Nb_2O_5纳米材料对催化氢化肉桂醛的影响

使用Nb_2O_5纳米线(W-Nb_2O_5)和介孔Nb_2O_5(S-Nb_2O_5)两种载体负载金属Pd,制备了Pd/W-Nb_2O_5和Pd/S-Nb_2O_5两种催化剂,并对肉桂醛(CMA)进行催化还原,考察了催化剂的活性。结果显示:在以乙醇为反应溶剂,催化剂0.10 g,反应温度80℃,H2压力2 MPa的条件下反应6 h,Pd/W-Nb_2O_5对CMA的转化率为99%,HCMA(苯丙醛)的选择性为65%。Pd/S-Nb_2O_5在相同条件下对肉桂醛(CMA)进行催化还原,CMA转化率为98%,HCMA选择性为84%。W-Nb_2O_5表面酸性过强,导致HCMA选择性降低。     

助剂Ba对Pd/Al_2O_3和Pt/Al_2O_3催化剂的C1-C3烷烃催化燃烧性能的影响

通过浸渍法制备了Al_2O_3负载的Pd和Pt催化剂,考察催化剂的甲烷、乙烷和丙烷催化燃烧活性,以及助剂Ba对催化性能的影响。对于Pd/Al_2O_3催化剂,加入Ba使活性物种PdO颗粒变大和还原温度升高,形成更稳定的PdO活性物种,是Pd-Ba/Al_2O_3催化剂活性提升的主要原因。对于Pt/Al_2O_3催化剂,加入Ba助剂使活性物种Pt0含量降低,PtO_x与Al_2O_3载体相互作用增强,使PtO_x物种更难被还原为Pt~0,导致Pt-Ba/Al_2O_3催化剂活性降低。Pd和Pt催化剂催化烷烃氧化反应活性规律一致:丙烷乙烷甲烷。Pd/Al_2O_3催化剂有利于C—H键活化,Pt/Al_2O_3催化剂有利于C—C键活化。Pt/Al_2O_3催化剂对C1-C3烷烃氧化活性的差别明显大于Pd/Al_2O_3催化剂。Pt/Al_2O_3催化剂对碳比例高的烷烃活性更高。     

高浓度CO_2气氛下不同负载型Pd催化剂对甲烷燃烧性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同载体的负载型Pd催化剂,考察了不同载体催化剂在0%、80%CO_2气氛下催化燃烧CH4的活性,利用XRD、N_2吸脱附测试、O_2-TPD、XPS等对催化剂物理结构和表面性质进行了表征。结果发现,各催化剂的活性受高浓度CO_2抑制程度不同但活性顺序一致,而以NaY为载体的催化剂受CO_2影响较小,与载体较弱的酸性和微孔结构有关; SiO_2由于较强的酸性以及表面较多的非活性氧物种不利于CH_4催化燃烧反应; Pd/Al_2O_3催化剂具有利于气体分子扩散的较大介孔比表面积,并且表面富含CH_4活化所需的吸附氧,因而表现出最佳的催化活性。     

Pd/Fe_2O_3金属催化剂的制备及其催化还原邻氯硝基苯的研究

本文采用浸渍法制备了一系列负载型金属催化剂,进一步考察了它们催化邻氯硝基苯加氢反应的催化性能。研究表明:以纳米Fe_2O_3为载体所制得的Pd/Fe_2O_3金属催化剂用于邻氯硝基苯催化加氢反应具有较高的反应活性和选择性,反应转化率达90%以上,其中邻氯苯胺的选择性也达到90%以上。     

