炭涂层型整体式催化剂的研究进展

碳元素是一切有机生命体的骨架元素,由其演变而成的炭材料具有多样性,一直以来都备受研究。炭材料来源广泛,具备高比表面积、发达孔隙结构以及良好热-化学稳定性等特征。因此,被广泛运用于催化、吸附和分离等诸多领域。尤其是作为催化剂载体,在很多反应中都展现出优异的性能。然而传统催化剂的形态限制了其在多相连续反应中的应用,对此,有学者尝试将炭材料与整体式框架结构有机结合。制备得到的新型炭涂层型整体式催化剂,有效地弥补了传统催化剂形态上的缺陷,进一步拓宽了其应用范围。基于此,将对炭涂层型整体式催化剂的制备方法和研究现状进行阐述,详细介绍该催化剂的实际应用效果以及影响其性能的相关因素,最后对炭涂层型整体式催化剂的研究前景进行展望。     

涂覆型介孔炭/蜂窝陶瓷整体式催化剂制备及应用

以糠醇树脂为炭源制备涂覆型炭/蜂窝陶瓷(C/HC)整体式催化剂用于1,1,2,2-四氯乙烷气相催化脱HCl反应,通过添加聚乙二醇(PEG)和氢氧化钠对炭涂层的孔隙结构进行调节。扫描电镜和N2-物理吸附等表征结果表明,炭涂层在蜂窝陶瓷表面均匀涂覆,PEG的添加使炭涂层的孔隙结构从微孔向介孔转变,改变PEG相对分子质量、PEG添加量或碱浓度均可对炭涂层的介孔结构进行调节。C/HC整体式催化剂的催化性能由介孔炭涂层决定,介孔发达的C/HC整体式催化剂的活性要高于微孔活性炭催化剂。     

涂层对单Pd整体式三效催化剂性能的影响

利用浸渍法制备了一系列不同铈锆粉/氧化铝质量比的单Pd催化剂涂层材料,将其制备成整体式三效催化剂,并对各涂层材料及整体式催化剂分别进行比表面积(BET)分析、牢固度测试、催化性能评价。结果表明,铈锆粉/氧化铝质量比影响了催化剂的抗高温老化性能、起燃性能、空燃比特性和涂层牢固度。     

炭材料载铜催化剂的制备及应用

炭材料载铜催化剂工业应用广泛,比表面积高,活性组分高度分散且形貌粒径可控的高效催化剂是近年来研究的热点,传统的炭材料主要是活性炭,随着对新型炭材料如碳纳米管、碳纤维以及石墨烯等制备及表征的研究,其用作催化剂载体研究的报道越来越多。在此综述了炭材料载体载铜催化剂制备及应用。     

炭化温度对多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂的影响

以糠醇树脂为炭前驱体,在不同炭化温度下制备出系列涂层型多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂。N2-物理吸附和程序升温脱附(TPD)的表征结果表明,炭化温度对多孔炭涂层的物理-化学性质均有较大影响,随着炭化温度升高,多孔炭涂层孔结构的形成趋于完全,同时涂层表面酸性含氧基团的种类和数量逐渐减少,800℃时多孔炭涂层孔结构完全形成,且表面酸性含氧基团也基本消失。1,1,2,2-四氯乙烷气相催化脱HCl合成1,1,2-三氯乙烯反应评价结果表明,孔结构和表面酸性含氧基团是影响多孔炭催化性能的关键因素,800℃炭化的多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂的催化活性、选择性和稳定性最佳。     

近几年整体式催化剂的开发与应用

介绍整体式催化剂相较于传统催化剂的优越性以及在汽车尾气与环保、强吸热/放热及耦联催化重整反应、脂交换反应、烃类燃烧或氧化反应中的研究及应用。阐述整体式催化剂结构性能及相关数学建模方面的最新研究。通过对整体式催化剂制备及应用的系统分析,提出整体式催化剂仍需解决工艺繁琐、活性成分负载困难和内部结构不明确等观点。同时,整体式催化剂可对催化剂研发提供一种切实可行的解决问题的方法和思路。     

