纳米-微米铁修饰的维氏体氨合成催化剂（英文）

我们以商业预还原的维氏体(Fe_(1-x)O)氨合成催化剂为载体,采用Fe(NO)_3·9H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O进行原位室温固相反应制备纳米铁或微米铁修饰的铁基氨合成催化剂,并通过XRD、SEM、TG-DTG、H_2-TPR等进行了表征.结果表明:Fe(NO)_3·9H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O室温固相反应完全生成产物Fe_2(C_2O_4)_3·5H_2O,且产物分散于载体维氏体催化剂表面.通过纳米铁-微米铁的修饰,催化剂的氨合成活性有很大提高且稳定性好.催化剂活性随着Fe负载量的增加先增加后降低,负载量5%时催化活性最好,反应器出口氨浓由450℃(12.4%)、425℃(11.0%)、400℃(9.4%)分别提升至450℃(15.6%)、425℃(14.8%)、400℃(13%).通过一步简单的修饰,维氏体催化剂的氨合成活性提高约25%~38%.由于焙烧和还原,生成的Fe_(1-x)O或铁粒子与铁催化剂表面发生强相互作用,因此,反应过程中纳米铁或微米铁粒子能稳定存在,催化剂有较高的稳定性.     

纳米γ-Fe2O3载体的制备及Ru-K/Fe2O3催化剂的氨合成催化活性评价

 在室温条件下,通过溶胶-凝胶法制备了新的纳米氧化铁载体. X射线衍射、差热-热重分析、扫描电子显微镜和N2物理吸附等测试结果表明,制得的Fe2O3粉体具有典型的介孔结构,孔径范围18.8～25.0 nm, 晶相组分由原料配比和制备条件决定. 进一步通过浸渍法制备了高活性的Ru-K/Fe2O3氨合成催化剂. 在475 ℃, 10 MPa, 10000 h-1和V(H2)/V(N2)=3的条件下,考察了负载型Ru-K/Fe2O3催化剂的活性. 结果表明,载体中γ-Fe2O3的含量越高,其氨合成活性越好.     

Mn修饰Al2O3载体负载Pd催化剂及其蒽醌加氢催化性能

以活性氧化铝(γ-Al2O3)为载体,分别以Mn(NO3)2溶液和酸性氯化钯(PdCl2)溶液为修饰组分和活性组分前体,采用分步浸渍法制备了Mn修饰Al2O3载体负载钯催化剂。将催化剂应用于蒽醌加氢反应,考察了催化剂制备方法、活性组分负载量和催化剂还原温度对反应效果的影响。用XRD、BET、XPS和TPR对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性受到制备方法的影响,在对Mn修饰Al2O3载体进行焙烧,Pd负载量0.2(wt)%、还原温度300℃的条件下,催化剂蒽醌加氢活性较高,较未修饰的催化剂提高了约16%。催化剂中Mn以MnO的形式存在,影响了γ-Al2O3的组织结构,使载体与活性组分之间的作用力增强,活性组分Pd高度分散在催化剂表面,从而提高了催化剂的活性。     

一种后过渡金属催化剂催化乙烯低聚动力学研究

设计并合成了一种新型的后过渡金属铁络合物 { [(2 ArNC(Me) ) 2 C5H3N]FeCl2 } (Ar =2 ,4 C6 H4(CH3) 2 ) ,研究了该络合物 甲基铝氧烷 (MAO)催化乙烯低聚 ,讨论了低聚反应温度、Al Fe摩尔比、催化剂浓度、反应压力等对催化剂活性及反应速率的影响 .本催化剂的最大特点是活性高 (在 30℃ ,3 0MPa时活性可达 4 2 6× 10 8goligomer·molFe·h- 1 )、初速度大 ,动力学曲线为衰减型 .     

