钯基催化剂应用于甲酸电氧化反应的研究进展

甲酸是一种很有前途的化学储氢材料,可作为低温液体燃料电池的直接燃料。钯基催化剂作为直接甲酸燃料电池（DFAFC）阳极材料,对甲酸氧化具有良好的催化活性,能克服一氧化碳的毒化,在甲酸电化学氧化反应中主要按直接途径进行。降低贵金属含量、提高催化活性、提升稳定性是当前钯基催化材料研究领域的主要方向。主要介绍了当前研究中钯催化剂对甲酸电氧化的催化机理,综述了近5 a的钯合金催化剂制备、特殊形貌控制、碳负载对甲酸氧化活性增强的研究,对钯基催化剂的持续开发具有实际应用意义。     

水滑石催化剂及催化氧化反应性能

水滑石作为一种很有潜力的无机功能材料,近年来在催化领域得到广泛应用.对近年来水滑石催化剂材料的催化氧化反应性能,特别是以层板过渡金属为催化活性组分催化氧化醇、酚和烷烃等化合物的反应;以插层阴离子作为催化活性组分催化烯烃和酯的环氧化反应;负载纳米金属颗粒作为催化活性组分催化氧化醇、烷烃和糠醛等化合物的反应等方面的研究进展...     

金-钯/二氧化锆催化剂合成及其光催化性能研究

采用硼氢化钠还原法制备了二氧化锆负载金-钯双金属催化剂,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等手段对催化剂进行表征。结果显示,金、钯成功负载于二氧化锆上,且金、钯以球形颗粒均匀分散,粒径为4~7 nm,形成了双金属纳米催化剂。金-钯双金属纳米催化剂具有强吸收光能力,在35℃±3℃、可见光照射条件下用于催化Ullmann偶联反应具有很好的催化活性。催化剂中金、钯比例影响催化活性,金与钯的质量比为2∶1时催化剂对Ullmann偶联反应活性最佳。     

Pd负载电纺碳纳米纤维的制备及其催化活性

Pd纳米粒子负载的碳纳米纤维是催化Sonogahira偶合反应的良好催化剂,其高长径比使之易于从反应混合物中过滤分离;金属纳米粒子与碳纤维间的强相瓦作用使其具有良好的多次重复使用性.通过电纺丝技术和碳化技术制备了Pd金属纳米粒子负载的电纺碳纳米纤维,透射电镜观察显示最终碳化温度及在该温度下的停留时间是影响钯纳米粒子尺寸及其在纤维中分布的主要因素.并通过所得复合纳米纤维对Sonogahira偶合反应的催化活性研究,发现475～575℃这一温度范围是制备具有良好催化活性的金属钯纳米粒子负载的碳纳米纤维的最佳的碳化温度段.     

高分子负载钯催化Suzuki反应的研究进展

高分子负载钯催化剂与均相催化剂相比易于分离、可重复使用,同时大多数高分子负载钯催化剂保留了较高的催化活性。高分子负载钯催化剂已成为Suzuki反应催化剂的研究热点之一。本文综述了近年来高分子负载钯络合物及钯纳米催化剂在Suzuki反应中的研究进展。     

新型碳负载纳米钯催化的芳基末端炔烃的合成研究

以新型纳米多孔碳为载体,负载钯纳米颗粒,制备出了一种新型的负载型纳米催化剂。该催化剂具有较高的催化活性,能够在室温条件下实现芳基末端炔烃的合成,并且催化剂在重复回收四次之后,催化活性和结构都没有发生明显的变化。     

可控设计的Co-N/C电催化剂及其氧还原反应活性

能源问题是事关国家发展和安全的重大问题,氧还原反应作为燃料电池阴极半反应近年来成为能源和电催化领域的研究热点之一。通过利用2,9-二甲基-1,10-邻菲啰啉与钴离子的配位形成配合物,将该配合物与炭黑混合均匀,经过中温热解和浓硝酸氧化后得到钴、氮表面修饰的碳负载纳米催化剂Co-N/C。实验首先利用旋转圆盘电极和旋转环盘电极(RRDE)考察了催化剂在不同pH值下的电催化氧还原性能。电化学测试结果表明,在碱性条件下,该催化剂具有与商业Pt/C相近的4电子氧还原催化性能。随后,通过SEM、TEM、XPS、XRD和FT-IR等设备对催化剂进行表征,以揭示Co-N/C催化剂4电子氧还原催化活性增强的来源。运用功能化修饰策略调控碳材料表面的催化活性位点和碳的电子结构,克服了本征碳材料催化活性不高的缺陷,为设计新型非贵金属氧还原反应催化剂提供了一种新的思路。     

