催化学报

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满足欧Ⅲ排放标准的汽油车中偶催化剂

王永军;袁书华;史忠华;赵明;龚茂初;刘忠长;陈启章;陈耀强

2007, 28 (2): 97-99.

摘要 ( 1761 ) [Full Text(HTML)] ()

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制备了高性能稀土储氧材料Ce0.5Zr0.4Y0.1O2和镧稳定的氧化铝(La-Al2O3), 并以此为基础制备了中偶汽油车尾气净化催化剂. 经老化前后的性能检测证实,稀土储氧材料具有优异的织构性能和储氧性能且高温稳定性优良; La-Al2O3具有优异的织构性能及优异的抗高温老化性能. 中偶催化剂对HC, CO和NOx具有优异的低温活性、抗高温老化性能和低的劣化系数. 捷达-MT型汽油车排放检测表明该催化剂能够满足欧Ⅲ排放标准.

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温和条件下电催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

张丽;罗仪文;钮东方;虞新迪;陆嘉星

2007, 28 (2): 100-102.

摘要 ( 2053 ) [Full Text(HTML)] ()

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在常温常压下研究了CO2的电化学活化及其与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯,考察了支持电解质对碳酸丙烯酯产率的影响. 结果表明,含有Br-的支持电解质对合成碳酸丙烯酯起到明显的催化效果. 在实验研究基础上,对反应机理进行了初步推测,认为Mg2+起到路易斯酸的作用并与环氧丙烷的氧原子配位,同时Br-作为亲核试剂进攻环氧丙烷的 C-O 键使其断裂开环,形成的中间物与CO2还原产生的活化物质结合形成碳酸丙烯酯.

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12-磷钨酸及其铯盐的酸位可接近性: 固体核磁共振探针分子研究

康海霞;杨俊

2007, 28 (2): 103-105.

摘要 ( 2085 ) [Full Text(HTML)] ()

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固体酸催化剂的酸位可接近性是影响催化剂性能的重要性质. 使用与反应分子大小接近的碱性探针分子三甲基膦和固体核磁共振技术,定量研究了磷钨酸及其铯盐的酸位可接近性. 结果表明,磷钨酸具有“假液相性”,三甲基膦可以接近磷钨酸体相中的酸位,在无水的磷钨酸中,有大约2/5的酸位可以被三甲基膦所接近. 磷钨酸的铯盐没有“假液相性”,探针分子只能接近催化剂表面的酸位,在无水的Cs1.5H1.5PW12O40中,只有大约5%的酸位能够被三甲基膦所接近.

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CeO2负载的Cu, Ir和Pd催化剂上的醇转移脱氢反应

宋伟;师瑞娟;刘俊龙;展恩胜;李占双;徐奕德;申文杰

2007, 28 (2): 106-108.

摘要 ( 2049 ) [Full Text(HTML)] ()

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研究了CeO2负载的Cu, Ir和Pd催化剂上的醇转移脱氢反应. 利用催化剂体系脱氢和加氢功能的偶合,在较温和的反应条件下实现了二级脂肪醇的高选择性转移脱氢. 其中, Ir/CeO2催化剂表现出较高的催化活性,其TOF值达16.0 h-1.

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碳化钨用作质子交换膜燃料电池催化剂载体的抗氧化性能

张生生;朱红;俞红梅;侯俊波;衣宝廉;明平文

2007, 28 (2): 109-111.

摘要 ( 2194 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用还原碳化法制备了碳化钨样品,并用原位还原法担载Pt粒子得到Pt/WxCy催化剂. 利用计时电流技术对Pt/WxCy和常规Pt/C催化剂进行氧化处理,并用循环伏安法测试了氧化前后两种催化剂的电化学活性面积. 将两种催化剂制成单电池,对比研究了其氧化后的性能衰减. 结果表明, Pt/WxCy催化剂制成的单电池抗氧化能力显著高于普通Pt/C制成的单电池.

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MoBiTeO/SiO2催化剂在丙烷选择氧化反应中的表面结构重组

何益明;伊晓东;章小兵;应方;黄传敬;翁维正;万惠霖

2007, 28 (2): 112-116.

摘要 ( 1814 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了MoBiTeO/SiO2催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛的催化性能,并采用原位拉曼、 X射线衍射和X光电子能谱等技术研究了催化剂在反应过程中的结构重组及其对催化性能的影响. 实验结果表明,反应前, MoBiTeO/SiO2催化剂主要由Te多钼酸盐物种组成; 在570 ℃和C3H8/O2/N2=1.2/1/4的反应条件下, MoBiTeO/SiO2催化剂中的部分Te组分被深度还原为金属Te而流失,使部分Te多钼酸盐物种进行了结构重组形成了MoO3物种. Te多钼酸盐和MoO3之间的协同作用使催化剂的催化性能提高.

