Pd-ZrO2/Al2O3催化剂对丙烯选择性催化还原NO的催化活性研究

采用浸渍法制备了具有高比表面积的氧化铝负载的Pd-ZrO2复合物催化剂(Pd-ZrO2/Al2O3),利用BET、XRD、TEM等手段研究了该复合物催化剂的物理特性,并重点研究了该复合物催化剂对以C3H6为还原剂选择性催化还原(SCR)NO的催化反应活性,分别讨论了反应温度、组分、焙烧温度、原料气组分、空速等因素对该催化反应的影响.结果发现,少量的Pd纳米粒子均匀分散于载体氧化铝上,添加适量ZrO2后,所制备的低负载量的Pd(1wt%)-ZrO2(2wt%)/Al2O3复合物催化剂具有较高的NO选择性催化还原反应活性,在240～250℃可使NO的转化率达到50%～70%.其活性提高的机制在于适量ZrO2的添加增强了反应物中NO和C3H6在催化剂表面的吸附,同时与Pd催化剂形成一种协同催化作用.     

Pd负载型介孔ZrO2-TiO2复合材料的设计合成及其CO催化氧化性能研究

以介孔结构的复合ZrO₂-TiO₂为载体负载活性组分, 制备了具有高CO催化氧化活性的Pd/ZrO₂-TiO₂与PdCu/ZrO₂-TiO₂负载型催化剂。XRD、TEM研究结果表明: 活性组分Pd、Cu物种可均匀分散于介孔载体中。系统考察了不同的催化剂载体、制备方法和助催化剂等对该介孔复合材料CO催化氧化性能的影响, 结果表明: 以ZrO₂-TiO₂为载体的催化剂其CO催化氧化活性明显优于以介孔Al₂O₃或介孔SBA-15为载体的催化剂; 一步法制备的介孔Pd/ZrO₂-TiO₂催化剂其CO催化氧化的低温活性较浸渍法制备的Pd/ZrO₂-TiO₂有很大提高; 并且Pd和Cu物种共负载的介孔ZrO₂-TiO₂复合催化剂具有最优的CO催化氧化活性, 其CO的完全催化氧化温度可降至170℃, O₂-TPD分析说明Pd和Cu之间的相互作用使得PdCu/ZT催化剂在更低温度具有氧化还原活性。     

Pd/C纳米催化剂的制备及催化Heck反应研究

以高比表面积椰壳活性炭为载体,柠檬酸钠为还原剂,在100℃条件下对H2PdCl4溶液进行还原负载,制备了直径在3~10nm的Pd/C催化剂。控制柠檬酸钠与H2PdCl4的量,制备了6个不同粒径Pd粒子负载的Pd/C催化剂,制备条件温和。该催化剂能够高效催化Heck反应的进行,反应无需无水无氧条件,无需配体的参与,重复利用次数较多。     

纳米锐钛矿TiO_2及负载金催化剂的制备与催化性能

通过简单的水解-沉淀法制备了纳米TiO2,考察了反应条件对其粒径和晶型的影响。结果表明制备小粒径锐钛矿TiO2的有利条件为:倒加法;Ti(OBu)4与C2H5OH、H2O与C2H5OH和Ti(OBu)4与H2O的体积比分别为1/3、1/4和1/1;pH=7和400℃焙烧。沉积-沉淀法制备的Au/TiO2催化剂催化CO氧化结果表明,催化剂的活性受焙烧温度影响很大,200℃焙烧的催化剂具有最好的催化活性。     

还原温度对石墨烯负载Pd颗粒的结构与电催化性能的影响

Pd催化剂对甲酸氧化反应具有出色的电催化性能,适宜的载体有助于改善Pd颗粒的稳定性和分散性,从而使其催化性能得以有效发挥。鉴于此,以硼氢化钠为还原剂,采用化学还原法在不同还原温度(0℃、25℃和50℃)下制备了石墨烯负载Pd颗粒催化剂(Pd/RGO)。采用XRD、Raman、XPS、TGA、TEM和BET等测试方法对该催化剂材料的微观形貌和结构进行了表征,利用循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对甲酸氧化反应的电催化性能,着重分析了制备过程中还原温度对催化剂材料结构与电催化性能的影响。结果表明,当还原温度为0℃时,Pd/RGO的比表面积最大,达到261 m~2·g~(-1),Pd颗粒粒径最小,约为4. 16 nm;并且Pd/RGO具有最大的电化学活性面积(3. 02 cm~2),其氧化峰电流密度最高可达1 820 m A·mg~(-1)Pd。     

