催化学报

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Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ为阴极的中温固体氧化物燃料电池

段枣树;闫爱宇;董永来;丛铀;程谟杰*;杨维慎

2005, 26 (10): 829-831.

摘要 ( 1730 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(333KB) ( 684 )

通过在阴极与氧化钇稳定的氧化锆电解质间添加Gd0.1Ce0.9O1.95 (GDC)隔层,成功地将Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF)阴极应用在中温固体氧化物燃料电池上. 由BSCF膜的高透氧率可知,BSCF在中温范围内具有很高的氧离子电导率. 在添加GDC隔层后,电池以空气为氧化剂时显示了很高的性能,极化电阻急剧下降,表明GDC隔层的添加是必要和有效的.

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一种获得高活性和高稳定性甲烷无氧芳构化Mo/HZSM-5催化剂的前处理方法

刘红梅;申文杰;包信和;徐奕德*

2005, 26 (10): 832-834.

摘要 ( 1387 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(204KB) ( 715 )

利用氢气在较低温度(623 K)下对6%Mo/HZSM-5催化剂进行预处理,考察了经低温还原预处理的催化剂在甲烷无氧芳构化反应中的催化性能. 结果表明,经过预处理的催化剂比未经预处理的催化剂表现出更好的甲烷转化活性和稳定性. 1H MAS NMR和EPR表征结果表明,在623 K氢气气氛中对Mo/HZSM-5催化剂进行预处理不会造成Mo物种在分子筛外表面的进一步分散,也不会导致外表面的Mo物种向孔道内迁移. 但是,低温还原预处理可以有效地促进Mo物种由易还原的六方密堆积结构向难还原的面心立方结构转化,后者在反应中具有更好的活性和稳定性.

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磷钨杂多酸一步法催化合成芳香基脂肪酸

徐羽展;毛建新;郑小明

2005, 26 (10): 835-836.

摘要 ( 1567 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(142KB) ( 787 )

首次提出用杂多酸为催化剂,利用芳烃及其衍生物和不饱和酸的傅-克烷基化反应一步合成相应的芳基脂肪酸,缩短了合成路线,同时避免了以往非绿色化的AlCl3催化合成.

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酰胺羰基化反应中可重复使用的Pd/HZSM-5催化剂

杨可武;姜玄珍*

2005, 26 (10): 837-838.

摘要 ( 1667 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(154KB) ( 884 )

合成了非均相Pd/HZSM-5催化剂并将其用于酰胺羰基化反应. 结果表明,文献报道的Pd/C催化剂重复使用时其活性降为原来的一半,而Pd/HZSM-5催化剂重复使用4次后活性基本不变. 反应前后两种催化剂的TEM电镜照片表明, Pd/C上的金属钯粒子在反应后团聚并形成网络状结构,而Pd/HZSM-5上钯粒子在反应后仍保持与反应前相同的均匀分布状态.

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TiO2-PEDT/PSS双层复合膜的制备及其光催化性能

杨辉;申乾宏;高基伟

2005, 26 (10): 839-841.

摘要 ( 1713 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(234KB) ( 775 )

By dip-coating poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate), an organic semiconductor, on slide glass and then calcining at a low temperature of 100 ℃, the organic-inorganic composite TiO2-PEDT/PSS film was prepared. In the TiO2-PEDT/PSS dual-layer structure, photo-generated electrons in the TiO2 layer inject into the PEDT/PSS layer under UV illumination, and the recombination of photo-generated electrons and holes in the TiO2 layer is suppressed consequently, so the photocatalytic activity of this composite film is increased significantly compared with TiO2 film.

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CoAPO-11分子筛在己烯骨架异构化反应中的应用及失活

许本静;韩雪莲;钱岭;王槐平;阎子峰

2005, 26 (10): 842-846.

