负载型钯催化剂上甲烷催化燃烧机理及直接影响活性的因素

通过分析18O2同位素氧化甲烷过程中的产物分布及催化剂的组成,提出负载型钯催化剂上甲烷燃烧反应通过氧化还原机理进行,活性物种为金属钯和氧化钯.利用电子能谱、程序升温还原及氧同位素交换反应测试等对Pd/TiO2-Al2O3、Pd/SnxZr1-xO2和Pd/TixZf1-xO2体系进行了研究,证明还原性及氧交换活性是直接影响负载型钯催化剂甲烷催化燃烧性能的因素.     

还原温度对溶胶法制备Pd/C催化剂性能与微观结构的影响

采用钯溶胶法制备对苯二甲酸加氢精制用Pd/C催化剂,考察了还原温度对Pd/C催化剂活性的影响。通过SEM、TEM、能谱、物理吸附、化学吸附等手段对Pd/C催化剂结构进行表征。结果表明：随着还原温度的升高,催化剂活性和分散度快速下降,当还原温度为10 ℃时,对羧基苯甲醛转化率接近100％,同时分散度也达到最高,所得催化剂Pd晶粒细小均匀,平均粒径为6.45 nm;30 ℃下制备的催化剂载体表面存在明显的团聚现象,Pd晶粒平均粒径为15?20 nm,30 ℃下催化剂表面Pd含量约为10 ℃催化剂表面Pd含量的5倍;随着温度升高,聚氧乙烯基与水之间的氢键断裂,其增溶能力大幅下降,同时胶体中的Pd颗粒碰撞几率增加,造成胶体钯中Pd颗粒更严重地长大聚集,催化活性降低。     

用于一步法合成丙基环己基环己酮的Pd/C催化剂

分别采用甲醛还原法和氢气还原法制备了5%Pd/C催化剂(Pd质量分数为5%)。采用X射线衍射、透射电子显微镜、H2化学吸附技术,研究了制备条件(pH、还原温度、前体种类)对5%Pd/C催化剂性能的影响,评价了5%Pd/C催化剂对丙基环己基苯酚一步加氢合成丙基环己基环己酮反应的催化性能,考察了添加K,Sn助剂对5%Pd/C催化剂性能的影响。实验结果表明,氢气还原法得到的Pd/C催化剂分散度高、活性好;K,Sn助剂能明显提高5%Pd/C催化剂的活性和丙基环己基环己酮的选择性,适宜的Sn质量分数为1.5%、K质量分数为10.0%。采用氢气还原法制备的5%Pd-1.5%Sn-10.0%K/C催化剂,以甲苯为溶剂,在反应温度423K、氢气压力0.5M Pa的条件下,丙基环己基环己酮的选择性可达89.1%,丙基环己基苯酚的转化率可达93.1%。     

纳米Pd/Al2O3催化剂的制备及应用

采用氢电弧等离子体法制备的纳米钯粉制备了纳米Pd/Al2O3催化剂,并在重整后加氢反应中研究了其催化活性和选择性。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）显示,纳米Pd/Al2O3催化剂的其表面排列有序、呈蜂窝状,其载体的内部没有钯存在,而浸渍法所得的壳型Pd/Al2O3催化剂载体内部有钯的存在。在重整后加氢反应中,纳米Pd/Al2O3催化剂显示出较高的催化活性和优异的选择性能。     

PdCl_2-CuCl_2/Li-Al-O催化CO和亚硝酸乙酯合成碳酸二乙酯的研究

通过LiNO_3对γ-Al_2O_3改性并进行PdCl_2和CuCl_2负载,制备了PdCl_2-CuCl_2/Li-Al-O催化剂,同时采用固定床反应器考察了催化剂对CO低压气相合成碳酸二乙酯的催化性能,探讨了载体n(Li)/n(Al),不同溶剂,Pd、Cu负载量及浸渍方式对催化剂催化性能的影响。结果表明,Li的添加能够提高催化剂的催化活性,最佳的n(Li)/n(Al)为0.15;选用0.1M的盐酸或者稀氨水做活性组分的溶剂来制备催化剂,同样能提高催化剂的活性;金属Pd负载的质量分数为2%,n(Cu)/n(Pd)=1时,催化剂的性能最佳,而浸渍方式对催化剂活性影响不大。     

低负载大孔Pd/α-Al_2O_3活性组分分布对CO偶联反应的影响

在平均孔径为2.799×103nm的α-Al2O3载体上负载金属钯,制备贵金属负载型催化剂Pd/α-Al2O3。调节前驱体浸渍液的p H,在p H为1.67时,得到分散在整个载体中的均匀分布Pd/α-Al2O3催化剂;在p H为12.25时,可以制备只负载在氧化铝载体表面以下约40μm的蛋壳型分布Pd/α-Al2O3催化剂。催化表征结果显示不同分布的催化剂钯晶粒的粒径均在2nm~3nm左右,属于高度分散状态。在无梯度反应器中,对CO偶联制备草酸二甲酯(DMO)这一反应进行考评,得出均匀型分布催化剂较蛋壳型结构活性更优的结论。     

