Pt的氧化状态对甲醇氧化活性的影响

采用NaBH4还原法制备了XC-72碳黑负载的Pt电催化剂,并在化学还原后用H2O2处理部分催化剂以改变Pt的氧化状态,以期改善Pt活性中心上水的离解而提高催化活性.X射线光电子能谱结果表明,经H2O2处理的催化剂含有较多的氧化态Pt.通过循环伏安法和记时电流法考察了经处理和未经处理的催化剂在酸性条件下的甲醇氧化的催化...     

铜基催化剂用于一氧化碳催化消除研究进展

催化消除CO主要包括CO的完全氧化(CO-COOX)和优先氧化(CO-PROX).首先,结合本课题组的相关研究,按照催化剂体系介绍了Cu基催化剂在CO-COOX中的活性物种和组分之间的相互作用.其次,对用于富氢气氛下CO-PROX的Cu基催化剂进行了系统的分类总结,重点阐述了CuO-CeO2催化剂的制备方法、助剂改性、载体调变以及过渡金属离子掺杂(CuO/Ce1-xMxO2)、反相结构(CeO2/CuO)等方面对CO-PROX催化性能的影响.最后,总结了Cu基催化剂在CO-PROX中存在的问题,并展望了未来的研究趋势.     

甲醇电化学催化氧化机理研究进展

甲醇催化氧化机理的研究对催化剂的开发具有重要的意义。本文概述了甲醇在铂表面催化氧化的反应机理;催化剂的中毒情况以及抗CO催化剂的研究进展,重点阐述了催化剂的结构和表面组成以及电极电势对催化活性的影响。目前的催化剂是不令人满意的．基础研究将有助于避免用纯经验的方法来寻求更为理想的催化剂。     

焙烧条件对金催化剂的结构及其催化CO氧化性能的影响

采用共沉淀法和金属有机配合物固载法,分别制备了负载型金催化剂,并考察了焙烧条件对其催化CO氧化性能的影响。实验结果表明,焙烧温度和时间对催化剂的结构和活性的影响显著,不同的金属氧化物负载的金催化剂具有不同的最佳焙烧温度。DTA-TG分析结果确定了催化剂稳定结构的形成温度;XRD测试结果显示,在最佳焙烧条件下得到的催化剂,其载体为具有一定结晶度的金属氧化物。     

Promotional Effect of Bismuth as Dopant in Bi-Doped Vanadyl Pyrophosphate Catalysts for Selective Oxidation of n-Butane to Maleic Anhydride

Bismuth-promoted (1% and 3%) vanadyl pyrophosphate catalysts were prepared by refluxing Bi(NO3)3·5H2O and VOPO4·2H2O in isobutanol. The incorporation of Bi into the catalysts lattice increased the surface area and lowered the overall V oxidation state. Profiles of temperature programmed reduction (TPR) in H2 show a significant shift of the maxima of major reduction peaks to lower temperatures for the Bi-promoted catalysts. A new peak was also observed at the low temperature region for the catalyst with 3% of Bi dopant. The addition of Bi also increased the total amount of oxygen removed from the catalysts. The reduction pattern and reactivity information provide fundamental insight into the catalytic properties of the catalysts. Bi-promoted catalysts were found to be highly active (71% and 81% conversion for 1% and 3% Bi promoted catalysts, respectively, at 703 K), as compared to the unpromoted material (47% conversion). The higher activity of the Bi-promoted catalysts is due to that these catalysts possess highly active and labile lattice oxygen. The better catalytic performance can also be attributed to the larger surface area.     

