活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。     

以RuCl3为前驱体的无氯Ru/Al2O3氨合成催化剂的制备

用等体积浸渍法制备了一种以RuCl₃作为钌母体，分别以γ-Al₂O₃和δ,θ-Al₂O₃为载体的负载型无氯Ru/Al₂O₃氨合成催化剂。该催化剂用水合肼还原，以Sm(NO)₃和Ba(NO₃)₂作助剂。催化剂各组分n(Ru)∶n(Ba)∶n(Sm)=1∶0.55∶1.6。用N₂物理吸附、XRD、XRF和CO化学吸附等方法对载体和催化剂进行表征。结果表明，以δ,θ-Al₂O₃为载体的催化剂，其氨合成活性高于以γ-Al₂O₃为载体的催化剂的活性；用水合肼还原并用热碱液和纯水洗涤的催化剂不残留Cl^-，Ru金属分散度高，其氨合成活性与用无氯钌前驱体制备并用H2还原的催化剂的活性相当，在压力10.0 MPa，空速10 000 h^-1的反应条件下，475 ℃转化率为81.2%，在500 ℃时转化率可以达到100%。而用H₂还原以RuCl₃作为钌母体的Ru/Al₂O₃催化剂时，因还原后催化剂上有Cl^-残留，其催化活性较低。     

前驱体溶液中Fe2+与Fe3+物质的量比对Au/α-Fe2O3催化剂低温水煤气变换性能的影响

改变前驱体溶液中Fe<'2+>与Fe<'3+>物质的量比制备了系列Au/α-Fe<,2>O<,3>水煤气变换催化剂,并运用XRD、拉曼光谱和H<,2>-TPR对样品进行表征.结果表明,Fe<'2+>与Fe<'3+>物质的量比的变化对Au/α-Fe<,2>O<,3>催化剂低温水煤气变换活性具有显著影响,这是由Fe<'2+...     

添加表面活性剂对掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂性能的影响

以微波技术制各的掺钡纳米氧化镁为载体,以氯化钌为活性前驱体,通过在钌的浸渍液中添加不同种类及浓度的表面活性剂,制得了一系列的Ru/Ba-MgO催化剂,进而运用连续流动的高压装置、N2物理吸附、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能量散射仪(XRD)、CO化学吸附对其进行了活性评价及表征.研究结果表明,在实验范围内,在浸渍过程中添加表面活性剂有利于Ru/Ba-MgO催化剂催化性能的提高,其中添加浓度为0.049%的OP-10制得的Ru/Ba-MgO催化剂活性最好,在10 MPa,10000 h-1和748 K的反应条件下,其氨合成反应速率可达50.87mmol-g-1-h-1.     

活性炭负载钌催化剂上氨合成反应动力学研究

在固定床反应器中对Ba-Ru-K/AC催化剂在相应的工业条件下［温度(350~450) ℃,压力10 MPa,V(H₂)∶V(N₂)=1.0、1.5、2.0、2.5和3.0,空速(60 000~180 000) h^－1］,进行了系列动力学测试。采用改进的Temkin动力学方程对实验数据进行拟合,考虑到H₂和NH₃的吸附对催化剂作用的阻碍效应,优化得到动力学模型参数n、α、w₁和w₂分别为1、0.15、0.5和1.4。结果表明,在Temkin方程中加入H₂和NH₃的吸附项能够获得可靠的动力学模型,用Arrhenius和Van’t Hoff方程对动力学和热力学参数k、K_H2和K_NH3进行线性拟合,得到氨合成反应的活化能为90.2 kJ·mol^－1,远低于铁基催化剂,说明Ru上N₂的解离吸附活化能垒远低于传统磁铁矿基催化剂和维氏体基催化剂。H₂的吸附热为76.2 kJ·mol^－1,证明Ba-Ru-K/AC催化剂上H₂的吸附较强烈,对N₂的吸附有强烈的抑制作用。改进的Temkin动力学方程能应用于使用Ru/C催化剂的氨合成反应器的设计和操作。     

气相氧化处理对纳米碳纤维载体及其负载钌催化剂性质的影响

采用气相氧化方法对纳米碳纤维(CNFs)的表面进行改性,利用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、Boehm酸碱滴定、CO化学吸附和程序升温还原等手段表征了不同温度气相氧化处理的CNFs载体及相应的负载Ru催化剂,并考察了Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解制备低碳多元醇过程中的催化性能。结果表明。气相氧化预处理对CNFs的晶体结构影响较小,但是大大增加了CNFs比表面积和表面酸性含氧基团;经气相氧化处理的CNFs负载的Ru催化剂更易还原,Ru金属分散度增加。催化剂考评结果表明,载体的气相氧化处理对Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解过程中反应活性的提高不利,但有利于低碳多元醇产物选择性的提高。研究认为CNFs表面酸性含氧基团是决定Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解过程催化性能的主要因素。     

