Cu-Mo/C催化油酸甲酯选择性加氢脱氧制备生物柴油

使用四水合钼酸铵和三水合硝酸铜制备了Cu-Mo/C,并将其用作油酸甲酯选择性加氢脱氧反应的催化剂。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振波谱(EPR)对催化剂进行表征,并探讨了Cu-Mo/C催化油酸甲酯制备生物柴油的较佳工艺和Cu-Mo/C的催化性能。研究结果显示：Cu的加入促进了Mo/C催化剂的形成,催化剂中的Mo₂C组分和MoO₂组分共同作用,MoO₂组分中的氧空位可以优先吸附底物中的■键,随后Mo₂C组分对其进行加氢脱氧,避免了■键发生加氢反应,实现了高催化活性和不饱和烃选择性加氢脱氧的优异性能。在反应温度280℃,氢气压力2.5 MPa,反应时间3 h的条件下油酸甲酯转化率达到98.8%,不饱和烃选择性为40.2%。Cu-Mo₁₀/C催化活性与贵金属Pd和商业催化剂Mo/C相当,但不饱和烃选择性更高,且具有良好的稳定性。     

以椰壳碳为载体的碳化钼催化剂在NO2转化制NO反应中的应用

为改善活性炭(AC)负载Mo₂C基催化剂还原NO₂制NO的反应性能，考察硝酸、氨水和双氧水处理后的活性炭对Mo₂C/AC结构及反应性能的影响。采用N2物理吸附-脱附、扫描电子显微镜、X射线衍射等对催化剂进行表征。结果表明：催化剂含氧官能团丰富，Mo₂C均匀分散，比表面积和孔容比AC0(未预处理AC)小。Mo₂C/AC2比表面积和微孔孔容最大，含氧官能团少，有利于Mo₂C分散、NO₂吸附和还原。3种催化剂在100～400℃转化率随着温度的升高先上升后下降，在250℃时转化率大小关系为：Mo₂C/AC2 (80.8%)>Mo₂C/AC3 (75.9%)>Mo₂C/AC1 (55.2%)。     

RuCs/Mo2C纳米棒制备及电催化析氢的研究

Mo₂C被誉为最有前景的电催化产氢催化剂,然而其高的过电压和低效率限制了其规模化生产。本文通过简单的溶剂热法制备了Ru纳米簇(Ru Cs/Mo₂C)负载Mo₂C纳米棒复合材料。研究表明,Ru Cs/Mo₂C(Ru,质量分数7.79%)表现出优异的电催化产氢性能,电流密度在10 mA·cm^-2的过电势为104 mV,Tafel斜率为96.30 mV·dec^-1。同时,Ru Cs/Mo₂C催化剂具有优异的稳定性,在工业电解系统中具有广阔的应用前景。     

高活性CuO/Al2O3催化剂的制备及加氢性能研究

负载型催化剂中表面活性组分的分散度影响催化剂的性能，因此，合理调控合成条件提高活性组分分散度是高效催化剂开发的有效策略。通过控制焙烧条件(氛围、温度、时长)制备了多种负载型铜基催化剂(CuO/Al₂O₃),利用SEM和XRD研究了合成条件对催化剂结构和表面组成的影响，考察了所制备催化剂在对硝基苯酚(4-NP)催化加氢反应中的性能。研究结果表明，在250℃、N₂氛围中热处理6 h所制备的催化剂在3 min内即可实现4-NP及其他芳香族硝基化合物90.5%的催化加氢效率。此外，该催化剂循环利用5次仍有较高的活性，在实际工业生产中具有巨大的应用潜力。     

Mo2C/Cu共负载TiO2光催化CO2还原性能

光能驱动CO₂还原技术有望减少CO₂排放并同时提供高价值化学燃料，缓解能源转型带来的压力。发展高活性光催化剂是实现该技术应用的关键，负载贵金属是提高其光催化效率的有效途径，但由于贵金属成本昂贵、储量稀少等原因，限制了其大规模使用。因此，发展贵金属替代品对光催化CO₂还原具有重要意义。Mo₂C是一种具有与贵金属相似的电子结构的过渡金属碳化物，采用尿素还原方式制备了Mo₂C和Cu共负载TiO₂光催化剂，结合物理化学性质分析，对其在紫外光下的光催化活性进行评价。结果表明，在TiO₂上负载Mo₂C后，在CO₂催化转化过程中显著促进H₂和CH₄的产生，而Mo₂C和Cu共沉淀可抑制H₂产生并促进CO₂进一步转化为CH₄;光照4 h后，其CH₄累计产量达...     