Zr掺杂对PdO/Ce1-xPdxO2-δ催化剂CO和CH4催化氧化的影响

采用溶液燃烧法制备出PdO/PdO/Ce_1-xPd_xO_2-δ （PdO/CP）和PdO/Ce1-x-yPdxZryO₂-δ （PdO/CPZ）催化剂,通过硝酸处理去除催化剂表面的PdO物种得到对应的PdO/Ce_1-xPd_xO_2-δ （CP）和Ce1-x-yPdxZryO₂-δ （CPZ）催化剂。考究四种催化剂（PdO/CP、PdO/CPZ、CP、CPZ）对CO和CH₄的氧化活性,并计算得出表面PdO和Pdⁿ⁺物种的转化频率（TOF）。结果表明Zr的添加对PdO催化剂上CO和CH₄的催化氧化活性具有不同的影响。Zr的添加对PdO/CPZ和CPZ催化剂的CO催化活性具有明显的促进作用,前者归因于PdO/CPZ催化剂表面生成了更小颗粒的PdO粒子,后者归因于CPZ催化剂中含有更多的氧空位。对于CH₄的催化氧化,Pdⁿ⁺物种起到关键的作用。由于Zr的掺杂导致CeO₂的晶格中Pd物种的含量减少,致使PdO/CPZ催化剂和CPZ催化剂对CH₄氧化活性的降低。     

沸石和活性炭为载体的Fe3+和Cu2+型催化剂催化氧化苯酚的比较

以沸石和活性炭为载体，制备了Fe3 和Cu2 型沸石和活性炭催化荆，研究了非均相Fe和Cu催化剂催化氧化高浓度含酚废水．在Fenton反应机理的基础上，探讨了Cu2 的均相和非均相催化氧化机理，以人造沸石和活性炭为栽体制备了相应的4种非均相催化剂，进行了均相、非均相Fe和Cu催化剂催化氧化高浓度含酚废水的对比试验，分析了这两种载体的比表面积、孔径分布和中孔孔容，比较了4种非均相催化剂对苯酚降解率的影响．结果发现Cu2 不仅能大大提高反应速率，而且其均相、非均相反应体系的苯酚降解率均可达到约97％．     

钌基催化剂催化的气固相反应

催化剂被广泛应用于各种化学品的生产,从原子尺度了解整个催化反应体系有利于合理设计新型催化剂.参与气固相反应的催化剂主要有贵金属催化剂和过渡金属催化剂.近年来, Ru基催化剂由于在低温低压下表现出良好的催化活性而广泛应用于一些气固相反应.本文对 Ru的基本性质、氧化行为以及 Ru基催化剂的理论研究进行综述.介绍了钌基催化剂参与的气固相反应,包括挥发性有机物的催化氧化、一氧化碳优先氧化(PROX)、氨合成、氯化氢氧化以及甲烷部分氧化,分析了催化性能与理化性质之间的构效关系,提出了钌基催化剂在相关反应中存在的问题以及未来发展趋势. Ru具有多种氧化态,在 Ru基催化剂参与的气固相反应中,金属 Ru和/或 RuO2被认为是活性物种,通常反应温度在400oC以下. Ru (0001)晶面在 O2存在条件下,随着氧气含量的不同会从中间态过渡到氧化态,实验证明该晶面属于 RuO2.理论研究证实了在反应过程中 RuO2的存在,并提出了核壳结构,对于其它气固相反应的机理研究有一定启发.挥发性有机物(VOC)的催化氧化主要集中烷烃、烯烃、芳烃以及卤代烃的催化氧化,催化剂的理化性质包括颗粒粒径、价态和晶体结构等对催化活性有很大影响,并且 Ru基催化剂对卤代烃的催化氧化表现出良好的抗卤性,同时多卤代副产物低于其它贵金属体系. Ru基催化剂在低温条件下对 PROX具有高的活性和选择性,并且可以有效抑制 H2氧化、CO甲烷化和CO2甲烷化等副反应发生.氨合成的难点在于 N≡N具有很强的解离能,许多研究表明,氨合成使用的 Ru基催化剂的催化性能与载体性质密切相关, Ru与载体之间强的相互作用使得电子可以迅速地从载体转移到 Ru颗粒上,掺杂其它有效元素可能会提供更多的氧空位和有效防止高温焙烧导致催化剂烧结.对于 HCl氧化虽然研究较少,但是 Over等人对 HCl氧化机理进行了深入研究,并且日本住友化工设计的 Ru基催化剂已经商业化. Ru基催化剂可以有效降低甲烷部分氧化的反应温度和压力,并具有高的选择性和稳定性,避免副产物生成.现有催化系统以及新型催化剂开发仍面临诸多挑战,例如：对于单一 VOC氧化过程和多元 VOCs催化氧化的机理和动力学需要进一步研究;对于氨合成需要寻求具有高电导率的载体,从而将电子快速转移到 Ru颗粒表面,使得氨合成在更低温度下进行;为了避免副产物生成,需确保新型 Ru基催化剂上PROX和甲烷部分氧化在低温低压条件下进行; Ru基催化剂理化性质对活性的影响以及失活等问题需要进一步研究.     

