催化学报

Select

第41卷第4期目次

2020, 41 (4): 0-0.

摘要 ( 31 )

PDF(3197KB) ( 64 )

Select

中国科学院青年创新促进会专栏

张清德, 张洪章

2020, 41 (4): 533-533. DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63553-7

摘要 ( 62 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(336KB) ( 200 )

Select

压电势构建的内建电场增强光催化和光电催化

刘志荣, 于欣, 李琳琳

2020, 41 (4): 534-549. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63431-5

摘要 ( 284 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(3750KB) ( 704 )

科技的飞速发展和世界人口膨胀带来一系列迫在眉睫的环境问题和能源危机.光催化和光电催化为缓解这些问题提供了绿色、经济有效的途径，已经被开发用于催化降解环境中的有机污染物、二氧化碳还原、水分解制备氢气，把生物质转化为清洁燃料，以及其它反应.通常，具有合适能带位置和带隙的半导体可以吸收太阳光，形成光生电子空穴对，然后转移到光催化剂表面，引发氧化还原反应.然而，有限的太阳光利用率和光诱导电子空穴对的高复合率阻碍了它们的工业化发展.在过去几十年里，研究人员已经制备了许多复合光催化剂，用以将光吸收范围从紫外区拓宽到可见光和近红外区域，如g-C₃N₄，BiVO₄，Fe₂O₃，Ag₃PO₄，WO₃，CdS，Sn₃O₄等.另一方面，还通过多种改性方法促进光生电子和空穴分离，包括表面改性、金属/非金属掺杂和异质结设计等.此外，偏压有助于电子的定向传输.因此，光电催化可以通过光照和偏置电压的协同作用，进一步增强载流子的分离.然而，高效地分离光生载流子仍然是一个巨大的挑战.
近年来，通过压电和铁电效应合理地构建内建电场，以有效地增强载流子分离引起了越来越多的关注.压电体（包括铁电体、压电半导体等）是一类具有非中心对称晶体结构的材料.在机械变形或外加电场作用下，它们的正负电荷中心被分离，产生压电势.压电势可以在金属-半导体接触或半导体异质结的界面处调制载流子的传输.压电材料已被广泛用于调节压电半导体器件的性能，如晶体管、太阳能电池、发光二极管和自供电纳米系统.在光催化和光电催化中，压电半导体和具有永久极化的铁电材料通过构建内建电场在增强载流子分离方面显示出巨大的潜力.本综述总结了压电半导体和铁电材料增强的压电催化（包括光电催化和光电催化）的最新进展.首先，文章介绍了压电和铁电材料的性质以及构建内建电场促进载流子分离的机理.其次，讨论了压电势构建内建电场的具体途径，包括超声波、机械刷/滑动、热应力、水流和铁电永久极化.然后，阐明了具体的潜在应用，例如污染物的降解、杀菌消毒、用于水分解产氢和有机合成.最后，文章对该领域的挑战进行了总结，对压电催化剂未来发展的前景进行了展望.

Select

水滑石衍生的复合氧化物催化氧化挥发性有机气体的研究进展

李双德, 王东东, 武晓峰, 陈运法

2020, 41 (4): 550-560. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63446-7

摘要 ( 152 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1238KB) ( 437 )

挥发性有机化合物（VOCs）是大气颗粒污染物（PM_2.5）和臭氧污染的主要前体物，来源于工业活动（如溶剂使用过程）、汽车尾气以及植物排放等，具有毒性，对人类和自然生命产生危害.催化氧化技术是在催化剂表面，在较低的操作温度（200-450℃）下，将VOCs非均相催化氧化成CO₂和H₂O，是一种最为有效的分解VOCs的方法，具有副产物少，能耗低的优点.VOCs分解用催化剂主要分为贵金属和金属氧化物两大类.贵金属催化剂活性高，但价格昂贵.因此科研工作者一直在诸多方面调控过渡金属氧化物，例如制备方法、组分协同、结构缺陷等，期望获得高活性、低成本的催化剂.
水滑石（LDHs）是一种层状双金属氢氧化物，由带正电荷的金属氢氧化物层板和层间阴离子组成，可以表示为[M_1-x²⁺M_x³⁺（OH）₂]（A^n-）_x/n·mH₂O.鉴于LDHs特有的结构特点，层板元素可调、比例可调等，其在一定温度下煅烧可以得到过渡金属复合氧化物（MMO）材料.由于LDHs的拓扑焙烧转变得到的MMO材料显示出许多利于多相催化反应的优点，如大表面积和多孔性、高热稳定性、良好的金属氧化物分散性等.水滑石基催化材料用于VOCs催化分解也引起了科研工作者的持续关注和研究，文献大多选择苯、甲苯、乙酸乙酯等工业活动中常用的挥发性有机溶剂作为探针分子来评估催化剂的活性、稳定性等参数.本综述将LDHs衍生的VOCs降解催化剂分为4类，整理了其近10年的研究进展：（1）含过渡金属的LDHs焙烧转变成MMO催化剂：系统论述了层板元素组成、层板元素比例、焙烧温度、制备方法等条件对催化活性的影响规律，阐明了不同处理条件下催化剂的物理化学特性（比表面积、孔结构、表面元素价态、氧缺陷、还原性）与催化活性的关联；（2）贵金属/MMO催化剂：比较了贵金属种类、LDHs载体种类、负载方式等因素对催化活性的影响规律，总结了贵金属负载在LDHs载体的优势；（3）核壳型MMO催化剂：分析了在氧化铝球、MOF等载体上原位负载LDHs的方法构筑多级结构的MMO催化剂，利于促进VOCs分解活性；（4）整体型MMO催化剂：满足VOCs分解实际应用，提出铝片基底上原位生长-煅烧制备高活性位点暴露的整体式催化剂的优点.在催化活性基础上着重介绍了水蒸气对活性的影响以及VOCs分解催化机理.同时提出了3点仍需努力的方向：LDHs向MMO拓扑转变机制认识不足；LDHs衍生的催化剂的VOCs分解机制研究不深入；催化剂活性降低-再生研究不透彻.