芳烃氧化过程中催化剂溴利用率的研究

以MC催化体系催化甲苯氧化反应为模型,研究芳烃氧化反应中存在溴离子转化有机溴化物造成催化活性降低这一问题,通过引入促进有机溴苄解离的添加剂,提高了芳烃氧化反应活性,同时溴苄解离后与醋酸、2-乙基己酸、烟酸反应生成对应的苄酯。研究表明反应中约40%的溴离子转变成以溴苄形式存在的有机溴化物,阐明了芳烃氧化过程中MC催化剂活性降低的原因。添加剂使用后MC催化循环历程表明,添加剂能够解离有机溴化物,释放出活性的溴离子,并提高烃类氧化反应速率。研究表明:添加剂对于改进现有MC催化剂体系,提高MC催化剂反应效率,降低溴的使用浓度,实现减排目标,具有积极意义。     

两种负载型钯基催化剂在Heck反应中的性能比较

制备了碳负载钯催化剂(Pd/C)以及氨基改性二氧化硅负载钯(Pd/Si O2-NH2)催化剂。两种催化剂应用于以溴苯为模型反应的Heck反应中,对比了两种催化剂的反应活性以及重复使用率。研究表明,Pd/C催化剂在Heck反应中有较高的催化活性,但是其重复使用寿命低于Pd/Si O2-NH2催化剂。     

钯负载羟基氧化铁纳米棒的合成及对硅烷氧化反应性能影响

以氯化铁、氯化钠和碳酸钠为原料通过共沉淀法合成羟基氧化铁(FeOOH)纳米棒，采用管式加热炉焙烧并通入H₂/Ar混合气进行还原反应，再通过浸渍法将钯单原子负载在FeOOH纳米棒上，合成了钯单原子负载FeOOH纳米棒(Pd₁/FeOOH),并对其结构进行了表征。以甲基二苯基硅烷为模型化合物，研究其有机氧化催化反应活性，结果表明该催化剂对甲基二苯基硅烷的氧化反应具有较好的催化性能，t=15 min,甲基二苯基硅烷氧化反应转化率为99%,产物甲基二苯基硅醇的选择性为99%,转化频率(TOF)为6 820 h^-1。     

钯纳米颗粒制备方法的研究进展

钯纳米颗粒近年来在偶联反应、催化加氢和氧化等反应中被广泛应用,并且被用于储氢材料和燃料电池催化电极等领域。在多相催化领域中,纳米技术能够通过改变金属钯的尺寸和形貌来提高其利用率和催化活性,而制备方法是决定钯纳米颗粒性能的关键。从钯纳米颗粒在催化领域的应用方面对近年来钯纳米催化剂的制备方法进行了综述。     

DMF回收工艺中钯碳催化剂的应用性能研究

采用挤压成型法对钯碳粉末催化剂进行成型,研究了反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对成型钯碳催化剂催化分解甲酸活性的影响。结果表明:氧化铝与钯碳粉末催化剂以质量比1.5∶1的比例混合,加入适量的水玻璃,制得成型钯碳催化剂。在反应温度为153℃,反应时间为3 h,催化剂质量分数为3%的优化条件下,成型钯碳催化剂催化甲酸分解率为79.55%。多次重复使用,成型钯碳催化剂催化活性良好,机械强度高,具有工业使用价值。     

利用碳纤维原丝废丝制备离子液体固载催化剂

在工业中,醇氧化成醛是一个重要的反应,目前以离子液体负载小分子有机催化剂对醇的均相氧化研究较多,但其可回收再利用性较低。以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝废丝为原料,通过对废丝的处理,将其作为离子液体的阴离子,并成功将离子液体负载于PAN基碳纤维原丝废丝上,实现了在非均相反应中的均相反应,并为方便分离催化剂和重复利用催化剂提供了一种可能。     

