负载型纳米Au催化剂催化氧化反应的研究进展

探索原子经济的新型催化反应以实现高效节能地生产绿色化学品成为催化领域的一个挑战性课题。负载型纳米Au催化剂在很多催化反应尤其是氧化反应中表现出了很好的催化性能。总结了负载型纳米Au催化剂在选择氧化和氧物种促进反应中的研究进展,并讨论了影响负载型纳米Au催化剂性能的因素及催化反应机理,对负载型纳米Au催化剂在工业上的潜在应用前景进行了展望。     

高性能纳米金催化剂的研究进展

综述了高性能纳米金催化剂的制备及其应用研究的最新进展,从制备方法(共沉淀、沉积-沉淀、浸渍等)、活性金物种的存在状态及表征(尺寸效应、价态、金属-载体相互作用)和催化性能(选择氧化反应、加氢反应及环境治理)等方面评述了多相纳米金催化体系的研究概况。     

高活性负载型纳米金催化剂的制备及应用进展

综述了负载型纳米金催化剂的最新研究进展,讨论了影响负载型纳米金催化剂催化活性的主要因素,通过对纳米金催化剂的制备方法的比较,得出高活性负载型纳米金催化剂的适宜制备方法:选择适宜的负载方法、选择适宜的载体、严格控制纳米金粒径的大小。     

聚苯胺负载纳米金催化剂的研究进展

综述了聚苯胺(PANI)负载纳米金催化剂的制备方法,包括PANI载体的合成及负载纳米金颗粒(AuNPs)的方法,介绍了PANI的不同形貌和AuNPs的不同空间负载位置对AuNPs的稳定性及催化活性的影响,分析了AuNPs吸附和原位还原两种不同负载方式的机理及优缺点,探讨了PANI与负载的AuNPs之间电荷转移和相互作用...     

不同氧化物载体上Pd催化剂用于甲烷完全氧化反应的研究

用浸渍法制备了负载型Pd催化剂并测定了其用于甲烷完全氧化反应的活性。实验表明 ,Pd负载于不同氧化物载体上会导致不同的催化活性。采用FTIR测定了O2 、CH4 在Pd质量分数为 5 %的Pd/Co3 O4 、Pd/Al2 O3 催化剂上原位吸附的红外光谱图。结果表明 ,氧气在不同载体的Pd催化剂上吸附性能的差异可能是导致其催化活性不同的原因。     

铌的催化作用

综述了铌在酸催化和氧化催化反应中的作用。铌化合物为新型催化材料,在催化反应中,既可作为催化剂,也可作为催化剂载体或助剂。铌酸和磷酸铌在水解、水合等很多酸催化反应中具有良好的催化活性。在含铌载体负载的金属催化剂中,存在着载体与金属间的强相互作用,可用于选择性催化加氢反应。铌氧化物具备一定的氧化-还原能力,能增强用其掺杂或负载的氧化物催化剂的催化氧化活性。铌作为催化助剂,在低碳烃选择氧化反应中,可提高目标产物烯烃、醛、酸或腈的收率。铌催化剂还在光催化制氢等反应中显示出特殊的活性。     

负载型钯-金催化剂催化合成醋酸乙烯酯

采用等体积浸渍法制备了由硫代氨基脲硫醇化改性活性炭负载的钯-金催化剂,将该催化剂用于乙烯气相氧化法合成醋酸乙烯酯(VA)的反应,利用AAS和XPS分析手段对催化剂的组成进行表征,并考察了不同钯/金质量比的催化剂用于乙烯气相氧化法合成VA的催化活性。实验结果表明,当催化剂中钯/金质量比为1.11时,钯和金元素的负载率最大,分别为89.40%和105.60%,该催化剂在乙烯气相氧化法合成VA的时空收率和选择性达最佳值,分别为825.0 g/(L·h)和95.1%。表征结果显示,活性组分钯、金在催化剂上的化学形态主要是由钯的氮化物或氧化物和金单质组成。     

丙烷选择氧化制丙烯醛Mo-V-Te-Nb-O催化剂中Te和Nb的作用

考察了非负载和负载在SiO2上的Mo-V-Te-Nb-O催化剂中Te和Nb对丙烷选择氧化制丙烯醛的作用.载体SiO2和空白实验结果发现,在一定反应条件下,丙烷均相氧化脱氢生成丙烯的反应并没有发生.催化剂的实验结果表明,Mo-V-Te-O催化剂加入Nb后,丙烷转化率提高,但丙烯醛选择性下降.较高活性催化剂如MoxM1-xO2.8(M=V或Nb)和不适当的表面酸性可能是造成丙烯醛选择性下降的原因.活性催化剂在载体上的高分散和其表面酸性的降低,可能是在负载催化剂上比非负载催化剂上丙烯醛选择性好的原因.Te在催化剂中对丙烯醛选择生成起到至关重要作用.反应的活性组分应该是一种或几种氧化物,如高分散的Mo氧化物,Mo-Te,V-Te和Mo-V-Te复合金属氧化物,通过它们的协同效应有可能在弱的Lewis酸性位发挥其选择氧化制丙烯醛的作用.     