Select

合成气直接转化制取芳烃研究进展

杨晓丽, 苏雄, 陈德, 张涛, 黄延强

2020, 41 (4): 561-573. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63346-2

摘要 ( 262 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1089KB) ( 615 )

芳烃类化合物是石化行业重要的基础原料.非石油基碳资源经合成气直接转化制取芳烃具有重要的应用前景，但该过程仍存在着芳烃收率低以及催化剂稳定性差等难题.近年来相关工作取得重要进展，研究人员尝试通过高效催化剂的设计和操作条件的优化以获得更好的催化反应性能.本综述首先对该过程进行了热力学分析，并根据催化剂体系对相关研究成果进行分类总结，主要包括改性FT催化剂和复合催化剂.然后，对各类催化剂体系的反应性能特点和机理进行了深入探讨.
改性FT催化剂常采用添加助剂或引入分子筛载体的方法调变反应中间体在传统FT催化剂上的反应路径，以促进芳烃的生成.但是，该过程倾向于生成链烃而致使芳烃选择性受到限制，而且容易形成积炭，催化剂稳定性差.复合催化剂可分为氧化物-分子筛和FT-分子筛催化剂，合成气首先在氧化物或者FT催化剂上生成某些亚稳态中间物种，随后扩散至分子筛孔道内经芳构化转化为芳烃.对于氧化物-分子筛复合催化剂，CO在氧化物上活化并生成醇类（主要是甲醇），随后在分子筛上进行C-C偶联、环化、芳构，生成芳烃.在该串联反应中，由于中间产物的不断转化，不仅使CO加氢反应的平衡右移，提升转化率，而且增加了芳烃的收率与反应的稳定性.另外，该过程CH₄产物的选择性极低.对于FT-分子筛复合催化剂，合成气首先在高温FT催化剂上生成低碳烃类，然后转移至分子筛孔道内进行芳构化，该方法可以获得较高的CO转化率但芳烃选择性仍比较低.
文章还详细描述了针对不同过程的反应器设计，包括单反应器和双反应器.在单反应器中可装填改性FT催化剂或物理混合的复合催化剂.对于复合催化剂，存在两种活性组分的优化反应条件不一致以及混合方式影响反应活性和产物分布等问题.因此，探索更佳的反应工艺条件对于实现合成气直接转化制芳烃的工业应用具有重要意义.双反应器则是将复合催化剂的两种功能组分分开装填，使分步过程分别在各自最佳反应条件下进行，从而避免了不匹配的问题.最后，该综述展望了合成气直接转化制芳烃过程存在的挑战和应用前景，为更好地设计催化剂、构建反应路径和优化工艺条件提供指导.

Select

层状过渡金属氢氧化物应用于碱性氢气析出反应

刘乾锋, 王二东, 孙公权

2020, 41 (4): 574-591. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63458-3

摘要 ( 213 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1395KB) ( 501 )

氢气因为其高质量比活性，环境友好等特点，被公认为是一种很有希望替代化石能源的可再生能源.其中，碱性条件电解水被认为是可大规模生产氢气的技术之一.但氢气析出反应在碱性条件反应速率缓慢，为提升氢气析出反应速率，因此研究者们设计和制备了大量的材料.本文归纳了有效促进碱性条件氢气析出反应速率的关键材料——层状过渡金属氢氧化物的重要研究进展.首先，基于过渡金属氢氧化物的结构，阐述了过渡金属氢氧化物与氢气析出反应活性材料间的协同催化机理.接着，以提升协同催化作用为中心，归纳了基于过渡金属氢氧化物的氢气析出反应催化剂和电极的最近研究进展，分别包含过渡金属氢氧化物和氢气析出反应活性材料的种类、结构、形貌及其相互作用.此外，本文从高活性和长寿命的催化剂和电极设计出发，归纳了最近基于过渡金属氢氧化物的催化剂和电极在水分解领域的进展.最后，本文总结和展望了电解水制氢技术的未来应用和发展中不可避免的一些问题与挑战.
目前，应用于氢析出反应的过渡金属氢氧化物主要集中于镍基、钴基和铁基氢氧化物和其双金属氢氧化物，为层状水滑石结构.因为上述过渡金属氢氧化物弱的氢吸附，所以其析氢活性非常低.但是过渡金属氢氧化物对氢氧根的吸附能力强，其与析氢活性材料复合后能形成协同作用，提升氢析出反应速率.具体而言，当水吸附在析氢活性材料和过渡金属氢氧化物的界面处时，水的氢原子端吸附在析氢活性材料侧，而水的另一端——氢氧根，吸附在过渡金属氢氧化物侧，这样的吸附方式对水的分解具有很强的剪切作用，从而加快碱性氢析出反应的决速步——水分子分解，加快析氢反应速率.为深入理解协同作用和进一步提升协同作用效果，研究者对过渡金属氢氧化物和对应的复合析氢活性材料的种类、结构、形貌和含量，进行了系统深入的研究.结果显示，氢氧化镍和氢氧化钴能明显促进氢析出反应，其中，氢氧化镍更具优势.此外，过渡金属氢氧化物具有较好氧析出活性，所以合适的过渡金属氢氧化物与析氢活性材料复合后，可制备氢析出反应和氧析出反应的双功能催化剂和电极.

Select

Sr掺杂钙钛矿体系中高活性氧析出反应机制

宋三召, 周靖, 孙健, 张诗雨, 林逍, Zhiwei Hu, 胡钧, 张林娟, 王建强

2020, 41 (4): 592-597. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63441-8

摘要 ( 196 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1765KB) ( 383 )
Supporting Information

