Li的掺杂对Ni/CNTs催化苯加氢反应性能的影响

采用浸渍的方法制得不同含Li量的NiLi/CNTs催化剂,以苯加氢反应为探针反应考察了催化剂的催化活性,利用H2化学吸附、H2-TPR、XRD、抗硫性能测试等手段,研究了Li的添加对Ni/CNTs催化性能的影响.结果表明,Li的添加对Ni/CNTs的催化性能有较大的影响.适量Li的添加有助于增加金属Ni在催化剂表面的裸露度,增加了苯加氢反应活性和耐硫性能.当Ni和Li的原子比为10:1时,Ni/CNTs催化剂的催化性能最好,在较低的反应温度(413K)苯的摩尔转化率和选择性达到100%,催化剂的极限耐流量为545.5μLCS2/gNi.     

液相硝基苯加氢Ni-Zr-B非晶态合金催化剂制备及结构表征

将化学还原法制备的Ni-Zr-B非晶态合金催化剂用于硝基苯液相加氢制苯胺的反应,并通过XRD,TEM和H2-TPD技术对催化剂进行表征,研究了Zr含量对Ni-Zr-B催化剂微观结构和其催化加氢性能的影响。结果表明,Ni-B非晶态合金催化剂表现出较高硝基苯转化率和苯胺选择性,Zr助剂的引入减小了催化剂非晶态结构短程有序范围和催化剂粒径,粒径由60nm减小至10nm左右;增多了Ni活性中心数,并减弱了Ni化学吸附氢强度,使得吸附的氢物种更易于在各吸附中心间迁移并参与反应,导致Ni-B非晶态合金催化硝基苯加氢的活性和选择性进一步提高。当Zr含量为8%时,催化剂具有最优的催化加氢性能,硝基苯转化率和苯胺选择性分别高达99.6%和100%。     

氧化还原沉淀法制备MnO2/MWCNTs催化剂及其低温SCR活性

先用十二烷基硫酸钠(SDS)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性, 然后采用氧化还原沉淀法制得一系列的MnO₂/MWCNTs催化剂。考察了催化剂在80~180℃的选择性催化还原(SCR)反应活性, 并通过BET、XRD、FESEM、TEM、XPS和H₂-TPR等表征手段对催化剂的结构及性能进行分析。结果显示, MnO₂/MWCNTs催化剂在空速210 L/(g_cat·h)和温度140~180℃条件下, 脱硝效率达到85%~100%, 这明显优于等体积浸渍法制备的催化剂的低温SCR催化活性, 且10% MnO₂/MWCNTs催化剂的活性最优。分析结果表明, MnO₂/MWCNTs催化剂中MnO₂以纳米片状均匀分散在多壁碳纳米管载体表面; 弱结晶性的结构和高价锰, 较高的表面吸附含氧量及较强的低温区氧化还原能力是10% MnO₂/MWCNTs催化剂具有优异低温SCR活性的原因。另外, 和MnO_x/MWCNTs催化剂相比, 10% MnO₂/MWCNTs催化剂表现出良好的抗水和抗硫性能。     

活性炭负载CaCl2催化五氯乙烷脱HCl的研究

筛选出了催化性能较好的活性炭负载氯化钙(CaCl2/AC)催化剂用于五氯乙烷脱HCl制备四氯乙烯。考察了反应温度、空速、CaCl2负载量对CaCl2/AC催化剂催化性能的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明最佳反应条件:反应温度为240℃,空速为3.4h-1,CaCl2负载量为0.3mmol/g,在此反应条件下五氯乙烷的转化率可达99%以上,四氯乙烯的收率达95%以上,催化剂催化性能重现性良好。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附对催化剂进行了表征。结果表明CaCl2在活性炭表面分散良好;随着CaCl2负载量的增加,CaCl2/AC催化剂的BET比表面及孔容逐渐减小。     

凹凸棒粘土负载CuO催化剂的制备及催化甲苯燃烧性能研究

以天然凹凸棒粘土为载体,采用沉积-沉降法制备出负载CuO的负载型CuO/凹凸棒(CuO/APT)催化剂。通过XRD、SEM、TEM和N2吸附等手段对所制备的催化剂结构性能进行表征,并采用连续流动微反-色谱装置考察其催化甲苯燃烧的催化性能。结果表明,所制备的CuO/APT催化剂具有纤维状一维纳米结构、比表面积高、活性组分纳米氧化铜在载体表面分散均匀,并且该催化剂具有优异的催化甲苯燃烧性能。     

