二氧化碳与环氧化物交替共聚催化剂的最新研究

自1969年科学家Inoue用ZnEt2/H2O的混合物作催化剂由CO2与环氧化物合成聚碳酸酯以来,科学家们在催化剂体系的设计方面进行了大量研究.在此基础上,本文就最近几年CO2与环氧化物交替共聚的催化剂体系进行了详细的叙述和概括.     

离子液体参与的两相催化进展

综述近年来离子液体催化体系在有机反应研究领域的新进展,重点介绍离子液体在有机反应中的优势,反应条件温和、催化剂活性高、选择性好,催化剂易与产物分离,催化剂易多次重复利用。     

铜离子价态对铜基催化剂光/电催化CO2还原性能影响的研究进展

在双碳目标下，实现CO₂光/电催化还原是缓解温室效应和提高碳资源利用率的一种前瞻性策略。然而，由于涉及多质子耦合的电子转移、碳碳偶联和氢化等过程，提高CO₂还原反应的转化产率和对单一产物的选择性仍然面临着重大的挑战。由于Cu与CO具有良好的结合能，因此铜基催化剂在提升CO₂的还原效率方面极具应用前景。本文以纳米级铜基催化剂为切入点，讨论不同价态的铜离子作光/电催化剂时，催化剂形貌、元素掺杂、与其他材料复合对CO₂还原过程的影响，着重论述目前研究中不同形貌、掺杂元素和复合催化剂在反应过程中对含Cu²⁺,Cu⁺,Cu⁰三种铜离子的催化作用，以及对还原产物的选择性和相应的法拉第效率的影响，最后对铜基催化剂未来的研究重点提出一些建议，包括Cu离子价态对生成多碳产物的机理分析、高效且有单一选择性的催化剂制备、采用先进技术进行产物种类调控。     

富氢气氛中CO选择性氧化CuO/CeO2催化剂的研究

选择负载型铜催化剂为研究对象,以富氢条件下研究CO选择性氧化反应为导向,考察了反应气氛、焙烧温度、CuO含量及Al2O3掺杂对CuO/CeO2催化剂的CO选择性氧化催化性能的影响,并采用TEM表征技术探讨结构与性能的关系。     

金催化剂的制备及应用研究进展

本文综述了负载金催化剂在制备与应用方面研究的进展。讨论了负载纳米金催化剂活性的主要影响因素（制备方法、载体的选择、焙烧温度和预处理条件）,详细地评述了负载金催化剂在化学工业和环境保护方面中应用的研究进展。本文涉及金催化剂在cO选择性氧化、乙炔氢氯化、水煤气变换反应、CO低温（常温）氧化、氮氧化物的还原催化应用。     

用于CO2催化加氢In2O3基催化剂的研究进展

人类向大气中排放的大量二氧化碳(CO2)造成了一系列环境问题,极大地威胁了人类的生存.CO2催化加氢在众多CO2减排思路中具有独特优势.将CO2与氢气(H2)转化为高附加值的下游化学品,既可以减少大气中CO2浓度,又可以生产具有经济价值的商品,具有良好的应用前景.近年来,氧化铟(In2 O3)催化剂作为一种高效的新型CO2加氢制甲醇的催化剂在学界饱受关注.In2 O3表面经过活化后会产生大量氧空位,氧空位周期性产生和湮灭组成的机制抑制了副反应的发生,将CO2高选择性地加氢转化为甲醇.文献中报道In2 O3在200～300℃时甲醇选择性接近100％,特别是在高温下仍能维持高甲醇选择性.这种高温下优异的性能使In2 O3可被用于与沸石分子筛耦合制备催化CO2加氢直接制烃类化合物的双功能催化剂.In2 O3催化剂的缺陷在于其CO2的转化率较低限制了甲醇的产率.学界目前采取了一系列策略对In2 O3催化剂进行优化和改进.主要的策略有二:(1)将In2 O3负载在其他氧化物载体上;(2)在In2 O3体系中引入其他金属元素.将In2 O3负载在其他氧化物载体上可以增加In2 O3的分散度,增加催化剂中氧空位的含量,增强吸附CO2的能力,稳定关键的表面中间物种.将In2 O3负载在ZrO2上是该策略的典型例子,它可以极大地增强催化剂的本征活性.在In2 O3体系中引入其他金属元素可以增强H2解离吸附以及H2溢流的能力.文献中已经报道了在In2 O3体系中引入Pd、Pt、Cu、Rh、Au、Co、Ni等金属,并取得了良好的效果.本文归纳了In2 O3催化剂用于CO2加氢的研究进展,分别对In2 O3的结构、In2 O3用于CO2加氢的现状、以及新型In2 O3基催化剂的设计与改良三个方面对In2 O3在CO2加氢中的应用进行综述,并对In2 O3基催化剂用于CO2加氢反应的研究思路以及发展前景进行展望,以期为之后In2 O3催化体系用于CO2加氢的研究提供思路及参考.     

