催化学报

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水-丁醇两相介质合成SAPO-11和MgAPO-11分子筛

杨晓梅;徐竹生;马怀军;徐云鹏;田志坚;林励吾

2007, 28 (3): 187-189.

摘要 ( 1939 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(235KB) ( 1025 )

在水-丁醇两相介质中合成了SAPO-11和MgAPO-11分子筛. 水-丁醇两相介质有利于在SAPO-11中引入更多的Si, 从而产生较多的酸性位,以所得SAPO-11为载体的Pt催化剂在正十二烷临氢异构化反应中表现出较高的催化活性. 相反,水-丁醇两相介质不利于Mg进入分子筛骨架,导致MgAPO-11上的酸性位减少,Pt/MgAPO-11催化剂的催化活性降低.

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钒-铜复合氧化物催化碳酸二甲酯和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

童东绅;陈彤;姚洁;王越;王公应;石大川;李正;陈志明

2007, 28 (3): 190-192.

摘要 ( 2184 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(181KB) ( 1044 )

采用共沉淀法制备了一种用于碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的新型钒-铜复合氧化物催化剂. 考察了V/Cu配比对催化剂性能的影响以及催化剂的重复使用效果,并用X射线衍射对催化剂的结构进行了表征. 结果发现,在焙烧温度为550 ℃, V∶Cu摩尔比为4∶1条件下制得催化剂的活性最高,该催化剂上苯酚的转化率为37.0%, 甲基苯基碳酸酯及碳酸二苯酯的总选择性为96.8%. 由X射线衍射表征结果可知,该催化剂的物相组成为V2O5和CuV2O6. 催化剂使用三次后苯酚转化率从37.0%降至23.7%, 多次重复使用后的催化剂在空气气氛中焙烧即可再生,再生催化剂的催化性能几乎和新鲜催化剂相当,其苯酚转化率达到36.2%.

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载体对Ni基催化剂催化甲烷三重整反应性能的影响

姜洪涛;李会泉;张懿

2007, 28 (3): 193-195.

摘要 ( 1938 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了Ni/TiO2, Ni/Mg0.5Ti0.5Ox和Ni/MgO三种催化剂并考察了它们对甲烷三重整反应的催化性能. 结果表明,将Ti引入NiO-MgO体系中可以阻止固溶体的形成,而又不改变Ni的分散度. Ni/TiO2与Ni/MgO的活性随反应时间的延长而降低; Ni/Mg0.5Ti0.5Ox的催化稳定性最好,这与其氧化-还原性以及金属与载体间适度的相互作用有关.

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Ru基氨合成催化剂石墨化炭载体的制备

朱虹;韩文锋;柴海芳;刘化章

2007, 28 (3): 196-200.

摘要 ( 1946 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用X射线衍射、 N2物理吸附和程序升温脱附-质谱等表征手段考察了活性炭经Ar气保护下高温石墨化、 O2-N2混合气氧化和HNO3处理后孔结构及表面基团的变化. 结果表明,活性炭在惰性气氛中高温处理能够部分石墨化,且温度越高,石墨化程度越高. 高温处理后的活性炭纯度和稳定性提高,但其比表面积大幅度减小. 进一步的氧化扩孔处理能在一定程度上恢复石墨化活性炭的比表面积和孔结构. 随后的HNO3处理可以使石墨化活性炭表面的含氧基团增加,改变载体的浸润性能,有利于催化剂活性组分的分散及催化活性的提高.

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Pt改性分子筛催化剂上丙烷与苯的烷基化反应

黄学庆;;孙新德;朱书魁;刘中民

2007, 28 (3): 201-204.

摘要 ( 2038 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了不同分子筛负载的Pt催化剂上丙烷与苯的烷基化反应. 结果表明, Pt/HZSM-5具有较好的催化性能. 在0～0.3%范围内提高Pt负载量可以提高催化剂的催化活性和生成C9以及C10+芳烃的选择性,降低非芳烃产物的选择性. 较低的反应温度、较高的苯/丙烷摩尔比和较高的空速有利于烷基芳烃的生成.

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分子筛对NO和NO2的吸附性能

邢娜;王新平;于青;郭新闻

2007, 28 (3): 205-209.

摘要 ( 2629 ) [Full Text(HTML)] ()

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在常压下研究了多种分子筛上NO和NO2的吸附和脱附情况. 结果表明,有O2存在时, O2与NO生成的NO2可与NO共吸附在分子筛上,显著促进了NO在分子筛特别是Na型分子筛上的吸附. 在所研究的ZSM-5, 13X, SAPO, Y, β和A分子筛中, Hβ分子筛在无氧条件下对NO的吸附能力最; 13X分子筛在有氧条件下对NOx的吸附能力最强,且对NOx的吸附性能具有很好的重复性.