活性氮化硼对水中铜离子的吸附性能研究

以硼酸和三聚氰胺为原料,制备出活性氮化硼(ABN),对其进行表征,并考察了ABN对水中铜离子的吸附性能。结果表明:ABN微观结构呈棒状,直径为1~4μm不等,表面存在多种化学基团。ABN对铜离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程以化学吸附为主,可用拟二级动力学模型描述。当铜离子浓度为10mg/L、投加量为0.7g/L、pH=7.0、吸附时间为40min时,铜离子的去除率可达到99.56%。     

树脂/聚醚砜复合膜的制备及其对碘离子的吸附性能

以聚醚砜(PES)为膜的基质材料,以粉末状阴离子交换树脂(201×7)为功能颗粒,采用相转化的方法制备了阴离子交换树脂/聚醚砜复合膜。用扫描电子显微镜(SEM)对膜形貌进行表征,采用电子拉伸试验机测定了复合膜的力学性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)对膜吸附机理进行了研究。SEM结果表明,树脂颗粒在聚合物膜中均匀镶嵌分布,树脂的添加提高了膜的孔隙率,且树脂含量越大孔径越大,复合膜的机械拉伸强度随树脂含量的增加而略有降低。选用树脂含量为60%(w/w)的复合膜进行吸附性能研究,结果表明,吸附可在120min内达到平衡,该吸附膜在pH值为3~9范围内对碘离子有很好的吸附去除效果;吸附量随初始浓度增加而增加,吸附符合Freundlich模型,无饱和吸附量,说明多层吸附在吸附过程中发挥重要作用。共存阴离子如硫酸根、氯离子、硝酸根离子的存在会降低碘离子吸附量。FTIR结果表明,复合膜对碘离子的吸附主要是物理吸附。吸附碘离子的复合膜可以脱附再生,且多次再生后,吸附量未见降低。     

花球状CuO/CeO2材料上HCN的催化消除

利用水热法和沉积沉淀法分别合成了微米级花球状CeO2载体和含有不同质量分数CuO纳米颗粒的负载型CuO/CeO2材料.考察CuO/CeO2材料对HCN的防护时间和消除率,并与KZ09-1防毒活性炭样品对HCN的防护性能进行比较,进而评价CuO/CeO2催化材料对HCN的防护性能.催化材料在25℃、体积空速为120000 h-1、水汽体积分数为5％的反应条件下,对130 mg/m3 HCN的防护性能为:10％CuO/CeO2>15％CuO/CeO2>5％CuO/CeO2>KZ091>3％CuO/CeO2>1％CuO/CeO2.考察反应温度对HCN消除率的影响发现,当反应温度为100℃、反应时间为2 h时,催化材料对HCN的消除率可达98％.考察不同反应温度条件下反应产物的选择性,对HCN在催化材料上的反应机理进行推测,当反应温度为25～50℃时,催化材料对HCN的消除以化学吸附为主,伴随有催化水解和催化氧化反应;当反应温度为50～100℃时,HCN在催化材料表面通过化学吸附、催化水解及催化氧化反应消除,其中催化水解和催化氧化占主导作用;当反应温度为100～200℃时,HCN在催化材料表面通过化学吸附、催化水解、催化氧化以及NH3-SCR反应协同消除.     

水杨醛亚胺共价修饰碳纳米管负载镍催化剂的合成及催化乙烯齐聚性能

以1,4-丁二胺为起始剂,4-羟基水杨醛和四水合乙酸镍为原料,经亲核加成和配位反应合成具有配位能力的水杨醛亚胺配体和含有活性羟基的水杨醛亚胺镍催化剂。通过缩合反应将水杨醛亚胺镍催化剂共价接枝到碳纳米管上,合成有机配体共价修饰碳纳米管催化剂。傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等表征结果证实了合成的水杨醛亚胺配体及催化剂结构与理论结构相符。经助催化剂MAO活化后,2种催化剂均表现出良好的催化乙烯齐聚性能。条件优化实验确定了2种催化剂的较佳聚合条件,Ni用量5μmol、Al/Ni为500、反应压力0.7 MPa、反应时间30 min,均相催化剂和负载催化剂最佳反应温度分别为25℃和35℃。此条件下,均相催化剂催化乙烯齐聚活性为1.99×10~5 g/(mol·Ni·h),齐聚产物C_8和C_(10+)选择性分别为30.38%和29.65%。负载催化剂催化乙烯齐聚活性为5.25×10~5 g/(mol·Ni·h),齐聚产物C_8和C_(10+)选择性分别为38.14%和15.28%。与均相催化剂相比,负载催化剂具有更好的催化活性和重复利用性。     

