介质阻挡放电技术再生Pd/AC催化剂的机理探讨

利用介质阻挡放电对失活钯炭催化剂(Pd/AC)进行再生,并通过催化臭氧氧化硝基苯反应评价再生后催化剂的活性。运用扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、热重分析(TG)等测定手段对Pd/AC进行表征;并对放电过程进行臭氧产量测定和等离子体发射光谱诊断,分析了Pd/AC催化剂再生的机理。结果表明,催化剂经放电处理30 min后再生率为95%;利用在最优条件下再生的Pd/AC进行催化臭氧氧化反应,硝基苯的降解率为87%;再生过程中臭氧贡献率仅为25.6%,表明放电过程中产生的强氧化性自由基是促使催化剂再生的主要因素。     

催化加氢合成对甲氧基苯甲醇工艺优化

研究了以对甲氧基苯甲醛为底物,通过Pd/C催化氢化合成对甲氧基苯甲醇的工艺。考察了不同溶剂,反应压力,催化剂用量,底物浓度,反应温度,反应时间及催化剂重复使用诸因素对产物对甲氧基苯甲醇收率或产物组成的影响。结果表明:以200mL乙醇为溶剂,原料为0.4mol,5%Pd/C用量为5%(质量分数),反应压力为0.3MPa,反应温度为30℃,反应时间为8h时,经过过滤,常压蒸馏、减压蒸馏,得无色透明的对甲氧基苯甲醇液体,收率可接近95%。     

制备条件对Pd/C催化剂活性相PdH_x的影响

PdHx相是Pd/C催化剂中一种重要的活性物种。研究以浸渍-水合肼还原法制备出PdHx含量较高的Pd/C催化剂,通过XRD、XPS和TEM等表征方法研究了还原方式和条件及载体活性炭的预处理条件对催化剂中PdHx含量的影响,以无氢条件下的2,6-二甲基苯酚胺化法合成2,6-二甲基苯胺作为探针反应,验证了PdHx含量与催化活性的相关性。结果表明:以2.5%(wt)硝酸预处理的活性炭为载体,水合肼为还原剂,在40℃还原制得的催化剂具有较高的PdHx含量,以其为催化剂时原料的转化率和产品的选择性分别高达59.8%和87.3%。说明PdHx是该反应的活性相,其含量与载体预处理时的硝酸浓度密切相关。     

负载型Pd/SBA—15催化剂催化性能研究

将负载型催化剂Pd/SBA—15用于催化邻氯硝基苯加氢。考察了反应温度、催化剂用量对Pd/SBA—15催化性能的影响,并考察了催化剂的使用寿命。实验结果表明,Pd/SBA—15催化剂表现出很好的催化性能,有望应用于工业生产。     

From single crystals to supported nanoparticles in experimental and theoretical studies of H2 oxidation over platinum metals (Pt, Pd): Intermediates, surface waves and spillover

The present paper reviews our investigations concerning the mechanism of H₂ + O₂ reaction on the metal surfaces (Pt, Pd) at different structures: single crystals (Pt(1 1 1), Pt(1 0 0), Pd(1 1 0)); microcrystals (Pt tips); and nanoparticles (Pd–Ti³⁺/TiO₂). Field electron microscopy (FEM), field ion microscopy (FIM), high-resolution electron energy loss spectroscopy (HREELS), XPS, UPS, work function (WF), TDS and temperature-programmed reaction (TPR) methods have been applied to study the kinetics of H₂ oxidation on a nanolevel. The adsorption of both O₂ and H₂ and several dissociative products (H_ads, O_ads, OH_ads) was studied by HREELS. Using the DFT technique the equilibrium states and stretching vibrations of H, O, OH, H₂O, adsorbed on the Pt(1 1 1) surface, have been calculated depending on the surrounding of the metal atoms. Sharp tips of Pt, several hundreds angstroms in radius, were used to perform in situ investigations of the dynamic surface processes. The FEM and FIM studies on the Pt-tip surface demonstrate that the self-oscillations and waves propagations are connected with periodic changes in the surface structure of nanoplane (1 0 0)-(hex) ↔ (1 × 1), varying the catalytic property of metal. The role of defects (Ti³⁺-□_O) in the adsorption centers formation, their stabilization by the palladium nanoparticles, and then the defects participation in H₂ + O₂ steady-state reaction over Pd–Ti³⁺/TiO₂ surface have been studied by XPS, UPS and photodesorption techniques (PhDS). This reaction seems to involve the “protonate” hydrogen atoms (H⁺/TiO_x) as a result of spillover effect: diffusion of H_ads atoms from Pd particles on a TiO_x surface. The comprehensive study of H₂, O₂ adsorption and H₂ + O₂ reaction in a row: single crystals → tips → nanoparticles has shown the same nature of active centers over these metal surfaces.     

