羟基磷灰石负载钯催化剂用于H2和O2直接合成H2O2的动力学

H₂和O₂直接合成H₂O₂过程绿色环保,反应具有原子经济性,是最有潜力的H₂O₂合成新方法之一。采用等量浸渍法,将Pd负载于羟基磷灰石（HAp）载体上,得到了高分散的Pd/HAp纳米催化剂,Pd平均粒径2.5 nm。运用幂指数模型,研究该催化剂在H₂O₂加氢及H₂和O₂直接合成反应中的动力学,计算得到H₂O₂加氢、H₂O₂和H₂O的生成反应的表观活化能及O₂、H₂表观反应级数。结果表明低温及高O₂分压有利于H₂O₂的生成,而高H₂分压则有利于H₂O的生成。     

Cu/Al2O3催化剂用于H2O2分解生成羟基自由基的效率

非均相Fenton催化反应是降解废水中有机污染物的有效方法。提高H₂O₂分解生成羟基自由基（·OH）的利用率是提升废水处理效率、降低成本的关键。使用溶胶-凝胶法制备了Cu/Al₂O₃催化剂,基于·OH的生成效率,通过单因素实验发现反应温度、反应溶液pH及H₂O₂初始浓度是决定H₂O₂利用率的主要因素。通过响应面法进行实验设计,分析响应面方程,考察了H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度三个因素之间的交互作用及其对反应过程的影响。以H₂O₂利用率的最大化为目标优化反应条件,当H₂O₂初始浓度、溶液pH及反应温度分别为707 mg·L^-1、5.12及59.4℃时,H₂O₂利用率可高达0.57,与实验结果相对误差仅为3.5%。所得结果对降低废水处理成本、提高降解效率具有重要的指导作用。     

钴锰整体式催化剂的电沉积法制备及NO催化氧化性能

整体式催化剂性能高效、应用广泛,而制备方法是影响其性能的关键因素,因此探究简单高效的制备方法对整体式催化剂的工业应用至关重要。本研究以碳纤维布为载体,采用电沉积方法制备了一系列钴锰整体式催化剂,在固定床反应装置上考察了其催化氧化NO性能,并借助拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜等分析技术对催化剂进行表征。结果表明,采用电沉积法制备的钴锰二元催化剂比相同方法制备的氧化钴或氧化锰一元催化剂的粒径小,且钴锰比例对催化剂粒径影响很大,最小粒径为3～4nm。不同摩尔比例的钴锰二元催化剂焙烧之后物相差别较大,Mn/Co较高的催化剂的主要组成为Mn₃O₄,Mn/Co较低则趋向Co₃O₄,其中Mn/Co=2时,催化剂为(CoMn)(CoMn)₂O₄。电沉积法制备的钴锰整体式催化剂催化氧化NO的性能要远优于相同方法制备的氧化锰催化剂,在50℃下转化率均接近100%。     

基于机器学习的钴基费托催化剂性能探究

本研究使用机器学习方法对钴基费托合成催化剂相关文献数据进行分析,研究催化剂结构及反应条件对费托反应活性的影响。收集了近年钴基费托合成催化剂相关文献,对催化剂组成及其物理性质、制备条件、评价条件进行统计。基于机器学习方法,采用不同回归模型对数据进行分析。结果表明随机森林算法对数据的拟合程度最高,R²值达到0.984。特征重要性分析表明,催化剂中Co₃O₄颗粒直径对反应选择性影响最高。部分依赖图表明较小的Co₃O₄粒径有利于C₂～C₄的选择性,反之则有利于C₅₊产物的选择性。本研究为进一步理解钴基费托合成催化剂的结构与性能关系提供了理论依据。     