Ag/氮掺杂石墨烯水凝胶的催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)作为前驱体,聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)为添加剂,采用水热法制得负载了Ag纳米颗粒的氮掺杂石墨烯水凝胶(Ag/N-RGOH),反应产品通过SEM、XRD、拉曼等手段得到了验证,并使用10 mM苄氯+1-丁基-3甲基咪唑三氟甲磺酸盐离子液体电解液研究其电化学还原苄氯的性能。结果表明所制备的Ag/N-RGOH材料对苄氯有良好的电催化活性及催化稳定性。     

宁波工研院等氮掺杂纳米碳催化机理取得新进展

正以纳米碳管、纳米金刚石、石墨烯为代表的纳米碳材料在催化中具有广泛的应用前景,不仅可以作为高性能载体负载金属及氧化物活性组分,还可直接作为非金属催化剂用于氧化脱氢、选择氧化、电催化等反应。相对于传统的金属催化体系而言,碳基催化剂具有表面与结构可控、碳资源充足、耐酸碱腐蚀等独特优势。通过化学方法将氮、硼、磷等杂原子引入纳米碳体系,可以调节其表面酸碱性、催化活性及产物选择性,掺杂纳米碳材料已经成为国际碳及催化领域的研究热点之一。在前期非金属催化研究的基础上,中科院宁波工业技术研究院(筹)新能源技术所张建研究员课题组与     

利用杂原子调控纳米碳材料催化剂催化能力的初步探索

纳米碳材料已经成为一类重要的非金属催化剂。通过在纳米碳材料催化剂中引入杂原子可以有效地改变催化剂的性能。通过3个研究实例分别说明了杂原子硼和氮在甲烷部分氧化、氧化脱氢反应中乙烯选择性和乙炔卤化反应中的作用和机理。通过研究表明硼和氮杂原子可以优化纳米碳材料的催化效果,改变催化剂的电子结构和酸碱性,揭示了碳材料与金属催化剂的不同作用机理。当前计算结果可为进一步提高纳米碳材料催化剂催化能力奠定基础。     

利用杂原子调控纳米碳材料催化剂催化能力的初步探索

纳米碳材料已经成为一类重要的非金属催化剂。通过在纳米碳材料催化剂中引入杂原子可以有效地改变催化剂的性能。通过3个研究实例分别说明了杂原子硼和氮在甲烷部分氧化、氧化脱氢反应中乙烯选择性和乙炔卤化反应中的作用和机理。通过研究表明硼和氮杂原子可以优化纳米碳材料的催化效果,改变催化剂的电子结构和酸碱性,揭示了碳材料与金属催化剂的不同作用机理。当前计算结果可为进一步提高纳米碳材料催化剂催化能力奠定基础。     

茉莉香精乙酸苄酯的催化合成

以纳米稀土复合超强酸La^3＋/SO4^2-/TiO2为催化剂,通过乙酸和苄醇反应合成乙酸苄酯,考察了各种因素对酯化率的影响。实验结果表明,纳米稀土复合超强酸La^3＋/SO4^2-/TiO2是合成乙酸苄酯的绿色催化剂,最佳反应条件：酸醇物质的量比为1∶1.8,催化剂用量为10%,带水剂15 mL,反应时间2 h,此时酯化率可达99.2%,并且催化剂可以多次重复使用。     

碳基硼基催化体系丙烷氧化脱氢催化剂的研究进展

以碳基硼基为代表的非金属催化剂氧化能力不如金属氧化物,这使得非金属催化体系如碳基和硼基催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有独特的优势。本文综述了应用廉价环保型改性碳基和硼基的非金属丙烷脱氢催化剂将丙烷转化为丙烯的技术前沿,阐述了有序介孔炭材料,纳米碳材料（纳米纤维、石墨烯、碳纳米金刚石等）和六方氮化硼材料各自的丙烷氧化脱氢机理以及通过杂原子改性后提高其催化活性的情况。并对其未来的发展方向以及丙烷氧化脱氢新材料领域的发展做了展望。     

溶剂稳定的钯金属纳米颗粒的制备与催化性能

用三缩四乙二醇作溶剂,制备了溶剂稳定的钯金属纳米颗粒,得到了分布均匀、粒径在2～3nm范国内的钯金属纳米颗粒。所得到的钯金属纳米颗粒用于环已烯的催化加氢反应,其催化活性较传统的钯／碳催化剂约高2倍。