催化学报

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牛金海;朱爱民;杨学锋;史玲玲;徐勇;王新葵;石川

2006, 27 (10): 837-839.

摘要 ( 1693 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(244KB) ( 729 )

采用预处理-瞬态反应产物分析方法定量研究了Co-ZSM-5催化剂上乙烯选择性催化还原氮氧化物反应过程中表面中间物种的组成. 催化剂在275 ℃经0.1%NO-0.05%C2H4-10%O2/Ar混合气处理后生成了表面中间物种NCaObHc, 该物种与NO/O2/Ar混合气反应比与单独的NO或O2反应生成更多的N2. 通过质谱、红外吸收四组分 (CO2, CO, CH4和N2O)分析仪及气相色谱-质谱联用等技术分析了表面中间物种与NO/O2/Ar混合气反应的产物,确定了表面中间物种中三种元素N, C和H的平均原子数之比为1.0∶1.8∶5.0 (氧物种由于实验原因很难确定).

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氧化锆负载氧化钌催化甲醇低温选择氧化合成甲酸甲酯的活性催化剂结构

李为臻;刘海超

2006, 27 (10): 840-842.

摘要 ( 1788 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(187KB) ( 841 )

采用ZrO2负载的RuOx催化剂在低温(如373 K)下催化甲醇选择氧化合成甲酸甲酯,发现RuOx的结构可显著影响反应速率和产物选择性. 在相近的甲醇转化率下, RuO2-4物种的催化活性和对甲酸甲酯的选择性明显高于RuO2物种, 表明在ZrO2表面构筑高活性高选择性的RuO2-4结构有利于获得高的甲酸甲酯产率.

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新型MnOx催化剂用于低温NH3选择性催化还原NOx

唐晓龙;郝吉明;徐文国;李俊华

2006, 27 (10): 843-848.

摘要 ( 2129 ) [Full Text(HTML)] ()

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首次采用低温固相法制备了无载体MnOx催化剂并将其用于NOx的低温NH3选择性催化还原. 该催化剂为晶化度极低的混合锰氧化物,部分为粒径40～60 nm的棒状晶体颗粒,其余是更细小的无定形颗粒; 催化剂的BET比表面积为150.8 m2/g, 吸附能力较强, NOx吸附量可达138.27 μmol/g. 在模拟尾气试验条件下, MnOx催化剂的低温活性很高, 80 ℃时NOx转化率即可达到98.25%; 反应产物N2选择性高于96.6%; 当通入0.01%SO2和10%H2O后,由于竞争吸附导致NOx转化率有所下降,但仍可保持在70%左右,且不利影响在停止添加SO2和H2O后逐渐消失.

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TiO2/AC光催化剂上气体污染物降解的反应动力学模型

张建臣;郭坤敏;马兰;赵红阳

2006, 27 (10): 849-852.

摘要 ( 2142 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(215KB) ( 847 )

利用二氧化钛与活性炭(AC)共水热处理的方法制备了TiO2/AC复合催化剂,采用空气净化评价装置对其催化降解低浓度气体污染物丁醛的性能进行了模拟评价实验. 基于Langmuir-Hindshelwood方程和一些假设,推导了循环反应系统气体污染物降解的瞬态模型. 结果表明,该动力学模型所得数据与丁醛的模拟评价实验结果基本相符,预示着该模型能够很好地预测污染物的降解行为.

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TiO2/AC复合光催化剂对苯和丁醛的气相光催化降解机理

张建臣;郭坤敏;马兰;赵红阳

2006, 27 (10): 853-856.

摘要 ( 1877 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(206KB) ( 805 )

利用溶胶-凝胶并水热处理法制备了TiO2光催化剂和TiO2/AC复合光催化剂,在静态光催化反应器中研究了苯和丁醛的气相吸附和光催化降解,利气相色谱分析确定了生成的中间体. 结果表明, TiO2/AC复合光催化剂比TiO2光催化剂具有较强的吸附能力和较高的光催化活性; 在TiO2和TiO2/AC上,苯(或丁醛)光催化降解产生相同的中间体,表明在两种催化剂上发生的光催化反应遵循相同的机理,进而讨论了其可能的光催化氧化途径.

