Pb促进的Pd/γ-Al2O3催化剂上H2O2氧化甘油反应

制备了Pd含量为1 wt%、不同Pb/Pd摩尔比的γ-Al2O3负载Pd-Pb双金属催化剂,并用于常压、45°C和pH =11条件下H2O2氧化甘油反应中.催化剂的形貌和分散度采用扫描电镜-X射线电子散射谱和透射电镜进行了表征;双金属催化剂中合金相用X射线光电子能谱进行了验证.单金属Pd催化剂上反应结束后甘油转化率为19%,但随着Pb的加入甘油转化率增大到约100%.所制四个不同Pb/Pd原子比的双金属催化剂PdPb0.25, PdPb0.50, PdPb1.00和PdPb1.60均可氧化甘油至二羟基丙酮(DIHA),反应结束后DIHA选择性分别可达59%,58%,34%和25%.     

Pb促进的Pd/γ-Al_2O_3催化剂上H_2O_2氧化甘油反应（英文）

制备了Pd含量为1 wt%、不同Pb/Pd摩尔比的γ-Al_2O_3负载Pd-Pb双金属催化剂,并用于常压、45°C和pH=11条件下H_2O_2氧化甘油反应中.催化剂的形貌和分散度采用扫描电镜-X射线电子散射谱和透射电镜进行了表征;双金属催化剂中合金相用X射线光电子能谱进行了验证.单金属Pd催化剂上反应结束后甘油转化率为19%,但随着Pb的加入甘油转化率增大到约100%.所制四个不同Pb/Pd原子比的双金属催化剂Pd Pb0.25,Pd Pb0.50,Pd Pb1.00和Pd Pb1.60均可氧化甘油至二羟基丙酮(DIHA),反应结束后DIHA选择性分别可达59%,58%,34%和25%.     

无碱溶液中的甘油选择性氧化: 简短的综述

生物柴油是一种重要的"绿色能源",它燃烧性能好,生产原料来源广泛,可再生,已经成为欧美等国广泛使用的绿色燃料.但是,采用甘油三酯通过酯交换生产生物柴油的同时,甘油作为副产物也大量生成.据统计, 2015年全球生物柴油基甘油的产量已经超过350万吨,因此将过剩的甘油转化为其他更有价值的化学品具有重要意义.本文首先介绍了目前文献中广泛报道的甘油转化工艺,如氧化、氢解、脱水、酯化、醚化、酯交换、聚合等及上述反应可以制备的一系列化学品,然后结合我们课题组的研究进展,详细论述了甘油选择氧化的催化剂和反应工艺.采用分子氧作为氧化剂,在固体催化剂作用下,甘油可以氧化成二羟基丙酮、甘油酸、甘油醛等具有高附加值的精细化学品.在发表的文献中,单一的Pt, Pd, Au催化剂,以及多组分的Au-Pt, Au-Pd, Pt-Bi, Pt-Cu, Pt-Sb, Pt-Co催化剂等在液相甘油氧化反应中的活性规律及构效关系已经被广泛报道.早期的研究结果普遍认为,碱性助剂在甘油氧化反应中起着举足轻重的作用,这是因为反应溶液中的OHˉ可以促进甘油的初始脱氢,是开启氧化过程的必要步骤.但是,碱的加入会导致产物以盐的形式存在,必须通过进一步的分离和中和才能得到最终产物,这些步骤有可能在数据分析和机理研究中带来误差.因此,在无碱溶液下进行甘油氧化并得到较高的甘油转化率和目的产物选择性具有重要意义.近几年来,有关在酸性溶液中(不添加碱性助剂)将甘油高效氧化的催化剂及其反应机理的研究得到了广泛认可和快速发展.本文详细介绍了单一的Pt催化剂以及Au, Cu, Pd, Co等改进的Pt催化剂在甘油氧化制备甘油酸反应中的活性规律和构效关系,讨论了金属形貌、载体的组成和结构、反应条件等的影响以及甘油氧化反应机理等.同时,本文还特别涉及在甘油氧化制二羟基丙酮反应中一些双金属催化剂(如Pt-Bi和Pt-Sb)的特殊结构和作用机理,对比了助剂与Pt的结合模式(如site-block和合金)及其与甘油活化、中间产物转化之间的关系.依据上述文献并结合最新Au/CuO催化剂活性规律的研究进展,我们认为二羟基丙酮是甘油氧化的初始产物,但由于二羟基丙酮很不稳定,极易进一步氧化成甘油酸及其它深度氧化产物,因此Pt-Bi和Pt-Sb催化剂中Bi和Sb等助剂的主要作用可归结为抑止二羟基丙酮的进一步氧化.最后,本文介绍了最近报道的在固定床反应器中进行的甘油连续氧化反应的催化剂及其活性规律.     

