PdCl2-CuCl2/Al2O3催化剂低温催化CO氧化的失活机理

采用X射线衍射、N₂吸-脱附、X射线光电子能谱分析、氢气-程序升温还原和原位红外漫反射等方法对新鲜和失活的PdCl₂-CuCl₂/Al₂O₃低温催化CO氧化催化剂进行表征,研究了高相对湿度(100%)下催化剂的失活机理.结果表明,催化剂表面沉积的水使得活性铜物种容易从催化剂表面向载体孔道内部迁移,由于Pd、Cu相互作用弱化从而减弱了Pd与Cu物种间的相互作用,使得催化剂的氧化还原性能受到影响,抑制了Pd⁰再氧化为Pd²⁺的过程,从而因CO氧化反应中催化剂氧化还原循环受阻而导致失活.     

碳纳米管负载的Pd-Ag-Sn催化剂对甲酸的电氧化

采用硼氢化钠还原的方法合成了碳纳米管负载的钯基纳米催化剂（Pd/CNT,Pd₇Ag₃/CNT,Pd₇Sn₂/CNT,Pd₇Ag₁Sn₂/CNT,Pd₇Ag₂Sn₂/CNT和Pd₇Ag₃Sn₂/CNT）。通过XRD,TEM和XPS对其进行了表征,结果表明,相比Pd/CNT和Pd-Ag（或Pd-Sn）催化剂的纳米颗粒,Pd-Ag-Sn催化剂展现出了更小的平均颗粒尺寸（2.3 nm）。此外,还通过循环伏安（CV）和计时电流法（CA）测试了这些催化剂对甲酸氧化的电活性,在酸碱介质中,Pd-Ag-Sn/CNT对甲酸氧化都表现出了更高的电流密度。其中,Pd₇Ag₂Sn₂/CNT催化剂在酸碱介质中的电流密度分别是108.8和211.3 mA·cm^-2,相应的Pd质量电流密度高达1 364和2 640 mA·mg^-1,远远高于商业Pd/C,表明Pd-Ag-Sn/CNT催化剂对甲酸氧化表现出了极好的电催化活性。     

Cu含量对Pd-Cu/铝土矿CO氧化催化剂结构和性能的影响

利用资源丰富的天然铝土矿经NaOH溶液水热处理后焙烧,获得比表面积达174 m²·g^-1铝土矿载体,制备了双金属Pd-Cu为活性组分的催化剂,金属Pd负载量为0.5%（质量百分数）,以CO氧化反应为探针反应,详细考察了Cu含量的变化对催化剂物化性能的影响。研究发现,Cu的引入有利于提高金属Pd的分散度,同时随着Cu含量的变化,金属Pd与Cu之间以及金属与铝土矿载体之间的相互作用随之改变。催化剂的CO氧化反应性能评价结果表明,Pd和Cu负载量分别为0.5%和4%的样品（PdCu₄/MB）催化反应性能最佳。结合表征结果认为,PdCu₄/MB的高活性归因于良好的Pd和Cu分散度,金属Pd、Cu以及金属与载体之间较强的相互作用。此外,CO-TPD表征结果说明较强的CO吸附能力和从载体中获取氧的能力也有利于提高PdCu₄/MB样品的CO氧化反应性能。     

Cu含量对Pd-Cu/铝土矿CO氧化催化剂结构和性能的影响

利用资源丰富的天然铝土矿经NaOH溶液水热处理后焙烧,获得比表面积达174 m²·g^-1铝土矿载体,制备了双金属Pd-Cu为活性组分的催化剂,金属Pd负载量为0.5%（质量百分数）,以CO氧化反应为探针反应,详细考察了Cu含量的变化对催化剂物化性能的影响。研究发现,Cu的引入有利于提高金属Pd的分散度,同时随着Cu含量的变化,金属Pd与Cu之间以及金属与铝土矿载体之间的相互作用随之改变。催化剂的CO氧化反应性能评价结果表明,Pd和Cu负载量分别为0.5%和4%的样品（PdCu₄/MB）催化反应性能最佳。结合表征结果认为,PdCu₄/MB的高活性归因于良好的Pd和Cu分散度,金属Pd、Cu以及金属与载体之间较强的相互作用。此外,CO-TPD表征结果说明较强的CO吸附能力和从载体中获取氧的能力也有利于提高PdCu₄/MB样品的CO氧化反应性能。     

