催化学报

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纳米Fe2O3-K2O催化剂的制备及其催化乙苯脱氢性能

相彬;徐恒泳;李文钊

2007, 28 (10): 841-843.

摘要 ( 2047 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(245KB) ( 993 )

采用浸渍-热分解法制备了纳米Fe2O3-K2O催化剂,并在常压和520～580 ℃的条件下,考察了其对乙苯催化脱氢反应的催化性能. 结果发现,纳米Fe2O3-K2O催化剂表现出很好的活性和稳定性. 在550 ℃, N2/H2O/乙苯摩尔比为30.7/10/1和WHSV=0.43 h-1的条件下,纳米Fe2O3-K2O催化乙苯脱氢的转化率为71.9%, 苯乙烯选择性为91.1%. 透射电子显微镜和X射线衍射测试结果表明,氧化铁的粒径为10～14 nm. 催化剂的尖晶石结构和高比表面积是其表现出高催化性能的主要原因.

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尿素燃烧法制备Cu-Ce-O催化剂用于消除CO

胡涛;杨建;赵军;王丹君;宋焕玲;丑凌军

2007, 28 (10): 844-846.

摘要 ( 2250 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用尿素燃烧法制备了Cu-Ce-O催化剂,考察了不经过焙烧处理的催化剂在干、湿两种气氛下催化CO选择氧化消除反应. 结果表明,在燃料电池电极工作温度区间内, Cu-Ce-O催化剂表现出良好的活性和选择性. 在模拟真实气体气氛下,在130 ℃时催化剂上CO的转化率达到99.3%, CO2选择性也高达75%. X射线衍射和扫描电镜表征结果显示,催化剂表面存在着纳米级、高分散的铜物种.

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铱催化3-羟甲基-2H-苯并吡喃类化合物的不对称氢化

刘启宾;周永贵

2007, 28 (10): 847-849.

摘要 ( 2047 ) [Full Text(HTML)] ()

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从(1R,2S)-环己烷吡啶醇出发,合成了具有不同轴手性的反式环己烷骨架铱络合物,并将其应用于3-羟甲基-2H-苯并吡喃的不对称氢化中. 结果表明,当以Ir-8为催化剂,二氯甲烷为溶剂,氢气压力5 MPa, 室温反应16 h时,可以取得极好的反应活性,产物最高对映选择性可达94%.

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载体焙烧温度对NOx储存还原催化剂K/Pt/TiO2-ZrO2结构与性能的影响

刘咏;孟明;郭丽红;查宇清

2007, 28 (10): 850-856.

摘要 ( 2247 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用共沉淀法制备出TiO2-ZrO2复合氧化物载体,然后用分步浸渍法制备出K/Pt/TiO2-ZrO2催化剂,考察了载体焙烧温度对催化剂结构和储存氮氧化物性能的影响. X射线衍射结果表明, 500 ℃焙烧载体后催化剂样品为无定形结构, 650 ℃焙烧时开始出现ZrTiO4晶体,并随焙烧温度提高晶形越来越好. NH3程序升温脱附结果表明, 500 ℃焙烧的载体有最大的酸量,但随焙烧温度升高,酸量显著下降,1000℃焙烧后,载体基本无酸性. 比表面积和NOx储存量测定结果表明,样品对NOx的储存能力与比表面积之间无顺变关系,载体于500 ℃焙烧的样品对NOx的储存性能最差,而于800 ℃焙烧的样品储存性能最佳. 原位漫反射傅里叶变换红外光谱结果表明,载体于500 ℃焙烧的样品中NOx以自由NO-3以及单齿或双齿硝酸根离子的形式存在,而在其它温度焙烧时,只检测到自由的NO-3物种. 焙烧温度不仅影响载体的结构和酸碱性,而且影响载体与负载组分间的相互作用,载体表面羟基与K2CO3相互作用形成稳定的-OK基团对NOx储存不利,而高分散的K2CO3相则有利于将NOx物种以硝酸盐的形式储存起来.

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小晶粒SAPO-11分子筛的合成及其催化异构化性能

张胜振;陈胜利;董鹏;纪智勇;赵俊颖;徐克琪

2007, 28 (10): 857-864.

摘要 ( 2082 ) [Full Text(HTML)] ()

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在常规静态水热法的基础上,不使用除有机模板剂以外的其它有机物,通过调整反应物凝胶的老化处理条件,可以合成出结晶良好的小晶粒SAPO-11分子筛,晶粒尺寸由常规方法合成的5～15 μm减小至400～500 nm; 采用改进方法合成的小晶粒SAPO-11分子筛具有较大的外比表面积. 小晶粒Pt/SAPO-11分子筛催化剂对正十六烷临氢异构化反应的活性和选择性均明显高于常规方法合成的催化剂.