石墨烯负载钯纳米颗粒催化5-羟甲基糠醛选择氧化制2,5-呋喃二甲酸

采用甲醛液相还原法制备石墨烯负载Pd纳米颗粒催化剂,利用HRTEM、STEM、HAADF、XPS、TG、XRD、N2物理吸附、CO脉冲化学吸附等手段对样品进行表征。结果显示,高比表面积石墨烯作为催化剂载体,有助于获得高分散和金属态为主的Pd纳米颗粒。HMF催化氧化实验表明,Pd/rGO催化剂能够高效催化HMF转化为FDCA。50℃常压反应6h,HMF转化率和FDCA的收率分别为96.9%和66.6%。反应动力学结果显示,HMF转化和生成FDCA的活化能分别为(45.6±4.6)kJ/mol、(71.3±2.5)kJ/mol。     

Pt/Ce-Ni-SBA-15介孔分子筛的合成及性能研究

利用微波合成法将Ce和Ni引入到SBA-15分子筛骨架中.通过X射线粉末衍射(XRD) 、傅立叶变换红外(FT-IR) 、紫外可见漫反射(DRS)、透射电镜(TEM)和N2的等温吸附-脱附法等手段进行表征.结果表明,Ce和Ni物种进入SBA-15分子筛的骨架.将它作为催化剂载体,负载上Pt,以CO氧化为模型反应,考查催化剂的活性.结果表明,Pt/Ce-Ni-SBA-15催化剂的最低完全转化温度为227℃,与Pt/SBA-15相比,最低完全转化温度降低了39℃.说明了骨架掺杂后的Ce-Ni-SBA-15与SBA-15相比更有望成为更优良的催化剂载体.     

PtIr/C合金催化剂的制备及其电催化性能

以碳黑(Vulcan XC 72)为载体,氯铱酸(H2IrCl6.6H2O)和氯铂酸(H2PtCl6.6H2O)为前驱体,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP,polyvinylpyrrolidone)为保护剂,首次采用高压氢还原方法制备出PtIr/C合金催化剂,并对其进行不同温度的通H2热处理。运用XRD、TEM和XPS对PtIr/C合金催化剂进行表征。结果表明,Pt与Ir发生合金化,PtIr合金纳米粒子均匀分散在碳黑表面。经400和700℃热处理后,PtIr合金纳米粒子的平均粒径仅从4.46nm长大至4.56和5.58nm,且随着热处理温度的升高,其晶型不断完善。用CO-stripping伏安法,循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)等电化学测试方法测试PtIr/C合金催化剂的电催化性能,发现400℃热处理的PtIr/C合金催化剂,在酸性溶液中对CO氧化的起始电位明显提前,对甲醇氧化具有最高的催化活性。     

AuPdPt-WC/C复合材料作为直接甲醇燃料电池阴极催化剂的性能研究

本实验以碳化钨(WC)增强的Au Pd Pt-WC/C复合催化剂作为直接甲醇燃料电池(DMFC)的阴极催化剂,选取了各组元比例,温度为变量,测试了其作为DMFC催化剂的性能。首先,采用了间歇微波加热法(IHM)制备了纳米级的碳化钨(WC)颗粒,并采用还原法和真空干燥法制备了Au Pd Pt-WC/C复合催化剂,控制Au、Pd、Pt的比例,制备了两组催化剂。通过循环伏安扫描,线性伏安扫描等手段进行电化学测试,表征其氧还原的性能。结果显示,复合催化剂具有高于传统Pt/C催化剂的性能,并且与实验条件息息相关。     

CuO-CeO2-ZrO2/HZSM-5催化CO2加氢直接合成DME

采用共沉淀法制备了一系列不同n(Ce)/n(Zr)时的CuO-CeO2-ZrO2甲醇合成催化剂,运用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行了表征分析.将甲醇合成催化剂与HZSM-5分子筛按照一定质量比进行机械混合,CO2加氢直接合成DME双功能催化剂.在固定床反应器中,温度250℃、压力3MPa、H2/CO2=3/1以及空速1800h-1的条件下,对双功能催化剂进行了活性评价.结果表明,当n(Ce)/n(Zr)=1/1时,CO2转化率最高;当n(Ce)/n(Zr)-1/3时,DME的选择性最好,Ce的加入并未有效降低CO的含量.     