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CuZnAl水滑石衍生催化剂上甲醇水蒸气重整制氢Ⅰ. 催化剂焙烧温度的影响

汤颖;刘晔;路勇;朱萍;何鸣元

2006, 27 (10): 857-862.

摘要 ( 1856 ) [Full Text(HTML)] ()

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以类层柱CuZnAl水滑石为前体,经不同温度焙烧制备了一系列甲醇水蒸气重整制氢催化剂. 在250 ℃、水/甲醇比1.3和重时空速2.5 h-1下的反应结果表明, 600 ℃焙烧的催化剂具有优异的活性和稳定性,而≤500 ℃和≥700 ℃焙烧后的催化剂活性较差. 热重、 X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和程序升温还原分析结果表明, 600 ℃焙烧时水滑石分解较为完全,析出纳米CuO粒子的同时伴生CuAl2O4尖晶石相,进而在反应过程中对金属Cu纳米粒子和ZnO起到良好的隔离和稳定作用. 焙烧温度≥700 ℃时CuO纳米粒子发生二次团聚,同时CuAl2O4尖晶石相大量生成,造成催化活性位减少,活性较低; 而焙烧温度≤500 ℃时水滑石分解不完全,生成 (Cu,Zn)AlxOy(CO3)z复合物且无尖晶石相伴生,造成反应中金属Cu纳米粒子和ZnO聚集,导致催化剂活性较低.

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氧化铝担载的贵金属铱基催化剂的制备及其对甲醇裂解反应的催化性能

张雄伟;储伟;王晓东;杨维慎;盛世善;张涛

2006, 27 (10): 863-867.

摘要 ( 1885 ) [Full Text(HTML)] ()

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以ZrO2, La2O3或MgO为助剂制备了氧化铝担载型铱基催化剂,考察了其对甲醇裂解反应的催化性能,并用X射线光电子能谱、程序升温还原、 H2程序升温脱附和CO程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征. 结果表明, ZrO2, La2O3和MgO助剂的引入均能提高主产物氢气和CO的选择性. ZrO2是甲醇裂解反应的优良助剂,可以显著提高甲醇的转化率和氢气的收率. 氧化铝担载型贵金属铱基催化剂上存在强的氢溢流现象,这使催化剂具有良好的反应性能,同时有利于产物的脱附,氧化物助剂的加入能够进一步促进氢的溢流.

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含HF体系中SAPO-11分子筛的合成与表征

张胜振;陈胜利;董鹏;井秀娟;姜凯

2006, 27 (10): 868-874.

摘要 ( 1857 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(482KB) ( 879 )

在含HF体系中合成了SAPO-11分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、低温氮物理吸附、红外光谱和吸附氨的程序升温脱附等手段对其进行了表征. 结果表明,相对于常规无HF合成体系,在HF体系中合成的SAPO-11分子筛样品结晶度提高,结晶速度加快,分子筛单晶增大,分子筛晶粒聚集体的粒径减小,比表面积降低,孔体积与平均孔径增大. 合成体系中加入HF后SAPO-11分子筛上B酸中心的总酸量和弱酸量降低,中强酸中心的比例有所提高,而L酸的酸量和酸强度无明显改变.

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谷胱甘肽过氧化物酶模拟物碲化透明质酸的合成及催化动力学研究

张博旬;陈智博;安洋;彭清林;陈佳;张建国;刘兰英

2006, 27 (10): 875-879.