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金属-载体相互作用对CH4/CO2重整反应中Rh基催化剂抗积炭性能的影响

王锐;刘雪斌;陈燕馨;李文钊;徐恒泳

2007, 28 (10): 865-869.

摘要 ( 2140 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了Rh/Al2O3, Rh/SiO2和Rh/CeO2催化剂上金属-载体间相互作用对CH4/CO2重整反应抗积炭性能的影响,并与反应前后催化剂的程序升温还原和程序升温氧化(TPO)测试结果相关联. 实验发现, Rh与Al2O3和SiO2载体间的相互作用越强,催化剂还原后Rh的分散度越高,晶粒越小,高分散的Rh表面生成的碳物种CHx越多,其作为活泼的反应中间体越易与CO2反应生成CO和H2. 而游离态的Rh还原后晶粒较大,生成的碳物种与CO2反应能力较低,从而导致催化剂失活. TPO和CO2脉冲实验结果表明,反应过程中Rh/CeO2催化剂上反应生成的CHx物种比Rh/Al2O3和Rh/SiO2上的CHx物种更活泼. 同时由于Rh-CeO2间独特的相互作用,部分CeO2还原后生成CeO2-x和氧空位,促进CO2分子的活化解离,导致生成的表面氧容易与CHx反应,从而抑制催化剂积炭.

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碱性直接醇燃料电池非铂阳极催化剂

陈酉贵;庄林;陆君涛

2007, 28 (10): 870-874.

摘要 ( 1973 ) [Full Text(HTML)] ()

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以纳米Pd, Pd-Ru, Au和Au-Ru为碱性直接醇燃料电池非Pt阳极催化剂,考察了其对甲醇、乙醇和乙二醇的电氧化性能. 结果表明, Pd在酸中对醇电氧化的催化活性很低,但在碱中表现出较高的催化活性,起波电势约为0.4 V(vs RHE); 引入Ru助催化剂后,起波电势负移约0.15 V; Pd-Ru对乙醇的电氧化表现出很高的活性,在0.3～0.4 V电势范围内其活性为Pt-Ru的4倍. Au在酸中几乎不催化醇类分子的电氧化,但在碱中表现出一定的催化活性,在高于0.6 V(vs RHE)的电势范围内可观察到醇氧化阳极电流. Au-Ru的催化活性高于Au, 但起波电势没有明显负移,这可能表明当电势不足够正时醇分子在Au表面的吸附脱氢步骤是速率控制步骤.

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硫醚功能化离子液体固定纳米金粒子的制备及其催化性能

李标模;喻宁亚;王平军;金勇;银董红;

2007, 28 (10): 875-879.

摘要 ( 2171 ) [Full Text(HTML)] ()

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合成了一种新型的硫醚功能化离子液体(TFIL), 以其为稳定剂在1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸离子液体中制备了TFIL固定的纳米金粒子(GNP-TFIL)催化剂. 采用红外光谱、紫外-可见光谱和透射电子显微镜等方法对GNP-TFIL催化剂进行了表征. 结果表明, TFIL在固定纳米金粒子之后仍保持着离子液体的基本结构; 纳米金粒子的分布均匀,粒径为2.0～3.6 nm. GNP-TFIL催化剂对苯乙烯环氧化反应具有较高的催化活性,且可以重复使用. 在45 ℃下反应6 h时,苯乙烯的转化率和环氧苯乙烷的选择性分别可达100%和88.5%.

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电催化活化二氧化碳合成苯氨基甲酸乙酯

钮东方;徐承天;张丽;罗仪文;张凯;陆嘉星

2007, 28 (10): 880-884.

摘要 ( 2267 ) [Full Text(HTML)] ()

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在常温常压下,通过循环伏安法探讨了Ni(bpy)3Cl2催化剂对CO2间接电化学活化的机理及CO2与苯胺、碘乙烷合成苯氨基甲酸乙酯的反应机理. 结果表明, Ni(bpy)3Cl2催化剂对CO2的活化具有很高的催化效率, DMF溶液中加入Ni(bpy)3Cl2催化剂可使CO2的电化学还原电位由-2.3V移到-1.6V, 从而可大大改善合成苯氨基甲酸乙酯反应的条件,苯氨基甲酸乙酯的选择性可达100%. 考察了催化剂用量、电解电位、工作电极材料、温度和支持电解质及通电量对苯氨基甲酸乙酯收率的影响. 结果表明,在优化的条件下,苯氨基甲酸乙酯的收率为60.8%.