乙烯基乙炔选择加氢制丁二烯工艺研究

采用硝酸钯二水化合物(Pd(NO_3)_2·2H_2O)通过等体积浸渍法制备负载型Pd催化剂,在其催化下,乙烯基乙炔(MVA)选择加氢制丁二烯;研究负载型Pd催化剂的制备工艺以及MVA选择加氢制丁二烯的工艺条件,并对催化剂的催化性能及加氢效果进行表征。结果表明:以氧化铝(α-Al_2O_3)为载体,负载Pd质量分数为0.08%,还原温度400℃时,制备的负载型Pd催化剂(Pd/α-Al_2O_3)结晶良好,对载体结构的影响不明显,催化剂的孔结构比较均匀,对MVA选择加氢反应的催化性能好;在MVA选择加氢催化剂评价装置上,在Pd/α-Al_2O_3催化下进行MVA选择加氢反应,较佳工艺条件为反应温度30℃、MVA空速100 mL/(h·g)、炔氢比1.2,反应的主要产物为丁二烯,MVA转化率达到50%,丁二烯选择性达到85%。     

不同载体负载Pd双功能催化剂制备及其液相甲醇催化一步合成甲酸甲酯

以γ-Al_2O_3、ZrO_2、Bentonite(膨润土)、MIL-53(Al)和MIL-53(Fe)为载体,采用浸渍法制备负载Pd双功能催化剂,利用XRD、BET和NH3-TPD等表征催化剂结构,在微型高压反应器中评价催化剂的液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯的反应性能,考察反应条件对催化剂性能的影响。结果表明,不同载体负载Pd催化剂未观察到Pd的XRD特征峰,表明催化剂表面的Pd是高分散状态。不同载体负载Pd催化剂的比表面积、酸强度和酸量差别较大,并且酸强度和酸量对甲醇转化率和产物选择性有较大影响。具有较多中强酸的2%Pd/Bentonite、2%Pd/MIL-53(Al)和2%Pd/MIL-53(Fe)催化剂比中强酸较少的2%Pd/γ-Al_2O_3和2%Pd/ZrO_2催化剂具有更高的甲醇转化率和甲酸甲酯选择性。2%Pd/Bentonite催化剂在每摩尔甲醇Pd用量为0. 030 mmol、反应温度150℃、O_2压力2 MPa和反应时间5 h条件下,液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯反应中,甲醇转化率56. 08%,甲酸甲酯选择性55. 85%。     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

载体对Pd和Pt催化剂加氢脱硫反应性能的影响

以质量分数为0.8%的二苯并噻吩(DBT)的十氢萘溶液为模型化合物,考察了SiO_2,Si-MCM-41和Al-MCM-41负载的Pd和Pt催化剂加氢脱硫(HDs)反应性能,并与传统的γ-Al_2O_3负载的催化剂进行了对比.反应结果表明,负载型Pd和Pt催化剂在DBT的HDS反应中表现出不同的反应特点.Pd催化剂具有较高的加氢反应路径(HYD)选择性,而Pt催化剂则表现出较高的直接脱硫路径(DDS)选择性.载体结构和表面酸性显著影响其负载的Pd和Pt贵金属催化剂的HDS活性以及HYD选择性和稳定性.提高载体比表面积和酸性有利于提高负载型贵金属催化剂HYD选择性.Al-MCM-41具有规整的介孔结构、较高比表面积和较强酸性,其负载的Pd和Pt催化剂表现出较高的HYD选择性和稳定性.研究还发现,催化剂加氢裂化反应活性随载体酸性的提高而增加.     

低温下臭氧氧化甲苯气体的催化体系研究

将Co、Mn、Co-Mn、Co-Mn-Ce分别负载于Al_2O_3上,得到Co/Al_2O_3、Mn/Al_2O_3、Co-Mn/Al_2O_3、Co-Mn-Ce/Al_2O_3等4种催化剂,在30~75℃的条件下对臭氧氧化甲苯反应进行催化,比较了4种催化剂对臭氧氧化甲苯的催化效果。结果表明,复合催化剂Co-Mn/Al_2O_3的催化效果优于单组分催化剂Co/Al_2O_3、Mn/Al_2O_3,75℃时,甲苯降解率达到69.02%;添加助剂Ce的复合催化剂Co-Mn-Ce/Al_2O_3(Co∶Mn∶Ce=1∶1∶0.1,物质的量比)的催化效果最好,75℃时,甲苯降解率达到82.95%。     

