生物油及生物质炭电催化制氢

报道了以生物质热裂解产物-生物油和生物质炭为原料,利用双固定床反应器和电催化水蒸气重整方法高效制氢过程研究．获得的最大绝对氢产率达到110.9 g H₂/1 kg干生物质,气相产物包括72%H₂、26%CO₂、1.9%CO和痕量的CH₄．研究了添加生物质炭对生物油制氢效果的影响,以及重整反应温度、通入催化床的电流等反应条件对生物油和生物质炭制氢效果的影响．结果表明,生物质炭的添加使绝对氢产率增加了大约20%～45%,提     

焙烧温度对SiO2负载的Co3O4纳米粒子表面氧缺陷浓度和CO氧化催化性能的影响

以传统的浸渍法,在不同焙烧温度下制备了用于CO氧化反应的Co₃O₄/SiO₂催化剂．通过激光拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)表征了该系列催化剂的结构．在所有的催化剂中,XRD和Raman光谱都只检测到了Co₃O₄晶相的存在．与Co₃O₄体相相比,XPS结果表明在200 oC焙烧的(Co₃O₄(200)/SiO₂)催化剂中Co₃O₄表面上存在着过量的Co²⁺．与XPS的结果一致,TPR结果表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄表面上存在氧缺陷, 并且XAFS结果也表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄具有更多的Co²⁺．提高焙烧温度使得过量的Co²⁺进一步氧化为Co³⁺,同时降低了表面氧缺陷浓度,从而得到计量比的Co₃O₄4/SiO₂催化剂．在所有的负载催化剂中Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂表现出了最好的CO氧化催化性能,表明过量Co²⁺和表面氧缺陷的存在能够促进Co₃O₄催化CO氧化反应的活性.     

Effect of Calcination Temperature on La-Modified Al2O3 Catalysts for Vapor Phase Hydrofluorination of Acetylene to Vinyl Fluoride

利用沉积沉淀法制备出了La改性Al₂O₃催化剂,研究不同焙烧温度对La改性Al₂O₃催化剂用于乙炔气相氢氟化合成氟乙烯反应性能的影响．利用NH₃-TPD、Pyridine-FTIR、XRD和Raman等技术对不同温度焙烧的催化剂进行表征,发现焙烧过程能改变催化剂结构的同时也能调变催化剂表面的酸量．经400 °C焙烧的催化剂显示出最高的乙炔转化率(94.6%)、最高的氟乙烯选择性(83.4%)和较低的积炭选择性(0.72%)．催化剂的高活性与其表面的高酸量有关,同时积炭的选择性也与其表面的酸中心数量有关．     

双金属镍-锰/γ-Al2O3催化剂对甲烷二氧化碳重整反应的影响 (cited: 1)

用浸渍法制备γ-Al₂O₃负载的Ni-Mn双金属催化剂．在500～700 oC按照17:17:2的CO₂/CH₄/N₂比例,以36 mL/min的载气流速进行甲烷二氧化碳重整反应, 利用甲烷二氧化碳的转化率、生成的合成气H₂/CO比例以及长期稳定性等指标评价了催化剂的催化性能． 实验表明, 添加Mn提高催化性能并使双金属催化剂的稳定性更高, 比单金属催化剂更好地抑制焦炭生成,Mn最合适的添加量0.5wt％ ．通过BET、CO2-TPD、TGA、XRD、SEM、EDX和FTIR各种技术对催化剂进行了表征．     

钴改性Fe3O4-MnO2催化转化生物质合成气制备液体燃料

本文制备了用于费托合成反应的钴改性Fe₃O₄-MnO₂双功能催化剂,并探究了钴负载量对Fe-Co协同效应的影响以及Fe₁Co_xMn₁催化剂的费托合成反应性能. 实验发现,在Fe₃O₄-Mn催化剂中加入Co可促进铁氧化物的还原、增加反应过程中铁位点的活性. 此外,Co的加入可增强Fe-Co金属间的电子转移,加强两者的协同作用,提高催化性能. Co负载较高的Fe₁Co_xMn₁催化剂可进一步促进加氢反应能力,使产品分布向短链烃方向转移. 在280 ^°C、2.0 MPa和3000 h^-1的最佳工况条件下,Fe₁Co₁Mn₁催化剂的液体燃料收率最高.     

