蜂窝陶瓷骨架微结构修饰调控制备Pd/CNTs@CHC催化剂用于PS加氢

通过高温焙烧和氢氟酸瞬间蚀刻修饰堇青石蜂窝陶瓷骨架和孔壁表面结构,采用XRD、SEM、TEM表征修饰前后结构和形貌变化,探究陶瓷结构对机械强度、碳纳米管形貌结构及复合载体性质的影响,考察Pd/CNTs@CHC-HFn催化剂催化聚苯乙烯（PS）加氢性能及催化剂用量与加氢度的关系。结果表明,高温焙烧消除了骨架内部孔道,陶瓷表面变得平整密实;瞬间蚀刻增大了表面粗糙度,易于CNTs在表面生长,但蚀刻次数增加,导致蚀刻由表面向骨架内部侵入、CNTs在骨架内部生长,降低载体的机械强度。CNTs@CHC-HFn载体表面的CNTs可显著提高复合催化剂的加氢性能,其中加氢活性位Pd分布均匀,平均粒径为3.6 nm,当催化剂用量为3.0 g cat·（g PS）^-1时,其中含0.378 g CNTs和0.054 g Pd,反应6 h加氢度可达100%。     

碳纳米管-氧化铝复合载钯催化剂制备及性能研究

固定床选择性加氢反应一般要求催化剂具有良好的机械强度、较适宜的比表面积和孔容、活性组分高度分散等。为克服钯/碳纳米管（Pd/CNTs）催化剂成型性和强度不足的问题,将自产CNTs提纯后与氧化铝制成复合载体（CNTs-Al₂O₃）。表征结果显示,复合载体中CNTs与氧化铝混合均匀,CNTs保留了原有的管状结构,碳管的端口呈打开状态。对比实验结果表明,添加5%~10%CNTs（以质量分数计）的复合载体比单纯氧化铝载体负载乙酸钯后制成的催化剂活性更强。与盐酸和乙酸相比,以有机酸柠檬酸和乙二胺四乙酸作为钯的酸性络合剂时,更能减少载体比表面积和孔容的损失,活性组分在载体表面的分散性更好。在优选出的催化剂体系下,当反应温度取90~110 ℃、氢气压力取1.2~1.6 MPa条件时,可以获得更高的目标产物选择性和收率。     

添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能

以四氯合钯（II）酸（H2PdCl4）为前体,活性氧化铝（Al2O3）为载体,硝酸锆（Zr（NO3）4）为添加组分,采用不同方式的分步浸渍法制备了添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂。考察了制备方法和反应条件对催化剂蒽醌加氢催化性能的影响,发现催化剂活性与制备方法有关。当对添加锆的载体进行适当焙烧,控制Pd负载量为0.3%,还原温度低于300℃时,催化剂的蒽醌加氢活性较高,与未添加ZrO2的催化剂相比提高了约20%。X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附（BET）、透射电镜（TEM）、X光电子能谱（XPS）和程序升温还原（TPR）等表征对催化剂物相结构、比表面积、表面形貌及组分间相互作用的分析表明,ZrO2的掺杂提高了载体Al2O3的高温稳定性,改善了催化剂中活性组分Pd与载体间的相互作用,促进了Pd在载体表面的分散,从而提高了催化活性。     

Pd/C催化聚苯乙烯加氢制聚环己烷基乙烯的研究

研究了不同载体负载的Pd催化剂Pd/MCM-41、Pd/Al₂O₃、Pd/MC和Pd/C在聚苯乙烯（PS）加氢制聚环己烷基乙烯（PCHE）中的性能。考察了催化剂质量、搅拌速度、反应温度、反应时间及反应压力等对PS加氢反应的影响。结果表明，具有较高分散度的Pd/C催化剂表现出优异的催化活性和稳定性。在催化剂质量为0.1 g和较低的反应温度（160℃）下，Pd/C催化PS加氢的转化率>99%,且产物PCHE具有较高的玻璃化转变温度、较低的密度和吸水性及较高的抗拉强度。     

蒽醌加氢钯催化剂载体改性研究

针对Pd/Al2O3催化剂载体的改性进行研究,将1 000℃焙烧后的氧化铝粉末与未焙烧的活性氧化铝粉末按不同比例混合和焙烧制备载体,采用等体积浸渍法制得负载Pd的Pd/Al2O3催化剂。采用XRD、BET、NH3-TPD和HOT对载体以及催化剂进行表征,并考察催化剂的蒽醌加氢性能。结果表明,提高载体中焙烧后氧化铝粉末的比例,导致载体中γ-Al2O3减少和δ-Al2O3增多,载体酸性降低,Pd分散度变大,从而提高了催化剂氢化效率。当焙烧后氧化铝质量分数为40%时,分散度和活性表面积达到最大,晶粒度最小,氢化效率最高,催化活性最佳。     