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氢气对Ag/Al2O3和Cu/Al2O3催化剂选择性催化C3H6还原NOx反应的影响

张秀丽;贺泓;余运波

2007, 28 (2): 117-123.

摘要 ( 2247 ) [Full Text(HTML)] ()

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添加H2对Ag/Al2O3和Cu/Al2O3催化剂选择性催化C3H6还原NOx反应具有不同的影响. 原位漫反射红外光谱分析表明,在Ag/Al2O3催化剂上, H2的存在促进了C3H6部分氧化产物烯醇式物种(RCH=CH-O-)和乙酸盐等的形成,烯醇式物种和硝酸盐为主要反应中间体,二者间的相互反应性能很强,能形成高浓度的反应关键中间体异氰酸酯(-NCO)表面吸附物种,因此NOx的去除活性提高; 而在Cu/Al2O3催化剂上, H2的存在并没有促进C3H6部分氧化产物的形成,而且抑制了硝酸盐的形成,进而抑制了C3H6部分氧化产物与硝酸盐反应形成表面-NCO 物种,导致NOx的去除活性降低.

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CO2氧化异丁烷制异丁烯用Pd/V2O5-SiO2催化剂

王茂功;钟顺和

2007, 28 (2): 124-130.

摘要 ( 2066 ) [Full Text(HTML)] ()

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利用表面化学反应改性法制备了不同V2O5负载量的V2O5-SiO2表面复合物载体,进而采用等体积浸渍法制备了负载型Pd催化剂. 用N2吸附、 X射线衍射、透射电镜、 X射线光电子能谱、程序升温脱附、化学吸附-红外光谱和微反技术对系列Pd/V2O5-SiO2催化剂的比表面积、晶相结构、价态、异丁烷的化学吸附性能和CO2部分氧化异丁烷制异丁烯的催化性能进行了研究. 结果表明, Pd/V2O5-SiO2催化剂中的钒以V5+形式存在, V5+在催化剂表面形成活性位V=O, 其中 V=O 晶格氧与 i-C4H10分子的-CH3 和-CH 中的H产生化学吸附作用; 催化剂中金属Pd与V4+协同作用使CO2在催化剂上产生了卧式吸附态; 晶格氧参加了催化氧化反应,催化剂中 V5+←→V4+ 的变化构成了催化反应的氧化还原过程. 在525 ℃, CO2/i-C4H10体积比为1和空速为 1200 h-1的条件下,以Pd/25%V2O5-SiO2为催化剂时异丁烷转化率为22.8%, 异丁烯选择性为89.1%.

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含硫液体烃燃料水蒸气重整制氢Ⅰ. Pt/Ce0.8Gd0.2O1.9催化剂的制备、表征和抗硫性能

陈金春;刘晔;路勇;薛青松;高立达;王亚;何鸣元

2007, 28 (2): 131-136.

摘要 ( 1928 ) [Full Text(HTML)] ()

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以柠檬酸溶胶-凝胶法合成的具有萤石结构的Ce0.8Gd0.2O1.9(CGO)复合氧化物为载体,用初湿浸润法制备了负载型Pt催化剂. 纯异辛烷的重整反应结果显示, 600和800 ℃焙烧的催化剂达到了热力学平衡转化, 1000 ℃焙烧会导致Pt的聚集和氧化物的严重烧结,因而催化剂活性较差. 抗硫测试表明, 800 ℃焙烧的催化剂抗硫性能最好,在300 μg/g硫存在下, 100 h内异辛烷均接近完全转化; 在500 μg/g硫存在下催化剂仍表现出良好抗硫性能. 程序升温还原和X射线分析结果显示, 800 ℃焙烧时Pt与CGO载体间的相互作用最强,同时催化剂具有良好的热稳定性,这是催化剂具有抗硫性能并且抗硫作用持久的根本原因. 反应条件下噻吩硫完全转化成H2S, 硫的转化可能是通过氧化-还原机理进行的.

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嵌埋式纳米钌基催化剂的制备及其催化水煤气变换反应的性能

郭晓勇;华南平;杜玉扣;杨平

2007, 28 (2): 137-142.

摘要 ( 1988 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用溶胶法制备了平均粒径为4.9 nm的RuO2溶胶,然后以镁铝尖晶石为载体,用一步沉淀法制备了嵌埋式纳米Ru基水煤气变换反应催化剂. 利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和粉末X射线衍射等技术对样品进行了表征. 结果表明, Ru纳米粒子均匀分散在载体内部,催化反应活性中心通过载体上形成的细微孔道与反应物接触. 向催化剂中添加适量的K2O和La2O3助剂可以有效地提高其催化活性.

