过渡金属磷化物的制备和催化性能研究*

原油的重质化和日益严格的环境法规使燃料油加氢精制技术面临新的挑战,过渡金属磷化物由于具有优异的加氢脱硫、加氢脱氮活性和稳定性成为催化材料领域研究的焦点,本文综述了过渡金属磷化物的制备方法、催化性能和活性相,在加氢脱硫过程中过渡金属磷化物表层可能被硫化形成磷硫相,其可能与磷化物的催化活性和稳定性有关,过渡金属磷化物催化剂有望成为MoS₂催化剂之后的又一代深度加氢脱硫催化剂。     

过渡金属磷化物的催化加氢脱硫机理研究进展

本文综述了含硫化合物在体相、负载以及改性的过渡金属磷化物催化剂上的加氢脱硫机理研究,讨论了催化剂的结构-活性之间的关系,以及不同类型磷化物对含硫化合物在催化剂上的反应路径的影响。同时,一些研究中不同阶段速率常数的计算让我们对反应步骤有了更深入的认识,并对含硫化合物在磷化物催化剂上的反应动力学和反应网络有了进一步了解,为新型磷化物深度加氢脱硫催化剂的开发和应用提供理论基础,具有重要的学术价值和普遍指导意义。     

介孔碳负载高分散Fe-P催化剂的制备及其催化硝基苯加氢性能研究

开发低成本和高性能的加氢催化剂对于基础研究和工业应用具有重要意义。采用浸渍-热解策略，将Fe3+-植酸的络合物负载到介孔碳（MPC）表面热解处理，实现了一步法合成磷掺杂碳负载金属催化剂，并可通过调节Fe和植酸比例制得一系列具有不同结构的Fe-P/MPC催化剂。结合XPS、XRD、BET、SEM和TEM等表征技术，发现高分散的Fe-P催化剂（0.1Fe-P/MPC）具有最优的硝基苯加氢催化活性（TOF = 334 h-1），相较于单原子Fe1-P-C催化剂，活性提升了约7倍，同时该催化剂也展现出较高的稳定性，循环使用5次活性未见明显下降；而纳米金属磷化物Fe2P（0.5Fe-P/MPC）则几乎没有加氢活性。     

磷前驱体对金属磷化物甲烷化催化性能的影响（英文）

采用氢气程序升温还原方法制备了系列金属磷化物催化剂,研究了磷前驱体和H_2/CO比对其甲烷化催化性能的影响。结果表明,与磷酸氢二铵相比,由植酸制备的金属磷化物催化剂具有较高的甲烷化活性;植酸作为螯合剂可以有效地分散金属前驱体,降低还原温度,使催化剂具有较高的比表面积和较小的晶粒尺寸,并更好地还原为纯磷化物晶相。不同金属磷化物催化剂的活性顺序为MoP WP CoP NiP。高H_2/CO比有利于甲烷化反应进行,随着反应物H_2/CO比的增加,所有磷化物催化剂的甲烷选择性都增加。     

水电解制氢非贵金属催化剂的研究进展

氢能作为零碳排放能源是被公认的最清洁能源之一,如何有效可持续地产氢是未来人类步入氢能经济首先要解决的问题。电解水技术基于电化学分解水的原理,利用可再生电能或太阳能驱动水分解为氢气和氧气,被认为是最有前途和可持续性的产氢途径。然而,无论是光解水还是电解水,均需要高活性、高稳定性的非贵金属氢析出和氧析出催化剂以使水电解反应经济节能。本文介绍了我们研究所近三年在水电解方面的研究进展,其中着重介绍了：（ⅰ）氢析出催化剂,包括利用低温磷化过渡金属（氢）氧化物的方法制备过渡金属磷化物,同时过渡金属硫化物、硒化物以及碳化物等均被成功合成并被应用为有效的阴极析氢催化剂;（ⅱ）氧析出催化剂,主要包括金属磷化物、硫化物、氧化物/氢氧化物等;（ⅲ）双功能催化剂,主要包括过渡金属磷化物、硒化物、硫化物等。最后,总结展望了发展水电解非贵金属催化剂所面临的挑战与未来发展方向。     

自支撑型过渡金属磷化物电催化析氢反应研究

氢能作为一种零碳排放的清洁能源,主要通过电解水的途径获得。电解水析氢过程所使用的贵金属Pt基催化剂非常稀缺和昂贵,因此开发具有高活性和稳定性的非贵金属催化剂仍然是一个巨大的挑战。自支撑型过渡金属磷化物析氢性能优异,加之有效结合了自支撑基底的诸多优势,有望成为可替代贵金属Pt基催化剂的优良析氢材料。本文详细介绍了自支撑型过渡金属磷化物的研究进展,着重论述了此类型电催化剂的析氢优势及作用机理：（1）自支撑基底3D集成框架导电性较强,可提供大量的电子转移通道,从而加速催化反应进程;（2）自支撑型过渡金属磷化物较大的比表面积将会暴露出更多的活性位点,进而促进催化反应的发生;（3）自支撑型过渡金属磷化物可以直接作为阴极进行析氢反应,避免传统涂覆法中催化剂容易从玻碳电极脱落的弊端。最后,总结了此类型电催化剂用于电解水反应所面临的问题和挑战,并进行了合理的展望。     

