La助剂对Pd-AL2O3催化C3H8氧化性能的研究

采用不同稀土La前驱体浸渍掺杂改性Pd/γ-Al2O3催化剂,利用多功能催化性能评价装置测试不同催化剂的C3H8催化氧化性能,并通过H2-TPR、XRD、XPS等手段对催化材料进行结构表征,结果表明：La能促进贵金属钯分散,增强钯与载体相互作用,稳定高活性Pd2+物种,从而提高了催化剂的C3H8催化氧化性能。在选用不同La前驱体改性的Pd/γ-Al2O3催化剂中,硝酸镧改性效果最佳,能更好地促进活性金属钯的分散和Pd2+高活性物种的稳定。相比Pd/γ-Al2O3,La改性催化剂均降低了C3H8和NO的反应转化温度。选用不同La前驱体对催化活性影响存在差异的主要原因是La前驱体添加而引起的金属-载体相互作用和活性贵金属钯的分散状态变化。     

用乙酰丙酮钯作前驱物制备Pd/C催化剂的研究

分别采用乙酰丙酮钯、氯化钯和硝酸钯作前驱物,用浸渍-还原法制备了一系列Pd/C催化剂,以松香歧化反应评价其活性,研究了活性炭类型、载体预处理、溶剂、还原方法及温度等因素对Pd/C催化剂活性的影响.结果表明,采用具有较大比表面积和孔容的活性炭作载体有利于钯在其表面的均匀分布和催化剂活性的提高;以Pd(acac)2作前驱体,以及使用极性较强的溶剂与用无机配合物前驱体相比,制备的Pd/C催化剂活性较高;TG-DTA分析表明Pd(acac)2在350℃下完全分解,基于此结果,作者在350℃条件下采用氢气干法还原,制备出活性略高于从日本进口的Pd/C催化剂.     

酸碱性浸渍条件对钯炭催化剂加氢性能的影响

采用氢氧化钠和盐酸调节钯炭(Pd/C)催化剂制备过程中的浸渍液的pH,制备了相应的钯炭催化剂。对Pd/C催化剂的成分、形貌等性质进行表征分析,研究了不同浸渍条件下制备的Pd/C催化剂对苯甲醛和2-氰基吡啶加氢的催化性能。结果表明,酸/碱浸渍方法可有效控制钯颗粒的尺寸大小及分散度。在浸渍液的pH值为3的条件下制备出的Pd/C-1~#催化剂平均粒径为2.78 nm。当浸渍液的pH值为10时,制备的Pd/C-2~#催化剂平均粒径为3.75 nm。对于2-氰基吡啶加氢,采用酸性浸渍条件制备的Pd/C催化剂具有更好的催化效果;而采用碱性浸渍条件制备的Pd/C-2~#催化剂对苯甲醛加氢效果更好。     

超声浸渍法制备Pd/Al_2O_3催化剂及其催化硝基苯加氢性能

以粉状γ-Al2O3为载体,分别采用超声浸渍和普通浸渍方法制备了Pd含量为5%的负载型催化剂,并将其用于硝基苯加氢反应。采用XPS和扫描电镜等手段对催化剂的理化性质进行了分析,考察了浸渍方法对催化剂活性金属分散度的影响。结果表明,与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的负载型Pd催化剂金属分散度明显提高,因而对硝基苯加氢反应表现出较高的催化活性。以KBH4为还原剂,通过超声浸渍制备的负载型Pd催化剂具有较高的钯分散度,在硝基苯加氢反应中表现出更高的催化活性。     

双金属催化剂Pd-Co_y/Al_2O_3的协同催化性能研究

通过等体积浸渍法制备了单金属Pd/Al_2O_3催化剂和双金属Pd-Coy/Al_2O_3催化剂,并用于催化2-乙基蒽醌加氢反应。利用N2吸脱附、ICP-AES、XRD、CO化学吸附、TEM、EDX、XPS等表征催化剂的比表面、物相结构以及电子结构。加氢结果发现与单金属Pd/Al_2O_3催化剂相比,双金属Pd-Co0.2/Al_2O_3催化剂加氢效率从11.8 g/L提高到13.5 g/L,选择性从87.2%提高到95.2%。从XPS表征结果发现,催化剂掺杂Co后,一部分Pd颗粒将电子转移到氧化的Co上,形成Pd-Coδ+结构。由羰基活化机理可知,Coδ+吸附C=O中氧的孤对电子,活化C=O,使得C=O加氢反应变得更容易,从而Pd-Co催化剂表现出高催化效率。     