氮杂石墨烯碳纳米管复合材料负载Pt催化剂在甘油选择性氧化中的应用（英文）

生物柴油因原材料来源广、可再生、安全性能好、环境友好及可替代石化柴油等优势被认为是一种极有发展前景的可再生能源,正逐步成为当今国际新能源开发的热点.作为生物柴油生产过程的主要副产物,甘油多相氧化制备具有高附加值的氧化产物是生物柴油产业链上的重要分支.目前,应用于该催化氧化体系的催化剂主要为负载型单金属(Au,Pd和Pt)和双金属(Au-Pd,Au-Pt和Pt-Bi)催化剂.其中,Au催化剂在碱性条件下对甘油氧化反应有较高的催化活性和甘油酸选择性,并且该催化剂稳定性高,不易在较高氧气压力的反应条件下因氧中毒而失活.但是,由于反应过程中碱的存在,反应体系中部分产物间可相互转化,从而掩盖催化剂的产物选择性本质,增大了产物分析、分离和催化剂作用机理研究的难度.而Pd和Pt催化剂不受酸、碱反应条件的限制,能够在无碱助剂作用下实现甘油催化氧化.与Au基和Pd基催化剂相比,Pt基催化剂可实现在酸性或中性反应条件下甘油选择性氧化产物的一步生成,同时具有较高的催化活性及稳定性,且氧化产物收率较高.一直以来,以碳材料为载体负载的金属催化剂被广泛应用于甘油液相氧化反应.研究表明,催化剂活性与碳的孔径分布有关,随着碳载体微孔比例的增加,催化剂活性下降.此外,载体表面基团对金属活性有着重要影响.例如,载体表面含氧基团的吸电子作用可降低载体表面电子的流动性(电子密度和导电性),从而阻碍甘油氧化反应过程中OH–的吸附和再生,导致反应活性降低.因此,开发微孔比例小、富含负电性基团的碳载体成为甘油氧化过程中急需解决的问题之一.本文通过热解碳纳米管(MWCNTs)和三聚氰胺的混合物,在碳纳米管表面直接生长得到氮杂石墨烯(NG-MWCNTs),并采用SEM,N_2吸附,TEM和XRD对所得复合材料进行了表征.实验发现,相比于单纯的MWCNTs和直接热解三聚氰胺所得的产物CN_x,NG-MWCNTs具有更高的比表面积(173 m~2/g)和更大的平均孔径.此外,NG-MWCNTs非常适合作为Pt催化剂的载体,Pt平均粒径可小至1.4±0.4 nm.所制备的Pt/NG-MWCNTs催化剂在甘油选择性氧化反应中具有很高的催化活性和甘油酸选择性(甘油转化率和甘油酸选择性分别可达64.4%和81.0%),且具有可重复使用性能.Pt/NG-MWCNTs催化剂优异的催化活性不仅与载体表面高分散的Pt有关,而且与N原子对Pt的给电子作用有关.     

负载型纳米Au/Cr_2O_3催化甘油氧化合成甘油酸

制备了一系列负载型纳米Au/Cr_2O_3催化剂,采用ICP、FTIR、XRD和N2吸附脱附对所制备的催化剂进行了表征.以3%的H_2O_2为氧化剂,考察其对甘油选择性氧化反应的催化性能.结果表明,该类催化剂在甘油选择性氧化反应中表现出了较好的催化性能,其中Au/Cr_2O_3(0.95%)的催化性能最好,甘油转化率可达81.5%,甘油酸选择性为67.0%,且该非均相催化剂重复使用10次后仍保持较高的催化活性.     