还原温度对Mo基催化剂物相及其加氢脱氧性能的影响

以碳纳米管(CNTs)为载体,通过控制催化剂合成的还原温度制备了一系列负载型Mo基催化剂。采用XRD、TEM、N₂物理吸附、XPS以及NH₃/H₂-TPD等技术对催化剂进行了表征,并研究了Mo基催化剂对硬脂酸催化加氢脱氧性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高,催化剂表面的Mo物种逐渐被还原,还原过程为:MoO₃→MoO₂→Mo→Mo₂C。还原温度为450℃和550℃时,催化剂的活性相为MoO₂;还原温度为600℃时,催化剂的活性相为MoO₂/Mo/β-Mo₂C的混合相;还原温度为650℃和700℃时,催化剂的活性相全部转化为β-Mo₂C。与活性相MoO₂催化剂相比,β-Mo₂C催化剂具有更高的加氢脱氧活性。此外,还原温度为600℃的MoO₂/Mo/β-Mo₂C混合相催化剂因具有较大的比表面积、较多的酸中心数量和较强的H₂吸附能力,使得该催化剂在硬脂酸加氢脱氧反应中表现出最优越的催化活性。     

W2C/AC催化快速热解松木磨木木质素

以活性炭（AC）为载体制备了不同钨负载量的W₂C/AC催化剂,将其和松木磨木木质素（MWL）机械混合后进行Py-GC/MS（快速热解-气相色谱/质谱联用）实验,考察了钨负载量、催化剂/MWL比例对产物分布的影响,并通过外标法对主要产物（芳烃类和酚类）的真实产率进行了定量分析。结果表明,W₂C/AC催化剂可有效促进木质素的热解解聚生成单酚类产物,并对酚类产物具有脱羰基、脱甲氧基、脱羟基以及加氢的效果,从而促进稳定的酚类产物（不含羰基、甲氧基和不饱和碳碳双键）和芳烃类产物的生成。在4种W₂C/AC催化剂中,10%-W₂C/AC的催化效果最佳,在催化剂/MWL比例为5时热解产物总产率达到最大值,此时芳烃类和酚类产物的总产率由无催化剂时的21.2 mg·g^-1和151.0 mg·g^-1增加至102.1 mg·g^-1和191.1 mg·g^-1。     

载体改性对Cu/B/Al2O3结构及其催化醋酸仲丁酯加氢性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体采用分步浸渍法制备了不同金属氧化物进行载体改性的Cu/B/M/Al₂O₃(M=Mg,Ca,Ni)催化剂,并测试了其催化醋酸仲丁酯加氢反应的性能。结果表明,以NiO进行载体改性的催化剂导致酯加氢反应中大量酸催化产物及烃类出现;以MgO进行载体改性不利于金属Cu的分散且催化剂的结构稳定性较差;以CaO对γ-Al₂O₃载体进行改性不仅能够促进金属Cu的分散,提高催化剂的酯加氢活性和产物选择性,而且可以有效减少反应中非活性碳物种在催化剂表面的沉积。     