纤维状TiO2/Bi2O3光催化剂的制备及其光催化性能

以C₁₆H₃₆O₄Ti和Bi(NO₃)·5H₂O为原料,以棉花纤维为生物模板,合成了系列纤维状TiO₂/Bi₂O₃光催化剂．采用XRD、SEM、UV-Vis等测试技术对样品的相结构、形貌和吸光性能等进行了表征分析．结果表明,样品中的Bi₂O₃为单斜相和四方相共存的混晶,纤维长度达到毫米级,     

Superacid Catalyst SO42-/ZrO2-La2O3 Prepared by Ultrasonic Co-precipitation and Low Temperature Aging

低温陈化超声波共沉淀法制得SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃前驱体, 经H₂SO₄处理, 在不同温度下焙烧得到纳米晶催化剂SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃;用Hammett指示剂法测定其酸性. 用XRD、BET、TEM、IR和XPS对样品进行表征,其催化活性用醋酸和甘油的酯化反应进行了评价. 结果表明经超声波搅拌和低温(-15 ºC)陈化,650 ºC焙烧4 h得到的固体超强酸表现出较高催化活性.     

具有介孔结构的MnSiO3@Fe3O4@C纳米粒子的制备以及作为pH响应的T1-T2*双模MRI造影剂的研究应用

本文通过一个简单的、温和的方案制备了平均尺寸为120 nm,介孔结构的纳米粒子MnSiO₃@Fe₃O₄@C. 粒子的细胞毒性微小,可以用作T₁-T₂^*双模MRI造影剂. 酸性条件下MnSiO₃@Fe₃O₄@C释放出大量的Mn²⁺缩短T₁弛豫时间,提高成像分辨率. 超顺磁性的Fe₃O₄可以增强T₂对比成像,检测病变组织. 类似于肿瘤微环境/细胞器的酸性PBS(pH=5.0)中Mn²⁺的释放率达到31.66%,约为中性条件(pH=7.4)下的7倍. 释放的Mn²⁺通过内吞作用被细胞摄取,经肾脏排出,细胞毒性实验表明,MnSiO₃@Fe₃O₄@C具有低的细胞毒性,即使高浓度的200 ppm MnSiO₃@Fe₃O₄@C对HeLa细胞的毒性也相对较小. 对荷瘤小鼠静脉注射定量MnSiO₃@Fe₃O₄@C后,可以观察到一个快速增强的对比成像,给药24 h后,T₁MRI信号显著增强,达到132%,而T₂信号则明显降低至53.8%,活体MR成像证明了MnSiO₃@Fe₃O₄@C可以同时作为阳性和阴性造影剂. 此外,得益于介孔MnSiO₃优秀的酸敏感性,MnSiO₃@Fe₃O₄@C可以作为一种潜在的药物载体,实现肿瘤的诊疗一体化.     

在Ni/HZSM-5催化剂上低温水蒸汽重整生物油制氢

利用浸渍方法制备的Ni/HZSM-5催化剂在生物油低温水蒸汽重整合成中表现了较高的催化活性． 探讨了催化剂的组成、重整温度、水碳比例对重整过程的影响．在电催化重整研究中,发现催化剂上通过的电流可以显著地促进生物油水蒸汽重整．通过对不同负载量的Ni/HZSM-5催化剂和Ni₂₀/Al₂O₃催化剂的催化活性的比较,NiO在催化剂中负载量为20%(Ni₂₀/ZSM)时表现出了最高的催化活性; 即使在450 oC时, 在Ni₂₀/ZSM催化剂上也可以达到碳转化率接近完全, 氢气产率约为90%的效果． 利用XRD、ICP/AES、H₂-TPR、BET等表征手段对Ni/HZSM-5催化剂的形态和结构进行了表征.     

利用氧化辅助气固法生长高磁性的α-Fe2O3和Fe3O4纳米线

探讨生长α-Fe₂O₃和Fe₃O₄纳米线的一个可控制的合成过程. 在研究中发现,高磁性的α-Fe₂O₃纳米线已经成功地利用氧化辅助气固法结晶生成于Fe_0.5Ni_0.5合金基板上;若基板事先浸泡于草酸溶液中,随草酸浓度的增加,所生长的纳米线晶相会逐转变为Fe₃O₄,当草酸浓度达到0.75 mol/L时,所生长的纳米线几乎全部转变成Fe₃O₄晶相. 此外,实验结果也显示所生长的纳米线长度及直径会随着气固过程中的温度上升而增加,生长密度则会随着气固过程中的流量加大而上升. 此过程所提出的合成程序可在2 h內完成.     

多种金属掺杂的镍基催化剂用于中温重整生物油制氢的设计

一种新的由共沉淀法合成的多种金属(铜、镁、铈)掺杂的镍基混合氧化物催化剂,在250～500 oC用于生物油高效重整制氢. 摩尔比为Ni:Cu:Mg:Ce:Al=5.6:1.1:1.9:1.0:9.9的催化剂表现出较高的催化重整活性,在传统的水蒸气重整模式和500 oC条件下,氢产率达82.8%;电催化重整模式中,在400 oC 和3.1 A,氢产率达91.1%.ECR模式中重整温度和通过催化剂电流促进生物油的重整和热裂解.另外催化剂在300～600 oC显示出较高的水煤气变化反应活性,生物油重整过程中催化剂性质的变化利用ICP、XRD、XPS和BET进行了表征. 生物油重整机理基于基元反应、催化剂表征进行了讨论.     