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Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂的制备、表征及其对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应的催化性能

宋立民;李伟;张明慧;陶克毅

2007, 28 (2): 143-147.

摘要 ( 1951 ) [Full Text(HTML)] ()

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以硅酸钠为原料,以大孔Al2O3为基载体,采用水解沉积法制备了SiO2-Al2O3复合载体. 进而以非晶态镍基合金为前驱体,在低温下通过PH3处理制备了Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂. 用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、电感耦合等离子体发射光谱和N2吸附技术对复合载体和催化剂进行了表征,并以4,6-二甲基二苯并噻吩为探针在小型连续流动固定床反应器上考察了催化剂的加氢脱硫性能. 结果表明,在γ-Al2O3载体表面引入SiO2能够明显减少γ-Al2O3表面四配位的Al3+离子,从而减弱Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂中Ni2P和γ-Al2O3载体表面的强相互作用. 加入适量的SiO2后, SiO2-Al2O3复合载体仍能保持大孔γ-Al2O3载体孔结构的优势. 在实验范围内, Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂表现出很好的加氢脱硫性能.

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纳米金催化剂的存放失活

王东辉;董同欣;史喜成;郝郑平

2007, 28 (2): 148-152.

摘要 ( 2373 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用共沉淀法制备了2.5%Au/ZnO催化剂,并用扫描隧道显微镜、 X射线衍射、 X射线光电子能谱和热重研究了纳米金催化剂在空气中存放失活的机理. 结果表明,纳米金催化剂在空气中存放失活是部分可逆的. 纳米金催化剂的存放失活有两方面原因: 一是纳米金粒子的长大,导致不可逆失活; 二是碳酸盐在催化剂表面的累积,这种失活可以通过高温焙烧来恢复,是可逆的.

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一种室温下制备多孔锐钛矿型TiO2薄膜的方法

申乾宏;蔡振钱;高基伟;杨辉;

2007, 28 (2): 153-157.

摘要 ( 2365 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与聚苯乙烯球形粒子混合制得涂膜液,通过浸渍提拉法制备薄膜,然后在超声波振荡条件下,以甲苯为溶剂,将薄膜中的聚苯乙烯球选择性地溶解去除,在室温下获得了锐钛矿型多孔TiO2薄膜. 与致密的TiO2薄膜相比,该多孔TiO2薄膜具有较高的光催化活性. 该方法有以下两方面的优点: 一是实现了多孔TiO2薄膜的室温制备,增大了薄膜基材的选择范围; 二是可以通过添加不同粒径的聚苯乙烯球,较为方便地实现了对薄膜孔径的调节.

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乙炔在ZSM-5分子筛上的吸附机制及吸附态性质

于青;王新平;陈静;贾翠英

2007, 28 (2): 158-162.

摘要 ( 2003 ) [Full Text(HTML)] ()

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在有微量水存在下研究了乙炔在HZSM-5和NaZSM-5上的吸附和脱附. 在80 ℃下, NaZSM-5上乙炔的饱和吸附量约为HZSM-5上的5倍,但在200 ℃以上时吸附的乙炔只有少量可存留于NaZSM-5表面. 这与乙炔在HZSM-5上的较强吸附显著不同. 依据FT-IR对乙炔吸附态的测定,研究了乙炔在ZSM-5分子筛上的吸附机制及吸附态性质. 乙炔与HZSM-5中B酸中心上的水作用形成乙烯醇,后者在升温时变为碳正离子结合在分子筛的 Al-O--Si 上构成强吸附物种. 在NaZSM-5上,乙炔只通过与Na+位上的水作用形成乙烯醇,后者与沸石孔道中的阳离子以静电结合构成弱吸附物种. 与HZSM-5的情况不同, NaZSM-5上的吸附物种在升温过程中被活化前即分解成乙炔脱附.

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制备方法及焙烧温度对Co3O4/CeO2催化剂上CO低温氧化反应的影响

邵建军;张平;唐幸福;张保才;宋巍;徐奕德;申文杰

2007, 28 (2): 163-169.