草酸二甲酯气相法加氢制乙二醇催化剂研究进展

乙二醇是重要的化工原料,广泛应用于阻冻剂、燃料电池和聚酯工业等领域。传统制备乙二醇路线有基于石油路线的环氧乙烷水合法以及基于煤和天然气路线的C₁合成法。C₁路线合成乙二醇是CO氧化偶联生成草酸二甲酯,草酸二甲酯再催化加氢合成乙二醇。设计和制备高效草酸二甲酯加氢催化剂是实现煤制乙二醇工业化关键。草酸二甲酯加氢催化剂主要有Ru基均相催化剂和Cu基非均相催化剂,其中,无Cr的Cu基催化剂(Cu/SiO₂) 是研究重点。影响Cu/SiO₂ 催化性能的主要有载体、制备方法和助剂。载体类型不仅影响活性物种与载体之间的相互作用,而且影响活性物种分散度,具有高表面积和有序介孔结构的载体能够提高Cu物种分散度,从而显著提高催化剂活性。制备Cu/SiO₂催化剂的方法有蒸氨法、浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法和溶胶-凝胶法等。蒸氨法制备的Cu/SiO₂形成铜氨络合离子,使Cu物种得到很好分散,还原后催化剂表面Cu+含量较高。Mo、Co、Ni和B等助剂的添加可以调变Cu物种的价态和分散度,提高催化剂性能。添加助剂时,要综合考虑助剂的引入对催化剂酸碱性质、活性物种分散度和载体孔径结构等的影响。研究认为,草酸二甲酯加氢机理是Cu⁰与Cu⁺的协同作用,Cu⁰是催化剂上的活性位点,活化H₂;Cu⁺起亲电子的L酸作用,激化CO键提高草酸二甲酯中酯基的反应。催化剂失活的主要原因是产物乙醇酸甲酯在催化剂表面较难脱附以及反应过程中催化剂烧结。Cu/SiO₂催化剂存在热稳定性差等缺陷,制备高稳定Cu基催化剂是今后发展方向。     

小球藻热解油在Ni-Cu/ZrO2催化剂上的加氢脱氧

在小型固定床反应器中以Ni-Cu/ZrO₂为催化剂,对小球藻热解油进行催化加氢脱氧,以改善生物油性能。利用XRD、H₂-TPR、TG、NH₃-TPD等技术对催化剂进行了结构表征。结果表明,Cu的加入有效促进了Ni-Cu/ZrO₂催化剂活性相的表面分散,提高了该催化剂对小球藻热解油加氢脱氧反应的催化活性。在2 MPa、350 ℃反应条件下,随Cu/Ni的增大,Ni-Cu/ZrO₂的催化活性先升高后降低,Cu/Ni质量比为0.40时的催化性能最好,连续运行3 h后所得精制生物油脱氧率达82.0%。Ni-Cu/ZrO₂催化剂在反应过程中,表面结焦少,活性粒子及催化剂性能稳定,连续运行24 h后所得精制生物油脱氧率依然维持在77.0%以上。小球藻热解油经催化加氢脱氧所得的精制生物油,低位热值由31.5 MJ·kg^-1提高至35.0 MJ·kg^-1,40℃运动黏度由20.5 mm²·s^-1降至9.5 mm²·s^-1,且油品中水分更易于脱除。精制生物油中高级脂肪酸的含量减少,油品稳定性大幅提高。     

Pd@CMP-1催化剂的制备及其催化硝基芳烃化合物的性能

以H₂PdCl₄为金属前体、共轭微孔聚合物(CMP-1)为载体,利用浸渍还原法首次合成了Pd含量为1%的负载型Pd@CMP-1加氢催化剂。以H₂为氢源、硝基芳烃化合物的加氢反应为探针,对催化剂的加氢性能进行了评价。用稀HNO₃对载体进行预处理,探究稀HNO₃对载体的影响。并通过XRD、TEM及BET等手段对催化剂进行分析表征,结果表明:Pd@CMP-1具有720m²/g的比表面积,Pd纳米颗粒均匀分散在载体CMP-1上,用稀HNO₃对载体进行预处理将改变CMP-1的结构性能,不利于催化剂的制备。考察了温度和压力对反应体系的影响,实验结果表明体系在2MPa、100℃条件下具有较高的反应活性。并通过几种硝基芳烃的加氢反应可知:Pd@CMP-1催化剂是一种高效环保的加氢催化剂,具有优秀的加氢性能以及一定的循环性能。     

自牺牲模板法制备氮掺杂碳化钼/碳析氢电催化剂

采用g-C3N4为自牺牲模板和氮源,葡萄糖为碳源,钼酸铵为钼源,制备具有二维纳米结构的氮掺杂碳化钼修饰碳纳米片(N-Mo₂C/C),并评价其电催化析氢性能。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、拉曼(Raman)等测试手段对N-Mo₂C/C的组成、形貌及结构进行分析。结果表明,氮掺杂的Mo₂C纳米颗粒均匀分散在二维碳纳米片上,粒径主要分布在3～5 nm。利用电化学工作站测试N-Mo₂C/C的电催化析氢性能,在1 mol/L KOH溶液中,电流密度为10 mA/cm²时其对应的过电势为185 mV,Tafel斜率为69 mV/dec,经20 h循环可维持稳定的析氢电势。     