焙烧温度对氧化铝-活性炭复合载体性能的影响

采用混捏法制备氧化铝-活性炭(AAC,质量比为4∶1)复合载体,考察焙烧温度对复合载体性能的影响,采用FT-IR、XRD、颗粒强度测定仪以及N2吸附等表征复合载体。结果表明,焙烧与否对载体的比表面积、径向抗压碎力及表面酸度等均有一定影响,焙烧温度不同,对复合载体表面物相的影响程度不同。随着焙烧温度升高,浸渍法制备的Ni Mo/AAC催化剂对二苯并噻吩的加氢脱硫活性先降低后升高。     

过氧化氢蒽醌加氢流化床Pd/Al_2O_3催化剂载体性质与催化性能的关系

以氯化钯为前驱体,活性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制备蒽醌加氢流化床Pd/Al_2O_3催化剂。考察载体比表面积、孔容、孔径、粒度分布及表面形貌与催化剂催化性能的关系,结果表明,载体比表面积较高,小孔径且孔径分布不均匀,粒度较大且粒度分布均匀,载体表面光滑且成球性好的载体对应的催化剂性能较好。采用优化后活性氧化铝载体制备的Pd/Al_2O_3催化剂的氢化效率和选择性分别为9.98 g·L-1和80.3%。     

单分散氮掺杂的碳纳米球负载钯催化氯代硝基苯加氢反应

高效钯炭催化剂的研制是卤代硝基苯选择性加氢还原制备卤代苯胺工艺取得突破的关键。以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体、钯为活性组分,采用浸渍法制备出负载型的Pd/CN-x(x代表碳基载体的焙烧温度),并对其催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺反应的性能进行了研究。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)技术对Pd/CN-x催化剂的形貌、结构及表面化学性质进行了表征分析。考察了不同温度下制备出的碳氮材料负载钯催化剂对氯代硝基苯选择性加氢还原反应活性和选择性的影响。研究结果表明,以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体能够实现金属Pd颗粒的均匀分散,因而催化剂表现出优异的催化加氢性能。其中,Pd/CN-600催化剂表现出100%的3-氯硝基苯转化率,同时对3-氯苯胺的选择性高达76.9%。此外,载体表面含氮官能团影响活性Pd组分的有效分散,进而影响3-氯苯胺的选择性。     

银掺杂氮化碳负载型Pd基催化剂的优化制备及在甲酸催化脱氢中的应用

通过硝酸银预修饰三聚氰胺高温煅烧获得一种银掺杂氮化碳（Ag-C3N4）载体，进而基于该载体制备了Pd基负载型催化剂，该催化剂在甲酸催化脱氢中展示了良好的催化活性。通过XRD、TEM、Mapping和XPS等对银掺杂氮化碳载体和催化剂的晶相结构与微观结构进行了表征。结果表明：高温煅烧硝酸银预修饰的三聚氰胺前驱体可以实现银物种直接掺杂入氮化碳体相获得一种含银氮化碳载体（Ag-C3N4），银的引入调变了氮化碳载体的晶相结构和微观形貌，进一步研究发现基于该载体制备的Pd基催化剂在甲酸分解制氢反应中展现了良好的催化活性。催化剂活性测试表明优化后的Ag3%-C3N4-Pd催化剂样品在323K时，甲酸分解TOF值可达991h-1，其高于未经Ag掺杂氮化碳负载的Pd基催化剂。通过硝酸银预修饰三聚氰胺有助于调变氮化碳载体的微结构，提高氮化碳负载型催化剂的催化活性。     

处理方法对碳纳米管织构性质及负载Pd-Pt催化剂萘加氢反应活性的影响

采用酸性KMnO4溶液、浓HNO3／H2SO4混酸、中性H202溶液和高温熔融KOH分别对碳纳米管（CNTs）进行了氧化处理，用氮气物理吸附、高分辨透射电镜（HRTEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、化学滴定和X射线衍射（XRD）对处理后CNTs的表面性质和体相结构进行了研究，考察了其处理前后的变化及其负载的Pd—Pt催化剂在萘加氢为四氢萘反应过程中的的活性。结果表明：KMnO4和混酸处理后，CNTs表面上形成了大量含氧基团，H2O2处理时含氧基团量生成量则较少，而KOH处理后生成的含氧基团量很少，但CNTs比表面积显著提高，同时也使其体相结构破坏。CNTs负载的Pd-Pt催化剂上萘加氢反应的活性随表面羧基类基团含量的升高而增加。     