氮掺杂碳负载Sb@PtSb2催化剂的制备及其在甘油选择性氧化反应中的应用（英文）

甘油是生物柴油生产过程中生成的副产物,随着生物柴油产量的快速增长,甘油的量也迅速增加.据估计,到2020年甘油的产量将比需求量高出6倍.因此,将过剩的甘油转化为其它更有价值的化学品具有重要意义.在已经发表的文献中,各种碳材料负载的Pt催化剂被广泛应用于液相中甘油的选择性氧化.但是,由于Pt纳米颗粒与碳载体之间相互作用较弱,因此Pt纳米颗粒易团聚和流失,而且Pt的过度氧化和有机羧酸的强吸附也导致Pt催化剂失活.最近的研究表明,采用含氮的碳载体可以增强Pt与载体间的相互作用,这种载体还有可能将电子转移给Pt,从而有效提高Pt的分散度、活性和稳定性.与此同时,引入其它金属如Co,Cu,Bi,Sb等与Pt形成合金也能有效改善催化剂的活性和稳定性.我们在前期工作中曾经发现多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的PtSb合金在甘油氧化反应中具有很高的活性和二羟基丙酮选择性,可以抑制C-C裂解,并提高了催化剂的稳定性.但是在MWCNTs上组装PtSb颗粒的过程繁琐且危险,需要对载体进行氧化(浓硝酸)、嫁接硫醇、浸渍金属、高温还原等,同时MWCNTs的价格也较高.本文采用简单的热解方法将氮和锑同时引入到碳基载体中,并用此载体制备了具有核壳结构的Sb@PtSb2/NC催化剂.首先将葡萄糖、三聚氰胺和SbCl3混合后在氮气中于700 ℃热解得到含Sb和N的多孔碳载体,再通过浸渍还原法将Pt还原并负载到该载体上即得到具有核壳结构的Sb@PtSb2/NC催化剂.该催化剂对催化甘油氧化具有较高的活性,同时具有较好的稳定性.氮气吸附表征表明,引入N和Sb都能提高载体的比表面积和孔体积,其中Sb的引入使得催化剂表面形成了多孔结构(SEM表征).XRD、TEM和EDS表征证明了具有核壳结构的Sb@PtSb2颗粒在载体表面上的生成.Raman光谱表明N和Sb的引入增加了碳缺陷,有可能带来新的活性位点.O2-TPD表征表明Sb@PtSb2/NC对氧的吸附量远高于Pt/NC,这可能归因于PtSb2合金中Pt-Sb金属间的原子间距增大,有利于氧的吸附和表面扩散,从而显著提高了催化剂活性.XPS表征表明了从N到Pt的电子转移,而这种富含电子的Pt具有更高的活性.将制备的催化剂用于考评催化甘油氧化的活性,发现相比于Pt/NC,Sb@PtSb2/NC催化剂催化甘油氧化具有显著增加的活性,二羟基丙酮选择性也明显提高,在60 ℃,0.6 MPaO2气氛下,100 mg催化剂与5 mL 0.2 g/mL甘油水溶液反应3 h得到了65.3%的甘油转化率,以及39.2%的二羟基丙酮选择性和51.8%的甘油酸选择性.这可能归因于载体比表面积的增加、更多的碳缺陷,以及PtSb2合金的形成.使用五次后的催化剂仍保持较高的催化活性,证实了该催化剂具有较好的稳定性.     

氮杂石墨烯碳纳米管复合材料负载Pt催化剂在甘油选择性氧化中的应用

一直以来,以碳材料为载体负载的金属催化剂被广泛应用于甘油液相氧化反应.研究表明,催化剂活性与碳的孔径分布有关,随着碳载体微孔比例的增加,催化剂活性下降.此外,载体表面基团对金属活性有着重要影响.例如,载体表面含氧基团的吸电子作用可降低载体表面电子的流动性(电子密度和导电性),从而阻碍甘油氧化反应过程中OH–的吸附和再生,导致反应活性降低.因此,开发微孔比例小、富含负电性基团的碳载体成为甘油氧化过程中急需解决的问题之一.本文通过热解碳纳米管(MWCNTs)和三聚氰胺的混合物,在碳纳米管表面直接生长得到氮杂石墨烯(NG-MWCNTs),并采用SEM,N2吸附,TEM和XRD对所得复合材料进行了表征.实验发现,相比于单纯的MWCNTs和直接热解三聚氰胺所得的产物CNx,NG-MWCNTs具有更高的比表面积(173 m2/g)和更大的平均孔径.此外,NG-MWCNTs非常适合作为Pt催化剂的载体,Pt平均粒径可小至1.4±0.4 nm.所制备的Pt/NG-MWCNTs催化剂在甘油选择性氧化反应中具有很高的催化活性和甘油酸选择性(甘油转化率和甘油酸选择性分别可达64.4%和81.0%),且具有可重复使用性能.Pt/NG-MWCNTs催化剂优异的催化活性不仅与载体表面高分散的Pt有关,而且与N原子对Pt的给电子作用有关.     