氮、磷、碳化物比较研究初探

环保法规的日益严格使得研究者越来越重视新型加氢脱硫、脱氮催化剂的开发。国内外学者在对负载型Mo—Co、Mo—Ni和W—Ni等传统硫化物催化剂进行不断改进的同时，新型催化材料尤其是具有贵金属性质的过渡金属间充化合物一氮化物、碳化物和磷化物的研究也受到很大的关注。人们在探索不同的载体或者是不同的助剂对单金属间充化合物-氮化物、碳化物或磷化物催化剂活性组分的表面状态和结构以及其深度加氢脱硫脱氮性能的影响，而对同一载体负载的氮、磷、碳化物催化剂缺乏横向的比较。本研究制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氮化钼、磷化钼和碳化钼催化剂，比较了它们的孔结构、比表面积，并初步分析了钼的质量分数为19％，氮化、磷化和碳化温度均为650℃时三类催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能。     

加氢脱氮催化研究的新进展

化石燃料的加氢脱氮有利于改善油品质量及其稳定性，同时避免燃烧时NO_x的排放。本文介绍了不同化石燃料中有机氮化物的含量及类型，对不同加氢脱氮催化剂及其催化活性位的本质进行了探讨，同时论述了C—N键断裂机理及燃料中主要有机氮化物的HDN反应网络。着重概述了传统金属硫化物催化剂的改性方法，新型的金属碳化物、金属氮化物和金属磷化物催化剂的研究现状。     

低温熔融盐合成富磷相CuP_2纳米材料及其储锂应用

正纳米过渡金属磷化物(MP_x,M=Cu,Ni,Fe,等)在电催化,光催化,超级电容器以及锂离子电池等领域具有很大的应用前景~(1–3)。在储锂应用中,过渡金属磷化物的理论容量与磷的含量成正比,因此富磷的过渡金属磷化物最具吸引力。但目前富磷MP_x的合成比较困难,往往需要特殊的合成条     

过渡金属磷化物的制备及其催化性能研究进展

近来,廉价而丰富的磷化物逐渐引起人们的关注,过渡金属磷化物(TMPs)由于其独特的类金属理化性质、高电导率和良好的催化性能而非常具有吸引力,广泛应用于冶金、加氢处理、电催化、能量储存、光催化等领域,成为催化材料领域的热点。本文主要综述了TMPs的结构特征、常用的制备方法以及在加氢精制、电催化和光催化方面应用的最新进展。     

过渡金属磷化物的制备及电催化析氢性能提升策略

氢能是一种绿色、 高效的二次能源, 在廉价的非贵金属催化剂的辅助下, 电解水制氢以其低成本和高效率受到广泛关注. 过渡金属磷化物因其独特近似球形三角棱柱单元结构能够暴露出更多配位不饱和表面原子, 因此在电解水制氢中表现出优异的催化活性和强耐腐蚀性. 本文综述了过渡金属磷化物的制备方法和在电催化析氢中的应用和性能的改善策略. 最后讨论了过渡金属磷化物催化剂存在的一些亟待解决的问题, 并展望了其未来的发展方向.     

钴系非晶合金超细微粒金属微观状态的研究

过渡金属（Fe、Co、Ni）一类金属（B、P）非品合金超细微粒催化剂金属－类金属的相互作用是影响其催化性能的重要因素．B、P组元的加入能显著地改变过渡金属的催化活性和催化选择性；许多研究者都认为在过渡金属与B、P之间存在化学键合作用且有电子的转移，但对电子转移的方向仍有争议．前文我们报导了CoB非晶态合金超细微粒催化剂的表面性质和催化性能问，以及掺入P后对CoB已非晶态合金超细微粒催化剂性能的影响．本文采用了乙烯加氢反应作为探针，通过测定金属Co和CoB、CoPB非晶态合金超细微粒催化剂的乙烯加氢反应活化能；获得了…     

过渡金属硫化物催化剂催化加氢作用机理

负载型过渡金属(Co、Mo、Ni、W)硫化物催化剂广泛应用于石油炼制催化加氢过程。为了开发高性能的加氢催化剂,过渡金属硫化物催化剂催化活性相的结构与加氢脱硫性能的关系一直以来是催化研究的热点之一。本文从过渡金属硫化物催化剂的活性相结构和反应物在催化剂表面活性位上的吸附-催化反应机理两个方面阐述了过渡金属硫化物催化剂的催化作用研究进展,并对过渡金属硫化物催化剂催化机理研究存在的争议和未来的研究方向进行了分析。     

Ni-Cu/ZnO双金属催化剂催化CO加氢反应

ｉＣｕ／ＺｎＯ双金属催化剂催化ＣＯ加氢反应王亚权（天津大学化工学院一碳化工国家重点实验室，天津３０００７２）关键词镍，铜，氧化锌，负载型催化剂，双金属催化剂，一氧化碳，加氢分类号Ｏ６４３一种金属担载在载体上，可以产生多种相互作用，如金属载体强相互...     