摘要 ( 1795 ) [Full Text(HTML)] ()

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以透明质酸(HA)作为谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的酶模型,将碲(Te)引入HA中,合成了一种新型的高活力的GPX模拟物碲化透明质酸(TeHA). 用红外光谱和核磁共振技术对TeHA的结构进行了研究,证明Te的修饰位点位于HA的N-乙酰氨基葡萄糖的羟甲基(-CH2OH)上. 采用Wilson辅酶偶联法测定得到TeHA催化还原型谷胱甘肽(GSH)还原H2O2的GPX活力为163.6 U/μmol, 高于文献报道的其它模拟酶. TeHA还能够催化GSH还原异丙苯基过氧化物(CuOOH)和叔丁基过氧化物(t-BuOOH)的反应,并且CuOOH为该模拟酶的最适底物. 通过研究TeHA催化GSH还原三种不同过氧化物的反应动力学发现, TeHA的催化遵循乒乓机制.

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层状K-Fe-Ti金属氧化物上光催化分解水制氢

桑丽霞;李群伟;马重芳;胥利先;孙继红;戴洪兴;何洪

2006, 27 (10): 880-884.

摘要 ( 1807 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用高温固相反应法合成了层状K-Fe-Ti金属氧化物催化剂,用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征,并通过光催化分解水制氢反应对催化剂的活性进行了评价. 结果表明,合成原料中K+的含量和固相反应温度都会影响催化剂的晶相结构; 催化剂中八面体配位的Fe3+使其具有显著的可见光吸收特性,但增加合成原料中Fe3+的量仅增加孤立的Fe2O3物种; 在草酸的偶合作用下,正交晶相的催化剂光催化分解水的产氢速率高于四方晶相的催化剂,但后者的产氢速率稳定性高于前者.

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阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池的性能

艾刚;吕喆;魏波;黄喜强;陈孔发;苏文辉;

2006, 27 (10): 885-889.

摘要 ( 1772 ) [Full Text(HTML)] ()

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使用浆料旋涂法制备了致密氧化钇稳定的氧化锆电解质薄膜,进而组装成阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池. 该电池在CH4, N2和O2混合气氛下运行,可产生很高的输出性能. 在700 ℃时开路电压达到1 V, 最大功率密度达到398 mW/cm2. 在开路状态下,电池的欧姆电阻为0.097 Ω·cm2, 仅为电极阻抗的6.4%, 远小于电极极化电阻. 通过优化电极材料,阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池将具有更优异的输出性能和更广阔的应用前景.

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可见光响应的氯掺杂TiO2的制备、表征及其光催化活性

陈恒;龙明策;徐俊;蔡伟民

2006, 27 (10): 890-894.

摘要 ( 2110 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(389KB) ( 931 )

采用HCl水解钛酸四丁酯制备了可见光响应的氯掺杂TiO2光催化剂,并用X射线衍射线、透射电子显微镜、 X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱等测试手段对其结构进行了表征. 结果表明,氯元素的引入降低了无定形相向锐钛矿转变以及锐钛矿向金红石相转变的温度. 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2吸收波长拓展到可见光区,且XPS证实氯元素以阴离子形式存在于TiO2晶格中. 苯酚降解实验表明, 在大于400 nm的可见光照射下, 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2具有最佳的光催化活性, 120 min时苯酚的降解率达到42.5%.

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甲醇水蒸气重整催化剂Cr2O3-ZnO的制备及其催化性能

曹卫强;陈光文;初建胜;李淑莲;袁权

2006, 27 (10): 895-898.

摘要 ( 2012 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(318KB) ( 685 )

采用共沉淀法制备了一系列Cr2O3-ZnO催化剂用于甲醇水蒸气重整制氢. 用X射线衍射和N2吸附考察了Cr含量及焙烧温度对Cr2O3-ZnO催化剂物相结构的影响,并用不锈钢微通道反应器考察了催化剂的性能. 结果表明, ZnO是催化剂的主要活性组分, Cr的加入使催化剂的比表面积有所降低,但明显提高了催化剂的活性和稳定性,并且CO选择性随Cr含量的增加而升高. 当焙烧温度在500 ℃左右, Cr2O3含量在5.3%～17.6%范围内时催化剂性能较好.