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℃。     

活性炭的预处理对CeO_2/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

为了改善活性炭(AC)负载的CeO_2基催化剂的脱硝性能,采用空气热氧化或硝酸对活性炭进行预处理,考察了预处理方式对其负载的CeO_2基催化剂氨选择性催化还原(NH_3-SCR)NO_x反应性能的影响。对预处理后的活性炭及其负载的CeO_2基催化剂进行了红外光谱(FTIR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)及H_2-TPR等表征。结果表明:硝酸预处理显著增加了活性炭表面含氧官能团、增强了表面酸性,提高了其负载的CeO_2基催化剂的氧化还原性能,促进了催化剂表面NH_3的吸附和活化,使催化剂表现催化优异的NH_3-SCR脱硝性能。该催化剂对NO_x的起燃温度和完全转化温度分别为75℃和190℃,显著优于空气热氧化处理的活性炭制备的催化剂,但H_2O易导致催化剂活性下降。     

生物质衍生炭负载金属催化剂的制备及析氧性能研究

本文以吸附了金属离子(Ni、Fe离子)的明胶为碳源,采用高温炭化的方法,制备了明胶衍生的富氮炭负载NiFe合金的功能化复合物(NiFe-NC)。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、热重分析、电化学线性扫描等表征手段对NiFe-NC的形貌、结构和电催化析氧性能进行表征和研究。结果表明,金属纳米颗粒均匀负载在炭片的表面,暴露出了更多的活性位点,从而改善和强化了电化学反应动力学过程,提高了其作为析氧反应催化剂的催化性能和稳定性。在10 mAcm~(-2)电流密度下,过电势仅为366 mV,Tafel斜率为46.6 mV dec~(-1),并在5 mAcm~(-2)的电流密度下能够稳定工作25 h以上。     

Mo对贵金属Pd/Al-Ti整体式催化剂催化燃烧苯反应性能的影响

采用浸渍法制备了Mo掺杂的Pd/Al-Ti系整体式催化剂,考察了Mo添加量对Pd-Mo/Al-Ti整体式催化剂催化燃烧苯反应性能的影响,并对催化剂的稳定性做了研究。结果表明,Mo的添加明显提高了Pd/Al-Ti催化剂性能,当Mo添加量为5%时,催化活性最高,在225℃时苯转化率可达90%。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附和氮吸附等手段对催化剂进行表征,结果表明,Mo的加入增加了Pd物种在催化剂表面的分散,并调变了催化剂表面酸性、促进了催化剂表面氧浓度的增加,从而提高催化剂性能。研制的0.10%Pd-5%Mo/Al-Ti整体式催化剂在相同的反应条件下与0.25%Pd/Al-Ti整体式催化剂催化活性相当。     

超支化PNP铬系催化剂的合成及对乙烯齐聚的催化性能EI北大核心CSCD

以正己胺为核的1.0G超支化大分子(R6-1.0G)、氯代二苯基膦和CrCl3(THF)3为原料,合成了一种新型的超支化PNP铬系催化剂(R6-Cat)。红外光谱、核磁共振氢谱和紫外光谱证实合成产物的结构与理论结构相符。在合成的基础上,对该催化剂催化乙烯齐聚的性能进行了研究。考察了溶剂种类、反应温度、Al/Cr比、反应压力等条件对该催化剂催化乙烯齐聚性能的影响。结果表明,当以甲苯为溶剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时,该催化剂表现出良好的催化乙烯齐聚性能。随着反应温度和Al/Cr比的增加,催化活性先升高后降低;而催化活性随着反应压力的增加而增大。当反应温度为35℃、Al/Cr比为500、反应压力为1.0 MPa时,催化活性可达2.02×104 g/(mol Cr·h),聚合产物主要是C8以下的低碳烯烃,含量高达92%以上。相同条件下,其催化乙烯齐聚的活性高于与其结构类似但烷基链长度不同的超支化PNP铬系催化剂。     

活性炭表面氧基团及其测定

一、引言活性炭的吸附性能和催化性能,决定于其孔隙结构和表面化学特性。这二者的联合作用,使活性炭对不同吸附质的吸附呈现千差万别的差异。表面化学特性主要决定于同碳表面呈化学结合的氧基团(也称表面氧化物)。表     