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纳米ZnO-TiO2复合半导体的La3+改性及其光催化活性

程刚;周孝德;李艳;仝攀瑞;王理明

2007, 28 (10): 885-889.

摘要 ( 2344 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶-凝胶法对纳米ZnO-TiO2复合半导体进行了La3+改性,用热重-差示扫描量热、扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱分析了La3+/ZnO-TiO2的晶化温度和微晶结构,并以活性艳红K-2BP为模型降解物,在固定催化剂投加量和通气量条件下考察了La3+掺杂量和煅烧温度对La3+/ZnO-TiO2光催化活性的影响. 结果表明, La3+掺杂使ZnO-TiO2晶型转变温度提高,衍射峰蓝移且峰强度减弱,晶粒进一步减小. La3+掺杂量为0.5%, 煅烧温度为500 ℃, 40 min时对活性艳红K-2BP的降解率为100%, 表观反应速率常数k值达到了0.182 min-1, 为不掺La3+的ZnO-TiO2复合半导体的1.4倍.

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超临界抗溶剂法制备纳米氧化铝颗粒

何春燕;姜浩锡;张敏华

2007, 28 (10): 890-894.

摘要 ( 2231 ) [Full Text(HTML)] ()

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以CO2为抗溶剂介质,无水乙醇为溶剂,采用超临界抗溶剂法制备了Al2O3前驱体硝酸铝纳米颗粒,考察了温度和溶液浓度等因素对制备过程的影响,并通过焙烧前驱体硝酸铝制得了纳米Al2O3球形颗粒. 采用热重-质谱、X射线衍射、透射电镜和场发射透射电镜对所制备的硝酸铝和Al2O3纳米颗粒进行了表征,并用H2程序升温还原技术初步考察了纳米Al2O3负载Ni催化剂的还原性能,发现纳米Al2O3比一般Al2O3载体对活性组分Ni具有更好的分散性能.

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TS-1分子筛的无机法合成及其催化苯酚羟基化性能

张海娇;姚明恺;谢伟;刘月明;吴鹏

2007, 28 (10): 895-899.

摘要 ( 2339 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(369KB) ( 840 )

以无机固体硅胶和硫酸钛为原料,利用无机盐在多孔载体表面自发分散的基本原理,通过热处理先形成具有类似于钛硅分子筛Si-O-Ti键的无机SiO2-TiO2前驱体,然后以四丙基氢氧化铵为模板剂,通过水热晶化成功合成了TS-1分子筛. X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱表征表明, SiO2-TiO2前驱体中钛主要呈高分散状态,其中高分散的钛在水热晶化过程中基本进入了TS-1分子筛骨架,而以锐钛矿相存在的钛则基本不变. 当SiO2-TiO2前驱体处理温度为450 ℃, SiO2/TiO2摩尔比为40, 晶化温度为160～170 ℃, 晶化时间为48～72 h时,合成的TS-1分子筛对苯酚羟基化反应的催化活性最好,与经典有机法合成的TS-1分子筛的催化活性相当.

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聚苯胺修饰Pt/C催化剂对质子交换膜燃料电池动态响应的促进作用

甘全全;徐洪峰;张茂峰

2007, 28 (10): 900-904.

摘要 ( 2094 ) [Full Text(HTML)] ()

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将超级电容器材料聚苯胺引入电极催化剂中以缓冲燃料电池负载的变化. 以硫酸为掺杂剂,将化学法合成的聚苯胺(PANI)与Pt/C超声分散混合,制成PANI-Pt/C催化剂. PANI-Pt/C的循环伏安测试和作为质子交换膜燃料电池阴极电催化剂的电池性能测试表明, PANI含量为10%时能够提高Pt/C催化剂对氧的还原动力学速度和燃料电池放电性能. 电池在不同电流负载下的电压动态响应和对电池脉冲电流的动态响应以及PANI-Pt/C催化剂多电位电势阶跃计时电流测试显示,聚苯胺在催化剂中具有在瞬间电流负载时缓冲电池电压和电池大电流放电时平稳电压的作用.

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硼硫共掺杂TiO2的光催化性能及掺杂机理

魏凤玉;倪良锁

2007, 28 (10): 905-909.