析氧反应（oxygen evolution reaction，OER）是电催化分解水、二氧化碳还原、金属-空气电池以及燃料电池等能源转化及存储技术的关键过程，因此被广泛关注和研究.OER过程涉及四个电子转移，是动力学迟滞过程，具有较大的过电位，此外OER催化反应的同时也可能改变电极表面状态，故其机理的研究十分困难.设计和开发高效OER催化剂材料是提高电解水效率的关键.最近的研究发现反应后催化剂表面会发生重构，进而形成无定形层，该无定形层被认为会改善催化活性.我们的前期研究也发现了表面不饱和配位无定形层的存在，但对于重构机制尚没有明确的解释.本文在上述研究基础上，利用熔盐法合成了一系列具有多孔结构的不同Sr含量的LaCo_0.8Fe_0.2O_3-δ钙钛矿材料，通过电化学装置测试其催化活性，并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、比表面积测试（BET）和软硬X射线吸收谱技术等表征手段对其进行了深入探索.
XRD测试结果表明，Sr掺杂LaCo_0.8Fe_0.2O_3-δ钙钛矿材料的主峰随着Sr含量增加向低角度偏移，这是由于Sr的离子半径较La的大.SEM和BET测试结果表明，不同Sr含量样品均表现出多孔的钙钛矿结构，并具有相似的比表面积，说明Sr含量变化不影响催化剂的形貌和比表面积.利用硬X射线吸收谱对体相Co和Fe元素的价态进行了研究，发现随着Sr含量的增加，Co和Fe离子的价态没有明显变化.类似地，利用软X射线吸收谱对表面层Co和Fe价态进行的研究发现，Co和Fe均表现出+3价，但在氧元素的K边吸收谱上观察到明显的氧空穴存在.电化学测试结果表明，催化剂的活性随Sr含量增加而增大.总之，随着Sr的掺杂，催化剂形貌及活性元素价态均无明显变化，但样品的电化学性能却发生了明显改善，这意味着尚有其它因素影响催化剂活性.利用HRTEM对OER反应前后的样品进行了形貌分析，发现在OER反应后Sr掺杂的催化剂表面出现了明显的无定形层，而无Sr掺杂的样品反应前后几乎未观察到表面形貌的变化.由此我们推断，Sr掺杂可诱导催化剂表面出现无定形层，进而提高OER反应活性.因此，在LaCo_0.8Fe_0.2O_3-δ钙钛矿材料体系中，Sr掺杂是影响OER催化剂表面重构和制约催化活性的关键.

Select

铂负载二氧化钛光催化剂在单波长下苯乙炔高选择性加氢

连菊红, 柴玉超, 祁育, 郭向阳, 关乃佳, 李兰冬, 章福祥

2020, 41 (4): 598-603. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63453-4

摘要 ( 159 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1150KB) ( 1456 )
Supporting Information

苯乙烯是一种非常重要的化工原料，它是工业上生产聚苯乙烯、树脂和丁苯橡胶的重要单体，而苯乙烯单体中经常含有苯乙炔杂质，影响苯乙烯的聚合性能，因此研究苯乙炔选择性加氢生成苯乙烯具有十分重要的工业意义.传统的热催化苯乙炔加氢反应会用到易燃易爆的氢气，引起操作的危险性，因此，开发具有环境友好型的加氢反应体系具有很重要的意义.光催化加氢反应利用光生电子强的还原能力，还原质子产生活性的氢物种加氢，相较于传统的热催化使用氢气作为加氢源加氢，能够在温和的条件下实现高选择性加氢.基于此，本文利用Pt/TiO₂作为光催化剂，甲醇作为加氢源实现了在385nm单波长光照下苯乙炔的高选择性加氢.
首先，我们利用光沉积的方法将Pt负载在TiO₂的表面，通过透射电子显微镜图像和紫外可见吸收光谱表征了负载在TiO₂表面Pt的颗粒分布和光学性质.结果表明负载的Pt的颗粒大约在5nm左右，Pt的负载改变了TiO₂在可见光区的吸收性能.XPS结果显示，通过光沉积得到的Pt的价态为金属态和氧化态共存.光催化苯乙炔加氢实验表明，Pt/TiO₂催化剂在室温常压条件下不仅具有高的苯乙炔光催化转化率，当光照达8h后，苯乙炔完全转化，而且在6h之内苯乙烯选择性保持在91.3%，具有高的苯乙烯选择性.通过对负载的Pt的含量进行了优化，筛选出当Pt的负载量为1wt%时，苯乙炔的转化率最高.为了对比，利用传统热催化的方法氢气作为加氢源进行了苯乙炔加氢实验，结果发现，使用氢气作为加氢源时，虽然苯乙炔的转化率为100%，但产物是过加氢的产物乙苯.这主要是因为在光催化反应过程中，TiO₂导带上的电子迁移至Pt颗粒上，导致Pt的电子密度增加，Pt颗粒表面高的电子密度有利于加氢中间产物苯乙烯的脱附，因此，在光催化加氢过程中不会发生过加氢反应，具有高的苯乙烯选择性.同时，扩展实验表明，Pt/TiO₂光催化剂对其他类型的炔烃加氢也具有高的选择性，表明Pt/TiO₂光催化炔烃加氢具有普适性.由此可见，光催化炔烃加氢未来将成为一种环境友好而高效的方法.

Select

无溶剂路线制备分子筛封装的钴基催化剂及其在费托合成制汽油反应中的应用

Mudassar Javed, 程世林, 张桂华, Cederick Cyril Amoo, 汪婧妍, 吕鹏, 吕成学, 邢闯, 孙剑, 椿范立

2020, 41 (4): 604-612. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63436-4

摘要 ( 179 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1146KB) ( 362 )

自2012年浙江大学肖丰收教授（J.Am.Chem.Soc.，2012，134，15173-15176）首次提出无溶剂法合成分子筛以来，该路线已备受关注.无溶剂合成分子筛方法具有废液少、产率高、安全系数高等优点.本文针对合成气经费托路线（FTS）一步法制备富含异构烷烃汽油馏分的研究，通过无溶剂研磨法制备了分子筛封装金属催化剂.一般来说，烷烃异构化催化剂的性能主要取决于分子筛的孔道结构及其酸性，其次是分子筛晶粒大小、结晶度和表面性质等因素.本文对比了三种具有相同拓扑结构的MFI分子筛（Silicalite-1，HZSM-5和NaZSM-5）对汽油和异构烷烃选择性的影响规律.结果显示，在CO转化率（~30%）近似相同的情况下，具有最弱酸性的Silicalite-1封装的Co颗粒表现出最高的汽油选择性（~70%）和异构烷烃选择性（~30.7%）.这意味着正构烷烃异构化反应只需要弱酸即可实现，较强的酸性则会使其发生过度裂解反应.Py-IR谱图显示，Silicalite-1在1445cm^-1附近的L酸是区别于NaZSM-5和HZSM-5的一个重要酸性位，可作为FTS路线制备富含异构烷烃汽油的一个关键参数.另外，与封装型（Co@MFI）催化剂相比，浸渍型催化剂（Co/MFI）的汽油选择性明显偏低，可能与金属活性位与分子筛酸性位之间的距离有直接关系.因此，无溶剂合成分子筛是一条具有前景和适宜放大的催化剂合成路线.
对于合成气经费托路线制取富含异构烷烃汽油反应，正构烷烃在分子筛催化剂上的裂解和异构化之间的竞争反应是核心问题.未来有待突破的研究方向包括：（1）多支链异构烷烃的合成，目前对于有效调控多支链烷烃的生成关注较少；（2）反应路线的设计，合成气经甲醇路线，联合甲醇制汽油（MTG）反应获得异构烷烃；（3）裂解反应的抑制；（4）分子筛孔道/笼对异构烷烃选择性的调控机制.

