多相催化中的纳米材料和纳米构筑

从多相催化作用中的关键效应、纳米材料的特异性能、纳米材料的尺寸和形貌可控制备以及纳米结构可控建构等方面,对近年来纳米材料与技术在多相催化中的研究和应用进展进行了综述。列举了纳米材料与技术在能源催化、光催化和石油化工领域以及重要反应的催化剂、分子筛限域催化剂和生物催化剂等方面的应用实例。指出纳米粉体材料最有可能在纳米催化剂中获得实际应用,而具有一定形貌、尺寸、晶型或晶面的单金属纳米催化剂最有可能在纳米结构与催化效应关联上得到深入剖析,兼具均相和多相催化剂优点的纳米生物催化剂则是今后应特别加以关注的研究方向。此外,还讨论了不同水平上的纳米催化剂的定义,提出了今后在纳米催化的基础研究与应用研究细节方面应重视的问题。     

纳米材料在催化剂方面的应用

本文从纳米材料的制备及结构出发，介绍了国内外纳米材料在催化剂领域的应用研究情况，如在加氢反应，聚合反应，氧化反应等方面的实例及研究成果，指出了纳米催化剂的优势及目前存在的问题。     

载体改性对纳米加氢催化剂活性的影响

应用不同的助剂对纳米加氢催化剂的载体进行改性,以甲苯加氢反应为探针,对改性后的纳米加氢催化剂进行了性能测试。运用XRD、SEM方法对改性的纳米加氢催化剂进行表征,研究了载体改性对纳米加氢催化剂活性的影响。结果表明,载体改性细化了催化剂活性组分的粒子,提高了活性组分粒子的分散度,有利于提高纳米加氢催化剂的活性,助剂中TiO2改性的催化剂活性较高且稳定。     

纳米材料催化剂的制备及应用

综述了纳米材料的种类、性能和制备技术；介绍了纳米材料用作催化剂或载体的优异性能以及各种纳米材料催化剂应用的研究概况。     

催化剂载体的表面改性与加氢脱硫性能

采用沸石分子筛的次级结构单元（或称分子筛纳米簇）对氧化铝进行表面改性,制备具有强酸性和较大孔道结构的催化剂载体。采用NH3-TPD、Py-IR、XRD、BET、HRTEM等手段对改性氧化铝载体进行表征。浸渍法制备负载型加氢精制催化剂,以4,6-DMDBT为模型化合物,高压微型反应器对其催化活性及选择性进行评价。结果表明,改性后氧化铝的酸强度明显提高,其物理结构性质变化不大,分子筛纳米簇均匀地分散于氧化铝表面。与以氧化铝为载体的催化剂相比,以分子筛纳米簇改性氧化铝为载体的催化剂,硫化态金属组分的堆垛层数明显增大,4,6-DMDBT的转化率和脱硫率显著提高,脱硫率/转化率的比值增加明显,具有较高的加氢脱硫活性。     

纳米催化剂在碳氢燃料和生物柴油领域中的应用

纳米材料因独特的结构特征而拥有了高效的催化性能,已被广泛应用于石油化工、能源、化学合成、生物和环保等多个领域。笔者聚焦于燃料领域,重点介绍了纳米催化剂在碳氢燃料的催化裂解及燃烧、新燃料的合成、生物柴油的制备和催化燃烧方面的应用进展,剖析了目前纳米催化剂研究中面临的问题,提出了理论结合实验推动纳米催化剂研究发展的观点。     

高活性负载型纳米金催化剂的制备及应用进展

综述了负载型纳米金催化剂的最新研究进展,讨论了影响负载型纳米金催化剂催化活性的主要因素,通过对纳米金催化剂的制备方法的比较,得出高活性负载型纳米金催化剂的适宜制备方法:选择适宜的负载方法、选择适宜的载体、严格控制纳米金粒径的大小。     