H4SiW12O40/SiO2催化正丁醛自缩合反应

正丁醛自缩合合成辛烯醛是工业生产辛醇的重要步骤之一。首先考察了3种杂多酸H₃PW₁₂O₄₀、H₄SiW₁₂O₄₀和H₃PMo₁₂O₄₀对正丁醛自缩合反应的催化性能,发现H₄SiW₁₂O₄₀的催化性能最好。其次,利用浸渍法制备了负载型H₄SiW₁₂O₄₀催化剂,考察了载体和制备条件对催化剂性能的影响,确定以SiO₂为载体,H₄SiW₁₂O₄₀负载量为50%（质量分数）,在150℃焙烧2 h的制备条件。探讨了反应条件对催化剂性能的影响,确定了适宜反应条件：催化剂与正丁醛的质量比为0.15,反应温度120℃,反应时间6 h。在此条件下,正丁醛的转化率为90.4%,辛烯醛的选择性为89.2%。通过对催化剂进行ICP-AES分析和XRD表征,发现活性组分流失是造成催化剂稳定性差的主要原因。为减缓H₄SiW₁₂O₄₀的流失,以[emim]BF₄离子液体为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了H₄SiW₁₂O₄₀/SiO₂催化剂,实验结果表明,催化剂稳定性有一定程度的提高。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

H2O2/Fe2(MoO4)3体系中H2O2吸附分解及NO氧化行为的DFT研究

为阐明H₂O₂/Fe₂(MoO₄)₃体系脱硝过程中H₂O₂吸附分解及NO氧化行为，基于DFT方法首次计算了H₂O₂和NO分子单独及二者同时在Fe₂(MoO₄)₃表面的吸附构型，并通过考察吸附能、Mulliken电荷及氧化路径等特性揭示H₂O₂催化分解和NO氧化的微观机制。结果表明：H₂O₂在Fe₂(MoO₄)₃表面易分解为活性自由基，而NO则以分子形式吸附；H₂O₂和NO共吸附时，H₂O₂优先吸附于催化剂表面并随后分解，NO则分别被H₂O₂分解产...     

Cu掺杂Ru/Al2O3催化剂催化环己醇空气氧化合成环己酮的研究

环己酮作为一种重要的有机化工原料，常用于制造己二酸和己内酰胺，并且广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药和有机溶剂等工业领域。以H₂O₂做氧化剂，通过相转移催化剂催化或杂多酸为催化剂可实现环己醇氧化制备环己酮。然而，高浓度H₂O₂的强腐蚀性和易爆危险性，以及制备工艺的繁琐性使其应用受到限制。因此，寻求安全且成本低廉的催化工艺成为研究重点。本文以Cu掺杂Ru/Al₂O₃作为催化剂，空气为氧化剂，在釜式工艺下研究环己醇的氧化反应，考察了反应溶剂、温度、压力、催化剂组分等对反应的影响。     

用于光催化生产过氧化氢的聚氯乙烯复合材料的制备及其性能研究

光催化生产过氧化氢(H₂O₂)在将太阳能转化为化学能方面具有广阔的应用前景。然而传统的粉末催化剂面临回收困难，二次污染等问题。文章在聚氯乙烯(PVC)薄膜上负载ZnO光催化剂制备了用于光催化H₂O₂生成的PVC/ZnO复合薄膜，并对其光催化性能、催化机理以及稳定性进行研究。结果表明：PVC/ZnO-0.4复合薄膜表现出最佳的光催化性能，60 min内H₂O₂累计浓度达到165.15μmol/L。催化机理研究表明，二电子氧还原生成H₂O₂。循环稳定性研究表明，PVC/ZnO复合薄膜具有优异的循环性能以及稳定性。制备的PVC/ZnO复合光催化薄膜可以有效避免催化剂损失，从而提高光催化材料整体的催化性能。     

对苯二甲酸钴催化制备苯乙酮的工艺研究

以对苯二甲酸(TPA)和四水乙酸钴[Co(OAc)₂·4H₂O]为原料，通过水相沉淀法制备对苯二甲酸钴(CoTP·2H₂O)催化剂。将该催化剂用于氧化乙苯制备苯乙酮的反应中，选择苯乙酮选择性和收率为考察指标，通过设计单因素的方法分别考察催化剂用量、反应温度、反应时间对催化氧化的影响并确定最佳的工艺条件。结果表明：CoTP·2H₂O催化剂用量为乙苯摩尔分数4%,反应温度为130℃,反应时间为32 h,此条件下的苯乙酮选择性和收率最优，分别为84%和75%。相对于传统配位催化剂，该CoTP·2H₂O催化剂成本较低，在催化乙苯氧化制备苯乙酮的反应中具备较高的稳定性、较好的催化效果并降低了生产成本，具有工业应用的前景。     