氮在钌单晶表面Ru(0001)上的吸附

钌系氨合成催化剂作为第二代氨合成催化剂,近年来日益受到重视。研究氮分子在钌表面上的离解吸附对提高钌催化剂的催化性能有着十分重要的意义。综述了氮分子在Ru(0001)单晶表面吸附的研究进展，并指出钌催化剂的发展方向。     

Ru基氮还原电催化剂性能调控策略

氨是重要的化学品以及理想的能源载体，人工合成氨主要来源于高能耗的Haber-Bosch(H-B)工艺。相比而言，电催化合成氨以N₂和H₂O为原料，实现了温和条件下产氨。Ru基催化剂在氮还原(NRR)过程中表现出优异的催化活性，但由于较为稀缺限制了其发展。基于此，首先概述了NRR的反应机制并对现有的Ru基合成氨电催化剂进行了系统的介绍；详细分析了性能提升策略(结构调控、表/界面工程、缺陷工程)，如何调控活性组分或电子结构，进而提升催化剂的性能；最后分析了Ru基催化剂所面临的挑战。旨在通过Ru基催化剂性能提升策略，实现贵金属Ru的高效利用，并为其他NRR催化剂的开发设计提供指导。     

贵金属修饰的TiO2催化剂湿式氧化处理有机酸废水

以纳米TiO2为载体,采用浸渍法制备了贵金属(Ru,Pd和Pt)质量分数为1％的催化剂,利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(N2 physical adsorption)、程序升温还原(H2-TPR)和透射电镜(TEM)等表征手段对催化剂进行了表征,并利用催化剂进行湿式氧化处理含有机酸的废水.结果表明,添加Ru或Pt可以有效提高TiO2的氧化活性,而 Pd对氧化活性提高不明显.在处理丙烯酸废水时,与Pt/TiO2催化剂相比,Ru/TiO2催化剂具有更高的低温氧化活性,在反应温度130℃,初始氧气压力3.0 MPa下,丙烯酸废水的化学需氧量(COD)去除率达到91.3％, 而在处理饱和有机酸废水(如乙酸和丁二酸)时,Ru/TiO2催化剂的氧化活性高于Pt/TiO2.     

焙烧温度对Ru/Ba-Mg(Al)O4氨合成催化剂性能影响

采用超声-沉淀-强静电吸附法制备了化学性质比较稳定的掺钡纳米镁铝复合氧化物Ba-Mg(Al)O₄,并以其为载体、Ru₃(CO)₁₂为活性组分前驱体,制备了一系列钌基氨合成催化剂。通过场发射扫描电镜、X射线衍射和N2物理吸附等表征手段,重点考察了焙烧温度对载体的物相组成和表面织构的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,制备的载体比表面积逐渐下降,表面碱性增强。当载体焙烧温度为780 ℃时,制备的负载型Ru/Ba-Mg(Al)O₄催化剂表现出较高的催化活性,在425 ℃、10 MPa和10 000 h^-1条件下,出口氨浓度达到49.17 mmol·(g·h)^-1。     

焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响

采用浸渍法制备Ba-Ru/MgO系列催化剂，考察不同焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响，通过X射线衍射、N₂-低温物理吸附、透射电镜、H₂程序升温还原、CO₂程序升温脱附和红外光谱等方法对其进行表征，考察焙烧气氛对负载型钌基氨合成催化剂的物相结构、织构性能、微观形貌、钌物种的还原性能和体系酸碱性能等影响。研究表明，MgO焙烧气氛对制备的钌基氨合成催化剂结构、物化性能以及氨合成活性有较大影响，不同气氛焙烧对Ba-Ru/MgO催化剂碱性强弱影响顺序：Ba-Ru/MgO(Ar)＞Ba-Ru/MgO(N₂)＞Ba-Ru/MgO(空气)＞Ba-Ru/MgO (真空)，在450 ℃、5.0 MPa和5 000 h^-1条件下，空气、Ar和N₂气氛焙烧的MgO制备的Ba-Ru/MgO催化剂活性高于真空气氛焙烧的MgO制备的催化剂。     

1,2-环己二醇脱氢镍基催化剂制备方法

以硝酸镍为镍源,分别以NH3.H2O,NH4HCO3,NH3.H2O+NH4HCO3为沉淀剂采用沉淀法制备镍/硅藻土催化剂,用于1,2-环己二醇脱氢制备邻苯二酚,考察了不同沉淀剂、焙烧温度、沉淀温度制备的催化剂对1,2-环己二醇脱氢反应性能的影响,并通过XRD,BET,CO2-TPD(热设计功耗)等方法对催化剂进行了表征。结果表明:不同的沉淀剂对镍的分散度、孔结构及表面碱量都有影响,以NH3.H2O+NH4HCO3复合沉淀剂制备的镍/硅藻土催化剂上活性组分镍晶粒度小、分散度较高,催化剂平均孔径较大,催化剂表面碱中心数目多、碱量大,表现出良好的催化活性和邻苯二酚选择性。另外,催化剂适宜沉淀温度为90℃、焙烧温度为350℃。上述适宜条件制备的催化剂在320℃下用于1,2-环己二醇脱氢制备邻苯二酚,1,2-环己二醇转化率达到99.1%,邻苯二酚选择性达到86.8%。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