炭载Pd-Fe合金催化剂的制备及电催化氧还原活性

研究了用NH₄Cl作配位剂的配位还原法来制备的Pd-Fe/C催化剂,发现由于NH₄Cl能与Pd形成配合物,使PdCl₂的还原电位负移,与FeCl₃的还原电位接近,从而在低温下制备得到了高合金化程度的Pd-Fe/C催化剂。XPS表征结果表明:Pd与Fe形成合金后,Pd的电荷密度的减少,增加了Pd⁰的含量。因此,得到的Pd-Fe/C催化剂对氧还原的电催化活性比用相同方法制得的Pd/C催化剂高,而且该催化剂对甲醇氧化没有电催化活性。     

高比表面介孔LaNiO3负载纳米Au催化剂的研究

分别采用纳米铸型法和溶胶-凝胶法制备了系列LaNiO₃载体,并用沉积-沉淀法制备了系列Au/LaNiO₃催化剂.对催化剂进行了XRD、BET、AAS、TEM和XPS等表征,测试了其对CO催化氧化活性.实验结果表明,纳米铸型法得到的LaNiO₃-NCM具有介孔结构,且比表面积可达126 m²·g^-1,以其为载体制备的Au/LaNiO₃-NCM催化剂在30℃条件下将CO完全转化,活性远高于以传统溶胶-凝胶法制备的LaNiO₃-SG为载体的金催化剂.XPS结果表明该Au/LaNiO₃-NCM催化剂表面存在较多的氧化态Au^δ+（0 < δ < 3）和晶格氧,且活性组分Au含量也较高,说明高比表面介孔LaNiO₃载体有利于提高活性组分Au的负载量,从而提高催化剂催化活性.     

Pt/TiO2催化剂上CO氧化反应动力学研究

利用沉积沉淀法制备了Pt/TiO₂催化剂, 将其在不同温度下焙烧, 以得到不同颗粒尺寸的Pt. 并将这些样品用于CO催化氧化反应以及反应动力学研究. 结果表明: 焙烧温度对催化剂有明显影响, Pt 颗粒尺寸随着焙烧温度的升高而增加; 与此同时, CO催化活性随焙烧温度的升高呈先增加后降低的趋势, 其中, 400℃焙烧的样品表现出最高的催化活性. 反应动力学结果表明, 催化剂上CO氧化反应表观速率方程为r=5.4×10^-7p_CO^0.17p_O2^0.36,说明在该催化剂上CO氧化遵循Langmuir-Hinshelwood机理. 同时, 对催化剂进行了CO化学吸附红外光谱和O₂化学吸附表征. 结果表明, 随着焙烧温度的升高, 催化剂上CO和O₂吸附量均呈现先升高后降低的趋势, 这与反应结果和反应动力学方程一致, 说明反应受到催化剂表面上CO和O₂吸附浓度的影响. 而在400℃焙烧的催化剂上, CO和O₂吸附量均最高, 因此其反应活性也最好. 这可能是焙烧过程影响了Pt 和TiO₂之间的相互作用引起的.     

少量CeO2的添加对Pd/La-Al2O3密偶催化剂三效性能的影响

以La改性的Al₂O₃为载体,采用共吸附浸渍法制备了一系列不同CeO₂含量的单Pd密偶催化剂,并对其进行了表征. PdO_x和CeO₂之间的强相互作用改善了Pd⁰再氧化为PdO的能力,同时增强了反应条件下硝酸盐,亚硝酸盐和异氰酸盐在载体上的吸附. 因此适量CeO₂的添加明显改善了新鲜催化剂对HC和NO_x的催化性能,且当CeO₂添加量为2%时催化效果最佳. Pd-Ce界面上PdO_x和CeO₂间强相互作用也使得PdO_x物种在高温时仍能以小颗粒的形式分散在载体上,从而显著地提高催化剂的热稳定性. 经1100 ℃高温老化后,CeO₂ （2%-4%）的存在明显拓宽了HC和NO_x的操作窗口,这对于提高单Pd密偶催化剂在汽车尾气处理上的催化性能有重要意义.     