基于插层化学的单晶氧化钨纳米片的制备、表征与形成机制

结合插层化学与湿化学方法的优点, 建立了一种高比表面积、大径厚比、易分散的二维氧化钨(WO3)纳米片单晶的制备新方法. 微米级WO3与Bi2O3在800 ℃通过固相反应生成层状化合物Bi2W2O9; 所得到的Bi2W2O9经盐酸选择性溶出[Bi2O2]层后得到质子化形式的H2W2O7·xH2O相. 以H2W2O7·xH2O为钨源, 以辛胺插层所得无机-有机混杂纳米带为前驱物, 经硝酸氧化除去前驱物中的有机组分后得到正交相WO3·H2O纳米片; 将所得到的WO3·H2O纳米片在250~ 450 ℃和空气气氛中热处理2~5 h(升温速率为2 ℃/min), 得到单斜相WO3单晶纳米片. TEM与SEM分析结果表明, 单晶WO3·H2O与WO3纳米片的形貌相似, 其大小为(200~500) nm×(200~500) nm, 厚度为10~30 nm; 所得WO3·H2O与WO3纳米片单晶的厚度方向分别为[010]和[001]. N2吸附结果表明, WO3·H2O与WO3纳米片的比表面积分别可达到250与180 m2/g.     

镧促进Ru/Sep氨合成催化反应研究

以乙醇为溶剂,以海泡石(Sep)为载体,用浸渍法制备了镧为促进剂的新型钌基氨合成催化剂,并对催化反应工艺条件进行了考察。结果表明,镧是海泡石负载钌基催化剂的有效促进剂。当钌负载量为5%(质量分数),La/Ru摩尔比为1.5,在10MPa450℃20000h-1条件下,氨合成反应速率为38.5μmmol·g-1·h-1)。     

微波促进活性炭负载四氯化锡催化合成乙酰乙酸乙酯缩酮

在微波辐射下,以活性炭负载四氯化锡(SnCl4·5H2O/C)为催化剂,不用溶剂,合成了乙酰乙酸乙酯乙二醇缩酮和乙酰乙酸乙酯1,2-丙二醇缩酮。以乙酰乙酸乙酯与乙二醇缩合为模型反应进行优化,其优化条件是:负载量为20%的SnCl4·5H2O/C催化剂0.1 g,乙酰乙酸乙酯5 mL,乙二醇6 mL,微波辐射功率600 W,辐射时间2.5 min,产率达81.6%。产物经过红外光谱表征。     

DeNOx催化剂FeZSM－5／RaneyFe的制备

 用原位晶化法合成了FeZSM－5／RFe（RFeRaneyFe）催化剂．合成液的组成为5Na2O·100SiO2·10TPABr·7000H2O，pH＞11．5．合成液中不含Al，ZSM－5分子筛的骨架Al只来源于RaneyFe的表面．此法提高了ZSM－5分子筛中骨架Al的稳定性和分子筛上Fe离子的负载量．FeZSM－5／RFe用作DeNOx催化剂时具有较高的活性和水热稳定性．     

多孔Fe_2O_3纳米纤维用于高容量长寿命锂空气电池催化剂

采用静电纺丝技术,以乙酰丙酮铁[Fe(C5H7O2)3]、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和二甲基甲酰胺(DMF)为原料,制备了由Fe2O3纳米颗粒组成的高比表面积的多孔纳米纤维,并成功应用于锂氧气电池用催化剂.Fe2O3纳米颗粒为反应提供了充足的活性位点,提高了电池容量;而三维网状结构为反应物及产物提供了足够的反应及储存空间,避免了对电极孔道堵塞的问题,从而达到了锂空气电池长循环的目的.     

DeNOx催化剂FeZSM-5/Raney Fe的制备

用原位晶化法合成了FeZSM-5/RFe(RFeRaney Fe)催化剂. 合成液的组成为5Na2O*100SiO2*10TPABr*7 000H2O,pH＞11.5. 合成液中不含Al,ZSM-5分子筛的骨架Al只来源于Raney Fe的表面. 此法提高了ZSM-5分子筛中骨架Al的稳定性和分子筛上Fe离子的负载量. FeZSM-5/RFe用作DeNOx催化剂时具有较高的活性和水热稳定性.     

