高分散金纳米催化剂的研究进展

纳米金催化剂作为一个新兴的研究领域,在CO氧化、水煤气转换及各种烷烃催化氧化等方面都有很好的应用前景,其粒径效应对纳米金催化剂的催化活性和稳定性有重要影响,本文详细介绍了高分散纳米金催化剂制备的研究现状及最新的含金纳米反应器的设计合成进展。     

纳米金催化剂在CO低温氧化和选择性氧化中的研究进展

介绍了纳米金催化剂在CO低温氧化和丙烯直接环氧化反应中的研究进展。在CO低温氧化反应中,催化剂的活性相和载体都具有明显的尺寸效应,纳米金颗粒和载体之间的相互作用主要表现载体不仅可以改变纳米金颗粒的大小和形状,而且也影响了氧的活化,从而提高反应活性;在丙烯直接环氧化反应中,由H2和O2在金颗粒表面反应生成的过氧化物种是反应中间体;在选择性氧化和选择性加氢反应中,金催化剂表现出优良的活性和稳定性。     

环己烷一步氧化法制己二酸的催化剂研究进展

概述了环己烷两步氧化法和一步氧化法制己二酸工艺,传统的两步氧化法存在工艺流程复杂,能耗高,环境污染严重等问题,环己烷一步氧化法采用了绿色多相催化剂代替低活性催化剂硝酸;介绍了国内外环己烷一步氧化法制己二酸的催化剂研究进展,其中重点介绍了锰/钴类、分子筛类、负载型纳米金类、仿生类等催化体系;经过对比发现负载型纳米金催化剂具有优异的催化活性和选择性,指出负载型纳米金催化剂具有巨大的应用潜力,纳米金材料和碳材料相结合一步法制己二酸工艺值得进一步研究。     

用于丙烯环氧化反应的金催化剂

以氢气和氧气混合气为氧源的丙烯环氧化反应是金催化剂应用研究的主要反应。综述了金催化剂在丙烯环氧化反应中的载体材料影响、金纳米粒子作用以及金纳米粒子与载体之间的协同作用对催化性能的影响,提出气相直接氧化丙烯生产环氧丙烷尚待解决的技术问题和相应的研究新亮点。     

纳米金催化剂催化氧化环己烷氧化反应研究进展

综述了近年来环己烷氧化反应的主要工艺技术以及金催化剂在该反应中的开发进展,重点分析负载型金催化剂在环己烷氧化反应中的研究工作。金催化剂的研究在20世纪90年代发展迅速。相较于其他贵金属其优势是反应条件温和,且能得到高活性和选择性。针对环己烷氧化反应,分析近年来在该反应下纳米金催化剂的相关情况,阐述金催化剂通过制备方法提高活性的相关策略,探讨了催化机理。     

信息与动态

高性能双原子层纳米金催化剂　　金元素在通常形式下很稳定 ,而呈纳米形态时会表现出卓越的催化性能。自日本科学家发现纳米金原子簇团负载在TiO2 等金属氧化物上 ,对某些反应表现出较高的催化活性之后 ,科学家一直对金元素作为CO和丙烯氧化以及其他反应的潜在催化剂进行探索。     

分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展

综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。     

Au/TiO2-B催化剂的CO低温氧化性能

探索Au纳米粒子对新型材料的催化性能可以显著拓宽金催化剂的应用范围。使用TiO₂-B作为载体,担载Au纳米粒子并应用于低温CO氧化反应体系。TiO₂-B为长度5～20 mm的微米级纤维,Au纳米粒子粒径在3 nm以下,均匀地分散在TiO₂-B表面。CO 氧化测试表明,Au纳米粒子的性能受TiO₂-B焙烧温度的影响,不同焙烧温度会引起Au分散性以及Au纳米粒子与载体相互作用的改变。分散于纯TiO₂-B载体上的金的催化活性可与其分散在锐钛矿纳米粉体上的相媲美。此外,300℃下活化的Au纳米粒子表现出了最佳的CO氧化性能,在氧化性气氛中活化的催化剂的催化性能优于在惰性和还原性气氛中活化的催化剂。     