摘要 ( 1544 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(370KB) ( 714 )

用水热法合成了CoAPO-11分子筛,并考察了温度和空速对分子筛上1-己烯骨架异构化反应的影响. 结果表明,1-己烯转化率以及产物异己烯的选择性和收率均随空速的增加而降低; 而随着温度的升高1-己烯转化率也升高,异己烯的选择性和收率则先增加后减小,在300 ℃附近有一最大值. 另外从分子筛的晶相、孔道尺寸以及酸性的变化等方面探讨了再生后的分子筛催化性能下降的原因.

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以介孔分子筛为金属催化剂载体制备纳米碳管

曹洁明;常欣;房宝青;郑明波;曹喻霖;张防;张爱民;须沁华

2005, 26 (10): 847-850.

摘要 ( 1803 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(265KB) ( 1155 )

以不同的介孔分子筛作为金属催化剂载体,对催化合成纳米碳管进行了系统的研究,讨论了反应条件对纳米碳管纯度和产量的影响. 结果表明,不同的介孔分子筛对金属活性中心的形成、碳组分的扩散、纳米碳管的管径及形态均有明显的影响. 此外,金属的种类、状态和含量也影响纳米碳管的合成. 探索了合成高产量纳米碳管的条件,并对介孔分子筛上生长纳米碳管的特点进行了讨论.

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分子筛合成中六亚甲基亚胺与环己胺二元胺的模板作用

牛雄雷;谢素娟;李宏冰;姜天英;徐龙伢

2005, 26 (10): 851-854.

摘要 ( 2009 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(232KB) ( 862 )

以固体硅胶为硅源考察了六亚甲基亚胺(HMI)和环己胺(CHA)二元胺模板剂对分子筛合成产物的影响. XRD测试结果表明,当晶化温度为160 ℃,晶化时间为84 h, SiO2/Al2O3摩尔比为30, Na2O∶H2O∶(HMI+CHA)∶SiO2摩尔比为0.11∶45∶0.35∶1时,即使HMI仅占二元胺模板剂的25%(摩尔分数),所得分子筛仍为MCM-22; 其它条件相同时,以单纯CHA为模板剂得到的是ZSM-35分子筛. 用13C MAS NMR研究了HMI和CHA的状态,结果表明在单一HMI合成体系中,HMI既起MCM-22结构导向作用,又经质子化后起稳定骨架的作用; 而在HMI和CHA二元胺体系中,HMI主要起结构导向作用,CHA则填充在MCM-22层间十元环中稳定骨架.

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KBH4还原法制备超细Pd/γ-Al2O3催化剂及其在蒽醌加氢反应中的应用

王寰;李伟;张明慧;陶克毅

2005, 26 (10): 855-858.

摘要 ( 1738 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(340KB) ( 859 )

通过KBH4还原浸渍到载体上的Pd物种制备了超细Pd/γ-Al2O3 催化剂,并采用X射线衍射、高倍透射电镜、能谱、能量损失谱和电感耦合等离子体发射光谱等对其进行了表征. 结果表明,催化剂中活性组分Pd以纳米尺度的微晶形式存在,而不是Pd-B非晶态合金. 蒽醌加氢制双氧水反应证明,与浸渍焙烧法制备的PdO/γ-Al2O3 催化剂相比,经KBH4还原制得的Pd/γ-Al2O3 催化剂中钯的晶体颗粒更小,分散度更高,从而催化剂的活性更高,其氢化效率比PdO/γ-Al2O3 提高了35%.

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Co/ZrO2/SiO2催化剂费-托合成反应动力学研究 Ⅱ. 动力学模型的构建和回归

常杰;滕波涛;白亮;陈建刚;张荣乐;徐元源;相宏伟;李永旺;孙予罕

2005, 26 (10): 859-868.

