃的pH7缓冲液中的水解半衰期分别为20.81、11.53、6.80和2.14d,平均温度效应系数为2.22。苯醚甲环唑水解反应的平均活化能和活化焓分别为55.53kJ/mol和53.01kJ/mol,而苯醚甲环唑水解反应的活化熵随温度升高而降低,表现出明显的相关性,其平均活化熵为-92.45kJ/mol·k。(3)在相同的培养条件下,苯醚甲环唑在池塘水、河水和超纯水中的降解速率是不同的,其水解半衰期分别为7.31、4.47和12.49d。     

乙酸与乙醇在硫酸氢钠催化下合成乙酸乙酯的动力学研究

文章以硫酸氢钠为催化剂,考察了不同温度(35~75℃)与催化剂用量(2~5 g)下乙酸与乙醇反应合成乙酸乙酯的反应速率,得到反应速率方程。实验结果表明:硫酸氢钠催化合成乙酸乙酯的反应为二级可逆反应,反应速率常数与温度及催化剂浓度的关系可表为Arrhenius方程形式的函数,应活化能为52.24 kJ/mol,指前因子则与催化剂的浓度有关。     

不同二异氰酸酯三聚反应分子模拟与反应动力学研究

利用DMol3分子模拟软件对二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)3种异氰酸酯自聚反应进行了模拟计算;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对不同异氰酸酯在催化剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)作用下的三聚反应进行了跟踪,研究了不同催化剂用量、反应温度、反应时间下3种异氰酸酯的自聚反应动力学。结果表明,异氰酸酯自聚反应倾向生成稳定的六元环结构;3种异氰酸酯三聚反应均为二级反应,MDI在加入催化剂质量分数0.05%时,反应的活化能为26.1 kJ/mol,IPDI和HMDI在加入催化剂质量分数2%时,反应的活化能分别为13.5 kJ/mol和49.9 kJ/mol。