氧化铈气凝胶担载的铜催化剂对氢气中一氧化碳选择氧化的催化性能

以超临界干燥法制备了氧化铈气凝胶,并以此为载体用浸渍法制备了铜催化剂.利用色谱流动反应法进行了活性测试,测试表明该催化剂对于富氢气氛中的CO选择性氧化具有较高的催化活性和较好的选择性,其中CuO的负载量为12.23% (质量分数)的催化剂对CO氧化的催化活性最高,且该催化剂在低空速下具有较好的抗H2O和抗CO2性能.     

Zr-Al复合氧化物负载Pt催化甘油氢解制正丙醇（英文）

近年来,甘油氢解的研究主要集中在生成1,2-丙二醇和1,3-丙二醇二元醇.与二元醇相比,正丙醇也是一种昂贵的化学品,用过量的甘油直接氢解合成高选择性的正丙醇将是一个非常好的生产途径.因为铂金属具有较强的断C-O键的能力,所以甘油氢解制正丙醇的催化剂主要采用铂作为活性组分.本文以铂为活性组分,采用浸渍法将其负载到不同Zr/Al比的Zr-Al复合氧化物上制得2.5%Pt/Zr_xAl_(1-x)O_y催化剂,并将其应用到甘油氢解反应中,探讨了Zr/Al比对甘油氢解制正丙醇反应性能的影响.表征结果发现,锆铝混合氧化物经过400 ℃焙烧后为无定形态的复合金属氧化物,载体中无单相氧化锆或氧化铝存在.随着锆含量增加,催化剂酸性位点向强酸方向移动.不同Zr/Al比的锆铝混合氧化物负载铂催化剂的评价结果发现,甘油转化率随催化剂中铝含量增加而增大;锆铝比大于5:5时,丙醇(正丙醇+异丙醇)的选择性很高,普遍大于87%;锆铝比至7:3时,正丙醇选择性最高.通过X射线衍射、CO化学吸附、H_2程序升温还原、吡啶吸附、氨气程序升温脱附等方法对催化剂进行了表征,发现随着锆铝混合氧化物中锆含量的增加,催化剂的酸性位点向强酸方向移动,调变Zr/Al比促进了铂颗粒的分散,实现了催化剂表面酸量和强酸位点的定向调控.当锆铝比增加至7:3时,催化剂的强酸位点占总酸含量的91.2%.对比催化剂酸性分析和反应结果可知,催化剂表面的总酸含量高有助于甘油转化;强酸位点有助于甘油深度脱水生成丙醇;正丙醇的选择性则可能与NH_3脱附温度在580 ℃处的强酸位和较大的Pt颗粒有关.当Zr/Al比为7:3时,催化剂表面强酸位点占91.2%,而强酸位点的增加有助于甘油的深度脱水形成正丙醇.因此,以10%甘油水溶液为原料,在240 ℃和6.0 MPa初始氢气压力条件下反应8 h,甘油转化率和正丙醇的选择性分别达到81.2%和86.3%.催化剂经过5次循环使用后,甘油转化率和丙醇(正丙醇+异丙醇)选择性几乎不变,但正丙醇的选择性略有降低.使用5次后的催化剂表面的总酸量变化不大,但酸分布变化较大,即强酸比例下降.可见,催化剂活性变化小是由于其表面酸量变化不大,而正丙醇选择性下降与强酸位点比例下降有关.     

