Ag/Ce0.75Zr0.25O2催化剂中Ag的负载量对碳烟燃烧活性的影响

开发低温下高催化活性的柴油机碳烟颗粒燃烧催化剂是当前环境催化领域的热点问题。利用共沉淀的方法制备了用于碳烟催化燃烧反应的Ag/Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂。活性评价结果表明,相对于Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂,Ag的引入可显著降低碳烟催化燃烧温度。而且,Ag的负载量存在一个最佳值。以XRD、in-situ XRD、BET、TPR等表征手段探究了该系列催化剂结构性质及其变化产生的影响。结果表明,Ag与Ce物种间的相互作用可显著降低催化剂（特别是CeO₂表面氧）的还原温度。该相互作用使Ag/Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂在一定温度下（>200℃）就表现出Ag⁺的性质。这些性质与该催化剂具有较高的碳烟氧化活性相关。而且,该催化剂也表现出良好的稳定性。     

Ru和Cu协同催化湿式氧化处理氨氮废水

采用化学还原法制备了RuCu/TiO_2双金属催化剂,并探究了Ru和Cu的协同作用对催化湿式氧化(CWAO)无害化处理氨氮废水催化性能的影响。研究结果表明,Cu的添加可有效改善Ru/TiO_2催化剂的N_2选择性,而Ru的存在可有效提高Cu/TiO_2催化剂的催化活性。反应条件为0.5 MPa、150℃、[NH_3]0=1000 mg·L~(-1)、pH=12、模拟废水处理量为33 L·(kg cat)~(-1)·h~(-1)时,1Ru2Cu/TiO_2能使废水的氨氮转化率和N_2选择性分别高达87.7%和85.9%。表征结果表明:Ru和Cu的协同在催化氧化氨氮废水过程中起了关键作用,主要体现在:Ru和Cu的强相互作用导致1Ru2Cu/TiO_2催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性;Ru和Cu的电子转移使得1Ru2Cu/TiO_2具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化活性。     

镍基芳烃加氢催化剂硫中毒的失活动力学

将某一时刻催化剂表面上活性中心数目与初始时刻活性中心数目之比定义为催化剂表观活性因子,并认为此活性因子包含在主催化反应速率系数的指前因子中。考虑活性中心在催化剂表面分布的不均匀性,在现有级数型失活动力学模型基础上,经推导得到表观活性因子的具体表达式及其极限式,该式在一般情况下为不可分。最后,结合之前报道的具有较高普适性的反应转化率方程式,得到催化反应转化率与运转时间的关系方程,并以Ni-B/SiO₂催化剂在噻吩存在下芳烃加氢反应为例加以验证。结果表明,所提出的失活动力学表达式可以较好地描述镍基催化剂硫中毒的行为,方程参量具有物理意义,方程可以较精确地拟合实验数据。     

低温等离子体协同CeO2/13X催化降解甲苯

低温等离子体协同催化剂技术（NTP-CAT）由于操作方便、能耗低等特点,特别适合用于工业非连续或连续消除低浓度VOCs过程。本研究发现NTP-CAT体系中CeO₂基催化剂更适合负载于13X载体以降解甲苯,并进一步考察CeO₂负载量对VOCs消除效果的影响。结果发现,NTP-CAT 体系中30% CeO₂/13X表现出最优性能,其可降解约85%的甲苯,CO₂产物选择性可达55%。表征结果也表明,Ce组分在30% CeO₂/13X表面仍可较好分散,而且表面的Ce³⁺物种含量最高。O₂-TPD实验结果证实表面Ce³⁺物种来源于Ce⁴⁺物种的等离子体处理。而且,表面Ce³⁺含量越高,有利于产生更多的氧物种,随后将与其周边13X吸附活化的甲苯反应。因此,甲苯降解在NTP-CAT体系中应存在分工协同机制。     