钌炭催化剂的制备及其在芳环加氢反应中的应用

芳环加氢反应是最重要的合成反应之一,钌炭催化剂在芳环加氢反应中具有优异的催化性能。综述钌炭催化剂的制备方法和载体性质对钌炭催化剂的影响以及钌炭催化剂在苯、苯甲酸和对苯二甲酸二甲酯等芳环加氢反应中的应用进展。负载型钌炭催化剂的制备方法主要有浸渍法、沉淀法和升华法,超声辅助浸渍法可将大部分钌纳米粒子引入到炭载体的孔道内部,得到限域型负载钌炭催化剂。而镶嵌式钌炭催化剂主要是指通过原位炭化的方法将钌粒子部分镶嵌在炭的孔壁上,一步得到钌炭催化剂,其制备方法主要有软模板剂法和硬模板剂法。除制备方法外,炭的骨架结构、表面性质及氮掺杂对钌炭催化剂的性能影响也较大。镶嵌式钌炭催化剂具有钌纳米粒子和炭载体之间的相互作用强、催化剂抗流失及烧结性能好,在芳环加氢反应中表现出卓越的催化性能和稳定性。随着新制备技术的出现,新型镶嵌式钌炭催化剂将可能实现产业化。     

整体式催化剂催化过氧化氢异丙苯

研究了整体式催化剂结构与催化过氧化氢异丙苯分解反应性能的对应关系,为其实际应用及过程放大提供反应工程学基础。采用Fluent模拟软件对整体式催化剂的传递与反应特性进行研究,建立可靠的数学模型并采用此数学模型考察装填整体式催化剂的反应器操作参数和结构参数对催化性能的影响。结果表明,过氧化氢异丙苯转化率随着空速、过氧化氢异丙苯浓度以及孔道直径的增大而降低,其中,空速对催化性能的影响最大。涂层厚度的增加使活性组分增加,提高过氧化氢异丙苯转化率。     

Rh涂层对整体式三效催化剂性能的影响

分别将三种不同Rh涂层制备成双涂层整体式三效催化剂,对不同涂层材料分别迚行比表面积(BET)分析、H2-TPR测试分析并考察各三效催化剂对C3H8催化转化的影响。结果表明Rh涂层材料影响了整体式三效催化剂C3H8催化转化的抗高温老化性能、起燃温度、完全转化温度及空燃比窗口。     

磺酸型固体酸催化剂的制备与应用研究进展

将磺酸基团引入到固体载体表面制备磺酸型固体酸以替代传统的硫酸催化剂．对磺酸型固体酸催化剂的制备和应用研究进展进行了综述．介绍了在中孔硅分子筛（如MCM-41、SBA-15）、中孔炭分子筛（如CMK-3、CMK-5）、半炭化炭材料、炭纳米管等载体上引入磺酸基团的方法和其中一些催化剂的催化性能,探讨这些制备方法和所制得催化材料的优点和存在的问题．     

二氧化钛/生物炭复合材料的研究进展

以生物炭为载体,在其表面负载光催化剂的复合材料受到越来越广泛的关注。利用生物炭的强吸附性能和光催化剂对有机污染物降解的彻底性,为吸附技术和光催化技术的有机结合开辟了新的思路。介绍了近年来生物炭负载二氧化钛(TiO_2)光催化剂复合材料的制备方法和降解机理,对其应用前景进行了展望,以期为制备更高效的生物炭负载光催化剂的研究提供参考。     

炭材料表面改性及应用研究进展

炭材料是一种应用广泛的吸附剂和催化剂载体,其表面化学性质对炭材料性能影响重大。为了提高其吸附、催化等性能,需要对炭材料表面官能团进行调控。介绍了炭材料表面改性方法(氧化法、还原法),对工业、环境领域的应用进展进行了评述,并提出了炭材料改性技术的研究发展方向。     