丙烷选择氧化用BiCeVMoO复合氧化物催化剂中Ce组分的作用

 用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（LRS）、程序升温还原（TPR）、催化剂晶格氧反应性和微反测试等手段考察了BiCeVMoO复合氧化物催化剂的组成、结构、氧化－还原性质与催化丙烷选择氧化性能．结果表明，n（Ce）／n（Ce＋Bi）≤0．15时，Ce组分可能占据BiVMoO 结构中Bi离子所处的晶格位置．催化剂对丙烷选择氧化的催化性能与Ce组分的含量密切相关，随着Ce含量的增加，丙烯醛选择性显著升高，在n（Ce）／n（Ce＋Bi）＝0．15时达极大值．随着Ce含量的进一步增加，丙烯醛选择性下降，完全氧化产物COx选择性上升．可以认为，适量Ce组分的引入提高了催化剂晶格氧物种的反应活性，从而改善了催化剂对丙烷选择氧化的催化性能．     

Dehydrocyclization of Diphenylamine to Carbazole over Platinum-Based Bimetallic Catalysts

 Gas phase dehydrocyclization of diphenylamine (DPA) to carbazole over monometallic and bimetallic 0.4 wt% Pt-based catalysts in a fixed bed reactor was studied in the presence of hydrogen at a temperature of 550 ^oC. Alumina and carbon supported Pt catalysts showed very high initial activity (> 95%). The selectivity for carbazole over carbon supported Pt catalysts was slightly lower. Doping of the catalyst with potassium led to an increase in the selectivity for carbazole by 15%. Bimetallic Pt-Sn catalysts prepared by co-impregnation were less selective than catalysts prepared by successive impregnation. The selectivity for carbazole over bimetallic Pt-Sn catalysts prepared by successive impregnation was 75%, but their activity decreased with increased Sn loading. Highly active and reasonably selective catalysts were Ir-doped bimetallic Pt-based catalysts. The conversion of diphenylamine over Pt-Ir catalysts was above 98% and the selectivity for carbazole was nearly 55%, while the lifetime was much longer.     

Bimetallic Cluster Provides a Higher Activity Electrocatalyst for Methanol Oxidation

The cluster complex Pt₂Ru₄(CO)₁₈ was used as a precursor to prepare a 60 wt% 1:2 Pt:Ru nanoparticles on carbon (PtRu/C) for use as an electrocatalyst for methanol oxidation. This bimetallic carbonyl cluster complex was found to provide smaller, more uniform bimetallic nanoparticle that exhibited higher electrocatalytic activity than a 60 wt% 1:1 Pt:Ru commercial catalyst from E-Tek. Using bimetallic cluster precursors simplifies the synthetic procedures by reducing the need for high temperature reduction and assures a more intimate mixing of the two different metals. Transmission electron microscopy (TEM) images of the catalyst obtained from the cluster precursor showed bimetallic nanoparticles having a narrow size range of 2–3 nm that were dispersed uniformly over the surface of the support. Images of the commercial catalyst showed particles 3–4 nm in diameter that tended to agglomerate near the edges of the carbon support particles. Cyclic voltammograms of methanol oxidation from the two catalysts showed significantly higher activity for the cluster-derived catalyst. The onset potential for methanol oxidation for the cluster-derived catalyst was approximately 170 mV lower than that of the commercial catalyst at 100 A/g Pt, and approximately 250 mV lower at 400 A/g Pt. ^* This report is dedicated to Prof. Günter Schmid on the occasion of his 70th birthday.     