Cu/Co掺杂多孔炭活化过硫酸盐降解水中硝基酚研究

以MOF-74为模板制备了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N₂物理吸附/脱附等对催化剂结构进行了表征。研究并阐释了Cu/Co双金属掺杂多孔炭催化剂活化过一硫酸盐(PMS)氧化降解4-硝基酚性能及机理。结果表明，在投加100 mg·L^-1催化剂、2 g·L^-1 PMS、初始pH为6时，15 min内硝基酚(60 mg·L^-1)去除率达98%以上。降解反应符合伪一级反应动力学模型。催化剂循环反应4次，降解率均高于90%。猝灭实验及电子顺磁共振分析表明自由基(·SO₄^-、·OH、·O₂^-)和非自由基(¹O₂)均参与了降解反应。在反应过程中，Co²⁺/Co³⁺和Cu+/Cu²⁺的氧化还原循环有效活化了PMS并促进活性氧化物种的生成，从而提升了催化剂...     

Sr改性Cu催化剂的果糖加氢制备甘露醇性能

使用共沉淀法制备负载Cu催化剂。通过添加碱土金属Sr，对Cu催化剂进行了改性，以提高Cu催化剂在果糖加氢制备甘露醇过程中的活性和选择性。采用ICP-MS、TEM、XRD、H₂-TPR、XPS和CO₂-TPD等对所制备的催化剂进行了系统表征。结果表明：Sr的添加能增大催化剂的比表面积，促进活性组分Cu的分散，从而提高了催化剂的活性，并且增加了催化剂的碱性，使果糖优先形成β-呋喃糖中间体，从而提高了甘露醇的选择性。在果糖浓度为1.1 mol·L^-1、催化剂用量为反应物质量的6%、反应温度为373 K、反应氢压为4.0 MPa、Cu/Sr原子比为7∶1的反应条件下，果糖转化率为99%，甘露醇的选择性为79%。催化剂循环使用了20次，其催化稳定性基本保持不变。     

Pt-Cr-SO42-/ZrO2的制备及其催化硝基苯加氢制备对氨基苯酚的研究

采用等体积浸渍法,以 ZrO₂为载体制备了 Pt-Cr-SO₄^2-/ZrO₂催化剂。考察了硫酸浸渍浓度、焙烧温度及助剂对 Pt-Cr-SO₄^2-/ZrO₂催化硝基苯加氢制备对氨基苯酚的影响。对催化剂进行了 BET、XRD、TG 和 IR 表征,试验结果表明 ：(w)Pt 为 3%、硫酸浸渍浓度 0.5 mol/L、焙烧温度 600 ℃、Cr 为助剂是 Pt-Cr-SO₄^2-/ZrO₂制备的最优条件。在反应温度 150 ℃、压力 0.5 MPa、催化剂用量 0.08 g 和反应时间 8 h 的工艺条件下加氢效果最好,硝基苯的转化率为 85.81%,对氨基苯酚的选择性为 60.93%。     

碱性水热法浸出处理废弃钴钼加氢催化剂

采用氨水、碳酸铵碱性溶液作为浸出剂，在水热条件下浸出处理废弃钴钼加氢催化剂，探究了影响金属元素Mo和Co浸出的主要因素。结果表明：在水热条件下，以氨水和碳酸铵作为复合浸出剂能有效抑制Al的浸出，同时对金属元素Mo和Co的浸出率较高。在氨水浓度为10 mol/L，碳酸铵浓度为2 mol/L，固液比为1:18 g/mL和反应温度为90℃的条件下，Mo和Co的单级浸出率分别达到81.7%和52.6%。进一步采用沉淀法分离回收浸出液中的Mo，制备了花瓣状形貌的(NH₄)₃PO₄(MoO₃)₁₂·4H₂O产品；利用焙烧后的浸余残渣作为载体负载Cu和Ni制备萘选择加氢催化剂，其催化效果与商品氧化铝载体制备的催化剂相当。     