CO预处理对CuO/γ-Al2O3催化剂性能的影响

采用XRD，TPR，CO吸附in-situ IR，CO氧化反应等对CuO/γ-Al₂O₃催化剂经CO处理前后的结构、组成和催化性能进行了研究。结果表明，经CO在250 ℃下处理1 h后CuO/γ-Al₂O₃催化剂中出现了分散态Cu⁺物种，该物种的产生使催化剂的活性明显提高。     

SnO2负载Au和M-Au(M=Pt,Pd)催化剂及其低温催化氧化CO性能

以SnO₂为载体, 采用沉积沉淀法(DP)、共沉淀法(CP)和浸渍法(IM)制备了金负载Au/SnO₂催化剂, 同时采用沉积沉淀法制备了M-Au/SnO₂(M=Pd, Pt)双金属负载催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征, 并测定其对CO的催化活性. 结果表明: 与CP法和IM 法相比, DP法制备的Au/SnO₂-DP 催化剂, Au 颗粒(<5 nm)较小, 分布均匀; Au/SnO₂-DP 中的Au 是以金属态Au0存在, 而Au/SnO₂-CP 和Au/SnO₂-IM 中, 金以Au⁰和Au³⁺的混合价态存在, 在Au/SnO₂-DP和M-Au/SnO₂中的Au、Pt、Pd和SnO₂之间存在相互作用; Au/SnO₂-DP 催化性能明显优于Au/SnO₂-CP 和Au/SnO₂-IM. Au与Pt 和Pd的双金属复合催化剂催化活性明显提高. 不同方法制备Au/SnO₂催化活性的差别主要是由于Au颗粒大小和Au氧化态的不同而产生. 而M-Au/SnO₂活性提高, 可能是由于Au与Pt 和Pd之间的相互作用.     

活性炭催化氧化预处理PTA废水

研究了活性炭催化氧化预处理精对苯二甲酸(PTA)废水的工艺。实验结果表明,活性炭投加量为16g/L,曝气2h,最佳pH值为4,在此催化氧化的条件效果最佳,对COD的去除率可达64%,活性炭通过碱再生可重复使用。此外,色谱分析的结果证明,对苯二甲酸,苯甲酸,甲基苯甲酸都有不同程度的降解,对苯二甲酸被部分氧化成苯甲酸,使得处理后的废水可生化性好。成本核算表明,活性炭催化氧化是一种PTA废水的高效廉价预处理技术。     

活性炭负载TiO2光催化氧化二苯并噻吩的研究

以活性炭负载的TiO2为光催化剂,H2O2为氧化剂,30W紫外灯为光源,对含二苯并噻吩（DBT）的模型硫化物进行光催化氧化脱硫研究。考察了TiO2的煅烧温度、负载量、催化剂用量、H2O2用量和光照时间对DBT去除率的影响。实验结果表明,用溶胶 凝胶法制备的TiO2 /活性炭催化剂对DBT具有很好的光催化效果。最佳反应条件为,催化剂煅烧温度400℃,TiO2的负载量为32％,催化剂用量0.7g/100mL, H2O2最佳用量为10mL,即O/S（摩尔比）为14。在最佳反应条件下,光照时间8h,DBT去除率为90％, 此反应为一级动力学反应。     

炭在熔融碳酸盐中的直接电化学氧化性能

研究了活性炭粉在熔融碳酸盐中的直接电化学氧化性能. 通过线性扫描伏安曲线的测试发现, 将炭粉用酸处理, 碳酸盐中的炭含量、炭粒径、反应温度和反应气氛均会对活性炭的电化学氧化性能产生影响. 研究结果表明, 用HCl处理活性炭, 升高反应温度, 适当增加炭含量及炭粒子粒径和通入N2气均会提高活性炭的电化学氧化活性. 经HCl处理的、炭含量为15 g和炭粒径<100 μm的活性炭在850 ℃下、在N2气保护下和电位扫描速率为20 mV/s时的开路电位(OCP)为-1.40 V, 在-0.4 V下的电流密度可达到200 mA/cm2.     