Pb-Pt/AC催化甘油一步法制备丙酮酸

生物质能具有绿色环保、可再生、来源广泛和安全性高等优点,成为当前的研究热点.作为生物柴油的主要副产物,甘油是一种重要的生物质平台化合物.甘油的高效利用,不仅能够获得重要的精细化学品及聚合物,也可以延长生物柴油的产业链,降低其生产成本,增加其市场竞争力.丙酮酸是一种弱有机酸,为生物体内葡萄糖分解代谢的中间产物,在生物能量代谢和物质代谢过程中起着重要的枢纽作用.同时,由于它同时含有羧基和酮羰基,具有很强的反应性,可参与多种化学反应,在化学工业中有广泛应用.目前,工业上主要采用酒石酸脱水脱羧法生产丙酮酸,丙酮酸收率可达50–55%,但生产过程需要消耗大量的KHSO4粉末,生产成本高,且高耗能高污染,不符合可持续发展的要求.因此,利用可再生资源甘油在温和条件下生产丙酮酸显现出良好的应用前景.目前,由甘油一步法获得丙酮酸仅可通过发酵法实现,但是其规模化生产存在效率低、废弃物污染等问题.因此,研究化学方法由甘油一步制备丙酮酸可行也十分必要.本课题组以Pt/AC或Cu-Pt/AC为催化剂进行甘油氧化制备乳酸的研究,所得产物中几乎未检出丙酮酸;当以Pb-Pt/C为催化剂进行乳酸脱氢氧化制备丙酮酸,可获得较高选择性的丙酮酸.因此,本文通过向Pt/AC催化剂中引入Pb助剂,以期调变甘油氧化的产物分布,从而获得相对高的丙酮酸选择性.通过浸渍-沉积沉淀法(Im-DP)制备了一系列不同Pb载量(1–7.0 wt%)的xPb-5Pt/AC-Im-DP催化剂,并采用不同方法制备了一系列5Pb-5Pt/AC催化剂,用于在温和条件下甘油选择性氧化制备丙酮酸反应中.结果表明,Pb载量和催化剂制备方法都对其催化活性有显著影响.当xPb-5Pt/AC-Im-DP催化剂中Pb载量为1%时,甘油转化率和丙酮酸选择性均较单金属5Pt/AC催化剂高,但当Pb载量继续升高至3%及以上时,甘油转化率明显下降.我们推测这与Pb3(CO3)2(OH)2物种的形成有关.采用该方法制备催化剂时,Pb载量宜为5.0 wt%.保持Pt和Pb载量均为5.0 wt%,采用共沉积沉淀(Co-DP)、共浸渍(Co-Im)、以及对催化剂进行500oC氩气焙烧等,制备了具有Pb3(CO3)2(OH)2物种、铂铅合金物种(PtPb和PtxPb)和两物种均没有的5Pb-5Pt/AC催化剂.通过评价它们的催化性能,进一步探究了Pb3(CO3)2(OH)2物种、铂铅合金物种、表面金属价态与催化剂活性的关系.实验表明,Pb3(CO3)2(OH)2和表面Pb0物种不利于甘油的转化,铂铅合金对甘油转化有一定的促进作用,对丙酮酸生成显现出明显促进作用.通过对Co-DP、Im-DP催化剂进行500oC氩气焙烧,能够除去Pb3(CO3)2(OH)2物种,同时形成铂铅合金.综上,本文在温和条件下,采用Pb-Pt/AC催化剂进行甘油选择性氧化制备丙酮酸反应.采用优化的方法制备的5Pb-5Pt/AC催化剂在90oC条件下反应10 h,丙酮酸收率可达18.4%,这是目前甘油一步法氧化制备丙酮酸的最高值.进一步优化反应条件、催化剂组成与结构,探索反应机理仍十分必要.     

Hydrogen production by glycerol reforming in supercritical water over Ni/MgO-ZrO2 catalyst

Nano ZrO₂ and MgO-ZrO₂ were prepared by a self-assembly route and were employed as the support for Ni catalysts used in hydrogen production from glycerol reforming in supercritical water (SCW). The reforming experiments were conducted in a tubular fixed-bed flow reactor over a temperature range of 600–800 °C. The influences of process variables such as temperature, contact time, and water to glycerol ratio on hydrogen yield were investigated and the catalysts were charactered by ICP, BET, XRD and SEM. The results showed that high hydrogen yield was obtained from glycerol by reforming in supercritical water over the Ni/MgO-ZrO₂ catalysts in a short contact time. The MgO in the catalyst showed significant promotion effect for hydrogen production likely due to the formation of the alkaline active site. Even when the glycerol feed concentration was up to 45 wt%, glycerol was completely gasified and transfered to the gas products containing hydrogen, carbon dioxide, and methane along with small amounts of carbon monoxide. At a diluted feed concentration of 5 wt%, near theoretical yield of 7 mole of H₂/mol of glycerol could be obtained.     

