催化学报

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唐幸福;黄秀敏;邵建军;刘俊龙;李永刚;徐奕德;申文杰

2006, 27 (2): 97-99.

摘要 ( 1510 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(225KB) ( 1035 )

Uniform manganese oxide octahedral molecular sieve (OMS-2) nanorods were synthesized by adding a small quantity of K2S2O8 to the solution containing MnSO4·H2O and KMnO4, and used for complete oxidation of formaldehyde. According to the results of N2 adsorption and X-ray diffraction, the material is a manganese oxide octahedral molecular sieve with the cryptomelane type structure. TEM observation shows that the diameters of the nanorods range from 15 to 25 nm, and the lengths are 300～400 nm. Complete conversion of HCHO to CO2 and H2O can be achieved at 353 K over OMS-2, and the same conversion is obtained at 373 K on the MnOx powder under the same conditions, which demonstrates that the catalytic activity is closely related to the morphology of the catalysts.

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介孔InVO4光催化剂的合成及其光催化分解水的性能

胥利先;桑丽霞;马重芳;鹿院卫;王峰;李群伟;戴洪兴;何洪;孙继红

2006, 27 (2): 100-102.

摘要 ( 1846 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(252KB) ( 832 )

The mesoporous photocatalyst InVO4 was synthesized by the template-directing self-assembling method. The synthesized InVO4 was characterized by means of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, N2 adsorption, and ultraviolet-visible spectroscopy. The results showed that the crystal structure of InVO4 could be controlled by changing the calcination temperature. Compared with the anatase TiO2 and conventional InVO4, the mesoporous InVO4 was more responsive toward visible light. The evolution rate of H2 from water over the mesoporous InVO4 achieved 1836 μmol/(g·h) under UV light irradiation, which was much higher than the anatase TiO2 and conventional InVO4.

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有机阴离子柱撑水滑石催化酯交换合成碳酸二苯酯

黄金明;王庶;白荣献;李光兴

2006, 27 (2): 103-105.

摘要 ( 1578 ) [Full Text(HTML)] ()

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A series of organic anion-pillared hydrotalcites were synthesized by the ion exchange method and characterized by X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy. The hydrotalcite precursor and pillared hydrotalcites with different anions was tested as catalysts in transesterification of dimethyl carbonate (DMC) with phenol. The results show that the catalytic selectivity of this transesterification reaction over these organic anion-pillared hydrotalcites is significantly improved. The catalytic selectivities of C4H4O4-, C6H8O4-, C10H16O4-, 1,4-C8H4O4-, and C7H5O2-pillared hydrotalcites for transesterified products (diphenyl carbonate and methyl phenyl carbonate) are all greater than 90%, at least 10% higher than that of the hydrotalcite precursor. Under the conditions of n(phenol)/n(DMC)=4, catalyst amount=1.5%, and t=10 h, the C6H8O4-pillared hydrotalcite presents the best catalytic performance, and the DMC conversion and the selectivity for transesterified products reach 43.8% and 93.2%, respectively.

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离子液体催化丙烯腈氯化合成2,3-二氯丙腈

李雪辉;郑宾国;赵荆感

2006, 27 (2): 106-108.

摘要 ( 1628 ) [Full Text(HTML)] ()

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Ionic liquids formed by imidazolium and pyridinium cations with Cl-, Br-, BF-4, and PF-6 anions were used for the catalytic synthesis of 2,3-dichloropropionitrile by the chlorination of acrylonitrile. The ionic liquids containing Cl- and Br- show good catalytic properties. The Cl- and Br- ions act as strong Lewis bases and molecular chlorine is activated by the induction effect of Cl- and Br-. Due to the stronger steric hindrance effect of the BF-4 and PF-6 anions, the chlorination of acrylonitrile is limited in the ionic liquids containing BF-4 and PF-6 anions.

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Pt/Ce0.75Zr0.25O2的催化性能及其氧移动性的 18O 同位素交换表征

林瑞;;Rodríguez-Ramos Inmaculada;Bachiller-Baeza Belin;Guerrero-Ruiz Antonio;孙公权;辛勤

2006, 27 (2): 109-114.