摘要 ( 1542 ) [Full Text(HTML)] ()

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在典型的Co系催化剂工业操作条件范围(T=473～503 K,p=1.5～4.0 MPa, H2/CO体积比=1.0～3.0)内,采用等温积分固定床反应器对Co/ZrO2/SiO2催化剂进行了F-T合成反应动力学研究. 依据详细可靠的基元反应机理,按照Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson动力学推导方法,获得了Co系催化剂上基于详细反应机理的动力学模型. 通过动力学实验数据的回归分析,发现基于COs直接解离并以烷基为链增长中间体的表面碳物种机理的动力学模型可以较好地描述Co/ZrO2/SiO2催化剂上的F-T合成反应结果,该模型可自洽地描述F-T合成过程中的合成气消耗和烃产物分布状况,且获得的反应活化能等关键动力学参数与文献报道的理论结果基本一致.

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Pd-Sn-K/SiO2催化剂上甲苯气相氧乙酰化反应

束庆宇;王新平;任素贞;施维

2005, 26 (10): 869-873.

摘要 ( 1715 ) [Full Text(HTML)] ()

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在常规固定床流动反应体系中研究了Pd-Sn-K/SiO2催化剂上气/固相氧化条件下甲苯与乙酸一步合成乙酸苄酯的反应. 结果表明,金属态钯是催化甲苯氧乙酰化合成乙酸苄酯的高活性组分,锡化合物的存在可明显提高催化剂的活性. 催化剂的活性与制备方法密切相关,用H2将SiO2上负载的钯化合物还原之后再负载锡化合物所得催化剂的活性较高. XRD分析结果表明,钯还原前负载锡化合物所得催化剂的活性大幅度降低的原因在于Pd和Sn形成了金属间化合物. 使用Pd/SiO2质量比为0.015, K∶Sn∶Pd摩尔比为27∶3∶1的Pd-Sn-K/SiO2催化剂,在反应温度为180 ℃,混合原料气甲苯∶乙酸∶氧气∶氮气摩尔比为1∶4∶1∶4以及空速为 1680 h-1的条件下,甲苯转化率可达25.3%, 乙酸苄酯选择性为91%. 以TiO2和ZrO2代替SiO2载体,或以其它变价金属氧化物代替Sn氧化物助剂或金属钯,均未发现有更好的催化效果.

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La2O3助剂对Co/AC催化剂上费-托合成反应性能的影响

熊建民;丁云杰;王涛;吕元;朱何俊;罗洪原;林励吾

2005, 26 (10): 874-878.

摘要 ( 1612 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(472KB) ( 705 )

通过改变稀土助剂La2O3的负载量,考察了La2O3助剂对活性炭负载Co基催化剂(Co/AC)上费-托合成性能的影响,并通过XRD, SEM, TPR和CO-TPD对催化剂进行了表征. 结果表明, La2O3的加入可提高催化剂的活性,降低产物中甲烷的选择性. 对于15%Co/AC催化剂,加入少量的La2O3(w(La)=0.7%～1.7%)可使CO转化率从27%升高到56%, 甲烷选择性从16.5%下降到7.8%,C5+选择性从55.4%升高到74.7%; 但加入过多的La2O3(w(La)=8.1%～12.4%)时,甲烷选择性反而升高. XRD和SEM结果表明, La2O3的加入提高了催化剂中Co的分散度. TPR和CO-TPD结果表明, La2O3与Co之间存在着相互作用,并使催化剂的还原度下降,尤其是La2O3负载量高的催化剂还原度下降更加明显,导致Co/AC催化剂上CO的高温吸附量的增加.

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改性甲基铝氧烷和烷基铝活化的新癸酸钕催化剂催化异戊二烯聚合

李桂连;董为民;姜连升;张学全;王佛松

2005, 26 (10): 879-883.