多孔Mo2C/C复合陶瓷材料的制备及吸附性能

以碳化后的松木作为碳模板、金属钼粉作为钼源、硝酸铁作为催化剂制备多孔Mo2 C/C复合陶瓷材料.研究催化剂含量、反应温度和保温时间对多孔Mo2 C/C复合陶瓷材料物相组成和显微结构的影响,并探索了材料对CO2的吸附性能.结果表明:与不加催化剂相比,添加4％(质量分数)的催化剂可促进材料中Mo2 C的生成,其形貌主要为树枝状;而加入过量催化剂会导致生成的Mo2 C晶粒团聚.1150℃的烧成温度及保温4 h的条件有利于材料中Mo2 C的生成,制备的多孔Mo2 C/C复合陶瓷材料具有优异的CO2吸附性能,其吸附量为52 cm3·g-1.     

α-二亚胺合镍氯化物/MgCl2(THF)2负载催化剂合成支化聚乙烯

以MgCl2(THF)2负载 [C6H5-N=C (CH3)C(CH3)=N-C6H5]NiCl2和AlEt2Cl组成的催化体系进行乙烯聚合,庚烷为溶剂制备支化聚乙烯(w=24000～34000).聚合条件如助催化剂、铝镍摩尔比、聚合温度和金属镍浓度对催化活性有很大的影响.负载催化剂在AlEt2Cl为助催化剂、聚合温度14 ℃、铝镍摩尔比80、金属镍浓度0.18 mmol/L的条件下催化活性达到51 kg PE/mol Ni·h.聚乙烯的支化度随着聚合温度的升高而迅速增加,受铝镍摩尔比的影响不大.     

C/SiC复合材料的低温制备工艺研究

陶瓷基复合材料制备温度过高一直是制约其引入主动冷却工艺、突破其本征使用温度的主要原因之一。采用差热(TG-DTA)、红外(IR)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)的裂解及化学转化过程,从理论上说明了先驱体聚碳硅烷(PCS)低温(1000℃)陶瓷化的可行性。结果表明:聚碳硅烷在750℃实现无机化,880℃开始结晶,即聚碳硅烷在高温合金耐受温度范围(1000℃)内,即可实现陶瓷化。以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,炭纤维为增强体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺低温制备了炭纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料,当制备温度为900℃时,所制备C/SiC复合材料密度为1.70g/cm3,弯曲强度达到657.8MPa,剪切强度为61.02MPa,断裂韧性为22.53MPa.m1/2,并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观形貌进行了分析。     

镧系六铝酸盐催化剂的制备及其催化甲烷燃烧活性研究

用共沉淀法制备了镧系六铝酸盐LaMnxAl12-xO19(x=0、1、2、3、4、5、6)催化剂,通过X射线衍射、差热分析、扫描电镜和比表面积分析等实验技术及甲烷催化燃烧,对催化剂的结构和性质进行了考察。研究了锰离子掺杂对催化剂结构以及甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明,催化剂在1200℃焙烧后可以形成完整的六铝酸盐晶型,且具有较高的催化性能和高温稳定性,不同含量的Mn离子掺杂对催化剂的比表面积和活性有较大的影响。LaMn2Al10O19催化剂具有较好的活性,其起燃温度(T10%/℃)为506℃,完全转化温度(T90%/℃)为696℃。     

焙烧温度对CuO在γ-Al2O3载体上的分散和催化CO完全氧化性能的影响

采用浸渍法制备了经不同温度焙烧的CuO/γ-Al2O3催化剂,并通过BET、XRD、UV-DRS、H2-TPR以及CO完全氧化反应,研究了不同焙烧温度对CuO/γ-Al2O3催化剂中CuO组分的分散、还原和催化性质的影响.结果表明:当焙烧温度为450℃时,CuO在γ-Al2O3上的分散容量约为0.56mmol/100m2;当焙烧温度达到750℃时,Cu2 同时占据γ-Al2O3载体(110)面上的八面体和四面体空位.对于450℃焙烧的低CuO含量的样品,在H2-TPR结果中只观察到处于八面体空位的CuO物种的还原,而经750℃焙烧的样品则同时观察到处于八面体和四面体空位的CuO物种的还原,且处于八面体空位的CuO的还原会促进处于四面体空位的CuO的还原.处于八面体空位的CuO在CO完全氧化反应中的活性要高于处于四面体空位的CuO.     