摘要 ( 1982 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(418KB) ( 817 )

采用浸渍法制备了Pt/Ce0.75Zr0.25O2催化剂,考察了催化剂对乙醇及CO的氧化活性,并采用 18O 同位素交换、乙醇程序升温表面反应(C2H5OH-TPSR)、一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)和程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征. 结果表明, Pt/Ce0.75Zr0.25O2催化剂表现出较高的乙醇和CO氧化活性,其催化活性随着Pt负载量的增加而提高. 当Pt负载量为3%时,活性最高. 继续增加Pt负载量,催化剂活性下降. C2H5OH-TPSR和CO-TPD结果表明,催化剂对乙醇或CO的氧化活性与从催化剂表面脱附出来的CO2量有对应关系, CO2脱附量越大,催化剂活性越高. 18O 同位素交换结果表明,表面氧交换能力与其氧化活性有一定对应关系,催化剂的表面氧交换能力越高,氧化活性越高.

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电解银表面氧物种转化的原位拉曼光谱表征

任丽萍;戴维林;杨新丽;曹勇;谢在库;范康年

2006, 27 (2): 115-118.

摘要 ( 1631 ) [Full Text(HTML)] ()

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首次采用原位共焦显微激光拉曼光谱研究了经纯氧预处理后电解银表面吸附的不同氧物种在升温过程中相互转化的情况. 结果发现,当温度低于423 K时, Ag-O2物种缓慢转化为超氧物种 Ag［O-O］-; 温度升高至423 K时, Ag［O-O］-物种将随着时间的延长转化为 Ag-O(α) 物种; 继续升高温度, Ag-O(α) 物种首先转化为 Ag-O-O-Ag 物种,再进一步转化为电解银表面最稳定的 Ag-O(γ) 次表层氧物种并保持至973 K以上. 结合实际反应体系,低温下电解银表面吸附的氧物种主要是分子氧,在类似乙烯环氧化反应的条件下这些分子氧将转化成 Ag-O(α) 物种,而在类似甲醇选择氧化制甲醛的反应条件下又转化为在高温下较稳定的 Ag-O(γ) 物种,根据具体的转化细节推测了可能的机理.

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Ni-Co-B非晶态合金催化剂用于氯代硝基苯液相加氢制氯代苯胺

严新焕;孙军庆;徐颖华;杨建峰

2006, 27 (2): 119-123.

摘要 ( 1908 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(354KB) ( 890 )

用化学还原法制备了 Ni-Co-B 非晶态合金催化剂,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射、X射线能谱和差热-热重分析等表征手段研究了催化剂的非晶性质和原子组成等. 将此催化剂用于邻氯硝基苯和 3,4-二氯硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明,当Co/(Co+Ni)=0.5 (摩尔比)时, Ni-Co-B 催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能. 在不加脱卤抑制剂的情况下,两种氯代硝基苯的转化率均接近100%, 脱卤率分别为1.12%和0.42%, 优于使用 Ni-B 和 Co-B 非晶态合金催化剂时的结果. 还讨论了将Co引入到 Ni-B 非晶态合金催化剂时对其性能的影响.

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以β-环糊精为介质的高分散钯催化剂的制备及其催化性能

王寰;张雪军;张明慧;李伟;牟诗诚;陶克毅

2006, 27 (2): 124-128.

摘要 ( 1829 ) [Full Text(HTML)] ()

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以β-环糊精(β-CD)为配体制备了Pd-β-CD胶体溶液,通过紫外-可见光谱和高倍透射电镜(HRTEM)等方法对其进行了表征,考察了胶体形貌并推测其络合方式. 将此胶体负载于氧化铝载体上制备了新型高分散钯催化剂Pd-β-CD/γ-Al2O3,采用红外光谱和HRTEM等表征方法考察了其活性中心的负载情况. 考察了催化剂对2-乙基蒽醌加氢反应的催化性能,并与浸渍焙烧法制备的PdO/γ-Al2O3催化剂进行了对比. 结果表明,以β-CD为介质制得的Pd-β-CD/γ-Al2O3催化剂的活性中心钯高分散在载体上,催化剂的活性更高,其氢化效率比PdO/γ-Al2O3高15.4%.

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介孔混合氧化物催化剂La-Co-Zr-O的制备与表征

邹志强;孟明;查宇清;谢亚宁;胡天斗;刘涛

2006, 27 (2): 129-134.