The effect of precipitants on Ni-Al(2)O(3) catalysts prepared by a co-precipitation method for internal reforming in molten carbonate fuel cells

Ni-Al(2)O(3) catalysts are prepared via the co-precipitation method using various precipitants: urea, Na(2)CO(3), NaOH, K(2)CO(3), KOH and NH(4)OH. The effects of the precipitants on the physicochemical properties and catalytic activities of the Ni-Al(2)O(3) catalysts are investigated. The Ni50-urea catalyst displays the largest specific surface area and the highest pore volume. This catalyst also exhibits the highest Ni dispersion and the largest Ni surface area. Ni50-urea catalyst prepared with urea as precipitant and Ni50-K(2)CO(3) catalyst prepared with K(2)CO(3) as precipitant exhibit high pore volumes and good catalytic activities for methane steam reforming. The Ni50-urea catalyst exhibits the best physicochemical properties and shows good catalytic activity and a strong resistance to electrolyte contamination.     

Preparation of chlorine-free alumina-supported ruthenium catalyst for ammonia synthesis base on RuCl3 by hydrazine reduction

A series of Ru/Al₂O₃ catalysts for ammonia synthesis were prepared by hydrazine reduction of RuCl₃ in KOH solution under the mild conditions, and characterized by XRF, TEM and CO chemisorption. The results showed that no chloride remained on the catalysts obtained by hydrazine reduction and the activities of the catalysts with hydrazine treatment were higher than those of conventional hydrogen-reduced catalysts. The particles sizes and the activities of the catalysts were determined by the molar ratios between hydrazine and ruthenium. The most promising catalyst was obtained when the hydrazine/ruthenium ratio was in the range of 1–3.     

氨合成钌基催化剂的研究进展

近年来,钌基氨合成催化剂因其高活性、高稳定性和反应条件温和成为研究热点。综述国内外氨合成钌基催化剂的研究进展,重点介绍钌基催化剂载体、助剂和前驱体对氨合成反应性能的影响。石墨化程度高、导电性能良好的碳载体或氧化物与碳的复合载体是氨合成反应的良好载体;碱金属和碱土金属类助剂通过改变活性金属表面静电场,起到电子助剂的作用,并且碱土金属对反应的促进作用优于碱金属,稀土金属Sm能够抑制碳载体的甲烷化反应;与Ru Cl3相比,Ru3(CO)12是氨合成反应的理想前驱体。简介以电子化合物为载体的钌基氨合成体系,负载钌的高比表面积电子化合物C12A7:e-是强大的电子供体,能够提高氮气在钌上的解离程度,并能可逆地储存氢,有效抑制氢吸附对钌表面的毒害,从而大大提高氨合成反应活性。进一步开发温和条件下非贵金属高效氨合成催化剂将具有重要的理论和现实意义。     

钌基氨合成催化剂氢氮吸附性能的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the chemisorption and desorption of hydrogen and nitrogen, dispersion of metallic Ru and catalytic activity of active carbon (AC) supported ruthenium catalyst for ammonia synthesis have been studied by means of pulse chromatography, temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters K, Ba and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly, and particularly, potassium exhibited the best promotion on the activity because of the strong electronic donation to metallic Ru. Much higher activity can be obtained for Ru/AC catalyst with binary or triple promoters. The activity of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption of hydrogen and nitrogen. The high activity of catalyst could be ascribed to strong dissociation of nitrogen on the catalyst surface. Strong adsorption of hydrogen would inhibit the adsorption of nitrogen, resulted in decrease of the catalytic activity. Ru/AC catalyst promoted by Sm2O3 shows the best dispers     

抑制碳负载钌基氨合成催化剂甲烷化的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the resistance to carbon-methanation and catalytic activity of ruthenium supported on active carbon (Ru/AC) for ammonia synthesis have been studied by means of TG-DTG (thermalgravity-differential thermalgravity), temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters Ba,K, and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly. Much higher activity can be reached for Ru/AC catalyst with bi- or tri-promoters. Indeed, the triply promoted catalyst showed the highest activity, coupled to a surprisingly high resistance to methanation. The ability of resistance of promoter to methanation of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption intensity of hydrogen. The strong adsorption of hydrogen would enhance methanation and impact the adsorption of nitrogen, which results in the decrease of catalytic activity.