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镍助剂对碳化钼催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

靳广洲;朱建华;樊秀菊;孙桂大;高俊斌

2006, 27 (10): 899-903.

摘要 ( 2070 ) [Full Text(HTML)] ()

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将MoO3和Ni-Mo混合氧化物在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化制备了相应的碳化钼和碳化镍钼催化剂, X射线粉末衍射表征其物相分别为β-Mo2C和Ni-Mo2C. 考察了Ni助剂对碳化钼催化剂的制备及二苯并噻吩加氢脱硫反应性能的影响. 结果表明, Ni助剂的加入降低了碳化钼催化剂所需的还原碳化温度,提高了催化剂的比表面积,并对其二苯并噻吩加氢脱硫反应活性有明显的促进作用. Ni助剂添加量以Ni/Mo原子比为0.3为宜,此时Ni和Mo之间的催化协同效应达到最佳. 当反应压力为3.0 MPa, 反应温度为330 ℃, 空速8 h-1, H2/原料液体积比为500∶1时, 625 ℃还原碳化制备的碳化镍钼催化剂对0.6%二苯并噻吩/环己烷溶液的二苯并噻吩转化率达到96.25%, 较相应的碳化钼催化剂提高了1.57倍.

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Co/SiO2催化剂催化费托合成中CeO2助剂的作用

代小平;余长春;李然家;师海波;沈师孔

2006, 27 (10): 904-910.

摘要 ( 1922 ) [Full Text(HTML)] ()

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在Co/SiO2催化剂中加入少量CeO2助剂, 能够提高其催化费托(FT)反应的活性和液态烃(Ｃ5+)的选择性,特别是可以生成优质的高附加值柴油及润滑油基础油(C12+), 但助剂CeO2对Co/SiO2催化剂的作用目前仍存在争议. 本文利用X射线衍射、程序升温还原、程序升温脱附、程序升温表面反应、 X射线光电子能谱、扫描电镜和同位素脉冲反应结合H-D同位素交换等方法对催化剂进行了表征,并采用微反评价考察了催化剂的催化性能. 表征结果表明,少量CeO2助剂的添加提高了活性组分Co在催化剂表面的分散度,降低了催化剂表面Co的晶粒度,使催化剂对CO和H2的吸附性能发生了改变. 同位素脉冲反应结合H-D交换实验表明, CeO2的添加减弱了Co的金属性,提高了其吸附解离氢的能力和CO吸附量,增大了催化剂表面活性碳物种的浓度和聚合趋势,使FT合成的碳链增长几率增大至0.90, 产物中液态烃选择性和重质烃含量明显增加,说明CeO2的加入有利于生成高附加值的柴油和润滑油基础油.

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α-Al2O3的性质对负载钯催化剂催化CO偶联反应的影响

林茜;赵秀阁;毕伟;肖文德

2006, 27 (10): 911-915.

摘要 ( 2218 ) [Full Text(HTML)] ()

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以不同来源的 α-Al2O3 为载体制备了用于催化CO偶联制草酸二甲酯反应的Pd/α-Al2O3 催化剂,利用X射线衍射、 N2吸附和X射线能谱等手段对载体进行了表征. 结果表明,催化剂活性与载体的比表面积没有必然联系,但依赖于载体孔容及孔径的分布范围. 同时 α-Al2O3 的纯度和杂质种类对催化剂活性也有影响,少量钠氧化物和 γ-Al2O3 的存在会大大降低催化剂的活性. 此外,利用CO化学吸附法分析了催化剂活性组分的分布情况. 结果表明,催化剂表面活性金属Pd的分散度达到3.94%以上时,分散度的进一步增大对CO偶联反应没有明显影响.

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MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化氧化二甲醚制取甲缩醛

张清德;谭猗生;杨彩虹;柳玉琴;韩怡卓

2006, 27 (10): 916-920.

