催化学报

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钌钛复合氧化物及其载铂催化剂的制备与表征

王爱萍;徐海波;芦永红;胡杰珍;孔祥峰;田丙伦;董辉

2009, 30 (3): 179-181.

摘要 ( 2209 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(2061KB) ( 1434 )

以TiN纳米粉体和RuCl3为前驱体, 采用浸渍热分解法合成了Ru0.1Ti0.9O2纳米粉体, 并以其为载体利用固相反应制备了Pt/Ru0.1Ti0.9O2催化剂. 通过X射线衍射和透射电镜观察到RuO2和TiO2之间形成了金红石相的固溶体, Pt被均匀地担载于Ru0.1Ti0.9O2表面. 在0.5 mol/L H2SO4溶液中的极化曲线测试发现担载Pt与Ru0.1Ti0.9O2具有协同作用, 因而具有优异的析氢、析氧电催化性能. 质子交换膜燃料电池测试初步表明, Pt/Ru0.1Ti0.9O2具有高的氧阴极还原反应催化活性, 进一步的反极实验证明其具有比Pt/C更高的稳定性.

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组合纳米Pt/C催化剂的邻氯硝基苯加氢性能

毛建忠;严新焕;顾辉子;江玲超

2009, 30 (3): 182-184.

摘要 ( 2209 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过金属有机化合物Pt2(dba)3 (dba为二亚苄基丙酮)分解的方法, 制得了可溶性纳米Pt颗粒. 采用透射电子显微镜对其观察发现, 调节氢气分解压力可以控制Pt颗粒的大小. 将可溶性Pt纳米颗粒负载于活性炭上, 制得了粒径可控的Pt/C催化剂. 该催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应时, 表现出非常高的催化性能. 在氢气分解压力为2.0 MPa时制备的0.5% Pt/C, 其Pt纳米粒径为2.8 nm左右, 在不加脱卤抑制剂、反应温度为60 oC和氢气压力为1.0 MPa的条件下, 脱卤率为1.6%, TOF达到39.8 s-1.

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氯化钌氨作前驱体制备高活性的氨合成催化剂

倪军;王榕;林建新;魏可镁

2009, 30 (3): 185-190.

摘要 ( 2170 ) [Full Text(HTML)] ()

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以氯化钌和水合肼反应制备了新型的氯化钌氨前驱体Ru(NH3)5Cl3. 透射电镜和CO化学吸附结果表明, 由Ru(NH3)5Cl3前驱体制备的活性炭(AC)负载的RuN/AC催化剂中, 钌纳米粒子分散度高, 粒径分布均匀. 与以氯化钌为前驱体制备的Ru/AC催化剂相比, RuN/AC催化剂具有更高的氨合成活性, 在10 MPa和10 000 h?1条件下活性增幅超过10%.

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以四乙基溴化铵为模板剂气相传输法合成B沸石

牛田瑛;李英霞;李建伟;陈标华

2009, 30 (3): 191-195.

摘要 ( 2182 ) [Full Text(HTML)] ()

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以廉价的四乙基溴化铵为模板剂, 采用原料直接混合气相传输法合成?沸石. 利用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等手段对产物进行了表征, 考察了合成条件对?沸石晶化的影响. 结果表明, 在硅铝比为15~200, 钠硅比为0.35~0.55, 模硅比大于0.12时都可以得到结晶度良好的?沸石. 该方法合成?沸石需要较高的碱硅比, 投料硅铝比范围宽, 晶体生长速度快, 423 K时10 h生长期已基本结束. 过高的晶化温度和过长的晶化时间均易导致杂晶生成. 合成的?沸石形貌随晶化时间变化, 由晶化初期的椭球形转变为晶化结束时的不规则多面体.

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碳基磺酸化固体酸材料的制备及其催化性能

周丽娜;刘可;华伟明;乐英红;高滋

2009, 30 (3): 196-200.

摘要 ( 2563 ) [Full Text(HTML)] ()

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以蔗糖为原料, 浓硫酸为磺酸化试剂制备了碳基磺酸化固体酸材料, 考察了其催化对苯二酚烷基化和乙酸乙酯水解反应的性能. 结果表明, 该催化剂对这两个反应都具有较高的催化活性, 在150 oC反应4 h后, 对苯二酚转化率和2-叔丁基对苯二酚收率分别达到了91%和60%, 在60 oC反应12 h, 乙酸乙酯达到了平衡转化率94%. 但催化剂稳定性较差, 尤其在对苯二酚烷基化反应中失活严重, 重复使用一次后, 催化剂活性下降超过30%. 详细考察了反应温度和溶剂对催化剂稳定性的影响, 结果表明, 该固体酸在低温的水相或非极性溶剂中较为稳定. 通过酸碱滴定、红外光谱和紫外可见光谱等表征手段, 对催化剂的失活原因进行了探讨, 初步认定催化剂的失活是由于表面磺酸基团在反应过程中脱落所致. 催化剂活性可以通过再磺酸化得到恢复.