Select

氢氧化铁负载亚纳米铂族金属催化剂室温湿氧化消除CO

关红玲, 陈洋, 阮崇焱, 林坚, 苏杨, 王晓东, 屈凌波

2020, 41 (4): 613-621. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63489-3

摘要 ( 102 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(985KB) ( 268 )

室温条件下高效消除CO具有重要的意义，但目前仍具有极大的挑战.考虑到实际应用环境中存在的水汽，实现具有应用价值的CO消除过程的关键是设计耐湿性好，且能够在室温甚至更低温度下具有较高CO氧化活性的催化剂.以Hopcalite （Cu-Mn-O_x）和Co₃O₄为代表的氧化物和负载型Au基催化剂具有优异的低温CO氧化活性，但存在耐湿性差、催化性能重复性不好等缺点，因而限制了其实际应用.铂族金属催化剂凭借优异的稳定性和耐湿性成为目前最广泛应用的尾气净化催化剂.但是由于铂金属位点强吸附CO的毒化作用，CO氧化工作温度多在200℃以上，从而限制了其在室内空气净化、燃料电池工业氢源净化以及汽车发动机冷启动阶段尾气净化等过程中的实际应用.研究人员尝试调节金属粒子尺寸、金属-载体界面、双金属结构及助剂效应等以促进O₂的活化或者削弱CO的吸附，尽管取得了一定的进展，但仍缺少一种具有普适性和实际CO消除应用前景的铂族金属基催化体系.本文利用新型Fe(OH）_x负载亚纳米Rh催化剂作为室温条件下CO湿氧化的典型例子，研究H₂O对CO氧化反应的影响并探索其反应机制，旨在为发展实际可用的CO氧化消除催化体系提供参考.
活性测试结果表明，H₂O的存在可以大幅提高Fe(OH）_x负载亚纳米Rh催化剂的CO氧化速率，并在室温条件下实现CO的长效稳定消除；而相似共沉淀法制备的Rh/Al₂O₃催化剂上H₂O并没有促进CO氧化.原位红外表征发现，Fe(OH）_x在湿氧化CO过程中的重要作用在于为O₂和H₂O的吸附提供位点，促进二者反应生成羟基物种，并与亚纳米Rh团簇上吸附的CO反应生成CO₂.此外，H₂O的存在使得CO氧化的表观活化能由22降至9kJ mol^-1，说明反应路径或决速步骤由CO+O转变为反应能垒更低的CO+OH，从而大幅提高了CO氧化反应速率和反应活性.随后，时间分辨CO滴定红外实验证明，Rh/Fe(OH）_x催化剂表面OH可以与CO反应生成CO₂，而Al₂O₃负载的纳米Rh催化剂则不能，从而进一步揭示了Fe(OH）_x载体在高效湿氧化消除CO过程中的重要作用.最后，通过拓展实验证明该反应机理可以适用于Fe(OH）_x负载的其它铂族金属催化剂，提供了一种具有普适性和实际CO消除应用前景的铂族金属基催化体系.

Select

无溶剂熔融辅助法合成SAPO-11及其在长链烷烃加氢异构反应的应用

余淦, 陈新庆, 薛文杰, 葛丽霞, 王婷, 丘明煌, 魏伟, 高鹏, 孙予罕

2020, 41 (4): 622-630. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63466-2

摘要 ( 119 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1198KB) ( 327 )

长链正构烷烃加氢异构化是润滑油基础油生产的有效方法，可有效改善润滑油的低温物理化学性质.在具有酸位点的载体上负载具有加氢脱氢功能的贵金属制备双功能催化剂得到了广泛研究.SAPO-11分子筛具有一维的孔结构和适宜的酸度，在加氢异构反应中扮演着重要角色.根据加氢异构反应的孔口机理和锁钥机理，位于分子筛晶体外层附近的Brönsted酸位点，对正链烷烃碳骨架的异构化起主要作用.因此，优化分子筛载体的物理化学性质是提高加氢异构性能的关键.近年来，以酸或碱作为蚀刻剂的后处理方法已被广泛用于改变分子筛的物理化学性质.然而，目前的后处理方法主要涉及酸性或碱性水溶液，产生大量废水.此外，蚀刻溶液的使用也导致分子筛的低产率.鉴于此，我们提出了采用无溶剂熔融辅助合成法来处理SAPO-11分子筛，并将其应用于加氢异构反应.该方法以固体草酸作为蚀刻剂，通过与分子筛原粉机械搅拌混合均匀后，直接在水热反应釜中反应，处理过程不会有废水产生.本文以不同量的固体草酸处理原粉，处理得到的样品负载0.5 wt% Pt金属制备一系列贵金属/分子筛双功能催化剂，以正十二烷作为模型反应物，研究制备的催化剂在不同实验条件下的加氢异构化性能.
XRD和SEM表征结果表明，处理前后的SAPO-11分子筛保持了高的结晶度和比较完整的形貌.XRF数据表明处理前后分子筛的元素组成变化不明显.基于特征峰的峰面积计算结果表明，处理后SAPO-11分子筛暴露出更多（002）晶面，有利于更多的分子筛孔口进行加氢异构反应.BET和Py-IR表征表明，经过草酸处理后，SAPO-11原粉颗粒内部的片状晶体的重叠部分被暴露出来，这导致处理后的样品的微孔孔容占比和Brönsted总酸量的增加.加氢异构反应数据表明，n-C₁₂转化率随着SAPO-11分子筛样品Brönsted总酸量的增加而增加，i-C₁₂选择性随SAPO-11分子筛样品的微孔孔容占比的增大而增大.该无溶剂熔融辅助合成法同时优化了Pt-SAPO-11催化剂的酸性质和微孔孔结构性质，提高了反应转化率和选择性，正十二烷异构体的产率从55.3%大幅提高到80.1%，催化性能显著提高.该方法在双功能催化剂加氢异构反应中具有广泛应用的前景.