Et-Ph-BCTABipy的合成及其对Pd2+的萃取性能

合成了N,N′-二乙基-N,N′-二苯基-［2,2′-联吡啶］-6,6′-二硫代酰胺(Et-Ph-BCTABipy)萃取剂,并利用¹³C NMR和¹H NMR对其进行了表征;研究了相接触时间、萃取剂浓度、水相初始酸度和Pd²⁺浓度等因素对Et-Ph-BCTABipy萃取Pd²⁺性能的影响,利用摩尔比法确定了Et-Ph-BCTABipy与Pd²⁺所形成的配合物组成;同时,在Ln(Ⅲ)与Pd²⁺共存体系中研究了Et-Ph-BCTABipy对Pd²⁺的萃取选择性。结果表明：Et-Ph-BCTABipy在HNO₃体系中对Pd²⁺具有较强的萃取性能和较高的萃取选择性;萃取过程中Et-Ph-BCTABipy与Pd²⁺以1∶2的比例结合,其萃取平衡常数K_ex=3.42×10⁶。     

Pd／C催化剂的表征及其制备条件对脂肪腈加氢催化的影响

通过浸渍法制备了负载型钯炭催化剂并用于脂肪腈加氢催化制备单烷基二甲基叔胺，并使用N2-吸附、透射电子显微镜、X射线衍射等测试手段对催化剂进行物性表征，而且用气相色谱对叔胺产品进行定性定量分析。通过制备条件的优化，选定了pH值为7．90、浸渍时间15h，并且在反应温度120℃、反应时间5h、二甲胺间歇式进料的反应条件下，叔胺含量可以高达98．6％，说明浸渍法制备的钯炭催化剂，作为脂肪腈加氢催化制备叔胺的催化剂，其活性较高。     

添加Ce(La)的Pd/γ-Al2O3甲醇低温裂解催化剂的结构和性能

采用XRD、BET、NH3-TPD、TPR等方法对CeO2以及La2O3和CeO2共同改性的γ-Al2O3担载Pd催化剂的结构和性能进行研究。结果表明,CeO2改性的Pd／γ-Al2O3具有很高的甲醇低温分解活性,但表面酸性导致生成较多的二甲醚;lA2O3的加入掩蔽了催化剂的表面酸性,同时促进了CeO2在γ-Al2O3载体内外表面的分散,使活性组分Pd和CeO2之间的相互作用加强,从而大大提高了甲醇的裂解率。     

Pd纳米微粒的晶格参数和结合能的尺寸形状效应研究

利用分子动力学的方法研究了球形和立方体形Pd纳米微粒的晶格参数和结合能．研究表明,在一定的形状下,纳米微粒的晶格参数和结合能随着微粒尺寸的减小而降低;在一定尺寸时,球形纳米微粒的晶格参数和结合能要高于立方体形的纳米微粒的相应量．通过线形拟合分子动力学模拟的数据,定量的给出了形状效应对于纳米微粒晶格参数变化的贡献量约为总贡献量的7％,而形状效应对于结合能变化量的贡献为总变化量的25％．再次证明了具有自由表面的Pd纳米微粒的晶格发生收缩,模拟值与实验结果一致．     

直接甲醇燃料电池阻醇膜电极的研究

采用化学镀方法成功制备了Pd/Nafion复合膜.用极限电流、循环伏安和阳极极化等方法对低温、高浓度进料条件下Pd/Nafion复合膜直接甲醇燃料电池(DMFC)进行研究.结果表明,Pd膜对甲醇电氧化无明显催化作用;在高浓度时抑制甲醇渗透效果明显,30 ℃时,5 mol/L甲醇的渗透极限电流密度从267 mA/cm2降低为170 mA/cm2;低温时,甲醇氧化表观反应级数不为0.