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CuMgAl类水滑石负载VO₃^-, MoO₄^2-和WO₄^2-催化剂的微波合成及其催化苯酚羟化活性

史丰炜;谷红娟;李亚丰;王道武;张龙

2009, 30 (3): 201-206.

摘要 ( 2170 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用微波晶化法合成了三元CuMgAl类水滑石化合物前体, 进一步在微波作用下制备了负载VO3?, MoO42?和WO42?的类水滑石催化剂. X射线衍射、红外光谱和扫描电镜结果表明, 酸根离子很好地负载在类水滑石表面. 苯酚羟化反应结果显示, 前体中Cu2+/Mg2+摩尔比为3:1时其催化性能最佳, 苯酚转化率达到42.8%, 邻/对比接近2:1. 负载VO3?后催化剂活性升高, 苯酚转化率最高达59.2%, 而邻对比降为1.2:1. 负载MoO42?的类水滑石与前体相比, 苯酚转化率下降了约4%, 但对苯二酚的选择性有较大提高, 邻/对比达到1:6. 而负载WO42?后催化剂活性和选择性明显下降.

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非晶态Mn-Ce-O催化芳香醇选择氧化

汤清虎;;吴成明;黄晓娜;杨艳辉

2009, 30 (3): 207-212.

摘要 ( 3205 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用氧化还原-沉淀法制备了一系列不同Mn/Ce摩尔比的Mn-Ce-O催化剂, 并以分子氧为氧化剂考察了催化剂对芳香醇选择氧化反应的催化性能. 当n(Mn)/n(Ce)=10时, Mn-Ce-O的催化活性最高, 100 oC下反应1 h时苯甲醇转化率为96.6%, 催化剂的质量比活性可达19.3 mmol/(g•h). 该催化剂可循环使用6次以上而其催化活性无明显降低. 采用粉末X射线衍射、N2物理吸附、X射线吸收光谱和程序升温还原等手段对Mn-Ce-O催化剂进行了表征. 结果表明, 以Mn3+和Mn4+共存的非晶态MnOx是活化分子氧及氧化芳香醇的主要活性组分, 高分散在非晶态MnOx表面的CeOx对催化剂性能有重要影响, 添加少量的Ce能增大催化剂的比表面积, 促进MnOx的还原, 提高其表面氧中心的恢复能力, 从而显著提高催化剂活性和循环使用性能.

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蛋壳型Pd/a-Al₂O₃催化剂的制备及活性

刘秀芳;计扬;李伟;肖文德

2009, 30 (3): 213-217.

摘要 ( 2069 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浸渍法制备了蛋壳型Pd/?-Al2O3催化剂, 并用于CO和亚硝酸甲酯气相合成草酸二甲酯反应, 考察了活性层厚度对催化剂活性的影响. 采用偏光显微镜和电感耦合等离子光谱技术对催化剂进行了表征. 结果表明, 调节前驱体溶液的pH值可以控制活性组分在载体上的分布, 从而得到不同钯层厚度的催化剂. 这种活性组分位于催化剂外表面的蛋壳型催化剂可以提高活性组分的利用, 使亚硝酸甲酯的转化率较高. 另外考察了活性组分Pd负载量对催化剂浸渍深度和活性的影响, 确定了催化剂活性组分的适宜负载量为0.10%, 浸渍深度为16 um.

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稀土掺杂对纳米钡-氧化镁载体及其负载钌基氨合成催化剂性能的影响

霍超;夏庆华;杨霞珍;骆燕;刘化章

2009, 30 (3): 218-222.

摘要 ( 2218 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用超声-共沉淀技术制备了一系列稀土与钡共掺杂的纳米氧化镁载体(RE-Ba-MgO, RE = La, Sm和Ce)及其负载的钌基氨合成催化剂(Ru/RE-Ba-MgO). 通过氮气物理吸附、X射线衍射、场发射扫描电镜、热重分析仪及H2程序升温还原等方法对载体和催化剂进行了表征. 结果表明, Ba在载体中的掺杂形式分为低温分解型BaCO3和高温分解型BaCO3. 稀土的掺杂可明显改变载体的表面形态及表面结构, 使载体化学与结构性能发生变化, 从而导致低温分解型BaCO3的相对含量发生变化, 进而改变催化剂的低温活性. 在10 MPa, 400 oC, 10 000 h?1的测试条件下, Ru/La-Ba-MgO催化剂的出口氨浓度达到65.49 mmol/(g•h), 比Ru/Ba-MgO催化剂活性提高了66.3%.

