添加表面活性剂对掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂性能的影响

以微波技术制各的掺钡纳米氧化镁为载体,以氯化钌为活性前驱体,通过在钌的浸渍液中添加不同种类及浓度的表面活性剂,制得了一系列的Ru/Ba-MgO催化剂,进而运用连续流动的高压装置、N2物理吸附、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能量散射仪(XRD)、CO化学吸附对其进行了活性评价及表征.研究结果表明,在实验范围内,在浸渍过程中添加表面活性剂有利于Ru/Ba-MgO催化剂催化性能的提高,其中添加浓度为0.049%的OP-10制得的Ru/Ba-MgO催化剂活性最好,在10 MPa,10000 h-1和748 K的反应条件下,其氨合成反应速率可达50.87mmol-g-1-h-1.     

表面活性剂对Co-Pd/TiO_2催化剂催化CH_4-CO_2两步反应合成乙酸的影响

采用溶胶-凝胶法,通过添加不同表面活性剂制备了Co-Pd/TiO2催化剂,考察了其在CH4-CO2两步法合成乙酸的催化性能,用X射线粉末衍射、氨程序升温脱附和氮吸附等对其进行表征。结果表明,添加不同的表面活性剂对催化剂性能有显著的影响。表面活性剂的加入能提高催化剂的比表面积、增强表面酸性、促进活性金属在催化剂表面的分散,进而提高催化剂在两步法合成乙酸反应中的催化性能。其中以添加了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的CoPd/TiO2催化剂活性最好,其乙酸的生成速率为20.06 mg/(gcat.h),碳原子选择性达到了70.80%。     

CH4-CO2重整催化剂用纳米MgO载体的制备

CO₂重整甲烷反应中，采用纳米MgO作为催化剂载体使其具有高的活性和稳定性。纳米MgO的制备以六水氯化镁和氨水为原料，考察了氯化镁的浓度、反应pH、反应温度、中间产物焙烧温度和焙烧介质以及表面活性剂聚乙二醇（PEG）对纳米MgO的影响，并用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及物理吸附仪（ASAP-2020）对产物进行了表征。通过适宜工艺条件的控制，制备了粒径约为20 nm、且基本上无团聚的纳米MgO。     

CuNi纳米晶的可控合成及Pt/CuNi催化剂催化肉桂醛加氢性能

采用水热法制备了CuNi二元金属纳米晶。以水合肼为还原剂,探究水热合成温度、表面活性剂[乙二胺（EDA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）]对CuNi纳米晶形貌的影响。随水热合成温度的升高（60℃、90℃、120℃、150℃）,Cu²⁺、Ni²⁺的还原速率加快,有利于形成Cu@Ni核壳结构。以EDA为表面活性剂时,制备的CuNi二元金属纳米晶在120℃和150℃时分别呈现花状和海胆状。此外,以CuNi纳米晶为催化剂载体,采用化学置换法负载贵金属Pt合成了Pt/CuNi三元金属催化剂。X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、扫描电镜X射线能谱（SEM-EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、高角度环形暗场扫描透射（HAADF-STEM）和元素面扫（STEM-EDS）表征结果表明,Pt/CuNi催化剂纳米结构为小岛状的Pt纳米团簇负载于CuNi纳米晶。其中,Pt/CuNi-120-EDA（120为水热合成温度,EDA为制备CuNi纳米晶时添加的表面活性剂）催化剂表面具有较丰富的缺陷位和活性位点,使其在肉桂醛加氢反应中表现出最佳的催化性能（80℃下对苯丙醇的产率达100%）。     

焙烧温度对Ru/Ba-Mg(Al)O4氨合成催化剂性能影响

采用超声-沉淀-强静电吸附法制备了化学性质比较稳定的掺钡纳米镁铝复合氧化物Ba-Mg(Al)O₄,并以其为载体、Ru₃(CO)₁₂为活性组分前驱体,制备了一系列钌基氨合成催化剂。通过场发射扫描电镜、X射线衍射和N2物理吸附等表征手段,重点考察了焙烧温度对载体的物相组成和表面织构的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,制备的载体比表面积逐渐下降,表面碱性增强。当载体焙烧温度为780 ℃时,制备的负载型Ru/Ba-Mg(Al)O₄催化剂表现出较高的催化活性,在425 ℃、10 MPa和10 000 h^-1条件下,出口氨浓度达到49.17 mmol·(g·h)^-1。     

SrO助催化剂对Fe1-xO基熔铁氨合成催化剂性能的影响

采用高温熔融法制备了不同SrO含量的Fe_{1- x} O基氨合成催化剂。在类似工业条件下（15MPa、30000h^-1）使用固定床反应器对催化剂进行了氨合成（氮的催化加氢）活性评价,并采用X射线能谱仪（EDS）、程序升温还原（H₂-TPR）、N₂程序升温脱附（N₂-TPD）、X射线粉末衍射（XRD）对样品进行表征。结果表明,随着SrO含量的增加,催化剂的活性先增加后降低,呈现出火山型活性变化趋势。当SrO质量分数为0.4%时,催化剂活性最高。SrO存在表面偏析现象,且SrO的添加并没有促进或明显抑制催化剂的还原。少量SrO的添加降低了N₂的解离活化能或降低了NH _x 物种的稳定性,提高了催化剂的活性;SrO含量进一步增加,覆盖了表面部分活性位,消耗了体相的重要结构助催化剂Al,降低了催化剂的活性和耐热性能。     