Sm掺杂对Fe2O3催化剂NH3-SCR反应活性及抗水抗硫性作用

氮氧化物(NO_x)是主要的环境污染物之一,会造成酸雨、光化学烟雾和温室效应等环境问题.氨选择性催化还原(NH₃-SCR)技术是目前控制NO_x排放的最有效技术.其中,Fe₂O₃催化剂因其良好的抗硫性和低廉的成本而受到广泛关注,有望用作NO_x消除催化剂,但是它的低温还原性差、脱硝效率低等缺点限制了其应用.近期研究表明,钐掺杂金属氧化物可以调节其表面酸碱性及氧化还原性,可有效提高氧化物催化剂的脱硝效率和抗水抗硫性能.因此,将铁、钐二者优势结合,为合成一种低温、高效、环境友好型脱硝催化剂提供了可能.本文通过柠檬酸辅助的溶胶凝胶法合成了一系列钐均匀掺杂入Fe₂O₃纳米颗粒的复合氧化物脱硝催化剂,采用X射线光电子能谱(XPS),氢气程序升温还原(H2-TPR),氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)以及原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)等方法研究了钐的掺杂对铁基催化剂脱硝效率和抗水抗硫性的影响,旨在揭示催化剂表面物理化学性质和催化活性之间的关系.通过活性测试发现,钐的掺杂可以使Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂在175?325℃时实现>95%的脱硝效率和>93%的N2选择性.动力学测试研究表明,当基于催化剂的比表面积计算时,Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂的脱硝效率是纯Fe₂O₃催化剂的11倍;基于质量计算时则为37倍.此外,250℃时抗水抗硫测试结果显示,Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂可以在通入200×10^-6SO₂+5 vol%H₂O,空速为90000 h^-1时脱硝效率保持83%达168小时,并且在切断H₂O和SO₂后,该催化剂的脱硝效率可以很快完全恢复.XPS和H2-TPR结果表明,钐的掺杂使Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂的表面产生了大量的表面吸附氧,从而促进了NO的氧化以及快速NH₃-SCR反应的进行.NH₃-TPD与原位DRIFTS结果表明,钐的掺杂增强了催化剂的表面酸性,有效地提高了NH₃的吸附和活化能力,进而提高了催化剂的脱硝效率.另外,钐的掺杂还可以促使NH₄HSO₄在Fe_0.94Sm_0.06O_x催化剂表面较低温度下的分解,从而使催化剂具有很好的抗水抗硫性能.     

Selective catalytic oxidation of NO over iron and manganese oxides supported on mesoporous silica

The selective catalytic oxidation （SCO） of NO was studied on a catalyst consisting of iron-manganese oxide supported on mesoporous silica （MPS） with different Mn/Fe ratios. Effects of the amount of manganese and iron, oxygen, and calcination temperature on NO conversion were also investigated. It was found that the Mn-Fe/MPS catalyst with a Mn/Fe molar ratio of 1 showed the highest activity at the calcination temperature of 400 °C. The results showed that over this catalyst, NO conversion reached 70% under the condition of 280 °C and a space velocity of 5000 h-1. SO2 and H2O had no adverse impact on the reaction activity when the SCO reaction temperature was above 240 °C. In addition, the SCO activity was suppressed gradually in the presence of SO2 and H2O below 240 °C, and such an effect was reversible after heating treatment.     