摘要 ( 1795 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了改性甲基铝氧烷(MMAO,溶于庚烷)和烷基铝(AlR3)活化的新癸酸钕(Nd(vers)3)催化剂对异戊二烯(IP)聚合反应的催化性能. 结果表明,以Al(i-Bu)2H替代部分MMAO,可在较低的MMAO用量(n(MMAO)/n(Nd)=20,总铝量n(Al)/n(Nd)=40)下明显提高Nd(vers)3-MMAO催化剂的活性,但所得聚合物中顺式-1,4结构的含量较低(约90%). Nd(vers)3, MMAO, Al(i-Bu)2H和Al(i-Bu)2Cl可在少量单体(n(IP)/n(Nd)=10)存在下配制成稳定的均相催化剂,该催化剂能在相对较低的MMAO用量(n(MMAO)/n(Nd)=15,总铝量n(Al)/n(Nd)=30)及较宽的Al(i-Bu)2Cl用量范围(n(Cl)/n(Nd)=0.5～7.0)内聚合异戊二烯,其活性明显高于单独以MMAO或Al(i-Bu)2H组成的催化剂,所得聚合物中顺式-1,4结构含量可达96%. 调节MMAO和Al(i-Bu)2H用量可控制聚合产物的分子量. 初步推测了该四元均相催化剂活性中心的生成过程.

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经PPh3修饰的Rh/SiO2催化剂的吸附-脱附性能

朱何俊;丁云杰;严丽;李显明;熊建民;潘振栋;江大好;林励吾

2005, 26 (10): 884-888.

摘要 ( 1708 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(403KB) ( 868 )

应用程序升温技术研究了氢甲酰化反应物CO,H2和C2H4在经PPh3修饰的Rh/SiO2(PPh3-Rh/SiO2)催化剂上的吸附-脱附行为. CO-TPD结果显示, Rh/SiO2催化剂在348, 398和525 K处有3个脱附峰, PPh3-Rh/SiO2催化剂仅在368 K处出现脱附峰,表明催化剂的吸附性能发生了明显变化. 采用原位红外光谱研究了PPh3-Rh/SiO2催化剂上CO的吸附态. 结果表明, 2040 cm-1处吸收峰归属于PPh3修饰的Rh粒子上线式吸附的CO. 这种吸附态既不同于Rh/SiO2多相催化剂表面Rh粒子上的CO吸附态,也不同于相应均相催化剂中的羰基配位态. TPD和FT-IR结果表明,在低压下PPh3-Rh/SiO2催化剂对氢甲酰化反应已具有相当的催化性能.

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三维有序大孔SiW12/SiO2杂化材料的制备及表征

尹强;邬泉周;廖菊芳;邓景衡;李玉光

2005, 26 (10): 889-894.

摘要 ( 1792 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(582KB) ( 785 )

用自然沉降法组装成规则排列的聚苯乙烯胶晶,并以此作为模板剂,用Keggin结构的杂多酸SiW12和正硅酸乙酯组成溶胶作为先驱物,成功制备了三维有序大孔(3DOM)SiW12/SiO2杂化材料. XRD和IR等测试结果表明,所得样品中的杂多酸SiW12能够保持其Keggin结构,SEM观察显示,样品具有三维大孔规则排列的结构. 研究发现,溶胶组成对杂化材料的3DOM结构影响很大,纯SiW12难以形成3DOM结构,随着SiO2含量的增加,样品的孔结构三维规整性和强度明显增强,而且引入SiO2可有效提高杂多酸的热稳定性.

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活性酵母细胞不对称催化苯乙酮还原及树脂吸附对反应的促进作用

杨忠华;姚善泾;赵珺

2005, 26 (10): 895-899.

摘要 ( 1902 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(339KB) ( 685 )

以苯乙酮为模型底物,研究了水相体系中酵母细胞催化前手性芳香酮不对称还原生成相应手性醇的反应特性. 实验发现,酵母细胞催化苯乙酮不对称还原的产物以(S)-α-苯乙醇为主,反应的立体选择性很高,(S)-α-苯乙醇的对映体过量值可达99%左右. 在pH为7～8, 酵母细胞用量为0.2 g/ml的条件下能获得较高的产物收率(可达35%左右). 酵母细胞能选择性地氧化(S)-α-苯乙醇,而留下(R)-α-苯乙醇. 在反应体系中加入合适的吸附树脂,可以降低底物和产物对细胞的毒害作用,显著提高反应底物的初始浓度,从而提高产物收率.