丁酮和甲醛羟醛缩合与催化加氢制备甲基异丙基酮的研究

以Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni/Al₂O₃,利用XRD、N₂物理吸附、H₂-TPR和NH₃-TPD对Ni/Al₂O₃进行表征,并考察了其催化丁酮和甲醛羟醛缩合(aldol)反应产物脱水加氢制备甲基异丙基酮(MIPK)的反应性能。结果表明,在醛酮摩尔比为1.1、反应温度为50℃和反应时间为4 h的条件下,5%三乙胺催化丁酮和甲醛交叉aldol反应的转化率为61.5%,目标产物选择性超过90%;以此反应液为原料,Ni/Al₂O₃在240℃、0.1 MPa H₂和0.5 h^-1空速条件下能够实现80%的MIPK选择性和50%的MIPK收率。此外,Ni/Al₂O₃催化剂具有较高的结构稳定性,在脱水加氢反应中未出现明显的Ni粒子聚集。丁酮和甲醛羟醛缩合和催...     

复合催化剂ZnFe2O4/FeVO4的制备及光催化性能

为了降解污水中的有机染料,对复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄光降解有机染料进行了研究,以促进水中生物的健康生长和整个生态系统的平衡。通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法制备出了ZnFe₂O₄,通过水热法制得了FeVO₄,并按照ZnFe₂O₄和FeVO₄不同质量比合成了复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄。以甲基橙为降解染料,在相同条件下对ZnFe₂O₄、FeVO₄和复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄进行活性对比实验,结果表明,所合成的复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄是一种高效率催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)分析,可以看出ZnFe₂O₄和FeVO₄复合在了一起。在加入H₂O₂的条件下反应20 min,ZnFe₂O₄和FeVO₄对甲基橙的降解率分别为15%和25%,而复合催化剂ZnFe₂O₄/FeVO₄对甲基橙的降解率可以达到75%。此外,以ZnFe₂O₄/FeVO₄为样品考察了催化剂用量、H₂O₂浓度和pH值对催化活性的影响,结果表明,ZnFe₂O₄/FeVO₄样品的最佳催化条件为:溶液pH=5.0、H₂O₂浓度为0.044 mol/L、催化剂用量为1.0 g/L。     

Ce和La改性固体超强酸S2O82-/ZrO2-SiO2催化剂合成及其酯化性能研究

以Zr(NO₃)₄·5H₂O和Na₂SiO₃·9H₂O为原料,利用共沉淀法制备前驱体,浸渍添加稀土Ce和La,一定温度焙烧后制得掺杂稀土S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂固体超强酸。通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征,以硬脂酸的酯化合成反应为探针,考察制备条件对催化剂性能的影响以及催化剂的重复使用率。结果表明,相对于未改性的S₂O₈^2-/ZrO₂-SiO₂催化剂,添加了Ce或La的固体超强酸酯化催化活性及重复使用性能均有提高。     

镍源对Ni/Al2O3结构及其1,4-丁炔二醇加氢催化性能构效关系的影响

本文通过溶液燃烧法,分别以Ni(CH₃COO)₂·4H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O和NiSO₄·6H₂O为镍源制备系列Ni/Al₂O₃催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附、程序升温还原(H₂-TPR)等表征手段,进一步揭示了镍源对合成Ni/Al₂O₃催化剂结构与其催化加氢性能间的构效关系的影响,结果表明,以Ni(CH₃COO)₂·4H₂O为镍源制备的Ni/Al₂O₃催化剂比表面积最大,达到225m²·g^-1,最大孔容0.39c...     

稻壳白炭黑负载Fe2O3的气相芬顿反应NO预氧化

以稻壳为硅源,采用直接煅烧法制备白炭黑,以其为载体,采用共浸渍法制备Fe₂O₃/SiO₂催化剂;并采用同样方法以商用二氧化硅为载体制备Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,将二者用于催化H₂O₂预氧化NO的实验。探究不同工况（负载量、催化温度、H₂O₂汽化温度、H₂O₂流量和水汽浓度）对NO预氧化的影响,并对催化剂进行表征,分析其物理化学性质对催化性能的影响。结果表明,在负载量为50%、催化温度为140℃、H₂O₂汽化温度为120℃、H₂O₂流量为2.5mL/h时,达到最佳工况,NO氧化度能达到73%;在相同实验条件下Fe₂O₃/SiO₂催化剂的预氧化效果要比Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂高20%左右。TPR结果表明载体可以降低活性组分的还原温度,减少活性组分的团聚;催化剂的晶相结构稳定,机械强度及热稳定性良好;ESR和XPS结果显示Fe₂O₃/SiO₂催化剂的催化性能优于Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,能够更好地催化分解H₂O₂产生·OH。     