CuO促进Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体催化剂用于低温CO选择氧化的研究

采用共沉淀法制备了一系列催化剂,并利用XRD,XPS对催化剂结构进行了表征,考察了铜掺杂量,焙烧温度,空速以及CO_2和H_2O的存在对选择氧化消除CO反应的影响。结果表明,在600℃焙烧后的催化剂具有最佳的催化活性和选择性,而且在CO_2和H_2O的存在下140℃也能达到有效消除CO(100 ppm以下)的目的,同时选择性可达到了70．1%。100h的连续测试显示,催化剂具有良好的稳定性。     

高效脱除富氢气氛中CO用Au/CuxMnyOz催化剂的制备、性能与表征

Au/MnOx催化剂是CO选择性氧化反应体系的较佳选择,有可能成为比较有应用前景的富氢气氛中深度脱除CO的催化剂。着重考察Cu改性MnOx载体对负载Au催化剂的CO选择性氧化性能影响,并采用XRD、TPR、XPS、TEM等表征技术探讨了Au/CuxMnyOz催化剂结构与性能之间的关系。     

等离子体作用下二氧化碳氧化甲烷反应研究——过渡金属氧化物的催化作用

采用浸渍法制备一系列负载型过渡金属氧化物催化剂,常压下考察过渡金属氧化物催化剂与等离子体共同作用下对CO2氧化甲烷反应的影响.结果表明:当CO2添加量为30%时不同过渡金属催化剂对甲烷反应影响不同.其中CuO/γ-Al2O3催化剂具有较高XCH4,而Cr2O3/γ-Al2O3催化剂则表现出较高C2烃选择性.分析了过渡金...     

纳米技术在石化领域的应用及市场导向（续）

英美研究人员采用纳米金并添加微量铋而开发的催化剂，可用于烃类的选择性氧化。该催化剂可在无溶剂条件下和仅采用氧作为氧化剂进行反应，使反应与采用氯气的工业过程相比更为环境友好，同时费用大大低于采用有机过氧化物的反应过程。该工艺也可望广泛用于有机中间体如酸类、醇类、醛类、环氧化物和酮类的工业生产。     

担体类型对钴基催化材料的CO加氢性能与活化能的影响

在450~550℃的还原温度下,Co/ZnO催化材料存在2种结晶态钴物种。在空速为1 500mL/g催化剂·小时、总压为2.0 MPa、H_2∶CO比为2∶1的反应条件下,对比了负载在路易斯碱性担体(ZnO)和路易斯酸性担体(γ-Al_2O_3)上的钴基催化材料的费托合成催化性能,发现不同酸碱类型的担体对钴基催化材料的CO加氢活性、产物选择性以及表观活化能均有显著的影响。     