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多壁碳纳米管负载铂的甲苯加氢脱芳催化剂

周敏;林国栋;张鸿斌

2007, 28 (3): 210-216.

摘要 ( 1977 ) [Full Text(HTML)] ()

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以多壁碳纳米管(CNTs)为载体制备了负载型Pt催化剂 Pt/CNTs并将其用于催化甲苯加氢脱芳(HDA)反应. 结果表明,在1.0%Pt/CNTs催化剂上,在0.4 MPa, 373 K, PhCH3/H2摩尔比=6/94和GHSV=120 L/(h·g)的反应条件下,甲苯转化率可达100%, 比反应速率为 0.0523 mmol/(s·m2), 分别是γ-Al2O3和AC负载各自最佳Pt负载量催化剂1.4%Pt/γ-Al2O3 和2.4%Pt/AC上相应值的1.17 和 1.18倍. 甲苯加氢产物全部为甲基环己烷,其他可能的加氢产物均在气相色谱检测限以下. 催化剂的表征研究揭示,用CNTs代替γ-Al2O3或AC作为载体并不会引起所负载Pt催化剂上甲苯HDA反应的表观活化能发生明显变化. 与γ-Al2O3或AC负载的相应催化剂相比,一方面, CNTs负载的Pt催化剂易于在较低温度下还原活化,并且其工作态催化剂表面催化活性Pt物种(Pt0)所占表面Pt摩尔分率有所提高; 另一方面, CNTs负载的Pt催化剂对H2具有较高的吸附/活化和储存能力. 这些促进效应对催化剂HDA活性的提高都有重要贡献.

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纳米晶型MnCo2O4的微波加热法制备及其电催化性能

任志伟;周德璧;屠赛琦

2007, 28 (3): 217-221.

摘要 ( 2417 ) [Full Text(HTML)] ()

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以Co和Mn的醋酸盐为原料,采用共沉淀法制得草酸盐前驱物,加入一定量微波吸波剂乙炔黑后,用微波进行热处理制得复合氧化物MnCo2O4. X射线衍射和扫描电镜结果表明,产物为纳米晶型,结晶良好,纯度较高,粒径为10～20 nm且分布均匀. 在室温下、空气气氛中,以6 mol/L的KOH溶液为电解液测试了由MnCo2O4制备的空气扩散电极对氧还原反应的催化效果. 极化曲线显示,在-0.2 V (vs Hg/HgO)电位下,氧还原反应电流密度达96 mA/cm2. 为显示微波加热法的优越性,用马弗炉煅烧制备了MnCo2O4, 并对两种热处理方法所得产物的物化性能进行了比较.

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Fe-MSU-1介孔分子筛的合成及其催化苯酚羟基化性能

刘红;王志刚;李浩

2007, 28 (3): 222-228.

摘要 ( 1970 ) [Full Text(HTML)] ()

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以月桂醇聚氧乙烯醚为模板剂,在中性条件下成功合成了Fe-MSU-1介孔分子筛. 采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱、电子自旋共振谱、透射电镜、低温N2吸附和电感耦合等离子体原子发射光谱对样品进行了表征. 考察了Fe-MSU-1分子筛在苯酚羟基化反应中的催化性能以及工艺条件对苯酚羟基化反应的影响. 结果表明, Fe3+离子进入了分子筛骨架, Fe-MSU-1分子筛具有均一的蠕虫状介孔结构,平均孔径约为2.9 nm. 在焙烧后的Fe-MSU-1样品中, Fe3+主要以四配位的形式存在,无骨架外Fe2O3物种形成. 以水为溶剂,在苯酚/H2O2摩尔比为3, 反应温度353 K, 反应时间7 h的条件下,苯酚和H2O2的转化率以及苯二酚的选择性分别达到20.4%, 96.9%和99.6%.

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酞菁改性的介孔TiO2的制备及其可见光光催化活性

李晓佩;陈锋;张金龙

2007, 28 (3): 229-233.

摘要 ( 2246 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用软模板法制备了介孔TiO2, 小角XRD和BJH孔径分布测定显示所制备的介孔TiO2具有良好的孔道有序性,平均孔径为4.75 nm. 通过四羧基铜酞菁(CuPcTc)表面吸附改性得到了CuPcTc敏化的介孔TiO2(CuPcTc-TiO2)可见光光催化剂. CuPcTc-TiO2光催化剂在可见光(λ>550 nm)照射下显示了良好的光催化降解荧光素的能力,并且在CuPcTc吸附量(质量分数)为4%时,光催化剂具有最高的可见光光催化活性. 在降解荧光素时, CuPcTc-TiO2显示出比CuPcTc敏化的P25(CuPcTc-P25)催化剂更高的可见光光催化活性.