Cr2O3催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

分别采用柠檬酸络合法和直接分解法制备了Cr2O3催化剂, 采用XRD, BET, TPR, XPS, TEM和TGA表征了催化剂的物理化学性质, 在常压固定床石英管(内径5 mm)反应器中考察了Cr2O3催化剂对甲烷部分氧化反应的催化性能. 在500~750 ℃, V(CH4)∶V(O2)=2, 空速12×104 h-1的条件下, O2几乎完全转化, CH4转化率及H2和CO选择性随着温度的升高而增加. 700 ℃下CH4转化率及H2, CO选择性随着空速(6.0×104~24×104 h-1)的升高而增加. 在500 h稳定性实验中, 随着反应时间的延长, CH4转化率及H2, CO选择性缓慢下降, XRD, TEM和BET结果表明, 催化剂的活性下降与烧结和团聚有关, TGA分析表明催化剂具有良好的抗积炭性. 通过CH4脉冲反应, 推测在反应过程中CO, H2, CO2和H2O是直接生成的.     

交流碳弧法合成碳包碳化铁纳米晶

采用交流碳弧法高效合成碳包碳化铁纳米晶磁性微粉,磁性微粉产率达90%以上.用热重分析法(TG)测得磁性微粉中Fe的质量分数为17.5%.X射线衍射(XRD)分析结果表明,在碳包碳化铁微粉中存在Fe₃C和Fe₅C₂两种结构形式,不含纯Fe晶粒,碳层结构与石墨相似.在透射电镜(TEM)下观察了纳米晶的形貌和粒径分布,碳化铁纳米晶尺寸分布在3～10nm,并呈颗粒状分散在碳层中,碳层为巴基管和巴基葱的堆积体,形状各异,尺寸分布在几十纳米到几微米之间.讨论了碳包碳化铁纳米晶的形成机理.测定了磁性微粉的磁滞回线,其饱和磁感应强度Bs,剩磁Br和矫顽力Hc分别为2.6×10^-2T,2.5×10^-3T和5.52kA/m.     

FcBAK/钼磷酸电荷转移型杂化分子的合成及性能

二茂铁衍生物l-二茂铁基3-苯基丙-2-烯-1-酮(FcBAK)与钼磷酸盐Na2HPMo12O40·xH2O经室温固相合成得到有机-无机杂化分子, 通过元素分析、IR、ICP、AAS和TG等表征手段确证产物的分子组成和结构为(FcBAK)3HPMo12O40·2H2O. 固体电子光谱及ESR谱表明, FcBAK与钼磷酸之间发生了电荷转移作用, 生成电荷转移型有机-无机分子复合物, 该复合物的磁学行为表现出较强的铁磁性质, 粉末样品的室温饱和磁化强度为0.41 A·m2/kg, 矫顽力为0.0105 T, 属于软磁性有机-无机分子复合材料.     

V2O5-Sb2O3-TiO2催化剂 低温NH3还原NO及其抗H2O和SO2毒化性能

浸渍法制备了催化剂V₂O₅-Sb₂O₃-TiO₂,考察了V₂O₅、Sb₂O₃负载量、pH值和焙烧温度对催化剂V₂O₅- Sb₂O₃-TiO₂低温氨选择性催化还原(SCR)NO活性的影响;同时,考察了催化剂V₂O₅-Sb₂O₃-TiO₂抗H₂O和SO₂毒化性能。结果表明,V₂O₅和Sb₂O₃负载量分别为5%和2%、焙烧温度为400℃、pH值为4时,催化剂SCR活性最好,反应温度220℃时,可达97%。Sb₂O₃的加入不仅能增强V₂O₅/TiO₂的催化活性,而且能明显提高催化剂的抗H₂O和SO₂毒化性能。SO₂、NO吸附暂态反应和TG-DTG测试表明,Sb₂O₃的促进机制主要是促进了催化剂在SO₂存在条件下对NO的吸附,同时,减弱了硫酸铵盐与催化剂之间的相互作用,硫酸铵盐更容易分解。     