基于Cu-BTC骨架的Cu_2O-CuO复合材料的制备及吸其附性能

为了提高材料对放射性碘的吸附性能,在制备立方体和十二面体铜基均苯三甲酸(Cu-BTC)材料的基础上,通过调节煅烧气氛环境,获得更为疏松多孔的氧化亚铜-氧化铜(Cu_2O-CuO)复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等手段对材料进行表征,发现所得材料分别为立方体和十二面体的Cu_2O-CuO,并依旧保留大部分Cu-BTC结构骨架。对碘离子的吸附实验结果显示,立方体和十二面体的Cu_2O-CuO饱和吸附容量分别能够达到49.72、91.91 mg/g。热力学和动力学吸附研究结果表明,2种形貌的Cu_2O-CuO均属于以化学吸附为主,符合Langmuir吸附模型的单分子层吸附。制备的Cu_2O-CuO能够在吸附时与碘离子生成CuI。吸附剂在弱酸条件吸附性能更强,干扰离子中,弱酸根离子会阻碍材料对碘离子的吸附,而强酸根离子则能一定程度上促进吸附,提升吸附剂吸附性能。     

聚α-氨基膦酸酯凝胶的制备及对铜离子的吸附性能

通过酯交换反应制备了聚膦酸酯,并对其结构进行了表征,核磁共振(1H-NMR)数据计算得到的聚膦酸酯数均分子量约为2250(g/mol)。将聚膦酸酯与苯甲醛、二乙烯三胺通过Kabachnik-Fields反应无催化剂制备了聚α-氨基膦酸酯凝胶,研究了凝胶吸附铜离子的性能。凝胶对铜离子的吸附为吸热过程,以化学吸附为主导;吸附动力学曲线可以用二级吸附动力学方程拟合,吸附速率主要受控于扩散过程。     

超支化PNP铬系催化剂的合成及对乙烯齐聚的催化性能

以正己胺为核的1.0G超支化大分子(R6-1.0G)、氯代二苯基膦和CrCl3(THF)3为原料,合成了一种新型的超支化PNP铬系催化剂(R6-Cat)。红外光谱、核磁共振氢谱和紫外光谱证实合成产物的结构与理论结构相符。在合成的基础上,对该催化剂催化乙烯齐聚的性能进行了研究。考察了溶剂种类、反应温度、Al/Cr比、反应压力等条件对该催化剂催化乙烯齐聚性能的影响。结果表明,当以甲苯为溶剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时,该催化剂表现出良好的催化乙烯齐聚性能。随着反应温度和Al/Cr比的增加,催化活性先升高后降低;而催化活性随着反应压力的增加而增大。当反应温度为35℃、Al/Cr比为500、反应压力为1.0 MPa时,催化活性可达2.02×104 g/(mol Cr·h),聚合产物主要是C8以下的低碳烯烃,含量高达92%以上。相同条件下,其催化乙烯齐聚的活性高于与其结构类似但烷基链长度不同的超支化PNP铬系催化剂。     

载铂多级孔ZSM-5分子筛用于邻二甲苯的“吸附?催化燃烧”循环脱除

首先利用F127作为软模板,采用蒸汽辅助晶化法合成出具有一定介孔结构的多级孔ZSM-5分子筛,然后采用等体积浸渍法负载铂,成功制备了载铂的多级孔ZSM-5分子筛催化剂。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附等温线(N2 isotherm)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的催化剂进行了表征,并将催化剂用于邻二甲苯的吸附和催化燃烧反应,最后考察了催化剂"吸附-催化燃烧"循环脱除邻二甲苯的性能。结果表明,与传统ZSM-5分子筛相比,多级孔ZSM-5分子筛结晶度略有下降,但是介孔度和孔体积明显提升。介孔结构与微孔结构并存,极大提升了多级孔ZSM-5分子筛对邻二甲苯的吸附能力,其饱和吸附量达到了传统ZSM-5分子筛的约8倍。此外,介孔结构的存在提高了铂的分散度,使得载铂多级孔ZSM-5分子筛具有最佳的催化燃烧邻二甲苯性能,三次"吸附?催化燃烧"循环使用后的吸附容量依然基本保持不变,并且在催化燃烧过程中无二次污染物生成,具有较高的吸附容量和循环使用稳定性。     

制备参数对花状Au/CeO2催化剂上CO低温氧化性能的影响

采用水热合成法、沉积沉淀法分别制备花球状CeO_2和负载型Au/CeO_2。考察了反应液pH、金的负载量和煅烧温度对Au/CeO_2催化氧化CO活性的影响,确定最佳制备参数,并对优化的Au/CeO_2进行稳定性、储存性和再生性测试。结果表明:反应液的最适宜pH为8.5~9,最适宜的负载量和焙烧温度分别是2%(质量分数)和300℃。优化的Au/CeO_2催化剂,室温下将1%CO催化氧化至1.8×10-6,连续反应67h活性开始下降,当温度升至55℃时,连续反应700h,CO浓度仍然保持在8×10-6以下。此外,该催化剂还表现出良好的储存性和再生性。