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二甲醚水蒸气重整制氢的ZSM-5和Cu-Zn的复合催化体系

冯冬梅;左宜赞;王德峥;王金福

2009, 30 (3): 223-229.

摘要 ( 2397 ) [Full Text(HTML)] ()

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二甲醚水蒸气重整制氢反应是燃料电池理想的供氢方式之一. 探讨了二甲醚水蒸气重整过程中的反应与反应、反应与传热的耦合协同效应. 采用二甲醚水解催化剂ZSM-5(硅铝比为25)和甲醇水蒸气重整催化剂(Cu-Zn系列及商用Cu-Zn-Al催化剂)混合制得二甲醚水蒸气重整的复合催化剂. 在固定床反应装置中评价了催化剂活性并对催化剂进行了透射电镜、X射线衍射及N2吸附表征. 结果表明, 复合催化剂的活性除了受催化剂组成和铜含量的影响外, 还与Al和Zr的量有关. 在Cu:Zn摩尔比为60:30时, Al和Zr的同时加入使催化剂中Cu晶粒分散最好, 催化剂具有较高的低温活性, 二甲醚在空速为4 922 ml/(g•h)和260 °C下的转化率达到72%.

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高度分散的Mn_xO_y/SBA-15的制备及其催化性能

陈勇;李永生;李亮;顾金楼;赵文茹;李蕾;施剑林;

2009, 30 (3): 230-234.

摘要 ( 2130 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶液浸渍法将乙酰丙酮锰或硝酸锰的糠醇溶液分别灌注到SBA-15的孔道内, 一定条件下将糠醇碳化后再将碳烧除,即可得到高度分散的MnxOy/SBA-15复合催化剂. 用X射线衍射、透射电镜和N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征. 结果表明, SBA-15负载MnxOy后, 不仅依然保持高度有序的孔道结构、较大比表面积和孔容, 而且MnxOy在SBA-15孔道内部高度分散. 乙苯的催化氧化反应结果表明, 该催化剂尤其是用乙酰丙酮锰做锰源时具有很高的催化活性和选择性.

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溶胶负载法制备的Au/AC催化分解低浓度臭氧

张博;张彭义;史蕊;王化军

2009, 30 (3): 235-241.

摘要 ( 2363 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶负载法制备了高分散的活性炭载纳米Au(Au/AC), 研究了其在室温下对低浓度臭氧的催化分解性能, 并用N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线光电子能谱等手段对反应前后的催化剂进行了表征. 结果表明, 与普通的传导加热方式相比, 微波加热方式所制备的活性炭载Au颗粒的分布更均匀、尺寸更小, 具有更高的催化臭氧分解性能. Au前驱体溶液pH值对Au/AC催化剂的臭氧分解性能有显著影响, 以pH = 8最佳. 降低空速而延长臭氧与催化剂的接触时间可以提高催化剂对臭氧的分解性能. 空速120 000 h?1条件下, 催化剂处理约1 g臭氧后, 臭氧去除率降低至78.6%; 而60 000 h?1条件下处理1.25 g臭氧后, 臭氧的去除率仍保持在93.3%. Au/AC催化剂在分解臭氧后, 表面部分C被氧化而含氧量增加, 但比表面积和孔容等变化不大,主要通过负载Au颗粒本身催化分解臭氧.

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离子液体介质中钌膦配合物催化的喹啉加氢反应

李强;张瑞敏;周丽梅;付海燕;陈华;李贤均

2009, 30 (3): 242-246.

摘要 ( 2427 ) [Full Text(HTML)] ()

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首次在亲水性离子液体[Rmim][p-CH3C6H4SO3](1-烷基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐, R = 甲基、乙基、正丁基、正己基和正辛基)中, 以水溶性的[RuCl2(TPPTS)2]2 (TPPTS: 间磺酸钠基三苯基膦)为催化剂, 分别考察了温度、压力、不同的离子液体、水和碘的加入等因素对喹啉加氢反应的影响. 在100 oC和氢气压力为3.0 MPa时, 喹啉加氢生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性超过99%, 转化率达到95.3%. 利用环己烷萃取反应产物, 即可实现催化剂与产物的分离, 催化剂循环使用6次后反应的转化率仍可达86.0%.