PtRu/carbon nanotube nanocomposite synthesized in supercritical fluid: a novel electrocatalyst for direct methanol fuel cells

Platinum/ruthenium nanoparticles were decorated on carbon nanotubes (CNT) in supercritical carbon dioxide, and the nanocomposites were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). TEM images show that the particles size is in the range of 5-10 nm, and XRD patterns show a face-centered cubic crystal structure. Methanol electrooxidation in 1 M sulfuric acid electrolyte containing 2 M methanol were studied onPtRu/CNT (Pt, 4.1 wt%; Ru, 2.3 wt%; molar ratio approximately Pt/Ru = 45:55) catalysts using cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy. All the electrochemical results show that PtRu/CNT catalysts exhibit high activity for methanol oxidation which resulted from the high surface area of carbon nanotubes and the nanostructure of platinum/ruthenium particles. Compared with Pt/CNT, the onset potential is much lower and the ratio of forward anodic peak current to reverse anodic peak current is much higher for methanol oxidation, which indicates the higher catalytic activity of PtRu/CNT. The presence of Ru with Pt accelerates the rate of methanol oxidation. The results demonstrated the feasibility of processing bimetallic catalysts in supercritical carbon dioxide for fuel cell applications.     

CeO_2修饰炭载体负载PdPt二元合金催化剂及其在甲酸氧化电催化中的应用

用CeO2修饰炭粉做载体,使用有机溶胶法还原PdPt二元合金的方法制备了一系列PdPt/CeO2-C催化剂.借助电化学测试,探讨催化剂中不同Pd与Pt原子比例的PdPt二元合金和不同含量的CeO2对于甲酸电氧化催化活性的影响.不断减少PdPt合金中Pt的比例可以促使甲酸氧化的起始电位前移,当Pd：Pt=15：1时氧化电流出现极值;同时,随着催化剂中CeO2含量的增加,催化剂对于HCOOH氧化的电流密度增加,当含量为15%时达到最大值.相对于Pd/C催化剂,在Pd15Pt1/15CeO2-C催化剂表面的甲酸氧化反应起始电位负移至少0.1V,氧化的电流密度提高60%以上.结合X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）,透射电镜（TEM）和热重（TG）等测试数据可以发现,当极少量的Pt与Pd形成合金,Pt与Pd之间产生电子效应,使得合金表面HCOOH氧化的过电位降低;而CeO2的添加不仅有助于PdPt二元合金的分散,更有可能改变甲酸在PdPt表面的氧化反应路径,发挥双功能机理.     

AgMn/HZSM-5催化剂上室温O3氧化脱除空气中的苯：Mn含量和水含量的影响

考察了Mn含量和水含量对AgMn/HZSM-5（AgMn/HZ）催化剂上室温O₃氧化（OZCO）脱除空气中苯的影响. 研究发现,Mn含量为2.4 wt%的AgMn/HZ催化剂（AgMn/HZ（2.4））具有大的比表面积和高的MnO_x分散度,OZCO活性和稳定性最高. 反应后的程序升温脱附结果表明,2.4 wt%的Mn含量能有效抑制苯和甲酸在催化剂上的残留. 当Mn含量≤ 2.4 wt%时,催化剂分解O₃的活性在苯氧化过程中占主导;当Mn含量 > 2.4 wt%时,苯的活化起主要作用. 基于AgMn/HZ（2.4）催化剂优越的反应活性和稳定性,进一步研究了湿气流中该催化剂上苯的氧化. 与干气流相比,水汽的加入能显著提高催化剂的反应活性和稳定性,且以0.1-0.2 vol%水含量时最优.     

Selective Oxidation of Glucose to Gluconic Acid over Bimetallic Pd–Me Catalysts (Me = Bi,Tl, Sn,Co)

Catalytic properties of bimetallic Pd–Bi, Pd–Tl, Pd–Sn, and Pd–Co catalysts supported on C (from plum stones) and SiO₂ were studied in the reaction of glucose oxidation to gluconic acid. Catalysts modified with Bi show the best selectivity and activity. The results obtained from research on 5% Pd–5% Bi/C and 5% Pd–5% Bi/SiO₂ catalytic systems were compared with the results for a commercial catalyst containing 1% Pt–4% Pd–5% Bi supported on active carbon (Degussa). For both Pd–Bi/support catalysts and 1% Pt–4% Pd–5% Bi/C, similar selectivity in the reaction of glucose oxidation was observed. XRD studies proved the presence of intermetallic compounds BiPd and Bi₂Pd, which probably increase the selectivity of PdBi/SiO₂ catalysts.