Select

负载型Ni催化剂高效催化2-羟基四氢吡喃还原胺化制备5-氨基-1-戊醇

李雪梅, 田俊英, 刘海龙, 唐从奎, 夏春谷, 陈静, 黄志威

2020, 41 (4): 631-641. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63471-6

摘要 ( 97 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1529KB) ( 313 )
Supporting Information

伯胺等含氮化合物是最重要的化工中间体之一，被广泛应用于聚合物、医药、农药、染料和表面活性剂等产品的生产.当前，商业化伯胺主要通过卤代烃或环氧化合物直接胺化以及腈类或酰胺类化合物加氢制备，这些过程受具有特定官能团的有机原料短缺以及产生较多废物等问题的限制，导致其生产成本较高.因此，高效可持续生产伯胺化合物路径的开发得到了广泛关注.醛和酮类化合物直接与氨还原胺化反应所需温度一般较低（≤120℃），为伯胺的高选择性合成提供了一个重要途径.基于此，本文利用2-羟基四氢吡喃能够原位转化为其互变异构体5-羟基戊醛，而5-羟基戊醛中醛基具有较高还原胺化活性的特征，发展了一种以生物糠醛衍生二氢吡喃为原料，通过先水合得到2-羟基四氢吡喃再在温和条件下还原胺化合成5-氨基-1-戊醇的新方法.5-氨基-1-戊醇是一种分子中同时含有羟基和氨基的重要双官能团化合物，广泛用于医药和农药合成，也常被用作有机合成砌块，目前其主要用途是合成具有很高药用价值的生物碱Manzamine A.5-氨基-1-戊醇的一条传统合成路线是以石化基1，5-戊二醇经浓盐酸进行单氯取代制备5-氯戊醇中间体，该中间体经分离后再与氨气反应制得5-氨基-1-戊醇的方法.该方法原料成本高，产生大量废弃物，且只取得中等目标产物收率（66.6%）.
本文重点研究了不同氧化物载体包括SiO₂，TiO₂，γ-Al₂O₃，ZrO₂和MgO负载Ni催化剂的2-羟基四氢吡喃还原胺化性能，并对比考察了CuCr₂O₄，雷尼Ni，Ru/C，Pd/C，Pt/C和Rh/C等商业加氢催化剂的性能.研究发现，ZrO₂负载Ni催化剂的活性高于其他氧化物载体负载Ni催化剂的活性，也明显优于所对比的系列商业加氢催化剂.系列物理化学表征结果显示，Ni/ZrO₂催化剂同时表现出较高的还原性和表面酸密度，这可能是该催化剂表现出最高5-氨基-1-戊醇收率的原因.以Ni/ZrO₂为催化剂，于80℃，2MPa H₂条件下在间歇式反应器中催化2-羟基四氢吡喃水溶液还原胺化可取得90.8%的5-氨基-1-戊醇收率.通过固定床反应器研究了Ni/ZrO₂催化剂稳定性，发现5-氨基-1-戊醇初始收率可达83%，反应90h活性缓慢下降至初活性的81%.Ni流失和表面氧化可能是催化剂的失活的主要原因.通过对反应温度、H₂压力、2-羟基四氢吡喃/NH₃摩尔比等因素对反应活性调变规律的探究，推测2-羟基四氢吡喃催化还原胺化制备5-氨基-1-戊醇反应机理如下：首先，受化学平衡作用，2-羟基四氢吡喃逐渐转化为其互变异构体5-羟基戊醛；然后，5-羟基戊醛中醛基迅速与NH₃反应生成亚胺中间体；最后，亚胺中间体在金属催化剂上加氢得到5-氨基-1-戊醇.

Select

光催化分解水制氢反应中助催化剂的作用及机理

肖楠, 李松松, 李旭力, 戈磊, 高旸钦, 李宁

2020, 41 (4): 642-671. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63469-8

摘要 ( 453 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(2147KB) ( 996 )

近年来，随着一次能源过度消耗所带来的能源和环境问题日益突出，开发廉价、可持续的清洁能源备受关注.光催化分解水制氢可利用太阳能普遍率高和几乎免费等特点制取燃烧热值高、燃烧产物无污染的氢气能源.自从1972年日本的Fujishima教授和Honda教授首次发现TiO₂单晶电极光催化分解水可以产生氢气以来，光催化制氢被认为是实现可持续制氢最有潜力的方法之一.有效地将太阳能转换为化学能的关键是设计高效的电荷分离和运输结构.然而，现有的大多数半导体光催化剂因缺少活性位点、光生载流子易复合等缺点而无法达到较高的转换效率.因此，如何提高半导体光催化产氢的转换效率是现阶段面对的重要问题.在众多解决方法中，助催化剂的引入可以为光催化制氢反应增加活性位点，促进光生载流子的有效分离，进而有效地提高半导体光催化产氢速率.本文总结了多种不同类型的助催化剂应用于光催化产氢研究的最新进展，详细讨论了助催化剂在增强光吸收、提供活性位点、增加催化剂稳定性和促进电荷分离等方面的作用，阐明了助催化剂在光催化分解水制氢中的反应机理，同时还提出了光催化制氢的未来研究和预测.
本文将助催化剂分为以下几种类别进行讨论：（1）单一助催化剂，包括金属/合金、金属氧化物/氢氧化物、金属磷化物、金属硫化物、碳基材料等助催化剂材料；（2）双助催化剂；（3） Z-Scheme助催化剂；（4） MOFs助催化剂.近年来，助催化剂材料在光催化产氢中应用的发展趋势从当初价格昂贵的贵金属趋于价格相对低廉的非贵金属，从单一体系趋于更复杂的体系.虽然现阶段关于助催化剂与基底之间的匹配还需要进一步研究，但我们相信随着技术的发展，这些问题都可以迎刃而解.希望在不久的将来，可以精确设计和构建出具有高效光催化产氢活性的催化剂体系，开发出更多新的可再生清洁能源，从而缓解能源紧缺和环境恶化等棘手问题.