离子液体辅助水热法制备纳米氧化镁

以MgCl_2·6H_2O和Na OH为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)和水为混合溶剂,采用低温水热法合成出前驱体Mg(OH)_2,再通过锻烧前驱体得到纳米MgO。选用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能量散射X射线(EDS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和红外光谱(FTIR)等技术对产物MgO的组成、晶型、表面形貌及结构等进行表征。结果表明,该法制得的纳米MgO为面心立方晶系结构,其颗粒呈棒状,粒径分布均匀,平均直径为20nm,长度为80nm。最后通过机理分析,得出离子液体在制备过程中主要起表面活性剂的作用。     

废弃选择性催化还原催化剂混掺对新催化剂脱硝性能的影响

采用"混炼-挤出-干燥-煅烧"工艺制备了不同废弃选择性催化还原（SCR）催化剂混掺比例的新催化剂样品,在自制实验台架上进行了脱硝性能和脱硝寿命评估实验。实验表明,当废催化剂混掺比例小于5%时,样品脱硝性能相比无混掺样品有轻微下降,催化剂脱硝效率随运行时间的衰减速率正常;当混掺比例大于5%时,催化剂样品脱硝性能大幅衰减,催化剂寿命缩短。结合N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）等表征手段分析,废催化剂的掺入会将碱金属、As等有害物质带入到高混掺量的样品中,导致催化剂脱硝性能下降;混掺比例高达15%时,15-cat样品表面复杂程度大幅下降,不利于SCR反应进行。实验论证了较高废弃催化剂混掺比例会严重影响制备所得新催化剂的脱硝性能。     

焙烧温度对MnZnOx物化性质及催化性能的影响

采用湿化学共沉淀法制备了MnZnO_x固溶结构催化剂,考察了焙烧温度对催化剂物化性质和催化性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、N₂吸附-脱附、CO₂-TPD（程序升温脱附）及H₂-TPR（程序升温还原）等手段对不同焙烧温度下催化剂物化性质进行了分析表征。结果表明,焙烧温度对MnZnO_x晶相组成、孔结构性质、二氧化碳吸附特性及表面氧空位浓度等物化性质影响较大。500 ℃焙烧条件下制得的MnZnO_x催化剂形成了具有丰富的表面氧空位、较大的二氧化碳吸附量和介孔孔容且溶质组分分散均匀的固溶结构。在反应压力为3.0 MPa、反应空速（GHSV）为14 400 mL/（g·h）、V（氢气）∶V（二氧化碳）∶V（氮气）=72∶24∶4条件下,MnZnO_x催化剂于380 ℃表现出优异的催化性能,甲醇选择性为86.1%、二氧化碳转化率为16.0%、甲醇时空产率（STY）达0.68 g_MeOH /（h·g_cat）。     

微乳液法制备CdTe纳米颗粒的表征

CdTe纳米晶作为一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,在LEDs、光子学材料和生物标记等方面已被应用。本实验利用CTAB／环己烷／异丁醇／水作为反应介质,氮气保护下在微乳液体系中制备了CdTe纳米颗粒。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子电镜（SEM）表征了CdTe纳米颗粒的形貌和粒径尺寸,研究水与表面活性剂摩尔比以及陈化时间对CdTe纳米颗粒的影响,结果表明当水与表面活性剂摩尔比为40,陈化时间为24h时制备出了产量高,稳定性好的直径为40-50nm的CdTe纳米颗粒。     

沉淀剂对Ru/MgO-CeO2氨合成催化剂催化性能的影响

以K<,2>RuO<,4>为钌前驱体,通过共沉淀法制备了Ru/MgO-CeO<,2>氨合成催化剂.考察了5种不同沉淀剂对Ru/MgO-CeO<,2>催化剂的结构和性能的影响,并运用X射线衍射(XRD)、CO吸附、N<,2>物理吸附和H<,2>程序升温还原(H<,2>-TPR)等技术对催化剂进行了表征,讨论了沉淀剂对氨合...     

Ammonia synthesis on magnesia supported ruthenium catalysts with mesoporous structure

Mesoporous Ru/MgO catalysts for ammonia synthesis were prepared by sol–gel method with concurrently decomposing Ru carbonyl complex. The catalytic properties were characterized mainly by means of nitrogen adsorption isotherm, hydrogen chemisorption, X-ray diffraction, and transmission electron microscopy. The detailed observation of decarbonylation behavior on the catalysts prepared under various conditions revealed that the carbonyl complex acted as an effervescent reagent to form a mesoporous structure with radius of 1–9 nm on MgO support. Furthermore, both specific surface area and metal dispersion tended to increase with increasing the Ru carbonyl complex concentration. The best ammonia formation rate was consequently observed on the Ru/MgO catalyst (Ru: 7.1 wt%) with high surface area (290 m²/g) of this series.     