Baeyer-Villiger oxidation of ketones with hydrogen peroxide catalyzed by Sn-palygorskite

Palygorskite-supported Sn complexes were prepared by a simple procedure. Cyclic ketones and acyclic ketones were oxidized by hydrogen peroxide in a reaction catalyzed by palygorskite-supported Sn complexes, affording corresponding lactones or esters with selectivity for the product of 90-100%. The catalysts can be recycled for several times without significant decline in catalytic activity.     

Thermocatalytic removal of carbonaceous materials

Decomposition and removal of carbonizate was performed over platinum catalysts supported on two types of alumina differing in the surface area: low surface area one (LSA) and high surface one (HSA). For the sake of comparison, the performance of platinum catalyst supported on silica and bimetallic platinum-rhenium catalysts was analyzed. It has been shown that all platinum catalysts examined caused an increase in the removal of carbonizate. The activity of these catalysts was independent of the kind of support applied or addition of rhenium as a second component. The online version of the original article can be found at     

CYCLIZATION OF ISOMERIC BUTENYL PHENYL SULFIDES ON CHROMIC CATALYSTS

Abstract

It is established that isometric butenyl phenyl sulfides on chromic catalysts yield mainly direct cyclization products unlike their reactions on heterogenous acidic catalysts previously investigated in our laboratory. In the presence of such catalysts the formation of cyclic comcounds proceeds in different ways depending on the position of the side-chain double bond. In case chromic catalysts are used the mentioned factor affects only the easiness of cyclization, but not the nature of the process as such.     

ZrO2在Pd／Al2O3催化剂中的助剂作用

用流动反应法考察了富氧或贫氧气氛中添加ＺｒＯ２的Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上ＣＯ的催化氧化反应，并用ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＴＰＤ－ＭＳ等技术研究了助剂ＺｒＯ２与γ－Ａｌ２Ｏ３间的相互作用对催化剂上氧物种的还原和脱出－恢复行为的影响，结果表明，基质γ－Ａｌ２Ｏ３与ＺｒＯ２能发生相互作用，添加６％ＺｒＯ２的催化剂氧化活性最好，添加适量的ＺｒＯ２有利于催化剂上氧物种的脱出－恢复，从而促进ＣＯ氧化活性及表面活泼氧物     

聚合物膜燃料电池用电催化剂研究进展

综述了聚合物膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）用电催化剂最新的研究进展,包括阳极甲醇催化剂有机螯合物催化剂及其它的还原催化剂。     

室温MnO_x上O_3氧化脱除空气中甲醛

采用氧化还原法制备了MnOx催化剂,X射线衍射结果表明其主要为无定形结构.在甲醛和臭氧浓度分别为137和642mg/m3,相对湿度为56%(25oC),GHSV为2×105h-1条件下,MnOx催化剂上O3可将甲醛全部氧化为CO2,反应150min内甲醛转化率和CO2选择性一直保持在～100%.另外,当臭氧与甲醛的摩尔比约为2:3,即显著低于化学计量比时,CO2选择性仍可达～100%.采用傅里叶变换红外光谱仪在线分析了甲醛氧化反应产物,未检测到任何副产物,从而确认了MnOx催化剂上O3对甲醛的完全氧化.     