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Pd/MoO3-TiO2/SiO2光催化CO2与C2H6合成烃类氧化物的反应性能

王希涛;钟顺和;肖秀芬

2005, 26 (10): 900-904.

摘要 ( 1709 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(350KB) ( 786 )

采用化学反应改性和等体积浸渍法制备了负载型Pd/MoO3-TiO2/SiO2催化剂,并用IR,FT-Raman,TPD-MS,UV-Vis DRS和活性评价等方法研究了催化剂的表面结构、光吸收性能、化学吸附性能及光催化CO2与C2H6合成烃类氧化物的反应性能. 结果表明,SiO2负载的MoO3和TiO2之间存在着强相互作用,并能部分形成Mo-O-Ti键联,使得两种氧化物微粒均匀分布于载体表面; 表面MoO3和TiO2的复合作用使TiO2/SiO2的吸光带边红移,扩展了其吸光域,Pd的引入明显提高了固体材料的可见光吸收率; CO2和C2H6能较好地吸附在催化剂表面,在紫外光的激发下,CO2吸附态能解离生成CO,而C2H6单位吸附态能部分转化为C和H同时吸附在两个晶格氧上的双位吸附态; 光促CO2和C2H6反应主要生成丙醛、乙醇和乙醛; 在合适的条件下,烃类氧化物的选择性可超过90%.

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硫化NiW/Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NOⅡ. SO2和NO的同时还原

朱鹏;李雪辉;徐建昌;黄苑;王乐夫

2005, 26 (10): 905-910.

摘要 ( 1534 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(521KB) ( 812 )

对硫化NiW/Al2O3催化剂上H2同时还原SO2和NO反应进行了研究,探讨了温度、空速、H2配比以及Ni负载量对反应的影响. 结果表明,催化剂的活性随反应温度的升高而增加,550 ℃时, SO2和NO在15%Ni-10%W/Al2O3上的转化率达100%,单质硫的产率达90%以上; 增加空速对NO转化率和单质硫的选择性影响不大,但SO2转化率及单质硫产率明显下降; 提高n(H2)/n(SO2+NO)的比值可显著提高SO2转化率,但单质硫选择性明显下降,其比值为2.0时单质硫产率最大,随后随H2浓度的增加而迅速下降, NO转化率几乎不受H2配比的影响; 增加催化剂的Ni含量可明显提高各反应物的转化率及单质硫的选择性和产率; 预硫化过程对催化剂性能有很大影响,是获得高活性催化剂的必要条件. 催化剂稳定性测试及XRD结果表明,催化剂不会因为晶格硫的大量流失而失活. 最后,提出了H2同时还原SO2和NO反应的机理.

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组合改性对纳米HZSM-5催化剂降低汽油烯烃性能的影响

张培青;王祥生;郭洪臣

2005, 26 (10): 911-916.

摘要 ( 1690 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(340KB) ( 854 )

纳米HZSM-5(20～50 nm)沸石晶粒经碱性介质水热处理、负载稀土和锌氧化物组合改性后,制备成降低FCC汽油烯烃的催化剂,并用TEM,XRF,NH3-TPD及IR等手段对其进行了表征. 在温度为370 ℃, 压力3 MPa, 质量空速(WHSV)3 h-1和氢油比(V(H2)/V(oil))为600的反应条件下, 在固定床反应器上对催化剂的降烯烃性能进行了评价. 结果表明,组合改性后的纳米HZSM-5催化剂表现出很强的降烯烃能力. 全馏分FCC汽油中烯烃含量(φ,下同)从49.6%降至15.4%, 芳烃(主要是C7～C9)含量从11.4%增加到33.5%, 异构烷烃(主要是C4～C6)含量从17.4%增加到31.1%, 异构烷烃与正构烷烃比从3.3增加到8.1, 在烯烃大量降低的同时,汽油的辛烷值(RON)有所增加. 同时汽油中苯的含量从2.84%降低到0.66%, 而硫的含量从0.02%(w)降低到0.01%. 催化剂具有降烯、除苯和脱硫的综合性能,且连续反应320 h仍保持性能稳定.