镧助剂对Pd/Al_2O_3催化剂性能的影响

一氧化碳(CO)-亚硝酸甲酯(MN)气相氧化偶联合成草酸二甲酯(DMO)的反应是煤制乙二醇的关键转化步骤,现用的Pd/Al_2O_3催化剂中钯负载量高达1%。在催化剂制备过程中添加不同助剂,用催化燃烧热阻型检测系统考察其对合成反应的催化性能影响。表征分析表明,镧助剂可改善钯在载体上的分散;当La_2O_3/Al_2O_3=14 mg/g时,La_2O_3在载体表面以单层分散,制成的催化剂中钯分散性最好。性能评价结果显示,载钯量0.2%的催化剂具有较好的稳定性,在优化反应条件下,其性能甚至优于工业催化剂。     

制备条件对Pd/TiO_2催化剂上对羧基苯甲醛加氢性能的影响

采用浸渍法以TiO2成型载体制备了Pd/TiO2催化剂,考察了浸渍液pH值、Pd负载量、焙烧温度以及还原温度等因素对粗对苯二甲酸(CTA)中的主要杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)的加氢精制性能的影响,并采用BET、XPS、XRD、H2-TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明,浸渍液pH值的升高会造成催化剂表面Pd原子富集,导致催化剂比表面积降低。Pd负载量0.5%时,催化剂所提供的活性中心数目足以满足4-CBA加氢所需。适当提高催化剂焙烧温度,有利于含钯前驱体的分解,催化剂还原温度过高时,会造成Pd/TiO2催化剂活性的迅速降低。Pd/TiO2催化剂的适宜制备条件为:浸渍液pH=2.0、Pd负载量0.5%、催化剂焙烧温度400℃、还原温度低于200℃。     

茚虫威中间体合成用钯炭催化剂的载体研究

通过催化加氢合成茚虫威(indoxacarb)中间体反应用钯炭催化剂的性能对比,考察了钯炭催化剂的载体和载体预处理对催化剂性能的影响。实验结果表明:硝酸超声回流处理活性炭可以有效地去除活性炭中的杂质灰分,减小杂质对催化剂性能的影响;选择平均孔径大和比表面积高的活性炭为Pd/C催化剂载体可以获得较好的催化反应活性和选择性。     

La、Ba的添加对Pd/Y2O3-ZrO2催化氧化CH4性能的影响

以浸渍法制备了1.0%Pd/Y2O3-ZrO2催化剂,考察了Pd负载过程中La和Ba的添加对Pd/Y-ZrO2催化氧化CH4性能的影响,用BET、XRD、CO脉冲、TEM和H2-TPR等方法对所制备的催化剂进行表征。结果表明,La和Ba的添加降低了Pd/Y2O3-ZrO2催化剂氧化CH4的活性。催化剂中活性金属的分散度及体相PdO的还原性影响催化剂对CH4的氧化活性,La、Ba的添加降低了Pd/Y2O3-ZrO2催化剂中活性金属Pd的分散性,使Pd在高温老化后更容易团聚,同时增强了PdO与载体的相互作用,使PdO不容易被还原。     

热老化对Pd/Al_2O_3选择性催化NH_3反应性能的影响(英文)

研究了在三效催化反应过程中热老化对Pd/Al_2O_3选择性催化NH_3反应性能的影响。在稀/富循环流中进行稳态实验,采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和透射电镜(TEM)对催化剂的物理化学性质进行表征。结果表明,高温热老化导致活性金属钯的分散度降低、颗粒尺寸增大、Pd~(2+)活性物种的相对比例下降,这些微结构变化促使催化剂的三效活性降低、氨选择性增加。热老化诱导催化剂表面活性钯颗粒明显增大,较大的钯颗粒有助于NO解离生成活性氮物种,进而与氢反应生成NH_3。     