磷对NiW/CTS脱残渣油加氢处理催化剂性能的调控作用

以原位生长法制得的Y分子筛/TiO₂-SiO₂ 氧化物（CTS）为载体,以Ni、W为活性金属组分,采用载体表面浸渍磷（P）和在金属组分浸渍液中加入磷（P）的共浸渍方法制备P改性NiW/CTS催化剂,研究了不同P改性方法对催化剂理化性质及加氢性能的影响。实验结果表明,P改性使NiW/CTS催化剂总酸量下降,但表面浸渍P改性使催化剂L酸中心数量下降,而共浸渍P改性使催化剂L酸中心数量增加;P的引入削弱载体与金属间的相互作用,提高金属组分在载体表面的分散性,其中共浸渍P改性法更有利于促使高加氢活性前躯体的形成。因此,共浸渍P改性的催化剂对脱残渣油具有更好的加氢脱硫、脱氮和芳烃饱和性能。     

过渡金属硫化物催化剂催化加氢作用机理

负载型过渡金属(Co、Mo、Ni、W)硫化物催化剂广泛应用于石油炼制催化加氢过程.为了开发高性能的加氢催化剂,过渡金属硫化物催化剂催化活性相的结构与加氢脱硫性能的关系一直以来是催化研究的热点之一.本文从过渡金属硫化物催化剂的活性相结构和反应物在催化剂表面活性位上的吸附-催化反应机理两个方面阐述了过渡金属硫化物催化剂的催化作用研究进展,并对过渡金属硫化物催化剂催化机理研究存在的争议和未来的研究方向进行了分析.     

一种新型高活性加氢脱硫催化剂:二氧化硅担载的磷化镍

 以硝酸镍和磷酸氢二铵为原料,采用程序升温还原方法在823 K和氢气气氛中制备了纯相和 二氧化硅担载的磷化镍催化剂,并采用类似的方法制备了纯相和二氧化硅担载的磷化钼和 镍钼磷新型磷化物. 对这些磷化物及其相应硫化物的加氢脱硫活性进行了考察. 结果表明,Ni2P/SiO2催化剂具有相对较高的二苯并噻吩转化率和联苯选择性, Ni2P/SiO2对二苯并噻吩加氢脱硫的催化活性甚至高于硫化态的Ni-Mo催化剂.     

抗硫性芳烃加氢催化剂研究进展*

因环保立法限制,芳烃加氢日益受到重视.本文简述了芳烃加氢的热力学及动力学行为,归纳总结了不同的抗硫性芳烃加氢催化剂类型及其加氢机理.鉴于硫中毒对过渡金属催化剂性质的复杂影响,对过渡金属催化剂的硫中毒做了较为详尽的阐述.     

基于铁、钴、镍金属磷化物纳米催化剂的碱性条件下电解水制氢的研究进展

过渡金属磷化物(TMPs)因其导电性好、稳定性高而被广泛认为是电解水析氢反应(HER)的优异电催化材料。 本文主要围绕基于过渡金属Ni、Co、Fe磷化物纳米材料的合成、表征、以及在碱性介质中的电催化HER性能等方面展开。 从中得出结论,在一定范围内,TMPs体系中富磷相越多,其在碱性电解液中的HER活性越高。 为以后的研究提供了方向。     

非负载型磷化钼加氢精制催化剂的研制

 尽管有相当多的文献和专利报道了含磷加氢精制催化剂的研究及磷的加入对Mn-Ni、Ni-Mo、Ni-W、Co-Mo、Mo、W、Ni、Co等各类加氢精制催化剂结构、及HDS、HDN活性的影响，并证明了磷或含磷化合物可作为加氢精制催化剂的助剂和稳定剂，但对于磷化物加氢催化剂的合成及对其HDS、HDN活性的研究还很少。本文在较低温度下用氢气直接还原磷钼酸铵盐得到非负载型的磷化钼催化剂，并以制备的磷化钼为活性组分，以SiC和γ-Al2O3为稀释剂，选择高浓度和低浓度的吡啶、噻吩和环己烯的混合物为模型化合物，以环己烷作溶剂，测定了制备催化剂的HDS、HDN及HYD活性。结果表明，所研制的非负载型磷化钼加氢精制催化剂对两种含有吡啶、噻吩和环己烯的模型化合物具有同时HDN, HDS 和 HYD的性能。