稳定高效Ru/TiO2-ZrO2催化剂处理苯酚磺酸废水

催化湿式氧化（CWAO）技术可高效处理有机废水,但现有催化剂的性能,尤其是其稳定性距工业应用还有很大差距。利用ZrO₂对TiO₂载体进行掺杂调变,研制出了具有良好稳定性的Ru/TiO₂-ZrO₂催化湿式氧化催化剂。结果表明, Ru/TiO₂催化剂在进行连续5次催化湿式氧化降解苯酚磺酸（phenolsulfonic acid,PSA）废水的反应后,总有机碳（total organic carbon,TOC）转化率由99.1%降低至65.3%;而Ru/TiO₂-ZrO₂催化剂在Ti/Zr质量比为9∶1~7∶3范围内,能表现出优良的反应性能,在连续5次反应后, TOC转化率稳定保持在90%以上。X射线仪衍射（XRD）、N₂吸脱附（BET）、X射线扫描微探针电子能谱仪（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）表征结果表明：ZrO₂能够进入TiO₂的晶格,TiO₂-ZrO₂固溶体的生成阻止了TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变。另外,ZrO₂的调变加强了Ru与载体的相互作用,有效抑制了活性金属Ru的流失。稳定的载体结构和良好的抗流失性能是Ru/TiO₂-ZrO₂催化剂具有优良反应性能的主要原因。     

聚苯胺耐蚀性能的研究

利用化学氧化聚合法合成了分散性好的本征态聚苯胺（EB）,然后用SEM（扫描电子显微镜）、UV-Vis（紫外可见分光光度计）、FT-IR（傅里叶转换红外线光谱分析仪）、XRD（X射线衍射仪）、TG（热重分析仪）等表征测试手段对样品进行了分析研究.同时利用盐雾实验和电化学测试监测了本征态聚苯胺对有机涂层耐蚀性能的影响.结果表明：此方法合成的本征态聚苯胺在0.8％（质量分数）的添加量时即能使有机涂层的耐蚀性能得到极大的提高.     

共价有机框架材料的合成及其在多相催化加氢中的应用研究进展

共价有机框架材料（COFs）是一种新颖的多孔聚合物，有机构建单元通过较强的共价键准确连接以形成具有周期性的多孔框架结构。COFs具有高效、高选择性及高稳定性等特点，常作为催化剂的载体应用于不同领域，未来在多相催化加氢中具有更广泛的应用前景。主要综述了COFs的分类、合成方法及其在多相催化加氢反应中的应用与优势，并对其发展趋势进行了展望，以便寻找更适合COFs的发展方向。     

多活性中心协同加氢纳米催化剂的设计和制备

基于催化剂多活性中心分工协同作用可活化两种或多种反应物,本研究工作以一种新的制备策略对贵金属-过渡金属-过渡金属氧化物催化剂进行合理设计,构筑金属与金属氧化物双活性中心。结果发现,贵金属负载于过渡金属/过渡金属氧化物(NM-TM/TMO)结构的催化剂在加氢反应中具有优异的催化活性。同时,热处理方法可有效调控催化剂微观结构,并对此构效关系进行了较为深入的研究。     

Ru和Cu协同催化湿式氧化处理氨氮废水

采用化学还原法制备了RuCu/TiO₂双金属催化剂,并探究了Ru和Cu的协同作用对催化湿式氧化（CWAO）无害化处理氨氮废水催化性能的影响。研究结果表明,Cu的添加可有效改善Ru/TiO₂催化剂的N₂选择性,而Ru的存在可有效提高Cu/TiO₂催化剂的催化活性。反应条件为0.5 MPa、150℃、[NH₃]₀=1000 mg·L^-1、pH=12、模拟废水处理量为33 L·（kg cat）^-1·h^-1时,1Ru2Cu/TiO₂能使废水的氨氮转化率和N₂选择性分别高达87.7%和85.9%。表征结果表明：Ru和Cu的协同在催化氧化氨氮废水过程中起了关键作用,主要体现在：Ru和Cu的强相互作用导致1Ru2Cu/TiO₂催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性;Ru和Cu的电子转移使得1Ru2Cu/TiO₂具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化活性。     

氮杂环有机催化CO2环加成反应：咪唑环的弱协同效应

稳定的CO₂ 需要高能分子的活化,如环氧化物。而亲核试剂有助于诱发三元氧环的开环,进而实现CO₂的插入活化。针对聚苯乙烯负载的有机催化剂,考察不同含氮杂环材料在催化CO₂环加成中的活性差异,发现五元氮杂环显示出了高于六元氮杂环的催化活性,五元氮杂环对底物间弱的协同效应是诱发环氧丙烷开环和活化CO₂插入的关键。进而与引入ZnCl₂、烷基胺的聚苯乙烯负载型催化剂作对比,虽然后两者反应速率得以提高,但也造成了选择性的下降。在无金属、无卤素、无添加剂、无溶剂下,PS-Im这种简单、廉价、稳定且可回收利用的聚苯乙烯负载氮杂环材料适合于工业推广。