喷雾分散-油柱成型法制备微球形氧化铝及其蒽醌加氢性能

以铝溶胶为原料,采用喷雾分散-油柱成型法制备系列微球形氧化铝载体,考察焙烧温度对载体结构的影响。结果表明,采用该方法制备的微球形氧化铝具有球形度高、表面光滑和抗磨损性能高的特点。以(45～75)μm微球形氧化铝颗粒为载体,制备负载型Pd催化剂,并应用于流化床蒽醌加氢反应,催化剂评价结果表明,催化剂氢化效率11.8 g·L^(-1),选择性大于97.5%,过氧化氢生产能力比工业用催化剂提高近6倍。     

Pd/C催化剂制备条件优化及其在4-氨基二苯胺生产中的应用

采用浸渍法制备了Pd/C催化剂,考察了催化剂制备过程中加料方式、还原方法、载体种类、钯质量分数和浸渍液质量浓度对催化剂性能的影响,得到了制备Pd/C催化剂的优化工艺条件:载体为NH-03型活性炭,浸渍液质量浓度为20 g/L,采用滴加的方式将PdCl_2溶液加至活性炭浆液中,还原剂为(w)20%的次亚磷酸钠溶液,钯质量分数为5%。优化制备条件下制得的Pd/C催化剂用于催化加氢制备4-氨基二苯胺,表现出较好的活性,其中4-硝基二苯胺和4-亚硝基二苯胺转化率均可达到100%,4-氨基二苯胺选择性大于99%,加氢反应时间小于30 min。催化剂SEM表征结果表明:自制的Pd/C催化剂表面活性炭载体凸起部分与Pd粒子粒径相当,有利于Pd粒子在活性炭表面的负载,提高Pd粒子的吸附牢固度和分散性,进而提高了Pd/C催化剂的活性。     

不同激光蚀刻技术对陶瓷与复合树脂材料粘接强度的影响研究

分析了不同激光蚀刻技术对陶瓷与复合树脂材料粘接强度的影响。通过扫描电镜观测瓷片表面微观形貌变化,利用光干涉三维表面形貌测量系统测量瓷片表面粗糙度,应用万能力学试验机测试瓷片与树脂柱粘接强度。相较于control组与HF组,NY组与EY组能够有效改变瓷片表面微观形貌,提升瓷片表面粗糙度,增加瓷片与树脂柱粘接强度。综合上述实验数据发现,相较于EY组,NY组瓷片表面微观形貌改变度较大,瓷片表面粗糙度、瓷片与树脂柱粘接强度数值均较高,说明Nd:YAG激光蚀刻技术应用效果优于Er:YAG激光蚀刻应用效果。充分证实Nd:YAG激光蚀刻技术更能提升陶瓷与复合树脂材料粘接强度。     

TiSi复合氧化物性质对NiMo基催化剂加氢脱氧性能的影响

分别以机械混合法与溶胶凝胶法所得的钛硅氧化物TiO_2SiO_2与TiO_2-SiO_2为载体制备了NiMo基催化剂,以含20%小桐子油的正辛烷溶液为原料,在连续流动固定床反应器中考察了催化剂的加氢脱氧性能,并采用X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附(BET)、扫描电镜(SEM)和NH3程序升温脱附(NH_3-TPD)等技术对催化剂和TiSi复合氧化物载体进行了表征。结果表明,与TiO_2-SiO_2相比,机械混合法制得的TiO_2SiO_2具有双介孔结构特征、较规则的表面形貌和较多的L酸性中心;溶胶凝胶法制得的TiO_2-SiO_2的表面形貌规则性则较差,负载Ni、Mo的孔道堵塞导致所得催化剂的比表面积和孔容急剧减小,在高温反应条件下TiO_2-SiO_2中的Ti—OH—Si键结构形成的B酸中心对催化剂HDO性能的促进作用较小。催化剂性能的评价结果表明NiMo/TiO_2SiO_2催化剂的加氢脱氧活性优于NiMo/TiO_2-SiO_2催化剂的加氢脱氧性能。     