加热和光照条件下Ru/TiO2催化二氧化碳甲烷化研究

本研究利用浸渍法制备了Ru/TiO₂催化剂, 并在光照和加热两种条件下考察了其催化二氧化碳与氢的反应, 发现催化剂在两种条件下均可引发显著的甲烷化反应(CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O)。结果显示, 在光照和加热(150~350℃)条件下, CH₄为唯一含C产物。而在更高温度的加热条件下(>400℃)除了生成CH₄外, 还产生少量CO副产物, 表明反应温度对产物选择性有显著影响。随着反应温度由150℃升高到550℃, 对于不同负载量的担载Ru催化剂, CO₂转化率均先增加后降低, 其中在Ru担载量为1.5wt%Ru/TiO₂催化剂上CO₂转化率在350℃时达到最高, 为77.58%。而在温度>400℃条件下, CO的选择性也随反应温度的升高而逐渐增加。综合反应结果和XRD、XPS和N₂吸附-脱附等表征结果, 发现二氧化碳与氢在光照和加热条件下(150~550℃)反应机制不同。在光照条件下, 光激发电子首先被金属Ru捕获, 进而将吸附在金属Ru上的二氧化碳还原, 活性物种经由RuC中间体形成CH₄。而加热条件下(150~550℃), H₂先被Ru活化成氢原子, 氢原子还原吸附在催化剂表面的CO₂形成RuC中间体, 最后RuC中间体进一步加氢生成CH₄。虽然在两种反应条件下经历相同的中间体, 但是中间体的形成路径不同, 即反应物CO₂被活化的方式不同, 因而产物选择性不同。     

多尺度镍-氮-碳催化剂在电还原CO_2生成CO中的研究进展（英文）

电化学CO_2还原(ECR)作为一种清洁的CO_2转化技术,倍受关注。开发高效的电催化剂是影响和决定ECR技术发展的关键。碳基材料具有来源丰富、比表面积高、孔隙率大、维数尺度多和活性位点可调等优点,是理想的ECR电催化剂之一。其中,金属镍-氮-碳(Ni-N-C)材料由于其活性位点丰富、选择性高等特点,在ECR生成CO的过程中展现出巨大的优势和应用潜力。本文介绍了ECR反应的基本原理和主要性能参数,综述了近年来国内外有关多尺度Ni-N-C催化剂在ECR反应生成CO中的研究进展。详细介绍了Ni-N-C催化剂碳骨架/基底的种类,主要包括小尺度碳质材料、一维(1D)碳质材料、二维(2D)碳质材料和纳米多孔碳质材料。讨论了Ni-N-C催化剂在电还原CO_2生成CO应用过程中存在的问题。最后,展望了Ni-N-C催化剂在ECR体系中的挑战与应用前景。     

乙醇水蒸气重整制氢催化材料的制备及其性能研究

用浸渍法制备了以 CeO2 为助剂的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/CeO2/γ Al2O3)。该种催化剂在较低的温度下具有较高的氢气产率和较高的CO2 选择性,并使副产物 CH4 和 CO的选择性限制在较低水平。在 600℃,催化剂 16% Ni/CeO2/γ Al2O3的氢气产率可达4.8,生成 CO2、CO和 CH4 的选择性分别为70.7%、21%和7%。     

Ni/Al_2O_3/C的合成及催化CO甲烷化反应性能研究

采用两步溶剂热法成功制备出Ni/Al_2O_3/C催化剂,并将其应用于催化CO甲烷化反应。与其他方法制备的催化剂相比,采用溶剂热法制备的催化剂六方片更薄,尺寸较为规整,镍的加入量对产物的组成和形貌有较大影响。在连续流动固定床装置上考察了镍加入量不同的催化剂对CO甲烷化反应的影响,并通过CO的转化率和甲烷的收率来评价其性能。     