钴铜双金属微波催化剂的制备及性能研究

以硝酸铜和硝酸钴为原料、尿素为沉淀剂，微波功率320 W,反应时间30 min,制备了钴铜双金属氢氧化物(CuCo-LDH)。通过表征结果得知，与其他制备方法相比，微波法制备的催化剂具有良好的结晶度、立体结构，并能提供更多的活性位点，具有较高的催化活性。在微波辅助下，CuCo-LDH中的Cu²⁺、Cu⁺、Co³⁺、Co²⁺与H₂O₂形成类芬顿反应耦合体系，甲基橙(MO)脱色率可达99.78%。本研究为双金属复合催化剂在水处理中的应用提供了有益参考。     

混合物相Co(OH)2/Co3O4催化剂的制备及其费托反应性能研究

在还原过程中,非负载型钴基催化剂堆积孔结构容易坍塌,从而使金属钴的比表面积大幅降低,活性中心暴露的数量减少。作者采用简单的水热法制备了Co(OH)₂/Co₃O₄混合物相的非负载型钴纳米颗粒催化剂,用于费托合成反应性能研究。结果表明:相比于单一物相的Co(OH)₂或Co₃O₄催化剂,混合物相的催化剂显示出更高的费托合成反应活性。XRD、TEM、BET、H2-TPR等表征方法揭示出Co(OH)₂与Co₃O₄具有不同的还原性质,两者紧密结合有利于催化剂在还原后维持更大的比表面积,进而有利于更多活性位点暴露,显著提高催化剂的反应活性。     

微波水热法制备含磷W/Al2O3催化剂及其加氢脱氮性能

采用微波水热法(MWH)制备含磷W/Al₂O₃加氢精制催化剂, 分别以磷酸(PA)、磷酸三乙酯(TEP)和羟基乙叉二磷酸(HEDP)为磷源, 考察磷源、制备方法和磷含量对催化剂物化性质和加氢脱氮(HDN)性能的影响。结果表明, 使用HEDP为磷源不仅可减弱活性组分-载体间的相互作用, 其结构中的羟基还可与MWH产生的H₂WO₄形成氢键而吸附在H₂WO₄表面, 抑制H₂WO₄团聚, 从而实现WO₃的高分散。MWH快速均匀加热的特点可以有效抑制H₂WO₄的过度生长, 并促进其在Al₂O₃表面的均匀快速分散, 使得以HEDP为磷源制备的W/Al₂O₃中WO₃的分散度和HDN活性远高于浸渍法制备的相同磷源、磷含量和金属含量的催化剂。MWH法制备的磷质量分数为3%的催化剂兼具高的WO₃分散度和弱的WO₃-Al₂O₃相互作用, 有最佳的HDN活性。     

类水滑石的制备及其焙烧产物催化苯制苯酚

采用共沉淀法制备了类水滑石CuNiAl,450 ℃焙烧后得到复合氧化物催化剂,利用XRD和FT-IR对其结构进行表征。研究了该催化剂体系对苯直接氧化制苯酚反应的催化性能,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量和n(C₆H₆)∶n(H₂O₂)对收率的影响。结果表明,类水滑石CuNiAl经焙烧后,催化苯直接氧化制苯酚反应的转化率提高,适宜的反应条件为：反应温度65 ℃,反应时间6 h,催化剂用量10 mg,溶剂用量15 mL,n(C₆H₆)∶n(H₂O₂)=3∶1,产物中没有发现副产物,苯转化率达6.5%。     

电芬顿降解抗生素废水研究进展

电芬顿技术因其对污染物降解率高而受到关注，可用于降解含抗生素废水，但仍然存在很多不足之处。研究人员从选择或制备成本适宜、性能良好的阳极，增加阴极比表面积和提高H₂O₂产量，拓宽反应的p H范围，探究不同污染物的最适电解质，制备或添加助催化剂促进Fe²⁺再生，调节运行方式减少H₂O₂无效分解、降低电能消耗、使电芬顿技术与微生物处理联合应用降低成本等方面进行了改进，为实际应用于含抗生素废水的处理提供了参考。