摘要 ( 2154 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浸渍法制备了H4SiW12O40/SiO2杂多酸催化剂,分别使用MnCl2, SnCl4和CuCl2对其进行修饰,并在常压连续流动固定床反应器中考察了催化剂对二甲醚选择氧化制取甲缩醛的催化活性. 结果表明, MnCl2修饰的H4SiW12O40/SiO2催化剂的活性和甲缩醛选择性均高于SnCl4和CuCl2修饰的催化剂. 进一步考察了不同MnCl2含量及反应温度对反应的影响. 在MnCl2含量为5%, 反应温度为593 K时, MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化剂的活性和甲缩醛选择性最佳,二甲醚转化率为8.6%, 甲缩醛选择性为36.3%. X射线衍射结果显示, MnCl2与H4SiW12O40相互作用并均匀地分散在载体上. 用红外光谱研究了MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化剂的结构,发现改性后的催化剂基本保持了杂多酸的Keggin结构. NH3程序升温脱附结果显示, MnCl2的加入较明显地降低了催化剂的酸强度和酸中心数目.

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负载型纳米贵金属催化剂催化吡啶及其衍生物的加氢反应

薛芳;林棋;杨朝芬;李贤均;陈华

2006, 27 (10): 921-926.

摘要 ( 2313 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了负载型高分散的纳米贵金属催化剂和含Ru的双金属催化剂,并考察了催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应的催化性能. 结果表明, 5%Ru/C催化剂对吡啶加氢反应的催化活性高于5%Pd/C, 5%Pt/C和5%Ir/C. 在100 ℃, 3.0 MPa, 1 h和Ru/吡啶摩尔比=2.5/1000 的条件下, 5%Ru/C催化吡啶加氢的转化率大于99.9%, 生成哌啶的选择性为100%. 催化剂重复使用5次后,活性和选择性无明显下降. 在Ru催化剂中加入少量的Pd和Ir后催化剂活性没有明显的变化. 采用X射线衍射、高分辨透射电镜和X射线光电子能谱对还原后的5%Ru/C催化剂进行表征,结果表明Ru以高分散金属态存在,其平均粒径小于5 nm. 不同底物的加氢反应活性为: 吡啶≈2-甲基吡啶>2,6-二甲基吡啶>3-甲基吡啶>4-甲基吡啶>3,5-二甲基吡啶>2-甲氧基吡啶.

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助剂SiO2对CO2加氢制二甲醚催化剂Cu-ZnO/HZSM-5性能的影响

王继元;曾崇余;吴昌子

2006, 27 (10): 927-931.

摘要 ( 1914 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了助剂SiO2对CO2加氢合成二甲醚催化剂Cu-ZnO/HZSM-5性能的影响,并用X射线衍射、程序升温还原和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征. 结果表明,加入少量的SiO2即可显著提高CO2的转化率、二甲醚的选择性以及二甲醚和甲醇的总选择性,并降低副产物CO的选择性,同时改善催化剂的稳定性; 但SiO2加入量大时,催化活性反而降低. SiO2的存在可使焙烧后催化剂的晶型结构发生改变,促进CuO和ZnO的分散,并提高CuO的还原温度. SiO2的加入抑制了反应过程中催化剂上Cu0和ZnO晶粒的长大,对活性物种Cu0有稳定作用,从而有利于提高催化剂的活性和稳定性.

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PtRu纳米线的合成及其在直接甲醇燃料电池阳极中的催化活性

孙世国;徐恒泳;唐水花;郭军松;李焕巧;曹雷;周冰;辛勤;孙公权

2006, 27 (10): 932-936.

摘要 ( 1930 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(395KB) ( 849 )

分别以SBA-15和MCM-41介孔分子筛作模板剂,采用浸渍还原法制备了纵横比及合金度不同的双组元PtRu纳米线和纳米棒电催化剂. 透射电镜、 X射线衍射表征和电化学测试结果表明, PtRu纳米线具有较高的合金度和较大的纵横比,在甲醇硫酸溶液中表现出更好的电催化活性. 初步探讨了PtRu纳米线催化剂的合金度和纵横比对其电催化活性和电极性能的影响.

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