Select

FeNiO_x和LiOH催化剂体系上乙醇转化到丁醇

庞纪峰, 郑明远, 王祉诺, 刘世民, 李新生, 李显泉, 王军虎, 张涛

2020, 41 (4): 672-678. DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63541-0

摘要 ( 111 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(806KB) ( 283 )
Supporting Information

随着生物发酵技术的进步和化学转化方法的发展，全球乙醇产量迅速增加.然而，乙醇存在能量密度低、吸水、对发动机腐蚀性高等缺点，其在汽油中的添加量有限，一般低于15%，这严重限制了乙醇产业的发展.与此相比，丁醇具有更高的能量密度和汽油添加量，是一种更加理想的油品添加剂.因此，乙醇催化转化为丁醇是连接高乙醇产量和优质丁醇需求的桥梁，具有重要的学术和应用价值.在过去的几十年里，均相催化剂、复合氧化物催化剂、羟基磷灰石及金属促进的氧化物催化剂迅速发展，但是仍存在乙醇转化率低、丁醇选择性差和催化剂不能循环等问题.乙醇催化转化为丁醇是一个Guerbet反应，乙醇首先脱氢生成乙醛，乙醛通过缩合、脱水生成巴豆醛，巴豆醛通过加氢得到丁醇.反应中主要涉及氢转移活性位和羟醛缩合活性位.因此，本文中我们根据催化反应机理，筛选了不同金属氧化物和碱催化剂体系，分别用于乙醇脱氢、巴豆醛加氢和乙醛缩合、脱水反应.结果发现，在FeNiO_x和LiOH催化体系中，乙醇转化率和丁醇选择性最好.通过优化反应温度、反应时间、金属氧化物和碱量等条件，在493K反应釜中反应24h，得到28%的乙醇转化率、71%的丁醇选择性和超过90%的C₄-C₈高碳醇选择性，达到了部分均相贵金属催化剂上的反应结果.在FeNiO_x和LiOH催化体系中，FeNiO_x具有较强的磁性，便于磁性分离，循环八次后仍具有较高的催化活性，展示出优异的稳定性.LiOH可以通过蒸馏分离，循环三次没有明显失活，但有少量Li₂CO₃生成，其可以通过焙烧的方式恢复.通过穆斯堡尔谱、氢气吸附、XPS等表征和条件实验发现，FeNiO_x中存在金属态的镍、铁和不同氧化态的铁物种，其能促进乙醇的脱氢和后续巴豆醛的加氢，起到氢转移的作用.LiOH具有合适的酸碱性，能够促进乙醛的羟醛缩合，并加速乙醇转化.在两者协同作用下，乙醇转化率和丁醇选择性都有显著提高.这一研究策略对此反应中新型催化剂的开发和反应机理的认识都具有重要的推动作用.

Select

Co₃O₄-CeO₂氧化物对丙烷完全氧化的催化性能

朱文军, 陈霄, 金建辉, 邸鑫, 梁长海, 刘中民

2020, 41 (4): 679-690. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63523-0

摘要 ( 115 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1282KB) ( 347 )
Supporting Information

挥发性有机化合物（VOCs）是全球大气污染物的主要来源，近年来已造成严重的环境问题.催化氧化是一种有效的、经济可行的VOCs去除技术，其研究的关键在于开发高效、稳定的催化剂.在本文中，我们采用柠檬酸法合成了一系列具有不同Co/（Ce+Co）摩尔比的Co₃O₄-CeO₂二元氧化物催化剂，研究了其对丙烷（低碳VOCs）的催化氧化性能.
在催化活性测试中，反应气的组成为0.2 vol.% C₃H₈和5 vol.% O₂，Ar为平衡气，气体总流速为200mL min^-1.实验结果表明，Ce的掺入能够明显提高Co₃O₄的丙烷催化氧化性能，Co₃O₄-CeO₂催化剂的丙烷催化氧化活性顺序为CoCeO_x-70 > CoCeO_x-90 > Co₃O₄ > CoCeO_x-50 > CoCeO_x-20 > CeO₂.当Co/（Ce+Co）摩尔比为70%时，CoCeO_x-70催化剂的丙烷催化氧化性能最好.在丙烷转化率达到90%时，CoCeO_x-70催化剂的反应温度为310℃（GHSV=120000mL h^-1 g^-1），相比于单一的Co₃O₄催化剂的反应温度降低了25℃.
XRD和TEM表征结果显示，在Co₃O₄-CeO₂二元氧化物催化剂中存在Co₃O₄和CeO₂两种晶型，同时随着Ce的掺入，催化剂的粒径明显降低.Raman光谱图显示，Ce的掺入使催化剂的晶格发生畸变，促进催化剂表面氧空位的产生，为催化剂中氧的迁移提供晶格位点.H₂-TPR和C₃H₈-TPSR结果表明，Co₃O₄与CeO₂间存在相互作用，能够提高催化剂的低温还原性能，以促进催化剂的丙烷催化氧化.O₂-TPD和O 1s XPS结果表明，Ce的掺入能够增加催化剂表面活性氧物种的产生，提高催化剂中氧的移动性，从而提高了催化剂对丙烷的催化氧化活性.在对Co₃O₄和CoCeO_x-70催化剂进行in-situDRIFTS表征和简单的动力学研究，我们发现Ce的掺入不改变催化剂的丙烷催化氧化反应路径，其存在能够促进丙烷在催化剂表面的吸附和活化，以提高催化剂的丙烷催化氧化活性.同时，丙酮和酯作为中间物参与到丙烷的催化氧化反应过程中.
此外，我们考察了反应气氛中水蒸气和CO₂的存在对催化剂催化性能的影响.结果表明，CO₂和水蒸气的存在都抑制了催化剂的丙烷催化氧化活性，催化性能随着CO₂和水蒸气浓度的增加而降低.在相同条件下，水蒸气对催化剂催化性能的抑制作用明显大于CO₂的抑制作用，但这种抑制作用会随着反应气中水蒸气和CO₂的消失而消失.在稳定性测试中，CoCeO_x-70催化剂表现出优异的抗水蒸气和CO₂性能.在反应气中存在5 vol.%水蒸气和5 vol.% CO₂的条件下，CoCeO_x-70催化剂在50 h的稳定性测试中均未出现明显的失活现象.同时，经过10次加热和降温循环测试后，催化剂的催化活性也没有发生明显变化，这为CoCeO_x-70催化剂的未来工业化的应用提供了可能.