Effects of Current on Microcosmic Properties of Catalyst and Reforming of Bio-oil

通过低温电催化重整方法(电流通过催化剂床),用传统的镍基重整催化剂NiO-Al2O3重整生物油制取氢气是一种高效的生物油产氢方法．还探索了电流对生物油重整的促进影响,发现通过催化剂的电流明显地提高了生物油的重整．通过BET、XRD、XPS和SEM的测试,研究了电流对催化剂微观结构的影响,包括比表面、孔径、孔体积、晶粒尺寸和氧化镍的还原程度．从通电的催化剂表面脱附的热电子直接由飞行时间质谱测量．讨论了电催化重整生物油的机理．     

用低温电催化重整方法和CoZnAl催化剂进行低温生物油重整制氢

利用电化学催化重整方法和CoZnAl催化剂实现了高效的生物油重整制氢过程．研究了电流强度对氢气产率、碳转化率以及产物分布的影响．结果表明,通过催化剂的电流对氢气产量和碳转化率都有明显的促进作用,在500 oC低温重整条件下氢气产率和碳转化率分别达到大约70%和85%．此外,用XRD、XPS、TGA和BET研究了电流对催化剂的结构和性能的影响．结果表明,通电催化床中热电子对生物油中含氧有机物的重整反应起着重要的促进作用．     

纤维素和甲醇共催化热解制备对二甲苯

本文对纤维素和甲醇在不同金属氧化物改性的ZSM5催化剂作用下共催化快速热解实现一步制备可再生对二甲苯的过程进行了研究. 结果表明,镧改性的ZSM5催化剂是生产生物基对二甲苯的有效催化剂. 对二甲苯的选择性和产率主要由催化剂酸性、反应温度和甲醇含量决定. 在20%La₂O₃-ZSM5(80)催化剂作用下,纤维素与33wt%甲醇共催化快速热解获得对二甲苯的最高收率和对二甲苯/二甲苯的最高比率分别为14.5 C-mol%和86.8%. 本文详细研究了催化热解过程中催化剂的失活,基于产物的分析和催化剂的表征提出了由纤维素制备对二甲苯的可能反应途径.     

分级多孔Cafe2O4/C的合成及其微波催化活性

以天然木棉为模板,利用造孔及纳米颗粒自组装两步法合成了分级多孔的Cafe₂O₄/C复合催化剂. Cafe₂O₄/C复合催化剂保留了木棉模板的中空纤维形貌,且该中空纤维是由碳及均匀分布在碳表面的Cafe₂O₄纳米颗粒组成. 该复合催化剂具有较强的甲基紫微波催化降解活性. 研究了Cafe₂O₄负载量、微波功率、催化剂用量、甲基紫的初始浓度和pH值对微波诱导甲基紫降解的影响. 结果表明,Cafe₂O₄/C微波降解甲基紫的催化反应具有较高的反应速率和较短的反应时间. 其降解反应符合一级动力学模型. Cafe₂O₄/C 高的催化活性得益于催化反应和吸附特性之间的协同作用.     

含氧有机物催化重整制备纯氢

研究了一种新的利用含氧化合物制备纯氢的催化变换过程,该过程耦合了含氧化合物的催化重整、水煤气变换反应和CO₂去除步骤. 详细研究了重整催化剂的筛选、反应条件以及不同的含氧化合物催化重整行为. 利用所述集成方法获得的最高氢气浓度为99.96vol%和最大转化率为97.1mol%. 此外,通过含氧化合物的解离、催化重整和水煤气变换反应研究,探讨了含氧化合物制备纯氢的相关反应路径.     

Surface chemistry and catalytic activity of Ni/Al2O3 irradiated with high-energy electron beam

The radiation effects induced effects by electron beam (EB) treatment on the catalytic activity of Ni/γ-Al₂O₃ were studied for the carbon dioxide reforming of methane with different EB energy and absorbed radiation dose. Transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to determine the change in structure and surface states of Ni/γ-Al₂O₃ catalyst before and after the EB treatment. Higher energy EB treatment is useful for increasing the proportion of the active sites (such as Ni⁰ and NiAl₂O₄-phase) on the surface. The increase of Ni/Al-ratio indicates that the Ni dispersion on the surface increased with the EB-treatment, resulting in an increase of the active sites, which leads to improving the catalytic activity. XPS measurement also showed a decrease of the surface carbon with EB dose. The maximum 20% increase in the conversion of CO₂/CH₄-mixture into CO/H₂ gas was observed for the catalyst treated with 2 MeV energy and 600 kGy dose of EB relative to untreated.