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Pd/ZnO催化剂的还原及其催化甲醇水蒸气重整制氢

王艳华;张敬畅;徐恒泳;白雪峰

2007, 28 (3): 234-238.

摘要 ( 2256 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了共沉淀法制备的15.9%Pd/ZnO催化剂的还原对甲醇水蒸气重整制氢反应的影响. 结果显示,当催化剂的还原温度为523～573 K时, 523 K下反应的甲醇转化率达到了41.6%, CO2选择性为94.6%, 出口CO浓度为1.26%. X射线衍射结果显示,当催化剂的还原温度为523 K时PdZn合金开始形成. 还原温度为523～573 K范围内催化剂活性的提高归因于 5～14 nm PdZn合金粒子的存在. 用程序升温还原及X射线衍射表征手段探究了还原过程中Pd与ZnO之间的相互作用. 结果表明, Pd/ZnO可能经历了PdO/ZnO→Pd/ZnO→PdZnO1-x/ZnO→PdZn合金/ZnO的还原过程,而部分PdZn合金在反应过程中可重新被氧化成PdZnO1-x. 对反应的活性物种进行了初步探讨.

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纳米Au/ZSM-5催化剂的制备及其对分子氧氧化β-紫罗兰酮的催化性能

彭志光;吕功煊

2007, 28 (3): 239-245.

摘要 ( 2492 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用硝基甲烷还原法制备了一系列不同粒径的纳米Au颗粒,用浸渍法担载于ZSM-5分子筛上制得Au/ZSM-5催化剂,并考察了其对分子氧氧化β-紫罗兰酮的催化性能. 结果发现,该催化剂可以有效地催化分子氧氧化β-紫罗兰酮生成 5,6-环氧-β-紫罗兰酮、 4-氧代-β-紫罗兰酮、 4-羟基-β-紫罗兰酮以及少量的二氢猕猴桃内酯,这些产物均是优质的香料及其前体. 与传统的铬盐催化剂相比,本文制备的催化剂可选择性地将β-紫罗兰酮氧化为环氧化合物,并且反应后催化剂容易分离. 详细探讨了不同载体、氧化剂、溶剂、反应温度和反应时间对β-紫罗兰酮氧化反应的影响. 结果表明,催化剂的催化性能与担载金的颗粒大小密切相关,同时溶剂的性质也对反应有明显影响. 以氯仿为溶剂时催化剂催化性能最好. 催化剂循环使用五次仍具有较高的催化活性.

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Pd/Hβ双功能催化剂上苯加氢烷基化合成环己基苯

邱俊;小村贞一;窐田好浩;杉義弘

2007, 28 (3): 246-250.

摘要 ( 2485 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(352KB) ( 839 )

采用浸渍法制备了Pd/Hβ双功能催化剂,并用其催化苯加氢烷基化反应合成环己基苯,考察了反应温度、反应时间、氢气压力、载体的酸性和催化剂的金属担载量对反应的影响. 结果表明,在2.5 MPa H2、 200 ℃和 3 h 的条件下,苯的转化率为24.3%, 环己基苯的选择性为88.0%. 金属活性位与酸性位之间的平衡是苯加氢烷基化反应的关键. 同时,探讨了苯的加氢烷基化反应机理.

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微乳法合成纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

蒲玉英;方建章;彭峰;李保健;黄垒

2007, 28 (3): 251-256.

摘要 ( 2499 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)/正己醇/环己烷/氨水微乳体系合成了纳米TiO2和SiO2/TiO2复合物,用X射线衍射、红外光谱和透射电镜对其结构进行了表征,并以甲基橙降解评价了其光催化性能,讨论了SiO2/TiO2摩尔比、晶相组成及粒径与光催化活性的关系. 结果表明, SiO2/TiO2催化剂中形成了新的 Ti-O-Si 键和无定形SiO2; 在纳米TiO2中复合SiO2能有效抑制锐钛矿向金红石的转变,增加锐钛矿的稳定性,并阻止TiO2晶粒的聚集生长. 催化剂的光催化活性随金红石含量的增加而降低,加入适量SiO2能明显提高TiO2的光催化活性,其中摩尔比为1/7的SiO2/TiO2光催化活性最高.

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NOx储存-还原催化剂Pt-Pd/BaO/TiAlO的制备及其抗硫性能

陈英;何俊;马玉刚;陈小平;王乐夫;李雪辉

2007, 28 (3): 257-263.