混合法制备铁钌复合催化剂的研究

以维氏体铁催化剂为载体,以十二羰基三钌为钌的前驱体,采用固相混合法制备系列铁钌复合催化剂,考察十二羰基三钌的分解温度、热分解气氛以及钌负载量对催化剂活性的影响。采用扫描电子显微镜和热重分析等考察催化剂的表面性质与催化活性关系。结果表明,采用固相混合法得到的铁钌复合催化剂用于氨合成反应活性得到提高,在氮气气氛中,十二羰基三钌分解温度为120℃,钌负载质量分数为0.6%时,催化剂活性较好。     

Effect of Chlorine on the Chemisorptive Properties and Ammonia Synthesis Activity of Alumina-Supported Ru Catalysts

Abstract  

A series of Ru/Al₂O₃ catalysts were prepared to study the effect of the amount and the origin of residual chlorine on chemisorptive property and the ammonia synthesis activity. The catalysts were characterized by X-ray fluorescence, CO chemisorption, transmission Electron Microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, hydrogen temperature-programmed desorption, hydrogen temperature-programmed reduction. It is found that the presence of chlorine had a limited impact on Ru particle size. Residual chlorine originated from RuCl₃ would not influence on Ru 3d_5/2 binding energy, but chlorine from HCl solution significantly increased Ru 3d_5/2 binding energy. Regardless of their source, the presence of chlorine severely reduced the amount of hydrogen species corresponding to the desorption peak at medium temperature. The inhibition effect of chlorine on hydrogen adsorption was more strong for Ru catalyst with residual chlorine from the RuCl₃ precursor. With a similar amount of residual chlorine, the catalysts with chlorine originated from the RuCl₃ precursor showed much lower catalytic activity than those prepared by impregnation of HCl. These results suggest that chlorine mainly affects the catalytic properties of alumina supported Ru catalysts for ammonia synthesis by selective site blocking.     

焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响

采用浸渍法制备Ba-Ru/MgO系列催化剂，考察不同焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响，通过X射线衍射、N₂-低温物理吸附、透射电镜、H₂程序升温还原、CO₂程序升温脱附和红外光谱等方法对其进行表征，考察焙烧气氛对负载型钌基氨合成催化剂的物相结构、织构性能、微观形貌、钌物种的还原性能和体系酸碱性能等影响。研究表明，MgO焙烧气氛对制备的钌基氨合成催化剂结构、物化性能以及氨合成活性有较大影响，不同气氛焙烧对Ba-Ru/MgO催化剂碱性强弱影响顺序：Ba-Ru/MgO(Ar)＞Ba-Ru/MgO(N₂)＞Ba-Ru/MgO(空气)＞Ba-Ru/MgO (真空)，在450 ℃、5.0 MPa和5 000 h^-1条件下，空气、Ar和N₂气氛焙烧的MgO制备的Ba-Ru/MgO催化剂活性高于真空气氛焙烧的MgO制备的催化剂。     

Ru／C催化剂上硝基苯与苯甲醇“一锅法”合成N-亚苄基苯胺的研究

采用软模板法制备出多孔碳材料,以此为载体采用浸渍法制备了Ru／C催化剂,用于硝基苯与苯甲醇“一锅法”合成N-亚苄基苯胺中。利用XRD、SEM、TEM等方法对催化剂进行了表征。考察了Ru负载量对催化剂催化性能的影响,并对反应条件进行了优化。结果表明,Ru负载量为5．0wt％时Ru／C催化剂具有最佳的催化活性和选择性。在实验优化条件下反应22h,硝基苯转化率为100％,N-亚苄基苯胺选择性可达94．1％。     

Investigation of the promotion effect on the sulfide sulfur mobility and on the catalytic activity of hydrotreating Co/Mo/Al2O3 catalysts using35S

Alkali nitrate promoted Raney Ru catalysts were prepared by hydrogenolysis of alkali nitrates (CsNO₃, RbNO₃, KNO₃, and NaNO₃) over Raney Ru. These catalysts were even more active in ammonia synthesis than Raney Ru promoted with metallic potassium. The promotion behaviour was different from that for the supported Ru catalysts, where metallic potassium was more effective than CsNO₃. Per-weight activity of CsNO₃ promoted Raney Ru was higher than that for any catalysts so far reported in ammonia synthesis under 80 kPa and at 573 K.     

活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。     

钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究

介绍了钌基氨合成催化剂的最新研究进展,结合密度泛函理论计算综述了钌基氨合成催化剂的作用机理,包括钌表面对氮分子的吸附活化以及钌基氨合成催化剂上的氨合成反应动力学模型方面的研究成果。对氧化物载体的制备方法、修饰和复合手段、助剂种类及其在催化反应中的作用机理等进行了总结,探讨了钌基氨合成催化剂理论研究以及氧化物催化剂体系目前存在的问题。