化学镀法制备Pd负载型碳二馏分选择加氢催化剂及其催化性能

以Al2O3为载体,采用特殊的化学镀法制备了Pd负载型碳二馏分选择加氢催化剂。对催化剂表面进行X射线光电子能谱和扫描电子显微镜表征显示,活性组分Pd在催化剂表面以单质形式存在,在碳二馏分加氢反应前无须高温焙烧和还原,且Pd富集分布在催化剂表面壳层的10～20μm之间,与浸渍法制备的Pd负载型催化剂相比,Pd层更薄,有利于提高Pd的利用率。在气态空速15000h-1、氢气与乙炔摩尔比1.5、反应温度130℃的条件下,以碳二馏分选择加氢反应考察了催化剂的性能,评价结果表明,以化学镀法制备的HXD10催化剂的性能大大优于浸渍法制备的SAM20催化剂(两种催化剂中Pd质量分数均为0.035%),HXD催化剂上乙炔转化率和乙烯选择性分别达到91%和83%。     

偶联剂改性对Pd/堇青石催化加氢选择性的调控

采用硅烷偶联剂3-(氨丙基)三乙氧基硅烷(APTS)、γ-缩水甘油醚环氧基三甲基硅烷(GPTS)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)及3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(CPTS)分别对堇青石进行改性,再负载Pd粒子,制备了系列Pd/堇青石催化剂,并以1,5-环辛二烯(COD)部分加氢为探针反应,评价所制备催化剂的催化性能。结果表明,在堇青石中引入氨丙基后制备的Pd/堇青石催化剂可使COD深度加氢;而引入氯丙基、环氧基后制备的Pd/堇青石催化剂,则能在获得高COD加氢活性的同时,明显提高环辛烯（COE）选择性。氯丙基、环氧基的引入,显著提高了Pd/堇青石催化剂中Pd的分散度,并且使Pd结合能发生变化。COD加氢反应的COE 选择性是Pd/堇青石催化剂中Pd的粒径及化学态综合作用的结果。以环氧基改性堇青石为载体、乙酰丙酮钯为前驱物、超声波浸渍法制备的Pd/堇青石催化剂用于催化COD加氢反应,可以获得最高的活性与COE选择性。     

化学还原法制备胶体Pd/γ-Al_2O_3催化剂及其催化性能

采用化学还原法制备了高分散的胶体Pd/γ-Al2O3催化剂,考察了保护剂、还原剂和制备方法等对其催化性能的影响。实验结果表明,最佳保护剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP),PVP的最佳用量为n(N)∶n(Pd)=40∶1;最佳还原剂为乙醇/NaOH,NaOH的最佳用量为n(NaOH)∶n(Pd)=3∶1。X射线光电子能谱和X射线衍射表征结果显示,催化剂中的Pd以零价态存在;同时根据Debye-Scherrer公式估算,Pd在催化剂中以胶体状态存在。将胶体Pd/γ-Al2O3催化剂用于糠醛液相脱羰反应,实验结果表明,该催化剂比常规方法制备的Pd/γ-Al2O3催化剂具有更高的活性,糠醛的转化率为97.6%,呋喃的选择性为95.1%。     

纳米Pd/AC催化顺酐“一锅法”水相合成丁二酸

将改性骨架镍催化剂、贵金属负载型催化剂用于"一锅法"水相顺酐催化加氢合成丁二酸,考察了催化剂种类、反应温度、反应压力、顺酐用量及催化剂用量对该反应的影响,并用XRD和TEM法对反应前后催化剂的微观结构进行了表征。结果表明,由胶体溶液法制备的负载型纳米Pd/AC(AC为活性炭)催化剂的性能最好。在353 K、1.0 MPa、顺酐1.96 g、水20mL、2%(w)Pd/AC催化剂0.020 g的优化条件下反应177 min时,顺酐转化率达100.0%,丁二酸选择性达99.8%。Pd/AC催化剂的稳定性实验结果显示,该催化剂连续使用10次后仍能维持较高的活性和选择性。新鲜Pd/AC催化剂中Pd颗粒分散均匀,粒径为1～4 nm;连续使用10次后Pd/AC催化剂部分发生团聚,但仍存在大量的纳米级Pd晶粒,使反应稳定进行。     

非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢

研究了猝冷法镍磷合金和化学还原法非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢性能，结果表明，催化剂的制备方法、载体及催化剂的成分对其催化性能均有很大影响，化学还原法获得的负载型非晶成合金催化剂具有优良的催化加氢性能。     