微乳法制备Pd-Cu双金属催化剂

选择Cu为助剂,采用微乳法分别优选具有较好稳定性的Cu和Pd微乳液体系,并将Cu和Pd依次负载于Al_2O_3载体上,经干燥、活化和还原制备了Pd-Cu/Al_2O_3催化剂。采用原位IR、CO化学吸附和HRTEM等对催化剂进行表征,结果表明,与常规溶液负载法制备的Pd-Ag/Al_2O_3催化剂相比,采用微乳法降低了催化剂表面酸性,提高了活性组分Pd分散度,Pd粒径分布更为均匀。在750 mL加氢反应器中,采用C_2后加氢原料对催化剂性能进行评价,结果表明,与常规溶液负载法相比,微乳法制备的催化剂在反应温度低4℃条件下,乙炔转化率相当,选择性高9.9个百分点,绿油生成量较低。微乳法制备Pd-Cu双金属催化剂具有良好的工业应用前景。     

Pd/MgAlO催化剂催化碳烟燃烧的研究

采用浸渍法合成了Pd负载的MgAlO水滑石基复合氧化物,通过NO2气氛的程序升温氧化(NO2-TPO)和预先存储氮氧化物(NOx)后程序升温氧化手段对催化剂催化碳烟燃烧的活性做了研究,同时通过氮氧化物程序升温脱附(NOx-TPD)对催化剂的存储氮氧化物的能力做了研究。结果表明:当有NO2参与碳烟反应时,催化剂催化碳烟燃烧的活性比以往在空气中的活性好,样品Pd/MgAlO存储NOx后再进行程序升温氧化发现催化碳烟燃烧的活性相比NO2气氛下的活性又有很大提高;预先存储NOx的Pd/MgAlO催化剂活性远远高于MgAlO,归因于催化剂负载Pd后NOx存储能力大大增强。     

Pd/Co_3O_4金属催化剂的制备及其催化还原邻氯硝基苯的研究

采用浸渍法制备了Pd/Co_3O_4负载型金属催化剂,进一步考察了其催化邻氯硝基苯加氢反应的催化性能。研究表明:以纳米Co_3O_4为载体所制得的Pd/Co_3O_4金属催化剂用于邻氯硝基苯催化加氢反应具有较高的反应活性和选择性,反应转化率达85%以上,其中邻氯苯胺的选择性也达到90%以上。     

Pd-Co/Hopcalite混合氧化物催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯的研究

以Hopcalite氧化物作为载体,浸渍后得到Pd-Co/Hopcalite混合氧化物负载型催化剂,用于氧化羰基化合成碳酸二苯酯(DPC)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征,结果表明:催化剂颗粒大小均匀,具有良好的孔结构;稳定晶相Cu Mn2O4、Co Mn2O4和Pd0.5Pd3O4的形成使反应前后催化剂表面活性组分Mn、Co的价态保持不变,有利于催化剂的重复使用;Pd0.5Pd3O4产生晶格缺陷,增加了晶格中的氧空位,可促进气相氧的吸附,加速整个催化循环,有利于活性组分再生,催化活性进一步提高。通过合成实验,DPC收率和选择性分别达到43.5%和99.6%。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

蜂窝陶瓷负载Pd基整体式催化剂制备及催化燃烧性能

以拟薄水铝石和活性氧化铝粉为原料,通过添加胶溶剂、表面活性剂等助剂制备氧化铝涂层浆液,分别对堇青石蜂窝陶瓷载体和预先涂覆氧化硅的蜂窝陶瓷载体涂覆氧化铝涂层,负载活性组分制备Pd基整体式催化剂。考察载体涂层、表面活性剂种类、反应空速对催化剂催化乙烷燃烧活性的影响。结果表明,适宜的表面活性剂及双涂层结构的载体有助于提高催化剂活性。经310 h寿命实验,乙烷脱除率可达99.9%以上,表明制备的Pd基整体式催化剂具有良好的乙烷催化燃烧活性和稳定性。     