摘要 ( 1829 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用柠檬酸络合-有机模板剂分解法制备了(La+Co)/(La+Co+Zr)原子比为0.5的La-Co-Zr-O催化剂,并与传统的共沉淀法制备的La-Co-Zr-O催化剂进行比较. N2物理吸附结果表明,采用模板剂法制备的催化剂样品具有较大的比表面积(96.6～117.6 m2/g)和十分均匀的孔径(3.5～4.3 nm); X射线衍射、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构表征结果一致表明,催化剂中活性组分主要为高分散的Co3O4微晶(粒径为23～33 nm), 模板剂法制备的催化剂中所有组分的分散性均优于共沉淀法制备的催化剂. 程序升温还原实验结果表明,采用聚乙二醇辛基苯基醚与十六烷基三甲基溴化铵为混合模板剂制备的催化剂中Co3O4更容易被还原. Co-O 键的活动度与催化剂催化氧化反应的活性密切相关.

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新型疏水性固体酸Zr(SO4)2/AC催化剂的制备及其催化性能

张敬畅;孟秀娟;曹维良

2006, 27 (2): 135-138.

摘要 ( 1583 ) [Full Text(HTML)] ()

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将Zr(SO4)2(CZ)负载在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸CZ/AC催化剂,用于丙烯酸与正辛醇的酯化反应,考察了催化剂制备条件对催化剂活性和疏水性的影响. 结果表明,以60～80目的活性炭负载30%的Zr(SO4)2并于110 ℃干燥后制得的CZ/AC催化剂的活性最高,丙烯酸转化率可达100.0%; CZ/AC催化剂循环使用3次,丙烯酸的转化率仍保持在97.5%. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和低温N2吸附方法对催化剂的结构和酸性进行了表征, XRD及XPS测试结果均表明硫酸锆以非晶态形式高度分散在活性炭的表面; 原位红外吸附NH3测试中在 1521 和 1695 cm-1处有两个吸收峰,表明催化剂表面存在L酸和B酸. 负载型疏水性固体酸CZ/AC催化剂的酸强度、酸量、催化活性和疏水性能均高于Zr(SO4)2.

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铁氧化物/草酸/UVA体系中2-硫醇基苯骈噻唑的光化学降解

刘承帅;;高原雪;李芳柏;雷静;张干;匡耀求

2006, 27 (2): 139-145.

摘要 ( 1853 ) [Full Text(HTML)] ()

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用水热法合成纯γ-FeOOH粉末, 然后分别在250, 320, 420和520 ℃下煅烧得到IO-250等4种铁氧化物. XRD结果表明, 煅烧后得到的IO-250和IO-320为γ-Fe2O3和α-Fe2O3混合相, IO-420和IO-520为纯α-Fe2O3相. N2吸附结果表明, 随煅烧温度升高,铁氧化物比表面积减小. 铁氧化物与草酸悬浮液在紫外光照射下建立了一个铁氧化物/草酸/长波紫外线(UVA)类光Fenton体系,以2-硫醇基苯骈噻唑(MBT)为目标污染物测试了该体系的催化活性. 结果表明, 该体系能有效降解MBT, 不同铁氧化物组成的体系光化学活性依次为IO-320＞IO-250＞IO-420＞IO-520＞γ-FeOOH. 铁氧化物剂量和草酸的初始浓度显著影响体系的光化学活性,不同铁氧化物最佳剂量不同; 草酸能显著促进MBT光化学降解, 在各体系中其最佳浓度均为1.0 mmol/L. 反应过程中Fe2+和Fe3+的浓度及溶液pH值的变化均与铁氧化物的种类和草酸的初始浓度有关.

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固定化脂肪酶催化高酸废油脂酯交换生产生物柴油

陈志锋;吴虹;宗敏华

2006, 27 (2): 146-150.

摘要 ( 1976 ) [Full Text(HTML)] ()

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探讨了固定化脂肪酶Novozym 435催化高酸废油脂与乙酸甲酯酯交换生产生物柴油. Novozym 435能催化高酸废油脂与乙酸甲酯的酯交换反应,反应24 h后甲酯产率为77.5%,但该值大大低于以精制玉米油为原料时的甲酯产率(86.2%). 系统研究了反应体系中的水、游离脂肪酸和乙酸对反应的影响. 当反应体系中的水含量低于0.05%时,水对酶反应速率和甲酯产率影响甚小,而水含量高于0.05%时,酶反应速率和甲酯产率随着水含量的增加而降低. 游离脂肪酸对反应有较大影响,甲酯产率随着游离脂肪酸含量的增加而急剧下降. 乙酸甲酯与游离脂肪酸反应产生的副产物乙酸是导致甲酯产率显著下降的原因. 在反应体系中添加适量(油重的10%)的有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可有效提高酶促高酸废油脂的酯交换反应速率和甲酯产率,使反应12 h后的甲酯产率分别达到85.9%和80.8%; 碱的加入还提高了酶的操作稳定性,添加有机碱三羟甲基氨基甲烷或三乙胺可使反应10批次后Novozym 435的相对酶活力分别由对照值86%提高到97%和93%.