CuO@HHSS催化剂制备及催化还原对硝基苯酚性能

在水热合成复合二氧化硅空心球（HHSS）基础上,以硝酸铜为原料,采用超声辅助浸渍法制备出高分散CuO@HHSS复合催化剂。采用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段对合成催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明：CuO@HHSS催化剂依然保持HHSS的层次纳米中空结构;CuO颗粒高度分散在HHSS表面,而且复合催化剂具有较高的比表面积（488.9 m²/g）。以对硝基苯酚（4-NP）的催化还原反应作为反应模型,考察了CuO和CuO@HHSS催化剂对4-NP还原的催化性能。结果表明：在不同对硝基苯酚浓度下CuO@HHSS展现出优异的催化性能,在200 s内催化硼氢化钠（NaBH₄）将4-NP转化为对氨基苯酚（4-AP）。     

Cu基CO2合成甲醇催化剂载体的研究进展

氧化物载体与Cu之间的相互作用、CO₂的活化位点、表面反应机理、表面反应路径直接影响CO₂催化加氢的产物分布。因此,探明不同金属–载体的相互作用和界面微观结构至关重要。本文综述了CO₂催化加氢合成甲醇Cu基催化剂载体的研究现状,重点综述了ZnO、ZrO₂、CeO₂、TiO₂这4种具有氧空位的载体,并简单总结了SiO₂、Al₂O₃、Zn-Zr、Ce-Zr、钙钛矿等其他氧化物载体。Cu与ZnO之间的强金属相互作用（SMSI）所形成的Cu/ZnO_x是主要的活性位点,对其微观结构与反应机理研究得较为充分;对Cu/ZrO₂的研究主要集中在ZrO₂晶相的影响,不同的研究者所获得的结论尚存在争议;对Cu/CeO₂的机理研究停留在反向CeO₂/Cu(111)模型表面,负载型催化剂上不同晶面的CeO₂与Cu的相互作用强度不同,并影响反应性能;Cu/TiO₂中TiO₂的影响因素较多,如晶型、晶面等,目前对其研究尚不全面。最后,本文分析并展望了CO₂加氢制甲醇催化剂载体的研究方向,未来将采用与实际催化剂一致的正向模型表面进行基础研究,并基于原位表征手段对反应过程中催化剂的结构变化进行探索,最终设计高效、低成本的多元复合物载体的Cu基催化剂。     

酚类加氢脱氧催化剂研究进展

酚类加氢脱氧（HDO）是石油、煤基液体燃料和生物质油转化利用中的重要过程，催化剂在其中起关键作用。酚类加氢脱氧催化剂包括过渡金属硫化物、还原态金属催化剂、磷化物、碳化物和氮化物等。本文从活性、选择性、稳定性和催化机理等方面介绍了各类催化剂的研究进展。过渡金属硫化物重点介绍了负载的CoMoS催化剂和非负载的MoS₂，其中晶态MoS₂具有优异的活性和选择性。还原态金属介绍了负载的非贵金属（Ni、Mo和Co）、贵金属（Rh、Ru、Pd和Pt）和双金属（NiRu、Ni-Fe、Mo-Pt和Pd-X）等催化剂，并对不同的金属催化剂进行了比较。磷化物重点介绍了SiO₂负载的Ni₂P、MoP和CoP，Ni₂P/SiO₂具有很高的催化活性和选择性。碳化物主要是Mo₂C催化剂，其具有较高的芳环类产物选择性。氮化物主要是Mo₂N催化剂，其加氢脱氧活性仍有待提高。各类催化剂大多存在稳定性欠缺的问题，过渡金属硫化物主要是提高催化剂对水的稳定性，还原态金属必须重视杂质尤其是硫引起的中毒问题，可考虑与脱硫催化剂组合使用，磷化物应关注积炭和颗粒团聚。     

La-SO42-改性Al-SBA-15催化剂的制备与应用

以Al-SBA-15为载体,采用浸渍法制备La-SO₄^2-/Al-SBA-15催化剂,考察催化剂的制备条件。结果表明,La³⁺浓度为0.03 mol·L^-1和500 ℃焙烧3 h制得的La-SO₄^2-/Al-SBA-15在催化乙酸正丁酯反应中具有良好的催化性能。将制得的La-SO₄^2-/Al-SBA-15催化剂应用于乙酸正丁酯合成,结果表明,在n(冰乙酸)∶n(正丁醇)=1∶1.2、催化剂用量为冰乙酸质量的6%和反应3.5 h条件下,酯化率达97.85%。