催化剂载体的表面改性与加氢脱硫性能评价

采用沸石分子筛的次级结构单元（或称分子筛纳米簇）对氧化铝进行表面改性,制备具有强酸性和较大孔道结构的催化剂载体。采用NH3-TPD、Py-IR、XRD、BET、HRTEM等手段对改性氧化铝载体进行表征。浸渍法制备负载型加氢精制催化剂,以4,6-DMDBT为模型化合物,高压微型反应器对其催化活性及选择性进行评价。结果表明,改性后氧化铝的酸强度明显提高,其物理结构性质变化不大,分子筛纳米簇均匀地分散于氧化铝表面。与以氧化铝为载体的催化剂相比,以分子筛纳米簇改性氧化铝为载体的催化剂,硫化态金属组分的堆垛层数明显增大,4,6-DMDBT的转化率和脱硫率显著提高,脱硫率/转化率的比值增加明显,具有较高的加氢脱硫活性。     

Pd/CNF催化剂在TA加氢精制过程中的应用研究

研究了纳米碳纤维作为一种新型催化剂载体,负载活性金属钯的制备工艺,及其在TA加氢精制过程中的应用研究,比较了不同浸渍方法、不同钯前体、不同前处理方式对催化性能的影响,确定了较优的催化剂制备工艺.在TA加氢反应中的考评结果表明,自制的板式纳米碳纤维负载的钯催化剂催化性能优于工业催化剂,纳米碳纤维是一种性能优越的贵金属催化剂载体.     

纳米材料和纳米科技

介绍了目前在纳米材料和纳米科技方面的一些文献 ,介绍了纳米材料的概念 ,纳米材料的战略地位 ,无机纳米复合材料 ,纳米磁性材料 ,二元协同纳米界面材料 ,纳米磨擦材料 ,纳米材料与纳米器件 ,纳米金属材料和工程材料纳米化 ,纳米高分子复合材料的研究与应用。     

CO低温氧化纳米金催化剂研究进展

从载体、制备方法和条件、助剂、反应机理等几个方面介绍了近年来国内外研究者对CO低温氧化金催化剂的研究工作取得的最新进展,特别对助剂在纳米金催化剂中的应用进行了总结。     

负载型二(2-乙酰基-1-萘酚氧基)二氯化钒催化剂的制备及其催化乙烯聚合反应

分别以活性MgCl2和无水MgCl2为载体,采用浸渍法制备了负载型二(2-乙酰基-1-萘酚氧基)二氯化钒催化剂(简称负载型催化剂),并采用元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、核磁共振和氮吸附静态容量法等手段对载体和负载型催化剂的结构进行了表征。表征结果显示,采用浸渍法制备的负载型催化剂没有改变催化活性组分的化学结构。研究负载型催化剂对乙烯聚合的性能时发现,负载型催化剂比二(2-乙酰基-1-萘酚氧基)二氯化钒均相催化剂的活性提高约一倍,所得聚乙烯的黏均相对分子质量增大;以活性MgCl2为载体的负载型催化剂的活性高。聚合动力学研究表明,负载型催化剂活性中心的稳定性好于二(2-乙酰基-1-萘酚氧基)二氯化钒均相催化剂,负载型催化剂活性中心的衰减速率较慢。     

无负载纳米催化剂的研究进展

无负载金属硫化物催化剂因其本身即为硫化态,使用时不需要加入有毒的含硫化合物对加氢催化剂进行预硫化,并且具有超高的加氢脱硫能力而被关注。本文综述了无负载纳米硫化钼催化剂的制备技术、表征方法、脱硫机理等内容,并提出了进一步的研究方向。     

甲烷在钙钛矿型催化剂上脱硫脱氮的研究

以溶胶-凝胶法制得了钙钛矿型LaBO3(B=Cr、Mn、Fe、Co、Ni)系列催化剂,以CH4还原SO2到单质硫和NO催化分解反应为模型反应,分别评价了LaBO3系列催化剂对脱硫和脱氮的催化活性,并采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等实验手段对该系列催化剂进行了表征,结果表明制备的催化剂颗粒大小属于纳米级,催化剂对这两类反应均有较高的活性,其活性高低主要由B位离子决定,其活性中心可能存在于钙钛矿结构的氧空缺位上。     