堇青石负载的Fe-Ni基催化剂对合成气合成C_2烃的影响

以堇青石为载体,采用浸渍法制备了一系列不同镍负载量的新型Fe-Ni基催化剂,并利用SEM、TEM、XRD、EDX、XPS手段对催化剂的结构和形貌等进行表征。研究发现,当镍的负载量为0.6%(质量分数)时,Fe-Ni基催化剂的分散性达到最好,导致催化合成C2烃效果最明显。此外,研究不同温度、空速、H2∶CO比例对合成C2烃的影响。结果表明,在450℃,H_2∶CO比例为2,反应空速为2 800mL/g cat-h情况下,一氧化碳转化率达到58.5%,C2烃的选择性达到37.7%,其中乙烯的选择性达26.6%,具有优异的催化合成效果。综上所述,0.6%(质量分数)镍负载量的Fe-Ni基催化剂对合成气合成乙烯以及C2烃,具有高催化效果,为工业生产乙烯以及C2烃提供新的参考与依据。     

PdZn/ZrO2催化剂上二甲醚低温蒸汽重整制氢

采用溶胶-凝胶法制备ZrO2载体,然后采用沉积沉淀法制备一系列PdZn/ZrO2重整催化剂,对其进行BET、XRD的分析;并将其与水解催化剂(m(ZSM-5)∶m(γ-Al2O3)=2∶1)复合用于二甲醚蒸汽重整反应.考察了载体焙烧温度、表面活性剂、活性组分负载顺序和催化剂的装填方式对重整反应性能的影响.研究结果表明,以500℃焙烧,加入表面活性剂及PdZn共同负载制备的PdZn/ZrO2重整催化剂和水解催化剂机械混合组成的复合催化剂显示出较好的活性和较高的选择性,H2收率可达56.1％,CO2选择性为90.2％.     

纳米电缆状催化剂MTe(M=Pt,PtCu)@UIO-67的组装及其催化二氧化碳转化

本文以锆系金属有机骨架为载体合成了具有"糖葫芦"结构形貌的纳米电缆状催化剂MTe(M=Pt,PtCu)@UIO-67.首先以直径大约为8.48 nm的超细Te纳米线作为牺牲模板,用于外延生长外部的金属粒子(Pt或PtCu),得到具有良好分散性的电缆芯形状的MTe纳米线,然后成功地封装在单分散的MTe@UIO-67电缆状纳米结构催化剂的中心.采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、粉末X射线衍射和能谱等方法对纳米电缆催化剂的形貌结构和组成进行了表征.本文合成的六种催化剂均表现出良好的CO产物选择性,在高温催化后,PtCuTe@UIO-67催化剂的形貌和分散性能得到一定程度的保持,而PtTe@UIO-67催化CO2转化成CO的选择性可以达到99.86%.     

Synthesis of SnO(Sn)/Ni foam monolithic catalysts and their catalytic activity

以泡沫镍为载体制备一系列活性组分为SnO和Sn的整体催化剂,测定了催化剂对邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DOP)合成反应的催化活性,研究了电镀电流密度、电镀温度和焙烧处理对催化性能的影响,以及整体催化剂的寿命和失活的原因. 结果表明,所制备的SnO(Sn)/泡沫镍整体催化剂对DOP的合成有很好的催化活性和选择性.用整体催化剂Sn/Ni-3(300)催化DOP的合成反应,在1h的反应时间内邻苯二甲酸酐的转化率达到96.75%;反应平衡时合成的产物中DOP的选择性达到97%以上.SnO(Sn)/泡沫镍整体催化剂使用后很容易从反应体系中分离,不需要任何处理即可重复使用多次.     

SnO（Sn）/泡沫镍整体催化剂的制备和催化活性

以泡沫镍为载体制备一系列活性组分为SnO和Sn的整体催化剂,测定了催化剂对邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DOP)合成反应的催化活性,研究了电镀电流密度、电镀温度和焙烧处理对催化性能的影响,以及整体催化剂的寿命和失活的原因.结果表明,所制备的SnO(Sn)/泡沫镍整体催化剂对DOP的合成有很好的催化活性和选择性.用整体催化剂Sn/Ni-3(300)催化DOP的合成反应,在1h的反应时间内邻苯二甲酸酐的转化率达到96.75%;反应平衡时合成的产物中DOP的选择性达到97%以上.SnO(Sn)/泡沫镍整体催化剂使用后很容易从反应体系中分离,不需要任何处理即可重复使用多次.