柔性负载型催化剂催化净化气态污染物研究进展

当前灰霾等大气污染问题备受关注，高效、廉价的催化净化材料作为污染治理技术的核心之一，其研发意义非凡。以柔性材料为基底制备的新型整体式催化剂因催化活性高、加工成型简单、应用灵活、易于实现催化剂原位再生等优点，成为环境催化领域发展的一个新兴热点方向。本文介绍了以金属泡沫、有机泡沫以及纤维等柔性材料为载体的催化剂特性和应用领域，重点阐述了上述柔性负载型催化剂的典型合成过程及其对气态污染物（如NO_x、甲苯、甲醛等）的催化性能和净化机制，综述了其在脱硝领域的应用研究成果，包括抗硫耐水机理、纤维滤布催化剂的协同除尘脱硝能力以及碳泡沫催化剂的高效催化性能等。通过总结分析柔性负载型催化剂阶段性研究成果、应用现状以及实际应用问题，进一步展望其在环境催化净化领域的研究方向、重点和难点。催化剂黏结性、活性、稳定性的提升以及移动床反应器-催化剂的匹配设计与优化都将是柔性高效一体式催化剂的研发重心所在，此类催化剂的成功研发将会为中小型燃煤炉窖尾气的催化净化提供技术核心与保障。     

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%。     

整体式高温水煤气变换催化剂的初步研制

采用不同方法制备了整体式高温水煤气变换催化剂。利用经酸处理的蜂窝状堇青石作载体制备整体式催化剂，着重研究酸处理对堇青石载体结构、性能及其催化性能的影响。利用改性Al₂O₃涂层浸渍负载活性组分制备整体式催化剂，重点考察化学组成对整体式催化剂性能的影响。研究结果表明，蜂窝状堇青石经酸适当处理及表面改性后，可用作整体式催化剂的载体;K₂O、CuO及稀土氧化物对整体式催化剂的水煤气变换活性有很好的促进作用，而且多组分间存在的某种协同作用更有利于调变整体式催化剂的催化性能     

催化剂涂覆工艺研究进展

涂层式催化剂可以将载体的高强度和涂层的高反应性能相结合,目前已受到国内外的广泛关注。涂覆成型是涂层式催化剂制备过程中的关键工序,对催化剂的性能有重要影响。概述了浸涂成型、喷涂成型和滚涂成型等几种常见的涂覆工艺,介绍了不同涂覆方法在催化剂载体、成型助剂和工艺方面的特点和研究进展。在归纳和总结涂覆工艺对催化剂成型效果、涂层特性和产品反应性能的重要影响的基础上,提出未来还需对涂覆工艺进一步优化拓展,以拓宽涂覆技术的应用范围。     

金属有机框架材料催化氧化脱硫研究进展

金属有机框架(MOFs)由于其高比表面积、结构多样且孔径可调节等性能被应用于反应催化剂。研究表明,不同的制备方法和反应条件对金属有机框架材料性能有重要影响。针对不同MOFs本体以及MOFs改性材料的催化氧化脱硫性能进行了比较,探讨了影响MOFs材料性能的因素,发现材料结构中的缺陷以及复合材料中的协同作用对催化氧化脱硫性能具有重要影响。     

炭材料的高温抗氧化性研究进展

介绍了炭材料的氧化过程,综述了国内外目前提高炭材料抗氧化性能的两个主要途径;基体改性技术和涂层技术。重点阐述了抗氧化涂层的基本要求,涂层的制备方法以及各涂层体系,提出了对于炭材料高温抗氧化性研究方面的一些认识,阐明了其发展前景。     

多孔隔热炭材料用SiC复合涂层的制备及抗氧化性能研究

多孔炭毡是优异的高温隔热保温材料,但使用过程中的微氧化问题将直接导致材料的氧化失效.本文采用刷涂反应法,在炭毡表面依次制备了预炭层及SiC复合涂层,借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析涂层的物相组成以及微观结构,探究了在1 200℃、1400℃反应烧结制备的SiC复合涂层的结构和抗氧化性能差异.结果 表明:在大气环境进...     

金属基体整体式催化剂的制备及在VOCs催化燃烧中的应用研究进展

催化燃烧是对挥发性有机物(VOCs)高效率、低污染的处理技术.以金属为基体制备的整体式催化剂因压降低、催化效率高,机械强度和热稳定好等优点是催化燃烧VOCs的研究热点.本文从金属基体结构选择、表面预处理、涂层制备和催化燃烧VOCs几个方面,对近年来金属基体整体式催化剂的研究进行了述评.由此指出,制备高性能的过渡涂层以及...