PdSn/Fe_3O_4-C催化剂的制备及其对乙醇氧化的电催化性能

采用包覆法制得不同Fe_3O_4含量的载体Fe_3O_4-C(1),以PdCl_2和SnCl_2·2H_2O为金属前驱体,采用化学还原法制得催化剂(PdSn/1),其结构和性能经TEM,XRD和EDS表征。采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和交流阻抗(EIS)技术研究了PdSn/1在碱性条件下对乙醇氧化的电催化性能。结果表明:PdSn/1(5%)表现出较高的电催化活性,乙醇氧化的峰电流密度达到147 mA·cm~(-2);相比于Pd/C,PdSn/1(5%)对乙醇氧化反应的电荷转移阻力也有大幅度下降。     

W-Fe-MgO催化分解CH4制备单壁碳纳米管

使用“柠檬酸法”制备了一系列较高比表面的W-Fe-MgO催化剂,在较易放大的流化床反应器中,1 100 ℃ H2气流中分解CH4,制得SWCNTs管束,单管直径在1～3 nm,最高碳产率36 mg/100 mg催化剂.经TEM、微区Raman、程序升温氧化(TPO)测量表明,产物中无定形碳、MWCNTs均较少,为纯度较高、缺陷较少的SWCNTs.从EDAX结果并参考W-Fe相图推测SWCNTs生长的催化剂活性相可能为W、Fe的金属间化合物或富Fe的固溶体.     

气相色谱法研究配位化合物的热稳定性 XX: 草酸铁(III)—硝酸钠在氢气中的固相氧化还原反应

以气相色谱为主要手段, 配合Mossbauer波谱、X射线衍射等方法研究了草酸铁(III)与硝酸钠在氢气氛中的固相反应, 实验结果表明: 240℃前两者不发生反应, 草酸铁(III)还原分解; 260-320℃固相间发生强烈氧化还原反应, 大量二氧化碳放出, 并伴有少量氧和一氧化氮, 380℃后, 生成的亚硝酸钠与未反应的硝酸钠在铁(III)化合物作用下, 提前分解, 同时铁(III)化合物转化成γ-Fe2O3.     

Fe-Mn/Al2O3催化剂低温 NH3选择性催化还原 NO的性能

本文制备了一系列 Fe-Mn/Al2O3催化剂,并在固定床上考察了其 NH3低温选择性催化还原 NO的性能.首先考察了不同 Fe负载量制备的催化剂的脱硝性能,优选出最佳的 Fe负载量;在此基础上,研究了 Mn负载量对催化剂脱硝效率的影响;最后,对优选催化剂的抗 H2O和抗 SO2性能进行了实验研究;同时,对催化剂由于 SO2所造成的失活机制进行了考察.采用 N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、能量弥散 X射线谱、程序升温还原、程序升温脱附、X射线光电子能谱、热重和傅里叶变换红外光谱等方法对催化剂进行了表征.结果表明,最佳的 Fe和 Mn负载量均为8%,所制的8Fe-8Mn/Al2O3催化剂在150°C的脱硝效率可达近99%;同时,在整个低温测试区间(90–210°C)的脱硝效率均超过了92.6%. Fe在催化剂表面主要以 Fe3+形态存在,而 Mn主要包括 Mn4+和 Mn3+; Mn的添加提高了 Fe在催化剂表面的积累,促进了催化剂比表面积增大和活性物种分散,改善了催化剂氧化还原性能和对 NH3的吸附能力.催化剂的高活性主要是由于其具有较大的比表面积、高度分散的活性物种、增加的还原特性和表面酸性、较低的结合能、较高的 Mn4+/Mn3+和增强的表面吸附氧.此外,8Fe-8Mn/Al2O3的催化性能受 H2O和 SO2影响较小,抗 H2O和 SO2能力较强.同时,反应温度对催化剂的抗硫性有重要影响,在较低的反应温度下,催化剂抗硫性更好; SO2造成催化剂活性降低主要是由于催化剂表面硫酸盐物种的生成.一方面,表面硫酸铵盐的生成造成催化剂孔道堵塞和比表面积降低,减少了反应中的气固接触从而导致活性降低;另一方面,催化剂表面的活性物种被硫酸化,造成反应中的有效活性位减少,从而降低了催化剂活性.