摘要 ( 2178 ) [Full Text(HTML)] ()

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分别采用沉淀氧化法、均匀沉淀法及络合燃烧法制备了Co3O4/CeO2复合氧化物催化剂,并在干燥及湿气条件下进行了CO氧化反应. 结果表明,采用沉淀氧化法经538 K焙烧制得的Co3O4/CeO2催化剂具有优异的CO低温氧化活性和较高的抗湿性能. 在196 K条件下,该催化剂上CO氧化的转化率为99%, 并且可连续保持400 min以上; 当温度上升到298 K时,经过 2400 min反应后, CO的转化率仍可达到94%; 当反应气中含3.1%湿气,温度为383 K时,经过2400 min反应后, CO的转化率仍保持在79%. 实验表明, Co3O4/CeO2催化剂的制备方法及焙烧温度对Co3O4与CeO2之间的相互作用有显著的影响,进而影响催化剂催化CO低温氧化的活性.

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Ti-HMS和TS-1分子筛结构和催化性能的对比研究

金长子;李钢;王祥生;王云;刘海鸥

2007, 28 (2): 170-174.

摘要 ( 1977 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用长链十二烷基胺为模板剂,成功合成出含钛中孔分子筛Ti-HMS, 并针对其晶化过程、结构特征以及催化性能与修正经典法制备的微孔分子筛TS-1进行了对比. 结果表明,中孔分子筛Ti-HMS的晶化机理不同于微孔分子筛TS-1的晶化机理. 随着晶化温度的提高, Ti-HMS分子筛的相对结晶度降低,且晶化过程中母液的pH值变化不大. TEM照片显示, Ti-HMS分子筛的孔壁整体上呈无定形,在局部区域可能存在晶态或者类晶态物种. 与TS-1分子筛相比, Ti-HMS分子筛的活性中心(骨架钛)处在畸变的四面体环境中. 中孔分子筛Ti-HMS可以满足大分子硫化物(如苯并噻吩)氧化反应的要求; 对于小分子硫化物(如噻吩)的氧化反应,微孔分子筛TS-1催化剂效果更好.

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粘质沙雷氏菌脂肪酶的固定化及催化拆分反式3-(4’-甲氧苯基)缩水甘油酸甲酯

龙章德;许建和;潘江

2007, 28 (2): 175-179.

摘要 ( 2410 ) [Full Text(HTML)] ()

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对粘质沙雷氏菌脂肪酶进行了固定化研究,确定硅藻土和环氧树脂Eupergit C是较好的固定化载体. 固定化后酶的热稳定性、 pH稳定性及储存稳定性均明显提高. 以Eupergit C共价固定的脂肪酶,其操作稳定性比硅藻土吸附酶好,重复使用10批次后,剩余酶活力还有50%左右,戊二醛交联对Eupergit C固定化酶稳定性的提高没有明显效果,而硅藻土吸附酶经戊二醛交联后稳定性有所提高,经5批次反应后剩余酶活力还有50%. 使用交联后的硅藻土固定化酶(1 g, 200 U), 在两相搅拌反应器(工作体积200 ml, 甲苯∶水体积比=1)中对地尔硫卓手性前体(±)-反式3-(4’-甲氧苯基)缩水甘油酸甲酯((±)-MPGM)(有机相浓度为0.5 mol/L)进行了催化拆分,经5批次反应后,共得纯(2R,3S)-(-)-MPGM 18.6 g, 产品光学纯度(对映体过量)>99%, 总收率为37.2%.

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Mo/MCM-22分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究

朱洪元;张元;周丹红;关静;包信和

2007, 28 (2): 180-186.

摘要 ( 2326 ) [Full Text(HTML)] ()

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应用密度泛函理论研究了Mo/MCM-22分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构,以及甲烷在该活性中心上的活化机理. 设计了两种结构的活性中心模型: Mo(CH2)2(模型A)和Mo(CH)CH2(模型B); 它们都嫁接在MCM-22分子筛超笼边缘的T4位的Brnsted-酸性位上,用3T簇模型代替分子筛的骨架,对所设计的模型进行了几何结构优化和电子结构分析. 结构优化结果显示, Mo与CH2端基以双键结合,键长为0.18～0.19 nm, 而Mo与CH端基以叁键结合,键长为0.17 nm. 通过自然键轨道分析,证明中心钼原子以配位键与骨架氧原子结合. 根据前线分子轨道的分析,预测了甲烷活化反应将发生在甲烷分子的HOMO和钼活性中心的LUMO之间,即 C-H 键的电子流向 Mo-C 键的π*轨道. 甲烷 C-H 键发生异裂, H+和H3C-基团分别与 Mo-C 键上的Mo和C成键. 在模型A上,甲烷活化反应的活化能为119.97 kJ/mol; 在模型B上,甲烷的H原子可以分别结合到CH2端基和CH端基上,对应的活化能分别为91.37和79.07 kJ/mol.

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