负载型γ-Al_2O_3催化剂催化氧化-精馏处理炼油废水

研究了在低温和常压条件下,精馏与催化氧化耦合工艺处理炼油厂废水。以γ-Al_2O_3为载体,Cu、Fe、Mn、Zn、Cd和Ni为主要活性组分,采用浸渍法制备了负载型催化剂,并对其进行XRD表征。利用反应精馏原理,以金属氧化物为催化剂,氧化降解炼油污水,探讨了催化剂的催化寿命与稳定性。结果表明,CuO/γ-Al_2O_3·H_2O_2催化处理炼油废水的COD去除率可达96.2%,催化剂连续使用效果较好。     

羧酸根改性Mg(OH)_2负载的Pd催化剂在水相、无碱条件下高效催化Suzuki-Miyaura偶联反应

采用胶体固定法将钯(Pd)纳米粒子负载到氢氧化镁(MH)载体上,其中MH由不同镁源制备并被羧酸根改性。将Suzuki-Miyaura偶联反应作为探针反应,探究不同Pd催化剂的催化活性。结果表明:在水相、无碱条件催化Suzuki-Miyaura偶联反应时,与以MgCl_2、Mg(NO_3)_2、MgSO_4为镁源制备的MH负载的Pd催化剂相比,以Mg(Ac)_2为镁源得到的MH负载的Pd催化剂活性最高。尽管以MgCl_2、Mg(NO_3)_2和MgSO_4为镁源制备的MH负载的Pd催化剂的活性不高,但这些MH经羧酸根改性后再作为催化剂的载体,所制备的Pd催化剂的催化活性得到了显著的提高,催化反应的转化率可提升约45%。     

不同载体负载Pd催化剂上氢气选择催化还原氮氧化物

将酸碱性不同的载体负载Pd催化剂用于氢气选择催化还原氮氧化物(H₂-SCR)研究。在0.091%NO、0.009%NO₂、0.5%H₂、10%O₂以N₂为平衡气和气体质量流速(W/F)0.06 g·s·cm^-3条件下,碱性载体MgO负载Pd催化剂表现出较好的催化活性,而酸性载体HZSM-5负载Pd催化剂上几乎没有氮氧化物转化。采用BET、CO₂-TPD、Py-FTIR、NOx-TPD和反应红外(IR)对载体及其负载Pd催化剂进行比表面积、表面酸碱性、吸附NOx能力以及NOx吸附生成表面物种进行表征。结果表明,载体酸性越弱,碱性越强,其吸附NOx能力较强,催化剂载体表面吸附生成的含氮物种较多,在Pd表面吸附活化生成的H溢流至载体并将含氮物种还原,这是负载Pd催化剂在H₂-SCR反应中活性较高的原因。     

对甲氧基苯酚催化选择性加氢制对甲氧基环己酮

采用饱和浸渍法制备了Pd/Al_2O_3催化剂,借助N_2吸附、XRD、H_2-TPD和NH_3-TPD对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上考察反应条件对催化剂催化加氢性能的影响以及在优选条件下催化剂的稳定性。结果表明,催化剂比表面积和孔径较大,活性金属Pd主要以微晶形式分散在催化剂表面,催化剂表面Pd含量较高,催化剂以中强酸为主。反应温度对催化剂活性影响较大,适当提高反应压力和空速有利于对甲氧基环己酮选择性的提高。乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,反应温度140℃,反应压力0.5 MPa,对甲氧基环己酮质量空速0.4 h~(-1)条件下连续反应30天,对甲氧基苯酚转化率维持在99%以上,对甲氧基环己酮选择性维持在85%以上。