全硅β分子筛负载Pd整体催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

采用水热晶化法合成了全硅β分子筛,并以此为载体制备了堇青石/Pd整体催化剂;采用XRD、N2吸附-脱附和SEM等技术对催化剂进行了表征;考察了催化剂制备方法、全硅β分子筛涂敷量、Pd负载量、水蒸气和气态空速对该催化剂催化甲苯燃烧反应性能的影响。实验结果表明,全硅β分子筛的加入提高了Pd整体催化剂的催化活性,并明显改善了催化剂的抗水性;与涂敷-浸渍法相比,采用浸渍-涂敷法制备的催化剂具有更高的催化活性,甲苯完全转化温度降低了近50℃;在全硅β分子筛的质量分数为7.9%和Pd质量分数为0.50%时,该整体催化剂表现出较好的活性。     

以活性炭为载体制备Pd和Pt加氢脱硫催化剂

别以椰壳活性炭、果壳活性炭和木质活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了Pd/C和Pt/C催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物,考察了不同种类活性炭负载的贵金属催化剂加氢脱硫(HDS)催化性能。结果表明,增加活性炭表面酸性含氧基团或碱性基团数量都有助于提高Pt和Pd的分散度。DBT在Pd/C和Pt/C催化剂催化下进行HDS反应时,直接脱硫(DDS)路径选择性高于加氢反应路径(HYD)选择性,其中Pt/C催化剂的HDS催化活性和DDS路径选择性都显著高于Pd/C催化剂。Pd/C和Pt/C催化剂的HDS催化性能主要取决于载体表面官能团的种类和分布。Pd和Pt催化剂的HYD反应路径选择性和稳定性都随载体表面酸性含氧基团的增加而增加,但它们断裂C-S的活性却有所降低;增加载体表面碱性基团数量则有助于提高催化剂断裂C-S的活性,但不利于其稳定性。     

Pd-Ce/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd-Ce/γ-Al2O3催化剂,并对其进行了透射电镜(TEM),X-射线衍射(XRD)和X-光电子能谱(XPS)表征。此催化剂的甲烷燃烧活性评价结果表明,还原处理大大提高了催化剂活性;Ce的添加有利于CH4的燃烧反应。活性组分在载体γ-Al2O3上呈高分散状态,添加Ce后生成钙钛矿类化合物能够提高催化剂的活性。     

不同氧化物载体上Pd催化剂用于甲烷完全氧化反应的研究

用浸渍法制备了负载型Pd催化剂并测定了其用于甲烷完全氧化反应的活性。实验表明 ,Pd负载于不同氧化物载体上会导致不同的催化活性。采用FTIR测定了O2 、CH4 在Pd质量分数为 5 %的Pd/Co3 O4 、Pd/Al2 O3 催化剂上原位吸附的红外光谱图。结果表明 ,氧气在不同载体的Pd催化剂上吸附性能的差异可能是导致其催化活性不同的原因。     

微球型蒽醌加氢钯催化剂的制备和性能

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/Al2 O3催化剂,系统考察了浸渍条件、焙烧条件、还原条件对催化剂表面性质和加氢性能的影响.结果表明,浸渍液pH值和焙烧温度是影响Pd分散度和催化剂活性的主要因素.优化的催化剂制备条件为:浸渍液pH值3.0～4.0,浸渍时间0.5 h,干燥温度...     

丙烯腈尾气低温氧化催化剂的制备及性能评价

以 Pd 为活性组分,Al2O3/CeO2 为载体,采用浸渍法制备出一系列丙烯腈尾气（AOG）低温氧化催化剂。利用 BET,XRD,CO-DRIFTS,XPS 等分析方法对催化剂进行了物性表征,并评价了其对 AOG 中可燃物的催化活性。结果表明,Pd 负载量最佳值为3%,负载在 CeO2 上的 Pd 处于更高价态,分散程度优于 Al2O3;随着 Pd 负载量增大,催化剂对 CO,C3H6和C3H8的起燃活性均升高,半转化温度（T50）降低;以CeO2作为载体,有助于促进CO和烃类的低温转化。     

陈化对超细CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂性能及结构的影响

草酸盐胶体共沉淀法超细催化剂的后处理条件（前体沉淀的陈化时间）明显影响催化剂的性能，发现陈化时间为２ｈ的催经剂活性最高。本系列催化剂的结构分析表明，ＺｎＯ２和Ｃｕ４Ｏ３２种物相对催化剂活性有着显著影响。     

CeO_2修饰的Pt/SiC催化剂催化CO氧化反应的性能

以SiC为载体,采用等体积浸渍法制备了Pt质量分数为1%的Pt/CeO2/SiC催化剂,采用X射线衍射、程序升温还原和CO化学吸附法对催化剂进行了表征。考察了CeO2添加量、焙烧温度、预还原温度等对Pt/CeO2/SiC催化剂催化CO氧化反应性能的影响。实验结果表明,添加助剂CeO2可显著提高催化剂表面活性组分Pt的分散度,且CeO2与Pt产生一定的相互作用,使催化剂活性显著提高;当Pt/CeO2/SiC催化剂中CeO2的质量分数为8%时,催化剂活性最高,CO的最低完全转化温度比Pt/SiC催化剂约低100℃;Pt/CeO2/SiC催化剂的最佳焙烧温度为500℃,最佳预还原温度为200℃。