碳载纳米钯催化剂半工业级制备工艺研究

对浸渍方法，活性碳载体，还原方法进行了筛选试验。结果表明：浸渍方法决定Pd/C催化剂中钯粒子粒度的大小，在载体上的分布均匀性及催化活性；还原方法是决定催化活性大小的又一决定性因素，活性碳载体的性质也影响催化剂的性能，根据试验结果，选择了较佳的浸渍方法S-6，C-8活性碳，还原方法R-4，建立了半工业级的生产工艺，用此工艺可生产出钯粒度3-10nm，催化活性等于或优于日本同类产品的催化剂。     

Peculiarities of the behavior of a PdCoPt/C cathodic catalyst in an acidic environment: Formation of core-shell structures

A PdCoPt/C catalytic system is synthesized by modifying a commercial 20% Pd/C (ETEK) catalyst, and its morphology and composition are determined. The stability of the catalyst is estimated by means of accelerated durability testing in a 0.5 M H₂SO₄ solution either using potential cycling or in the absence of polarization. The partial dissolution of Pd and Co components is shown to result in a restructuring of the catalyst surface and the formation of a core-shell Pt/PdCoPt/C structure with higher catalytic activity and stability compared to a Pt/C system. The results of experiments with a rotating ring disc electrode indicate the change in the reaction path of oxygen reduction after the chemical and electrochemical treatment of the catalyst and confirm the formation of a core-shell structure.     

负载型纳米Pd/C的尺寸可控制备及其2,3,6-三氯吡啶加氢性能

在催化剂制备过程中引入氨羧络合剂(氨三乙酸三钠,NTA),通过配位作用稳定并保护Pd粒子,得到纳米Pd/C催化剂,研究了氨三乙酸三钠引入量对Pd/C催化剂结构的影响。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)及化学吸附(H_2-TPR)表征发现,与常规浸渍法制备的Pd/C催化剂相比,氨三乙酸三钠的引入能够有效减小Pd的平均粒径,并且通过调变氨三乙酸三钠的量可以获得Pd粒子不同大小的负载型Pd/C催化剂,随着氨三乙酸三钠引入量的增多(Pd摩尔含量的0.5、1、2倍),Pd粒径由5.7 nm减小至2.1 nm,但是继续增加氨三乙酸三钠的量(Pd摩尔含量的4倍),Pd粒径不再继续减小。当氨三乙酸三钠:Pd=1:1时,即Pd粒子大小约为4 nm时,催化剂获得了最佳催化反应性能,反应6 h原料全部转化,2,3-二氯吡啶的选择性可达76.86%。     

SnO_2纳米棒负载Pd-Sb催化甲酸电氧化

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒载体,用溶剂热还原法制备了Pd/SnO_2催化剂和不同Pd/Sb原子数比的系列PdSb/SnO_2复合催化剂。用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品进行分析表征,并以循环伏安法对比评价催化剂对甲酸的电催化氧化性能。表征结果表明,制备所得SnO_2纳米棒载体为针状,大小均匀,平均直径为100 nm;负载所得催化剂中活性粒子大小约为13.5 nm,掺杂Sb后,粒径约为9.5 nm。电催化氧化性能对比结果表明,Pd/Sb原子数比为4:1的Pd_4Sb/SnO_2复合催化剂对甲酸的氧化具有较好的催化能力,当E=0.25 V(vs SCE)时,Pd_4Sb/SnO_2上甲酸氧化的峰电流密度达到25 mA/cm~2,远远高于Pd/SnO_2催化剂。     

Gold based bimetallic catalysts for liquid phase applications

The liquid phase oxidation of D-Sorbitol has been carried out in water using oxygen as the oxidant in the presence of gold based catalyst. Au/C, Pt/C and Pd/C monometallic systems were compared to bimetallic Au/Pd and Au/Pt on carbon. A strong synergistic effect was observed producing a significant increase of reaction rate. Moreover, the addition of gold to Pd or Pt catalyst produced a system more resistant to oxygen poisoning allowing it to work also under a moderate pressure. The effect of varying the molar ratio of the metals has also been studied.     