摘要 ( 2341 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(485KB) ( 968 )

采用共沉淀-浸渍法制备了新型催化剂Pt-Pd/BaO/TiAlO, 通过对催化剂进行NOx吸附储存实验、有硫(SO2)和无硫情况下的NOx储存-还原循环实验以及程序升温脱附、程序升温还原、 N2吸附-脱附和X射线衍射等表征分析,考察了该催化剂的储存NOx性能以及抗硫性能. 结果表明,在Pt-Pd/BaO/TiAlO中,复合氧化物TiAlO为储存NOx的组分兼载体, Ti和Al原子比为1∶2时,储存NOx能力最大; BaO (4%)作为助剂不但增加了催化剂的热稳定性,还提高了其储存NOx的能力. 与Pt/BaO/γ-Al2O3相比, Pt-Pd/BaO/TiAlO具有良好的抗硫性能. Pt-Pd/BaO/TiAlO上吸附形成的硫化物稳定性较差,易被还原脱除,这是其抗硫性能良好的原因之一.

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介孔TiO2-SO2-4的合成及表征

沈俊;罗妮;张明俊;田从学;张昭

2007, 28 (3): 264-268.

摘要 ( 2073 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(407KB) ( 946 )

在不使用有机模板剂的条件下,以工业硫酸钛溶液为原料合成了高热稳定的锐钛矿型介孔TiO2-SO2-4. 用X射线衍射、 N2吸附、扫描电镜、 X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱对样品进行了表征,并考察了其光催化性能. 结果表明,硫酸根在焙烧过程中与前驱体介孔偏钛酸孔壁上自由羟基的键合起到了孔结构导向及支撑作用, 500 ℃焙烧后样品仍具有202.2 m2/g的比表面积及2.8 nm的平均孔径. 焙烧产物TiO2-SO2-4中 S=O 的强电子诱导效应不仅使邻近的Ti成为超强酸中心,还使二氧化钛的吸收光谱产生30 nm的红移,光催化活性显著提高.

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玻璃和石英基体上沉积的TiO2薄膜的光催化性能

张文杰;朱圣龙;李瑛;王福会;何红波

2007, 28 (3): 269-273.

摘要 ( 2157 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(420KB) ( 1117 )

采用直流磁控反应溅射法,在玻璃和石英基体上制备了TiO2薄膜. 在氧气流速超过阈值的条件下溅射,能够得到均匀透明的TiO2薄膜. 在玻璃和石英基体上制备的薄膜都由均匀的锐钛矿型氧化钛晶粒组成,在晶粒中间分布着微小的孔隙. 尽管在整个光谱区域内石英基体的透射率都比玻璃基体高,但在两种基体上制备的TiO2薄膜的光谱吸收边沿基本相同. 薄膜中的Ti都以Ti4+形式存在. 两种TiO2薄膜光催化降解甲基橙的能力相差不大.

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Y沸石载体酸量对贵金属催化剂加氢活性和抗硫性能的影响

刘会茹;李建荣;赵地顺;李永丹

2007, 28 (3): 274-280.

摘要 ( 2242 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用水蒸气脱铝获得表面酸量不同的USY载体,并用离子交换法制备了金属(Pd+Pt)含量为1.15%的双金属催化剂. 用NH3的程序升温脱附、 X射线衍射、 N2吸附-脱附和X射线光电子能谱等方法表征了载体和催化剂. 以四氢萘加氢为探针反应, 4,6-二甲基二苯并噻吩为硫源,在固定床反应器中考察了催化剂的活性和耐硫性. 结果表明硫含量为200 μg/g时,载体酸量为626和203 μmol/g的两个催化剂的耐硫性最好,而载体酸量更低和更高的催化剂的耐硫性较差,表明载体的酸量太大或太小都不利于催化剂的抗硫性. X射线能量散射分析表明,酸量大时S在酸性位吸附很多,这可能导致催化剂中毒. 酸量过小的催化剂抗硫性差则与金属中心缺电子效应较小有关.

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甲醇水相重整制氢原位还原苯乙酮制备α-苯乙醇

姜莉;祝一锋;项益智;李小年

2007, 28 (3): 281-286.

摘要 ( 2427 ) [Full Text(HTML)] ()

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在液相状态下,吸热的甲醇水相重整制氢反应和放热的苯乙酮液相加氢反应可使用相同类型的催化剂,并在相近的反应温度和压力条件下进行. 据此,提出利用甲醇水相重整制氢原位还原苯乙酮制备α-苯乙醇,将两个反应偶合形成一种新的苯乙酮加氢还原方法,即苯乙酮液相原位加氢还原法. 通过这种偶合,在Raney Ni催化剂作用下实现了羰基的高选择性还原(α- 苯乙醇选择性可达95%), 同时水相重整过程中甲醇的转化率和氢的选择性也得到明显提高. 实验结果表明,反应条件是影响苯乙酮原位加氢反应性能的重要因素; 优化反应的温度、压力、苯乙酮浓度和原料配比可以提高甲醇水相重整制氢选择性和羰基加氢选择性.

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