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Cu/NiO-MoO3/SiO2光催化CO2与CH3OH合成碳酸二甲酯的反应性能

孔令丽;钟顺和;柳荫

2005, 26 (10): 917-922.

摘要 ( 1935 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(432KB) ( 868 )

采用表面改性法制备了MoO3-SiO2复合氧化物,用等体积浸渍法制备了Cu/NiO-MoO3/SiO2光催化剂,并用XRD, Raman, IR, TPD-MS, UV-Vis DRS和光促表面反应研究了催化剂的结构、化学吸附性能、吸光性能和光促CO2与CH3OH合成碳酸二甲酯(DMC)的反应性能. 结果表明, Cu和NiO的引入提高了MoO3在SiO2表面的分散度,且Cu和NiO在MoO3-SiO2表面分散均匀; 在金属Cu位和Lewis酸位Mo6+(或Ni2+)的协同作用下, CO2在催化剂表面形成活性较高的的卧式吸附态, CH3OH在催化剂表面形成分子吸附态和解离吸附态; NiO与MoO3复合后部分形成了 Mo-O-Ni 键联,提高了对光的吸收强度; 金属Cu的负载扩展了材料在可见光范围的吸收; 与热表面催化相比,光催化反应在较低的温度下就能显著进行,并提高了CH3OH的转化率,在110 ℃常压和空速300 h-1的条件下,CH3OH转化率可达13.9%,DMC选择性可达90.1%.

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制备过程中缓冲溶液对Pt-Ru/C电催化剂性能的影响

王振波;尹鸽平;史鹏飞

2005, 26 (10): 923-928.

摘要 ( 1719 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(387KB) ( 867 )

采用浸渍还原法制备了Pt-Ru/C直接甲醇燃料电池阳极催化剂. 为了提高催化剂的活性,使用乙酸钠和氢氧化钠缓冲溶液来调节反应溶液的pH值,考察了缓冲溶液对催化剂性能的影响; 通过XRD和TEM技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析; 并利用玻碳电极测试了催化剂在0.5 mol/L CH3OH和0.5 mol/L H2SO4混合溶液中的循环伏安曲线和阶跃电位曲线,考察了催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响. 结果表明,用乙酸钠和氢氧化钠缓冲溶液调节反应溶液pH值所得催化剂的性能优于用NaOH调节反应溶液pH值所得的催化剂. 缓冲溶液pH值对催化剂性能有较大影响,使用pH值为12的缓冲溶液所制备的催化剂性能最佳, Pt-Ru颗粒在碳载体上分散均匀,其最小粒径为4.2 nm. 还原温度对缓冲溶液作用的发挥有一定影响,还原温度升高会使溶液的pH值下降,不利于缓冲溶液作用的发挥.

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Ni-Al2O3催化剂上丙烷选择性还原NO

张淑娟;李兰冬;章福祥;薛斌;关乃佳

2005, 26 (10): 929-932.

摘要 ( 1436 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(309KB) ( 826 )

以机械混合法、浸渍法和共沉淀法分别制备了4%Ni-Al2O3催化剂,并用X射线衍射、程序升温还原、紫外-可见漫反射光谱和N2吸附等方法对催化剂的体相和表面结构进行了表征,系统考察了制备方法及焙烧温度对Ni-Al2O3催化剂催化丙烷选择性还原NO性能的影响. 结果表明, Ni-Al2O3中存在NiO和NiAl2O4两种镍相,前者是丙烷氧化活性中心,后者是NO选择性催化还原的活性中心. 共沉淀法制备的催化剂活性最好, 550 ℃焙烧的Ni-Al2O3催化剂在反应温度为450和500 ℃时NO转化率接近100%.

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