Au/TiO_2-B催化剂的CO低温氧化性能

探索Au纳米粒子对新型材料的催化性能可以显著拓宽金催化剂的应用范围。使用TiO2-B作为载体,担载Au纳米粒子并应用于低温CO氧化反应体系。TiO2-B为长度5~20?m的微米级纤维,Au纳米粒子粒径在3 nm以下,均匀地分散在TiO2-B表面。CO氧化测试表明,Au纳米粒子的性能受TiO2-B焙烧温度的影响,不同焙烧温度会引起Au分散性以及Au纳米粒子与载体相互作用的改变。分散于纯TiO2-B载体上的金的催化活性可与其分散在锐钛矿纳米粉体上的相媲美。此外,300℃下活化的Au纳米粒子表现出了最佳的CO氧化性能,在氧化性气氛中活化的催化剂的催化性能优于在惰性和还原性气氛中活化的催化剂。     

TiO2体系对酸性红B的催化超声降解过程的影响

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为声催化剂,低功率的超声波作为激发源,研究了纳米TiO2对酸性红B催化超声降解过程的影响.结果表明:锐钛矿纳米TiO2和金红石型纳米TiO2对酸性红B有着不同的超声降解过程.锐钛型纳米TiO2以空穴氧化为主,使酸性红B脱色和降解过程同时进行,而金红石型纳米TiO2则以自由基氧化为主,是先脱色后降解.锐钛型纳米TiO2降解效果明显优于金红石型纳米TiO2.单纯超声照射下酸性红B没有明显的脱色和降解过程发生.因此,锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

锰分子筛负载的纳米金催化剂上环己烯氧化研究

用高锰酸钾和硫酸锰在酸性条件下合成的八面体锰分子筛载体(OMS-2)为载体,采用沉积沉淀、浸渍还原、原位合成三种方法制备了OMS-2负载的纳米金催化剂,并进行了X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征。以分子氧为氧化剂,考察了不同反应条件下纳米金催化剂在无溶剂体系中环己烯液相氧化的催化性能。结果表明,沉积沉淀法制备的纳米金催化剂显示出较佳的催化活性,该催化剂在80℃、0.5 MPa、24 h反应条件下,环己烯氧化转化率为39.9%,环己烯醇和环己烯酮的选择性分别为35.5%和51.9%。     

纳米金在若干化学反应中的催化应用

高度分散的纳米金催化剂作为一个新兴的研究领域,对许多化学反应具有优良的活性。本文概括地介绍了近期发表的关于金负载催化剂成功地用于催化CO氧化、环己烷氧化制环己酮、催化氧化甲醛,、二醇氧化制内酯反应、丙烯直接环氧化、苯甲醇氧化制苯甲醛和氮氧化物还原等反应的例子。     

制备条件对Au/TiO_2液相氧化反应活性的影响

采用沉积-沉淀法制备纳米级Au/TiO_2催化剂,以葡萄糖液相催化氧化制葡萄糖酸为探针反应,考察了催化剂制备条件对Au/TiO_2活性的影响,并利用TEM、XRD和XPS等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Au/TiO_2对葡萄糖液相氧化反应的催化活性与催化剂的制备条件密切相关,纳米金的颗粒尺寸不是决定催化活性的惟一因素,金在催化剂中的价态对催化活性有重要影响。     

负载型金催化剂在化工中的应用

综合评述了制备负载型金催化剂的研究现状，并着重探讨了负载型纳米金催化剂在化学工业中应用的研究进展。涉及到的主要反应包括CO，烷烃，1，2－二醇类等的选择性氧化，CO和H2的共同消除，甲烷的催化燃烧，CO2的氢化，低温水气转换反应以及丙烯醛的选择性氢化等。     

二氧化铈载金催化剂催化CO氧化的研究进展

将金纳米颗粒负载在二氧化铈上,形成负载型催化剂,能应用于多种反应体系,表现出良好的催化活性,有着广阔的发展前景。综述了二氧化铈载金催化剂在一氧化碳催化氧化中的应用研究进展,介绍了二氧化铈载金催化剂中金的结构、价态和纳米尺寸,载体二氧化铈的形貌、结构、尺寸和氧空位以及金和载体二氧化铈两者之间的相互作用对一氧化碳催化氧化性能的影响。     

纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂的制备及性能初步研究

采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）在多晶硅表面镀上一层纳米TiO2薄膜,用FTIR、XRD、SEM等对其进行表征,并研究了催化剂对水中甲苯的光催化氧化性能。结果表明,焙烧温度、焙烧时间、负载次数对催化剂的晶相结构、粒径大小以及光催化活性均产生显著的影响。焙烧温度为550℃,焙烧时间为2h,TiO2负载2次时,催化剂中纳米TiO2的粒径为25nm左右,锐钛矿相与金红石相的比例为7∶3。采用改性催化剂对水中甲苯的光催化氧化处理的结果表明,甲苯的去除率达到90%以上,纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂具有较好的光催化活性。     

胶体负载法制备Au/C催化剂用于乳酸合成的研究

将预先制备好的十二烷基硫醇保护的纳米金胶体负载到用硝酸处理过的活性炭上,制备得到纳米Au/C催化剂,并用1,2-丙二醇直接氧化合成乳酸的反应考评催化剂。重点讨论载体的预处理方法和负载温度对金胶体负载的影响以及载体上金的含量、粒径、热处理方式等对纳米金催化剂活性的影响。结果表明:胶体负载法制备的纳米Au/C催化剂在1,2-丙二醇直接氧化合成乳酸反应的转化率达到50%以上,选择性达到80%以上。     

过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂苯甲醇氧化性能

采用一步法合成介孔二氧化硅负载的金纳米催化剂,以氯化锡为前驱体,通过浸渍法向金纳米催化剂中引入助剂氧化锡,得到过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂。通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜和固体紫外漫反射光谱等对催化剂结构进行表征。将所合成的催化剂用于苯甲醇选择性氧化反应,考察助剂组分对催化剂性能的影响,结果表明,氧化锡的引入改变了金纳米颗粒的表面电子结构,增加了催化剂活性与选择性;但随着氧化锡含量继续增加,催化剂活性降低,这主要是因为金纳米颗粒表面过渡金属氧化物覆盖度增加,减少了催化剂活性组分与苯甲醇的接触。当氧化锡质量分数0.2%时,催化剂效果最佳,在100℃和氧气压力0.2 MPa下反应3 h,苯甲醇转化率25.7%,苯甲醛选择性75.9%,苯甲酸选择性15.8%,苯甲酸苄酯选择性6.3%。     

催化剂Au/Ce_（0.6）Zr_（0.35）Y_（0.05）O_2的制备及其活性研究

文章通过沉淀-沉积的方法合成出了Au/Ce0.6Zr0.35Y0.05O2高效CO催化氧化的催化剂,并对它的比表面积、晶体结构、表面元素价态和储释氧能力及催化活性进行表征。Au/CZY催化剂中,CZY主要以Ce0.75Zr0.25O2和ZrO1.87两种晶体结构存在,负载金纳米颗粒主要以金属态的形式存在。通过催化剂的活性表征,发现负载金催化剂Au/CZY比纯CZY及Au/CeO2具有更高的CO氧化活性,主要原因是负载金对催化剂的活性有很大提高作用。     

Au-Pd/ZrO2可见光下催化苯甲醇氧化反应条件探索

利用硼氢化钠还原法制备出Au-Pd/ZrO₂负载型双金属纳米催化剂,采用XRD、UV-vis DRS、TEM等手段对催化剂的结构、吸光能力、粒度、形貌等性能进行表征。结果显示,金、钯成功负载于二氧化锆上,且金、钯以球形颗粒均匀分散。可见光照射下,研究了Au-Pd/ZrO₂双金属纳米催化剂对苯甲醇氧化生产苯甲醛反应的适宜条件。实验结果显示,可见光照射下,反应时间为12 h、反应温度为（35±3） ℃、5.0 mL异丙醇为溶剂、50 mg Au-Pd（2:1）/ZrO₂为催化剂、1.0 mmol氢氧化钾为碱源的条件下,苯甲醇氧化生产苯甲醛产率最佳。