聚丙烯催化剂载体制备的研究进展

概述了聚丙烯催化剂载体发展历程。综述了当前国际上聚丙烯工业应用效果较好的Ziegler-Natta催化剂载体体系及其制备方法,包括MgCl_2·ROH体系、镁化合物溶液析出体系、醇镁体系、MgCl_2/SiO_2体系以及一些新型复合载体体系等。载体制备工艺的研究改进,有助于推动聚丙烯催化剂在高活性、高定向性的基础上向系列化、高性能化、专用化方向发展,从而不断开发性能更好的聚丙烯新产品。     

氧化硅改性α-氧化铝载体对银催化剂结构与性能的影响

 通过硅溶胶浸渍方法，对已制成的α-氧化铝载体进行了表面改性，在孔表面上沉积了氧化硅改性层。孔结构测定表明，少量沉积没有明显改变载体的孔结构，所以对反应物和产物的物质传输不会产生明显的影响。改性载体负载银催化剂的氧吸附测试和催化性能评价结果表明，改性对单负载银催化剂上活性组分银的分散状况影响不大，但对催化性能产生明显的影响，催化活性明显降低，最高降幅达63%，选择性略有提高（提高0.5～3.4%）。分析表明，改性引起载体与银之间相互作用发生变化，这是催化性能发生明显变化的主要原因。该改性方法简单易行，且可以排除孔结构差异对催化剂性能的影响，可用于对比不同载体材料对负载型银催化剂性能的影响，具有一定的普遍意义。     

载体的酸性和钠含量对Ni-Mo催化剂加氢脱硫性能的影响

用MCM-41和Na交换的MCM-41(NaMCM-41)以及它们与NaY和HY沸石的机械混合物为载体负载Ni-Mo制备了加氢脱硫(HDS)催化剂,用ICP-AES、吡啶吸附红外、UV-Vis、TPR等对载体和所制备的催化剂进行了表征。以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物评价了催化剂的HDS活性,考察了载体的酸性和Na含量对催化剂HDS活性的影响。发现Ni-Mo催化剂的HDS活性与载体的Na＋含量和B酸量有关,而与L酸量关系不大。通过催化剂的HDS反应和TPR表征结果,发现在载体酸中心和活性组分之间可能存在着以溢流氢为纽带的协同作用。     

多孔材料负载烯烃配位聚合催化剂的研究进展

综述了将均相烯烃配位聚合催化剂(即Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂和后过渡金属催化剂)负载于具有不同孔结构与孔径的多孔材料(如SiO2、分子筛等)上进行烯烃聚合的研究进展,分析了载体和催化剂组成对配位聚合活性及聚合物性能的影响。多孔材料不但具有承载活性组分、改善其分散性的作用,并且其纳米空间对聚合过程中单体的扩散起到限制作用,使单体的插入方式和链增长过程与自由空间不同,因此改变了聚合反应活性和聚合物的相对分子质量及其分布、熔点和等规度等性质。     

深度加氢脱硫催化剂载体效应的研究进展

综述了近年来深度加氢脱硫催化剂载体的研究进展,主要介绍了单一氧化物载体、复合氧化物载体、酸性载体以及炭材料等其他载体对深度加氢脱硫催化剂活性的影响。单一氧化物载体容易与活性组分作用生成没有催化活性的相,从而影响催化剂的活性;复合氧化物载体可以克服单一氧化物载体的缺陷,从而使制备的催化剂对芳烃的加氢和对二苯并噻吩及它的芳烃衍生物的转化具有较好的效果;对芳香烃大分子硫化物的脱除,酸性载体比其他载体具有不可比拟的优势;炭材料等新型载体与金属活性组分的相互作用可达到最小,从而可以充分发挥金属活性组分的作用。     

介孔催化剂在烯烃歧化中的研究进展

主要介绍了近年来以介孔分子筛和介孔Al2O3为载体的介孔催化剂在烯烃歧化中的研究进展,包括介孔载体的合成、介孔催化剂的制备及其在烯烃歧化中的应用,并展望了介孔催化剂的发展前景。以介孔分子筛为载体的钨基和钼基催化剂以及以介孔Al2O3为载体的铼基和钼基催化剂在烯烃歧化反应中,通常表现出比以普通SiO2和Al2O3为载体的相应催化剂更高的活性和选择性以及更长的使用寿命。