放电等离子烧结制备Ti3SiC2材料的研究

本文报道分别以Ti/Si/C,Ti/SiC/C为原料，采用放电等离子烧结工艺制备Ti3SiC材料的研究结果，以元素单质粉为原料，掺加适量Al作助剂能加速Ti3SiC2的反应合成并提高材料的纯度，在1200－1250℃的温度下能制备出经XRD，SME和EDS表征不含TiC和SiC等杂质相的纯净Ti3SiC2材料，而以Ti/SiC/C为原料时，有无Al作助剂都难以制备出纯净的Ti3SiC2，其反应合成温度明显高于以元素单质粉为原料的。     

直接热分解法制备单相Pd-Fe合金催化剂及电催化氧还原活性

以醋酸钯和醋酸亚铁为前驱体, 采用直接热分解法制备了碳载Pd₃-Fe₁(Pd₃-Fe₁/C)催化剂。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征, 用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了催化剂对氧的电催化还原性能。结果表明, 制备的Pd₃-Fe₁/C复合催化剂具有单相均一的合金结构, Fe进入Pd晶格改变了Pd电子结构和结构常数。电化学数据表明, Pd₃-Fe₁/C对氧还原比Pd/C催化剂有更高的电催化性能。     

放电等离子烧结制备Ti3SiC2材料的研究

本文报道分别以Ti/Si/C,Ti/SiC/C为原料,采用放电等离子烧结工艺制备Ti3SiC2材料的研究结果.以元素单质粉为原料,掺加适量Al作助剂能加速Ti3SiC2的反应合成并提高材料的纯度,在1200～1250℃的温度下能制备出经XRD、SME和EDS表征不含TiC和SiC等杂质相的纯净TiSiC2材料.而以Ti/SiC/C为原料时,有无Al作助剂都难以制备出纯净的Ti3SiC2,其反应合成温度明显高于以元素单质粉为原料的.     

应用Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x储氧材料降低卷烟烟气中CO的研究

采用浸渍法制备Pd/CeO_2-ZrO_2-MnOx储氧材料催化剂,并运用扫描电镜和热重-差热技术对催化剂进行表征。考察了Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x催化剂中MnO_x含量、催化剂用量以及催化剂添加位置对卷烟主流烟气中CO去除率的影响,并且初步探究了Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x催化剂降低CO的催化机理。结果表明:(1)随着MnOx含量的增加,催化剂降低CO的能力逐步增加,最佳量为15%(wt,质量分数,下同);(2)催化剂用量对降低CO没有明显的影响,最终确定催化剂用量为30mg;(3)将1%Pd/CeO_2-ZrO_2(摩尔比1∶1)-MnOx(15%)的催化剂添加到烟支前端,CO的去除率最好,可以达到29.62%。     

聚苯乙烯负载钯催化剂合成及催化共聚性能研究

合成了聚苯乙烯负载邻菲咯啉/钯配合物催化剂(PS-phen/Pd(OAc)2和PS-phen/PdCl2)。采用红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、元素分析(EA)、原子吸收(AAS)及热重分析(TGA)等手段对该负载钯催化剂的结构和性质进行了系统表征。评价了聚苯乙烯负载钯催化剂在苯乙烯与CO共聚反应合成聚酮(PK)中的催化性能,结果表明,在温度为65℃,CO压力为3.0 MPa的条件下,PS-phen/Pd(OAc)2和PS-phen/PdCl2的催化活性分别为1.02×104gPK/mol Pd.h和5.50×103gPK/mol Pd.h,循环使用三次后,催化活性分别降至570 gPK/mol Pd.h和97.4 gPK/molPd.h。负载催化剂PS-phen/Pd-Cl2和PS-phen/Pd(OAc)2催化得到的苯乙烯/CO共聚产物的重均分子量(-Mw)较大,分别为6.86×103g/mol和7.33×103g/mol。