Comparing factors that affect kinetics of oxygen electroreduction on platinum- and palladium-containing catalysts

The effect of blocking species, namely, oxygen-containing species adsorbed from water and blank electrolyte anions, on the kinetics of oxygen electroreduction on 40% Pt ETEK (denoted as 40Pt/C) and 20% Pd ETEK (20Pd/C) commercial catalysts, as well as on 20% Pd ETEK 6% Co (denoted as 20Pd6Co/C) and 20% Pd ETEK 5% Pt 2.9% Co (20Pd5Pt2.9Co/C) catalysts synthesized at the laboratory, is studied in sulfuric and perchloric acid solutions. It is shown that on a monopalladium catalyst, the first inhibiting factor prevails, whereas, on a monoplatinum catalyst, a substantial role in decelerating the reaction is played by the adsorption of HS anions. In the case of a trimetal catalyst, the adsorption curve of oxygen-containing species is noticeably shifted toward the curve typical of platinum. When perchloric acid is replaced with sulfuric acid, the potential of the kink point of the Tafel dependence of the oxygen electroreduction (on going from the low to high polarization) is shifted toward the less positive potentials. This shift of the kink potential is most clearly pronounced in the case of a monoplatinum catalyst.     

Pd/γ-Al2O3催化剂上甲烷-氘化氢之间的氢氘交换性能研究

利用浸渍法制备了Pd/γ-Al2O3催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等物理化学手段对其进行了表征,并在固定床微型反应器上考察了其催化活性。实验结果表明,载体内部有Pd元素,Pd和载体γ-Al2O3发生了强相互作用。在对甲烷与氘化氢间的氢氘交换反应中,Pd/γ-Al2O3催化剂显示出较好的催化活性。     

性能优异的SrO改性Pd-Rh双金属催化剂的制备

在浸渍到Al₂O₃载体材料上之前,通过将Sr的前驱体引入到贵金属Pd和Rh的混合盐溶液中,即采用共浸渍法制备了一系列SrO改性的Pd-Rh/Al₂O₃催化剂。结果表明,由于SrO的扩散障碍效应,适量SrO（1%~2%,质量分数）的引入有利于促进Pd,Rh的分散,并且能提高催化剂的水热稳定性。水热老化之后,催化剂能保持更高的Pd,Rh分散度,并且Pd,Rh能稳定在活性更好的氧化态。因此,适量SrO改性的Pd-Rh/Al₂O₃催化剂具有更好的还原性能和三效催化活性。然而,当向催化剂中引入过量的SrO,由于SrO占据了过量的Al₂O₃的表面,而且老化后会出现新的物相SrAl₂O₄,反而会对催化剂的性能产生不利的影响。总的来说,2% SrO改性的催化剂具有最优异的三效催化活性,水热老化之后,相比于空白的Pd-Rh/Al₂O₃催化剂,2%SrO改性的催化剂使CO,HC和NO的起燃温度分别降低了23,15和27 ℃。     

还原制备时的pH值对Pd/C催化剂性能的影响

采用液相还原法,以甲酸为还原剂制备了负载量为5%的Pd/C催化剂。考察了还原过程中p H值对Pd/C上硝基苯液相催化加氢性能的影响,并用XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,制备过程中随着p H的增大,催化剂活性先增大后减小;适宜的p H值能加快Pd还原反应的速率,有利于粒子快速成核,降低生成大粒径Pd粒子的几率,减少团聚,使Pd粒子均匀分散在活性炭载体上,获得较高的催化活性。p H=9时制得的催化剂上Pd晶粒分布均匀,平均粒径为3.63 nm;在50℃、H2压力0.8 MPa、搅拌速率100 r/min,反应45 min的条件下,这一催化剂对硝基苯加氢液相催化为苯胺的转化频率(TOF)达到8758 h-1。