摘要 ( 2318 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用水热法制备了硼硫共掺杂的TiO2光催化剂(TiO2-B-S), 并用其光催化降解甲基橙. 结果表明,在240 ℃下水热反应12 h时制得的TiO2-B-S具有较高的催化活性,紫外光照射50 min和太阳光照射230 min时对甲基橙的降解率分别达99.8%和81%. X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等研究表明, TiO2-B-S为锐钛矿晶型,硫硼掺杂能抑制TiO2粒径的生长; TiO2-B-S同时具有较高的紫外光和可见光活性的原因可能是掺杂的硼以B3+进入晶格中,导致TiO2晶格畸变,带隙变窄. 掺杂的硼和硫还提高了TiO2的表面酸度和对可见光的吸收.

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MCM-41分子筛的表面修饰及其催化合成乙酸异戊酯

陈静;韩梅;李桂云;王锦堂

2007, 28 (10): 910-914.

摘要 ( 2131 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过后合成处理将苄基、三甲基硅烷基和磺酸基接枝到MCM-41分子筛上,制备了一种新型的有机-无机杂化S-B-MCM-41催化剂. 采用X射线衍射、低温N2吸附-脱附和酸碱滴定对样品的结构和质子酸量进行了表征和测定. 结果表明, S-B-MCM-41催化剂较好地保持了MCM-41分子筛的介孔结构, BET比表面积高达798 m2/g, 质子酸量为4.0 mmol/g. 将S-B-MCM-41催化剂用于乙酸与异戊醇合成乙酸异戊酯的反应,考察了各种反应条件对酯化率的影响. 在乙酸用量为0.1 mol, 异戊醇用量为0.15 mol, 催化剂用量为0.2 g, 带水剂甲苯为15 ml, 反应温度为110～125 ℃, 反应时间为2 h的优化条件下S-B-MCM-41上的酯化率可达99%以上; 而MCM-41分子筛上的酯化率仅为54%. 经3次重复使用后, S-B-MCM-41催化剂上的酯化率依然保持在90%以上. 初步探讨了S-B-MCM-41催化剂催化合成乙酸异戊酯的反应机理.

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溴过氧化物酶催化环己烯环氧化反应

于瑶;靳艳;吴佩春;张卫

2007, 28 (10): 915-918.

摘要 ( 2104 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了分离自珊瑚藻(Corallina officinalis)的溴过氧化物酶在水-有机两相体系中催化环己烯环氧化的反应. 考察了氧化剂种类与添加方式、pH、反应温度、酶浓度及KBr浓度等条件对环氧化反应的影响. 最佳反应条件为: 反应温度55 ℃, 在含有50 mmol/L KBr和32 U/ml溴过氧化物酶的pH 6.0的Tris-HCl缓冲液中,每隔10 min补加50 μl的2.29 mol/L H2O2. 在此反应条件下,环氧环己烷的收率达到41.5%, 选择性为82.2%.

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几种分子筛催化剂对丁烯-2齐聚反应的催化性能

刘姝;;王立刚;刘宏超;孙新德;刘中民

2007, 28 (10): 919-924.

摘要 ( 2049 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用连续固定床反应器,考察了几种具有不同酸性和孔道尺寸的分子筛催化剂上丁烯-2齐聚反应的性能,并与固体磷酸(SPA)催化剂进行了对比. 结果表明,分子筛催化剂的酸性和孔道尺寸是影响丁烯-2齐聚反应活性和选择性的重要因素. 具有八元环孔道的分子筛的扩散阻力大,反应活性很低; 十二元环分子筛的孔道降低了扩散阻力,有利于提高催化剂的低温活性和C=9+选择性; 十元环分子筛的孔道尺寸和强酸中心可以提高催化剂的活性,促进C=9+生成. SPA催化剂上C=9+选择性低于30%, 而具有强酸中心的十元环ZSM-5和ZSM-22分子筛,以及十二元环β分子筛催化剂上可高达50%以上,这说明分子筛催化剂具有更好的齐聚催化性能.

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硅对铁基费-托合成催化剂的影响

王维佳;李金林;罗明生

2007, 28 (10): 925-930.

摘要 ( 2105 ) [Full Text(HTML)] ()

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用共沉淀法制备了一系列不同硅含量的铁基催化剂,采用N2吸附和原位X射线衍射对催化剂进行了表征,在固定床反应器中考察了催化剂的费-托合成反应活性、选择性和稳定性. 结果表明,含硅的催化剂具有较大的比表面积和较小的平均孔径,在CO还原及费-托合成反应中生成的碳化铁物种的稳定性比不含硅的催化剂高. 在费-托合成反应中,不含硅的催化剂具有较高的初始活性,但易失活; 含硅的催化剂具有较低的初始活性,但稳定性较高. Fe7C3是活性最高的碳化铁物种. 随着硅含量的增加,催化剂的费-托合成反应更易生成低碳数产物.

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