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La0.75Sr0.25Mn1-xNixO3+δ材料的制备及其催化甲烷部分氧化性能

王磊;曾少华;张丽娟;陈耀强;龚茂初

2009, 30 (3): 247-253.

摘要 ( 2273 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用柠檬酸络合法制备了La0.75Sr0.25Mn1-xNixO3+δ (x = 0, 0.4, 0.5和0.6)系列样品, 考察了其对甲烷部分氧化的催化性能,并采用X射线衍射、H2程序升温还原、O2程序升温脱附和程序升温氧化等测试手段表征样品. 结果表明, 当x = 0, 0.4和0.5时, 样品均形成稳定的钙钛矿结构; 当x = 0.6时样品同时存在钙钛矿和菱形六面体尖晶石结构. 当x = 0.5时样品存在4种可还原物种, 同时具有高的表面氧特别是高的晶格氧含量, 对甲烷部分氧化有利, 这表明La0.75Sr0.25Mn0.5Ni0.5O3+δ具有良好的抗积炭性能. 催化性能测试结果表明, 当x = 0.5时, 样品具有良好的甲烷中温转化率, 最高的CO和H2选择性, 以及在700 oC下最好的反应稳定性和抗积炭能力.

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环己醇在Ti/Ni/NiO电极上的催化氧化

梁镇海;孙红艳;崔玉青

2009, 30 (3): 254-258.

摘要 ( 2162 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(2096KB) ( 1323 )

采用热分解和电沉积方法制备了Ti/Ni/NiO电极, 用循环伏安技术对碱性溶液中环己醇在该电极上的催化氧化进行了初步研究, 重点考察了扫描速度和环己醇浓度等对环己醇氧化的影响. 结果表明, 在碱性溶液中, 环己醇在Ti/Ni/NiO电极上的催化氧化过程遵循电催化机理. 初步认为, NiO首先被氧化为NiOOH, NiOOH再与环己醇发生还原反应生成己二酸和NiO, 因此, NiOOH可作为较好的催化环己醇氧化反应的催化剂.

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碳纳米管负载Pd/SnO2催化剂的制备及其催化邻氯硝基苯加氢性能

王闯;邱介山;梁长海

2009, 30 (3): 259-264.

摘要 ( 2625 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用化学还原法制备了不同Sn/Pd摩尔比的碳纳米管(CNTs)负载Pd/SnO2催化剂, 并将该催化剂用于邻氯硝基苯(o-CNB)的选择加氢反应. 采用透射电镜、X射线衍射和电感耦合等离子体技术对所制备的Pd/SnO2/CNTs催化剂进行了表征. 结果表明, Sn/Pd摩尔比对该催化剂的邻氯硝基苯选择加氢反应性能影响显著. 当Sn/Pd摩尔比为11时, 催化剂的活性最高, 在常压, 60 oC反应60 min, o-CNB转化率为96%. 该催化剂还具有高的邻氯苯胺(o-CAN)选择性, o-CNB转化率达到100%时, 脱氯副产物苯胺选择性小于5%. 在相同条件下，浸渍法制备的2.4%Pd/CNTs催化剂上脱氯副反应严重, 当o-CNB完全转化时, o-CAN选择性只有22%, 副产物苯胺选择性则高达78%.

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新型介孔SO42-/TiO2固体酸的制备及其催化酯化性能

于荟;朱银华;刘畅;杨祝红;陆小华;冯新

2009, 30 (3): 265-271.

摘要 ( 2528 ) [Full Text(HTML)] ()

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以无定形高比表面积水合钛酸(H2Ti2O5•xH2O)为载体, 采用等体积浸渍法制备了新型晶须状介孔SO42-/TiO2固体酸催化剂, 利用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、红外光谱、热重和氨程序升温脱附等技术考察了催化剂的结构特征和表面酸性及其对乙酸与正丁醇液相酯化反应的催化活性. 结果表明, SO42-/TiO2固体酸催化剂不仅具有纳米级晶粒、晶须状形貌、高比表面积和介孔结构, 还保持了完善的锐钛矿晶型、较强的酸性和较高的热稳定性; 当焙烧温度高于500 oC时, 催化剂表面结合的SO42?逐渐流失, 酸中心数逐渐减少. 在m(催化剂) = 0.2 g、n(正丁醇)/n(乙酸) = 1.5和反应时间3 h条件下, 500 oC焙烧的催化剂活性最高, 正丁醇转化率达94%, 乙酸正丁酯选择性为100%, 且催化性能和分离沉降性能均优于SO42-/P25催化剂.

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