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Ce1-xZrxO2的氧化还原性能及其对CO2重整CH4反应的影响

叶青;徐柏庆

2006, 27 (2): 151-156.

摘要 ( 1753 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(443KB) ( 725 )

通过X射线衍射和程序升温还原技术对Ce1-xZrxO2(0≤x≤1)催化剂的结构和氧化还原性能进行了研究,同时考察了Ce1-xZrxO2催化剂在CO2重整CH4反应中的催化性能,并与其氧化还原性能进行了关联. 结果表明,当x≤0.25时, Ce1-x-ZrxO2以立方相Ce-Zr-O固溶体形式存在,氧化还原性随着Zr含量的增加而增加; 当x＞0.25时,以四方ZrO2相和立方相Ce-Zr-O固溶体的混合相存在,氧化还原性随着Zr含量的增加而减弱. Ce0.75Zr0.25O2具有最高的氧化还原性, Ce1-xZrxO2对CO2重整CH4反应的催化活性依赖于其氧化还原性,催化剂的氧化还原性越强,反应物(CO2和CH4)的转化率越高,催化剂的稳定性也越好. 氧化还原性能最强的Ce0.75Zr0.25O2催化剂表现出最高的催化活性、抗积炭能力和稳定性.

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纳米Co-B非晶态合金对高氯酸铵分解的催化性能

曹新富;李凤生;杨毅;刘建勋

2006, 27 (2): 157-160.

摘要 ( 1965 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(251KB) ( 879 )

利用化学还原法制备了纳米 Co-B 非晶态合金,并用透射电镜、X射线衍射、差示扫描量热和N2吸附表面积测试等技术对样品进行了表征. 运用差热分析研究了纳米 Co-B 非晶态合金对高氯酸铵(AP)分解的催化性能. 结果表明,加入 Co-B 非晶态合金后AP的高低温放热峰相连,合并成一个高而大的放热峰,且峰温有很大程度的降低, 这说明纳米 Co-B 非晶态合金对AP热分解有很好的催化活性. 同时, Co-B 非晶态合金能使AP的表观分解热显著增大.

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CO低温氧化Au/Al2O3催化剂的失活及稳定性

邹旭华;齐世学;索掌怀;安立敦;李峰

2006, 27 (2): 161-165.

摘要 ( 1729 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(323KB) ( 867 )

采用改进的等体积浸渍法制备了1.5%Au/Al2O3催化剂,考察了催化剂在CO低温氧化反应中的催化活性,比较了其在干燥的原料气和水汽饱和的原料气中的稳定性,考察了经水汽饱和或加热的空气处理后催化剂活性的变化,探讨了催化剂失活的原因. 结果表明, Au/Al2O3在水汽饱和的原料气中比在干燥的原料气中具有更好的稳定性,经水汽饱和或加热的空气处理后其活性均会下降. Au/Al2O3的失活主要包括CO氧化失活、热处理失活和水汽处理失活,前两种失活主要是因为催化剂中类似碳酸盐物种的生成和活性位上-OH 的脱除,是可逆失活; 而最后一种失活是不可逆的,主要归因于金颗粒的长大.

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NH4F改性Mo/HZSM-5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应: 预处理温度影响的进一步研究

李永刚;黄秀敏;柳林;刘秀梅;申文杰;包信和;徐奕德

2006, 27 (2): 166-170.

摘要 ( 1844 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(333KB) ( 947 )

进一步研究了HZSM-5分子筛的NH4F预处理温度对制得的Mo/HZSM-5催化剂的影响. X射线衍射和魔角旋转固体核磁共振(27Al MAS NMR)的表征结果表明, NH4F预处理后的HZSM-5分子筛上发生了部分脱铝,在 27Al MAS NMR谱中δ=-12.7 处出现了宽化峰,可归属为AlO6-xFx的特征峰. Mo/HZSM-5样品的NH3程序升温脱附与 27Al MAS NMR结果均表明, MoO3与经NH4F预处理的HZSM-5的相互作用增强,而且该作用随NH4F预处理温度的升高而加大. 经NH4F预处理的Mo/HZSM-5催化剂显示出良好的抗积碳性能,这不仅与载体B酸量的减少有关,而且与催化剂上MoCx/MoCxOy与载体B酸量的匹配有关.