Select

红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球用于碱性电催化析氢

周文, 吴明娒, 李高仁

2020, 41 (4): 691-697. DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63530-6

摘要 ( 76 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1352KB) ( 355 )
Supporting Information

氢气因其能量密度高、零排放和可再生的特点被广泛认为是最有前景的能源.电解水是一种产生高纯氢气的有效途径.目前，高性能的促进水电解的催化剂主要是贵金属材料，例如贵金属铂.然而，高成本大大阻碍了贵金属材料在电催化水分解中的广泛应用.因此，我们致力于研究具有高活性的非贵金属催化剂.
因为电催化水分解析氢反应更容易发生在质子浓度高的条件下，所以研究碱性条件下催化析氢比研究酸性条件下催化析氢更具挑战性.在工业应用中，酸性电解质溶液对仪器设备的腐蚀性比碱性溶液更大，因此研究应用在碱性溶液中的析氢催化剂更有发展前景.过渡金属磷化物被广泛地研究作为高性能析氢电催化剂，然而过渡金属磷化物作为析氢催化剂的稳定性通常不是很好.我们通过钼元素的引入，提高过渡金属磷化物作为析氢催化剂的稳定性.电化学催化效率同样受到材料形貌和导电性的影响.大的比表面积有利于暴露更多的活性位点，使活性位点与电解质溶液的接触更加充分，有利于催化剂和溶液之间的传质.据报道，金属磷化物具有良好的导电性是由于磷化物中存在金属-金属键.所以合成具有大比表面积形貌的过渡金属磷化物材料能够满足析氢电催化剂对比表面积和导电性的两个需求.
界面效应是调节催化剂性能的一个有效方法.析氢催化剂常常存在吸附质子能力过强或过弱、稳定性不好等问题.这些问题可以通过界面效应来解决.本文通过形成磷化估和钼钴氧的界面来调节改善磷化钴表面原来的电子密度，以达到理想的氢吸附自由能；同时此界面效应还能起到稳定催化剂性能的作用.
本文首先采用水热法合成了红毛丹状钼钴氧空心微米小球前驱体.在钼酸根离子的引导下，利用奥斯特瓦尔德熟化原理一步实现了红毛丹状空心结构.前驱体再以次亚磷酸钠为磷源进行气相磷化，得到产物红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球.通过扫描电镜和透射电镜对其红毛丹状空心结构进行了表征.利用X射线衍射和X射线光电子能谱等手段表征了材料的物相组成和价态分布.电化学测试均使用电化学工作站完成.该材料在碱性电解质溶液中展现了极好的电化学催化析氢性能，在电流密度为10mA cm^-2时对应的析氢过电位仅为62mV.在1 MKOH溶液中10mA cm^-2电流密度下测试55h，过电位仅增大约17mV，显示了非常强的碱性析氢稳定性.得益于磷化钴和钼钴氧之间的界面效应，以及特殊的三维空心结构，红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球表现出优异的析氢催化性能和稳定性.

Select

温度调控二氧化硅隔离生物质碳纳米片构建固体超强酸

陈增添, 肖钰雪, 张超, 伏再辉, 黄婷, 李庆锋, 姚远雄, 徐舒涛, 潘晓丽, 罗文豪, 李昌志

2020, 41 (4): 698-709. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63522-9

摘要 ( 80 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1889KB) ( 261 )
Supporting Information

随着现代化学工业的发展，能源短缺和环境污染成为当下所面临的两大严峻问题.酸催化是化学工业中生产各种燃料和化学品的关键转化技术之一，发展基于固体酸的高效、环境友好催化转化技术在当代绿色化工领域中占有十分重要的地位.其中基于资源丰富和可再生的生物质衍生的固体碳磺酸（BCSAs）因其价廉易得、在一些重要的酸催化反应中显示出比商业化磺酸树脂更优的性能而成为当前催化研究领域的热点之一.然而，传统的BCSAs存在不稳定的致密层状结构及相对低的酸强度、酸位可接近性和传质效率等天然缺陷，制约了这类价廉易得的固体酸在工业上的广泛应用.本论文以综合解决BCSAs的这些缺陷为目标，开展其结构重组工程（SRE）策略研究.该SRE策略使用廉价的竹粉和水玻璃为主要原料，竹粉首先通过水热催化炭化法转化为层状生物质碳（BC），然后将BC材料先后用十六烷基三甲基溴化铵化学剥离、酸性硅溶胶插入、再脱水转化为二氧化硅隔离的碳纳米片，最后用浓硫酸磺化生成硅胶隔离的生物质碳磺酸.
TEM、STEM-EDS、BET、TGA和TMPO吸附³¹PMAS NMR表征结果表明，改变脱水温度可以调控硅胶隔离碳纳米片与其纳米粒子堆积状态，在250℃脱水条件下获得了具有松散颗粒堆积结构的二氧化硅高度隔离且非交联的碳纳米片，经磺化引入的磺酸基具有明显增强的热稳定性（其热分解温度比BCSA的高出23℃）和强于100%硫酸的超强酸性（90.4ppm ³¹P化学位移），并构建了丰富的分级狭缝孔（外表面积达211m²/g，呈双孔分布），其驱动力主要来源于引入的磺酸基之间的强氢键相互作用.将构建的生物质固体超强酸应用于典型的酸催化己二酸与异辛醇酯化、异丁烯与甲醇醚化和羟丙基纤维素水解反应中，与普通生物质碳磺酸和商用Amberlyst-15相比，其催化活性和稳定性（重复使用性）具有突出优势.这归因于生物质固体超强酸具有优异的结构稳定性、高度暴露的超强酸性位以及丰富的介孔-大孔双通道.本文不仅为构建生物碳基固体超强酸提供了一种新的结构重组策略，而且克服了普通生物质碳磺酸在应用中存在结构稳定性差、酸强度和孔隙率不理想的缺陷.