Fe-K/AC催化氧化脱硫剂制备及反应机理研究

采用正交实验法制备了负载铁、钾的活性炭(Fe-K/AC)热煤气催化氧化脱硫剂,考察了活性组分铁、钾含量、二价铁和三价铁比例、煅烧温度对催化氧化脱硫反应活性的影响。由正交实验极差分析可知,各因素影响程度依次为:钾含量>铁含量>煅烧温度> Fe²⁺/Fe³⁺,最优制备条件为,铁含量0.5%、钾含量5.0%、煅烧温度600 ℃、Fe²⁺/Fe³⁺比0.5。通过对脱硫剂的孔隙结构和表面形貌分析可知,活性炭表面负载的铁金属氧化物具有催化氧化硫化氢生成单质硫的活性,碱金属氧化物具有协同作用,可以改变表面酸碱性,促进硫化氢的催化转化,但过高的金属氧化物负载量会阻塞孔道,减小反应比表面积,从而降低脱硫剂的反应活性。     

纳米孔炭负载 MnOx 催化剂上苯甲醇氧化反应性能

 以纳米孔炭 (NC) 为载体, 采用浸渍法制备了一系列 MnOx/NC 催化剂, 并用于以空气为氧源的苯甲醇液相氧化反应. 通过 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、N2 吸附-脱附和 H2-程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 考察了催化剂中 Mn 负载量和焙烧温度, 以及反应条件等对反应性能的影响. 结果表明, 10%MnOx/NC 催化剂的活性较高, 反应 4 h 后苯甲醇转化率可达 80.4%; 明显高于活性炭负载的 MnOx 催化剂. 这主要归因于其表面存在大量高分散、且易于还原的 Mn 物种.     

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％．     

VOSO_4/活性炭上常压催化氧化乳酸乙酯合成丙酮酸乙酯

以氧化改性活性炭为载体,用浸渍法制备了系列VOSO4/活性炭催化剂(VO/ACO).采用FT-IR、XRD、ICP和比表面及孔结构测定等表征了催化剂组成与结构.考察了VO/ACO催化剂在常压分子氧氧化乳酸乙酯中的催化作用.结果表明,氧化活性炭是氧钒催化剂的有效载体,以pH=3的VOSO4溶液浸渍得到的VO-3/ACO催化剂具有优良的催化性能,在二氯乙烷中常压,80℃反应18 h,乳酸乙酯转化完全,丙酮酸乙酯的选择性达95.2%.催化剂重复使用三次后的性能基本保持不变.     

Adsorption of carbonyl sulfide on modified activated carbon under low-oxygen content conditions

Activated carbon sorbents impregnated with KOH, Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂ or Co(NO₃)₂ and their applications in catalytic oxidation reaction of COS were investigated. The results showed that the activated carbon modified with 10 % (mass percentage) KOH enhanced the adsorption ability significantly. And it was also found that the oxygen content and temperature were the two most important factors in the COS adsorption. Further investigation on the pore structures of the samples with X-ray photoelectron spectroscopy indicated that an adsorption/oxidation process happened in the KOH modified activated carbon in which the major existing forms of sulfur were SO₄ ^2? and S species. The oxidation of COS suggested that KOH in the micropores may play a catalytic role during the adsorption. On the other hand, we found that the desorption activation energy from KOHW was higher than that from AC by the CO₂-TPD spectra, which indicated the adsorption of CO₂ on KOH impregnated activated carbon was stronger. The strong adsorption could be attributed to the basic groups on the activated carbon surface. In conclusion, the activated carbon impregnated with KOH promises a good candidate for COS adsorbent.     

Removal of volatile organic compounds from activated carbon by thermal desorption and catalytic combustion

The thermal desorption of saturated activated carbon discharged from an industrial adsorber and catalytic oxidation of desorbed products over a Pt/Al₂O₃ catalyst were investigated. The activated carbon is almost completely regenerated by flushing with air at 200°C for 30 min. Desorbed products are fully oxidized over the Pt/Al₂O₃ catalyst above 275°C. The text was submitted by the authors in English.     

Optimization of preparation conditions of Fe-Co nanoparticles in low-temperature CO oxidation reaction by taguchi design method

Mixed iron-cobalt oxide(Co/Fe molar ratio=1/5) are prepared using a simple co-precipitation procedure and studied for the catalytic oxidation of carbon monoxide.In particular,the effects of a range of preparation variables such as pH value when precipitation,aging temperature,precipitation agent type and aging time are investigated on the catalytic performance of synthesized Fe-Co oxides in CO oxidation reaction.In addition,the preparation factors were optimized by Taguchi design method.The optimized sample was characterized by XRD,N2 adsorption/desorption,TEM and TGA/DTA techniques.The results reveal that the optimized sample shows a mesoporous structure with a narrow pore size distribution centered in the range of 2-7nm.The sample prepared under optimized conditions has high activity and stability toward removal of carbon monoxide at lower temperatures.It is shown that different preparation variables influence the catalytic performance of Fe-Co oxide in CO oxidation reaction.