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低温苯甲醇醇解法制备高活性锐钛矿型纳米晶TiO2光催化剂

朱建;杨俊;陈麟;曹勇;戴维林;范康年

2006, 27 (2): 171-177.

摘要 ( 1817 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(494KB) ( 797 )

以TiCl4 为钛源,采用低温苯甲醇醇解法制备了不同粒径及晶相组成的大表面TiO2纳米晶,利用X射线衍射、热重-差热分析、透射电子显微镜、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱和N2物理吸附等方法考察了焙烧温度和焙烧时间对其晶相组成、晶粒尺寸、比表面积及孔体积等微结构性质的影响,并以苯酚的光催化降解为模型反应评价了样品的光催化活性. 结果表明,未经任何热处理的TiO2样品即为锐钛矿晶相,控制焙烧温度及焙烧时间可进一步调控样品的粒径、比表面积、晶相结构及表面氧缺位浓度. 经400 ℃焙烧3 h制备的纳米晶TiO2具有最佳的光催化活性,其活性比商用Degussa P-25 TiO2更高.

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Ni-Ce-P非晶态合金催化剂用于氯代硝基苯液相加氢制氯代苯胺

严新焕;孙军庆;李波;吕翔;孙孟飞

2006, 27 (2): 178-182.

摘要 ( 1801 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(337KB) ( 921 )

采用化学还原法制备了Ni-Ce-P非晶态合金催化剂,用X射线能谱、 X射线衍射、选区电子衍射、透射电子显微镜和差热分析等方法对催化剂的组成、结构、形貌及热稳定性进行了表征,讨论了Ni-Ce-P非晶态合金催化剂的催化性能和结构的关系,并以氯代硝基苯液相加氢合成氯代苯胺为探针反应考察了所制备催化剂的加氢性能. 研究结果表明,在不加脱卤抑制剂的情况下,在110 ℃下反应时所选4种反应物的转化率均可达99.8%, 脱卤率小于1.8%, 且Ni-Ce-P非晶态合金的活性为Ni-P非晶态合金催化剂的2倍,表现出较高的加氢性能和抑制脱卤性能.

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活性炭表面性质对氧气扩散电极电催化性能的影响

褚有群;韩文锋;童少平;马淳安

2006, 27 (2): 183-188.

摘要 ( 1776 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(441KB) ( 1101 )

分别采用硝酸和空气氧化处理制得具有不同表面性质的粉末活性炭,并以此为催化层材料制成炭基氧气扩散电极,测定了不同电极的极化曲线和电化学阻抗谱. N2物理吸附和He程序升温脱附(He-TPD)研究表明,硝酸处理对活性炭孔结构的影响较小,但可使其表面含氧基团明显增加; 而空气氧化处理则会导致活性炭的中孔面积和孔容显著增大,但对表面含氧基团的影响较小. 极化曲线和电化学阻抗谱研究发现,当活性炭的孔结构相近时,电极的催化性能随着表面含氧基团的增多而急剧下降; 当活性炭表面含氧基团的量相近时,中孔孔容增大将导致电极催化性能的恶化. 与活性炭表面含氧基团相比,孔结构对氧气扩散电极的电化学性能具有更显著的影响.

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L-α-谷氨酸在Al2O3表面的吸附和热缩合反应

郭丽红;孟明;查宇清

2006, 27 (2): 189-194.

摘要 ( 1649 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(443KB) ( 849 )

采用热重/差热(TG/DTA), X射线衍射(XRD)和漫反射红外光谱等手段对谷氨酸在Al2O3表面的吸附和热缩合反应进行了表征,并考察了谷氨酸水溶液平衡浓度和pH值对吸附行为的影响,探讨了原位条件下表面吸附的谷氨酸的缩合反应历程. TG/DTA结果表明,谷氨酸在Al2O3上的吸附分两个阶段: 当谷氨酸水溶液的平衡浓度小于0.388 mol/L时,吸附等温线符合Langmuir模型,谷氨酸分子在Al2O3表面的Lewis酸位上发生特定位置吸附,并与载体形成了二齿螯合物; 当平衡浓度大于0.388 mol/L时,呈多层吸附,主要形成β-谷氨酸. 溶液pH值越小,谷氨酸在Al2O3上的吸附量越大. 原位漫反射红外光谱表明, 温度约为200 ℃时谷氨酸分子首先在载体表面进行分子内脱水,形成焦谷氨酸,并与载体通过二齿螯合形成具有较高热稳定性的焦谷氨酸铝盐.

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