纳米自组装催化剂渣油加氢脱残炭性能

根据纳米自组装机理,以γ-Al_2O_3为载体,Mo-Ni为活性组分,制备了正向胶束法和反应胶束法Mo-Ni纳米自组装催化剂。结果表明:以残炭质量分数为4.78%的渣油为原料,在Mo/Ni(质量比)为6∶1的条件下,当精制催化剂和裂化催化剂活性组分负载质量分数分别为30%,25%时,催化剂的残炭脱除效果为最佳;将正向胶束法制备的精制和裂化催化剂复配使用,在反应压力为14 MPa,体积空速为0.20 h~(-1),反应温度为350℃,氢气/原料油(体积比)为850的最佳条件下,渣油加氢脱残炭率最高达到53.82%。     

La-Mn-Ce/γ-Al_2O_3纳米涂层材料的制备及催化性能

采用研磨法、纳米溶胶混合法和原子掺杂改性法制备了La-Mn-Ce/γ-Al_2O_3纳米涂层材料。在堇青石蜂窝陶瓷孔道内表面涂覆所制备的涂层材料,以此为载体,采用等体积浸渍法制备出用于处理挥发性有机物的蜂窝陶瓷载体催化剂。结果表明:采用原子掺杂改性法合成的涂层材料单次涂覆质量分数为10. 8%,涂层脱落率低至0. 28%;选用甲苯与空气混合后配制成质量浓度为3 500 mg/m3的原料气,在温度为200～360℃,空速为15 000 h-1的条件下,当Pt-Pd合金负载质量分数为0. 3%时,随着反应温度的上升,不同催化剂作用下的甲苯转化率均提高;当转化率达到99%时,上述3种制备方法的反应温度依次为260,220,200℃;各种涂层材料制备的催化剂活性由高到低依次为原子掺杂改性法、纳米溶胶混合法、研磨法(2次涂覆)。     

钛基复合氧化物担载的CuO催化剂上CO氧化催化性能

对几种钛基复合氧化物负载的ＣｕＯ催化剂的ＣＯ氧化催化性能进行了初步探讨。结果发现,添加不同的金属氧化物导致催化剂的活性不同。Ａｌ２Ｏ３的加入,抑制了反应的进行;ＺｒＯ２的加入,对催化剂的活性影响不大;ＳｎＯ２和ＣｅＯ２的添加则有效地促进了该反应的进行。此外,采用不同制备方法得到的催化剂的催化活性也都不同,利用浸渍法制备的催化剂均比共沉淀法得到的催化剂的催化活性高。     

γ-Al2O3负载Au催化剂的制备及其催化CO氧化反应研究

以γ-Al2O3为载体,采用沉积-沉淀法制备出不同Au负载量的系列Au-γ-Al2O3催化剂,利用X射线衍射仪（XRD）对其结构进行了表征,并在实验室小型固定床反应器上对其催化CO氧化反应活性进行了考察.结果表明,在Au负载量小于3％时,Au可很好地分散在载体表面,随着其负载量的增大,Au粒子会发生聚集;沉积-沉淀反应时反应液的最佳pH值为8.0;在一定范围内增加Au负载量,可使催化剂的催化活性显著增强,但当该值大于3％后,反而会对催化活性不利;水蒸气对失活Au-γ-Al2O3催化剂有明显的再生作用,再生后催化剂的活性基本得到恢复,可使CO氧化反应O2转化率大于80％.     

Pd/锰氧化物催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯 Ⅰ.载体晶型结构和表面氧物种的影响

合成出不同晶型结构的锰氧化物,考察了以它们为载体负载Pd后催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯(DPC)的活性,并通过X射线衍射、N2吸附、电位滴定和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征,分析了载体的晶型结构和表面氧物种对催化剂活性的影响。实验结果表明,锰氧八面体分子筛(K-OMS-2)和层状δ-MnO2为载体时催化剂的活性较高,DPC收率可达8.4%和9.2%。K-OMS-2和δ-MnO2中锰的平均氧化态较低,低价锰的存在导致更多的晶格缺陷和空位的形成,有利于活性的提高。催化剂表面氧物种主要为晶格氧和羟基氧,羟基氧的含量越高,形成的氧空位越多,催化活性越高。     