CNTs负载双金属Pd-Fe非晶态催化剂加氢脱卤性能初探

以CNTs为载体制备的Pd-Fe双金属非晶态催化剂用于氯代硝基苯的加氢脱卤反应。对该催化剂在超临界CO2中的催化活性进行了评价。实验结果证明,该催化剂在实验条件下具有较好的加氢脱氯活性。用XRD和SEM技术对该催化剂的结构和形貌进行了表征,并初步探讨了该催化剂的加氢脱卤机理。     

三维多孔氧化铝陶瓷石墨烯复合材料的研制

以三维多孔氧化铝陶瓷块体为载体,首先通过溶液浸渍法制备了负载有镍离子的三维多孔陶瓷催化剂块体,采用还原气氛将催化剂块体中的镍离子盐还原成镍颗粒,以还原后的镍颗粒为催化剂,在含碳气体中,通过化学气相沉积法在三维多孔氧化铝陶瓷骨架表面制得了三维多孔氧化铝陶瓷-石墨烯块体复合材料。通过扫描电子显微镜,拉曼光谱对制得的三维多孔氧化铝陶瓷-石墨烯块体复合材料进行了表征,结果表明在三维多孔氧化铝陶瓷骨架表面包括外表面和骨架内部孔隙表面均生长了石墨烯,石墨烯为少层或寡层。     

载体对非晶态催化剂的氯代硝基苯加氢性能影响

以纳米碳管(CNTs)、γ-Al2O3、活性炭(AC)、SiO2为载体,Pt、Sn为活性组分,采用浸渍-化学还原法制备了负载Pt-Sn双金属非晶态催化剂,采用XRD、SEM、SAED、EDS等技术手段对催化剂进行了表征,明确了催化剂的非晶态性质、结构形态、粒子大小和元素组成等.以氯代硝基苯液相加氢为目标反应,对各催化剂的催化性能进行了评价.结果表明负载Pt-Sn非晶态催化剂在氯代硝基苯加氢反应中具有较好的活性和良好的选择性,其中以CNTs为载体的非晶态催化剂可使三种氯代硝基物加氢转化率达到99.9%,加氢脱氯率小于1.2%.从载体的微观结构、金属-载体相互作用、活性组分在载体表面的几何效应和电子效应等方面对载体响氯代硝基苯加氢性能进行了讨论.     

泡沫碳/碳纳米管复合电极材料制备及其电化学性能

在泡沫碳制备过程中,引入六水硝酸镍作为催化剂前驱体,在高温下通过过渡金属催化剂镍的催化作用制备泡沫碳/碳纳米管复合电极材料(CF/CNTs),对其结构和电化学性能进行分析表征。结果表明:CF/CNTs多孔孔壁上生成了大量碳纳米管;碳纳米管对泡沫碳孔的修饰作用提高了材料的比表面积;CF/CNTs在1 A/g电流密度下获得89.2 F/g的比电容,相比于单纯泡沫碳提升了60%。     

整装式铝泡沫负载Pd催化剂Pd/AlOOH/Al-foam及其催化甲烷燃烧性能

以三维网络结构的铝泡沫板作为骨架基体和铝源,利用水热氧化法制备整装式拟薄水铝石(Al OOH/Al-foam)纳米阵列,随后通过丙酮辅助-初湿浸渍法,制备出整装式铝泡沫负载Pd催化剂Pd/Al OOH/Al-foam,用于低浓度甲烷催化燃烧反应。在制备条件优化过程中,发现催化剂性能受到纳米阵列的形貌特征、物相组成以及焙烧温度等因素的影响。其中,表面富含羟基的拟薄水铝石可促进Pd颗粒的均匀分散,也增强载体和Pd之间的相互作用,进而提高甲烷燃烧的低温活性。稳定性测试初期活性下降较快,主要原因是表层Al_2O_3纳米阵列载体和Pd纳米颗粒自身的不稳定性导致的Pd颗粒烧结。     

结构化纳米碳纤维载体的制备与应用

研究了通过气相沉积法裂解甲烷在TiO2表面生长纳米碳纤维层,制备具有中孔孔径结构的结构化纳米碳纤维的方法。利用SEM-EDS和BET对该载体进行了表征。结果发现,该结构化纳米碳纤维载体的纳米碳纤维层厚度1.5～2.0μm,比表面积60.3 m2/g,其中外表面积为51.1 m2/g,只有很少的内表面积;平均孔径为5nm。在肉桂醛加氢反应中,该载体负载Pd催化剂能明显降低内扩散对反应选择性的影响,肉桂醛转化率低于56%时,氢化肉桂醛选择性达98%,明显高于常规活性炭负载型Pd催化剂。