Select

SrTiO₃/BiOI异质结构:界面电荷分离、增强光催化活性和反应机理

陈瑞敏, 王红, 武慧中, 盛建平, 李解元, 崔雯, 董帆

2020, 41 (4): 710-718. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63472-8

摘要 ( 130 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1858KB) ( 334 )
Supporting Information

异质结构光催化剂为实现高效的电荷分离，提高光催化性能提供了一种有效的途径.虽然宽禁带和窄禁带光催化剂已经得到了广泛的研究，但它们在接触界面上的电荷分离和转移规律尚未完全揭示.本文采用简便的方法成功地制备了一种新型SrTiO₃/BiOI （STB）异质结构光催化剂.该光催化剂中的异质结构可以将光吸收扩展到可见光范围，从而在可见光照射下获得较高的光催化NO去除性能.实验和理论证据表明，BiOI光生电子可以通过预成型的电子传递通道直接转移到SrTiO₃表面.
XRD和XPS结果表明，SrTO₃/BiOI复合材料已成功制备.SEM和TEM图像显示了SrTiO₃，BiOI和STB样品的形貌.能量色散X射线（EDX）元素图清楚地表明SrTiO₃均匀分布在BiOI纳米片表面，证实BiOI与SrTiO₃形成了界面.高分辨率XPS表明，电子从BiOI中Bi和I原子转移到STB化合物中SrTO3的Sr和Ti原子.采用DFT进一步确定了BiOI与SrTiO相互作用的机制.电子局域函数（ELF）表明，STB的接触界面存在共价相互作用.SrTiO₃和BiOI之间生成的共价键导致局域化超额电子（e^-_ex）的积累.在可见光照射下，界面内的电子交换增强，从而提高反应物活化和ROS生成的效率.
采用自制的连续流反应体系，研究了在可见光照射下制备的样品对NO去除的光催化性能.与SrTiO₃和BiOI相比，STB具有显著增强的可见光光催化活性，去除率为59.0%.UV-vis DRS显示，STB异质结的光吸收扩展到可见光范围.SrTiO₃具有可见光活性，这归因于EPR所描述的氧空位的存在.随后计算态密度（DOS），发现氧空位可以形成缺陷能级，降低激发电子所需的光能.利用ESR光谱发现，STB上的ESR信号强度都要强得多，说明STB异质结具有较好的氧化能力，也说明光生载流子可以通过电子传递通道被有效地分离.原位红外光谱表明，在SrTiO₃上，NO主要转化为NO₂.STB的加速电荷分离和转移特性，促进活性氧的生成，从而进一步有效地将有毒中间体NO₂转化为目标产物.
设计并制备的SrTiO₃/BiOI异质结光催化剂在可见光辐照下净化空气中NO的效率提高，同时抑制了有毒中间体的生成.通过实验和理论相结合的方法揭示了在两种材料的接触界面上建立的电子传递通道.来自BiOI的光生电子可以通过预先形成的电子传递通道直接转移到SrTiO₃表面，从而促进了ROS的生成，所以整体的NO纯化效率和对有毒中间体的抑制作用提高.综上，本文提出了一种简单、新颖的促进空气污染物高效安全净化的策略.

Select

B修饰的ZrO₂及其制备pH值对PtSn/B-ZrO₂丙烷脱氢反应性能的影响

纪中海, 苗登云, 高丽君, 潘秀莲, 包信和

2020, 41 (4): 719-729. DOI: 10.1016/S1872-2067(19)63395-4

摘要 ( 101 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(1170KB) ( 299 )

丙烯作为一种重要的石油化工基础原料，传统上是从石脑油蒸汽裂解或催化裂化过程中作为副产物生产的.随着原油的枯竭和页岩气开发技术的成熟，通过乙烷蒸汽裂解制备乙烯更具吸引力并已得到广泛的工业应用，但该路线乙烯选择性高，而副产物丙烯数量有限.为满足不断增加的丙烯需求量，利用油田气和页岩气中低附加值的丙烷为原料，将其直接脱氢制丙烯（PDH）具有重要的现实意义.目前已开发成功的PDH技术采用的催化剂主要为负载PtSn型催化剂和Cr基催化剂.其中，Pt基催化剂较Cr基催化剂更加环境友好，因此得到了更广泛的应用.由于Pt元素的昂贵和稀有，制备低Pt含量和良好性能的催化剂极具吸引力.UOP Oleflex工艺开发的最新一代催化剂DEH-16仅含有0.3 wt% Pt，相对于前一代催化剂Pt含量降低30%.然而，许多文献报道，随着Pt含量的降低，催化剂的稳定性很容易恶化，降低Pt含量并保持催化剂性能仍具有一定的挑战.研究表明，含有更多Lewis酸性位点和更少Brönsted酸位点的催化剂显示出较好的丙烷脱氢活性和丙烯选择性.此外，源自缺陷位或配位不饱和位的Lewis酸性位也可为负载的金属颗粒提供锚定位点.BASF对ZrO₂作为载体的丙烷脱氢催化剂进行了广泛研究，但其催化剂尚未完全商业化.有文献报道，ZrO₂负载的PtSn催化剂在脱氢反应中的稳定性较差.将元素硼（B）加入到ZrO₂中可以极大地抑制Brönsted酸性而提高Lewis酸量和酸强度，因此我们推测含有适量配位不饱和Zr位点的ZrO₂作为PtSn丙烷脱氢催化剂载体可能具有优异的性能.载体的合成pH值对催化剂PDH性能也会有影响.然而，目前还没有硼改性的ZrO₂（B-ZrO₂）合成pH值对PDH催化性能影响的研究.
本文研究了B-ZrO₂的合成pH值（9，10和11）对PtSn/B-ZrO₂在丙烷脱氢反应中催化性能的影响.Py-IR结果表明各pH值下合成的B-ZrO₂均只有Lewis酸，NH₃-TPD结果则表明B-ZrO₂的Lewis酸量和强度随合成pH值的增加而增加.XPS结果显示，载体对Pt和Sn电子性质的影响不容忽视.由于OSC与CO氧化活性之间没有线性关系，因此Pt和Sn之间的相互作用程度在CO氧化反应中可能起主要作用，并有如下递增趋势：PtSn/B-ZrO₂-9 < PtSn/B-ZrO₂-11 < PtSn/B-ZrO₂-10.由于PtSn/B-ZrO₂-10中Sn⁰含量适中，适中的被负载金属与载体间的相互作用强度有利于Pt和Sn之间更紧密的相互作用，这可能是该催化剂丙烷脱氢催化活性和稳定性均较好的主要原因.

过刊目录