含铜类水滑石高选择性催化氧化甘油

采用水热法制备了一系列含铜类水滑石催化剂并进行焙烧改性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T系列催化剂,再采用碱金属调变催化剂碱性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T催化剂;采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和N₂吸附-脱附等方法对其进行表征;将该催化剂应用于催化甘油氧化反应中,考察了制备条件和反应条件对其催化性能的影响。结果表明,Cu和Mg的配比明显影响Cu_xMg_yAl_z-CHT-T的晶型结构和催化性能,其中Cu_0.3Mg_2.7Al_1.0-CHT-450催化剂的催化甘油氧化反应的性能最好。甘油催化氧化反应的最佳条件为反应温度60℃、n(NaOH)/n(Glycerol)=8、氧气体积流速80 mL/min、反应10 h。在此条件下,甘油转化率为57.4%,甘油酸选择性可达73.7%。与相同反应条件下的未负载碱金属的Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450相比,采用5%Li/Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450催化剂所得甘油转化率可提高3.2百分点;但碱金属负载量过大时,金属离子堵塞孔道,可使催化性能降低。     

微通道反应器中Cu-Ce-Zr-O催化剂催化氧化去除富氢气体中CO的研究

利用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce-Ze-O催化剂并将其负载于微通道反应器内,用于富氢气体中CO的选择性氧化。考察了Zr的掺杂量、焙烧温度以及催化剂预处理对催化剂性能的影响,并确定反应的最佳空速。结果表明,Cu1Zr2Ce9Oδ催化剂催化作用下,在反应温度180℃～240℃,CO转化率达99%以上;在温度210℃～230℃内,产品气中φ(CO)降到10×10-6以下。与新鲜催化剂相比,经H2处理后的催化剂反应性能有了较大的提高,且低温活性较好。空速的增加有利于反应的选择性提高。     

镍基镧钡改性氧化铝催化剂性能研究

制备了以La、Ba改性的氧化铝为载体的Ni基催化剂。采用BET ,XRD ,H2 - TPR等表征手段考察了不同载体的催化剂性能 ,并比较了各催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应活性和选择性。结果表明 ,添加La制得的改性氧化铝有较大的比表面积和较大的孔容孔径 ,以它为载体制得的催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应在较高反应温度下有很好的活性和选择性     

改良的5A分子筛载Ni催化剂上甘油水蒸汽重整制合成气

以Linde型5A分子筛(LTA)为载体,采用浸渍法制备了金属氧化物修饰的负载型Ni基催化剂,并用于甘油水蒸汽重整制合成气。催化剂表征及催化稳定性的考察结果表明Mo、La、Ca氧化物的同时修饰可抑制Ni/LTA催化剂中活性组分Ni与载体LTA的相互作用,在甘油重整反应中具有较好的稳定性能。反应工艺考察结果表明,NiMoLaCa/LTA在反应温度600℃、原料液中甘油/水的体积比3∶7、LHSV为2.67h-1的条件下,甘油重整反应产物气有理想的n(H2)/n(CO)比2.06;升高反应温度、降低甘油/水体积比和减小LHSV均可提高甘油的产气率,但会加快CO的水气变换反应;CO和CO2的甲烷化反应受反应温度的影响较大。     

FCC废催化剂用于含胺污水臭氧催化氧化处理及其反应动力学研究

以FCC废催化剂作为臭氧催化氧化催化剂对含胺污水进行处理,考察臭氧浓度、FCC废催化剂添加量、污水pH、反应温度等因素对含胺污水化学需氧量(COD)降低效果的影响,并与工业常用臭氧催化氧化催化剂进行对比,分析采用FCC废催化剂时臭氧催化氧化有机胺反应动力学的影响因素,测定不同条件下的表观速率常数。结果显示:增大臭氧浓度和废催化剂添加量能快速降低污水COD;碱性条件会促进臭氧分解产生羟基自由基(·OH),提高氧化反应速率;适当升高反应温度有利于氧化反应的进行,但温度过高会降低臭氧溶解度;FCC废催化剂协同臭氧的催化氧化效果明显优于工业常用臭氧催化氧化催化剂。动力学分析表明,在不同pH、温度和废催化剂添加量下臭氧催化氧化含有机胺污水过程均符合表观一级反应动力学。     

Ni-H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2和Ni-Pt-H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2双功能催化剂的正戊烷异构化性能

用分步浸渍法制备了ZrO2负载的Ni-H3PW12O40(TPA)和Ni-Pt-TPA金属-酸性位双功能催化剂,用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对其进行了表征。以正戊烷为模型化合物,在常压临氢条件下考察了催化剂的异构化性能及还原温度和反应温度的影响。实验结果表明,Ni/ZrO2催化剂主要表现出氢解活性,产物为甲烷;向Ni/ZrO2中加入TPA后,Ni-TPA/ZrO2催化剂具有异构化作用,且随TPA含量的增加异构化能力逐渐增强,当Ni-TPA/ZrO2中Ni和TPA的质量分数分别为8%和30%时,催化剂的异构化效果较佳;向Ni-TPA/ZrO2中加入质量分数0.5%的Pt时,Ni-Pt-TPA/ZrO2催化剂的活性和选择性显著增加。