Influence of preparation on the structure and co conversion of γ-Bi2MoO6 catalysts

The effect of treatment conditions during preparation and activation of γ-Bi₂MoO₆ catalysts was investigated. Catalytic evaluation shows that CO conversion is much higher for catalysts obtained under vapor controlled evaporation conditions (CE) than for standard evaporation catalysts (SE). Characterization results show that preparation under SE conditions induces segregation of Bi₂O₃ on the surface of Bi₂MoO₆ catalysts decreasing their catalytic activity. Catalysts treatment under hydrogen reactivates the catalytic properties of SE samples.     

催化剂活性位本质和构效关系的模型催化研究

明确催化剂的活性位本质和构建多相催化的结构和反应性能之间的准确关系是催化基础研究的重点,表面科学研究基于丰富的表征测试手段能够较好地在分子原子水平测定表面结构以明确催化剂活性位本质,并通过高压原位反应池测定相关催化反应性能,获得较可靠的催化剂构效关系。本文简要总结了近年来本人参与的几个模型催化研究例子,包括贵金属表面上CO和烷烃催化氧化的活性表面、纳米Au膜的制备和CO氧化的催化活性位、VO_x/Pt(111)上丙烷氧化的协同作用、Au Pd合金上醋酸乙烯酯合成Au的助催化作用、模型氧化物上纳米Pt的庚烷脱氢环化制甲苯的粒径关系等,以及相关模型催化研究技术的进展。     

炭载Pd-Ni合金纳米粒子对甲酸的电催化氧化

通过液相还原法制备了具有不同原子比例的Pd-Ni/C催化剂,并且使用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS) 等表征手段对制备的催化剂进行了表征,总结了Ni的掺杂对Pd-Ni合金纳米粒子的尺寸及晶体结构的影响。电化学测试结果表明：适量的Ni的掺杂不但能够增强催化剂对甲酸催化氧化的活性,而且还能够提高催化剂的稳定性。因此,Pd-Ni/C催化剂是一类具有潜在应用前景的直接甲酸燃料电池阳极催化剂     

甲苯类化合物的选择性氧化

综述了以O2为清洁氧源甲苯类化合物的气相和液相选择性氧化。甲苯类化合物的气相选择性氧化中主要介绍了金属氧化物、分子筛和负载型催化剂并对影响催化剂活性和选择性的因素进行了分析;甲苯类化合物的液相选择性氧化中重点介绍了MC(mid-century)催化体系及其反应机理方面的研究进展,并特别介绍了仿生催化在甲苯类化合物催化氧化中的应用。对各催化氧化体系的应用前景进行了展望。     

不同晶相结构二氧化锰催化完全氧化乙醇

采用水热合成法制备了α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂和δ-MnO₂催化剂, 运用N₂吸脱附实验、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等方法对催化剂进行了表征, 并将催化剂用于催化完全氧化乙醇反应中, 考察了不同晶型MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性的差异, 探讨了催化剂晶型结构与催化氧化活性的关联. 结果表明, 不同晶型的MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性差异显著, 活性顺序为α-MnO₂>δ-MnO₂>γ-MnO₂>β-MnO₂. 系列表征结果显示, 晶体结晶度和比表面积不是影响不同晶型MnO₂催化剂活性的主要原因, α-MnO₂催化剂具有的较高晶格氧浓度和较高的可还原性是其具有良好催化氧化乙醇活性的关键因素.     

Molecular complexes in water oxidation: Pre-catalysts or real catalysts

Artificial photosynthesis is considered a promising method to produce clean and renewable energy by sunlight. To accomplish this aim, development of efficient and robust catalysts for water oxidation and hydrogen production is extremely important. Owing to the advantages of easily modified structures and traceable catalytic processes, molecular water oxidation catalysts (WOCs) attract much attention during the past decade. However, the transformation of molecular WOCs to metal oxides/hydroxides or metal ions may occur under the harsh catalytic conditions, making the identification of true active species difficult. In this article, recent progress on molecular complexes acting as real catalysts or precursors toward water oxidation was briefly reviewed. We summarized the commonly used physical techniques and chemical methods that enable to distinguish homogeneous catalysts from heterogeneous catalysts. The factors that affect the nature of WOCs, such as reaction conditions, transition metal centers, and supporting ligands were discussed as well.