含Fe、Co、Ni的层状双金属氢氧化物为催化剂前体生长碳纳米管

分别以具有相似Fe、Co、Ni含量的层状双金属氢氧化物(LDHs)为催化剂前体,用化学气相沉积的方法生长碳纳米管(CNTs).催化剂由LDHs焙烧还原得到.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱(Raman)测试技术对LDHs及其焙烧产物的结构、CNTs的形貌和结构进行了研究.结果表明,3种催化剂生长的CNTs均为多壁结构;其中Co催化剂活性较低,生长CNTs的管径较细、石墨化程度较高;Ni催化剂的活性较高,生长CNTs的密度较大、管壁较厚、石墨化程度较差;Fe催化剂的活性介于Co和Ni之间.催化剂活性及CNTs的密度可以由生长CNTs的结构来解释.     

含Fe、Co、Ni的LDHs为催化剂前体生长碳纳米管

分别以具有相似Fe、Co、Ni含量的层状双金属氢氧化物（LDHs）为催化剂前体,用化学气相沉积的方法生长碳纳米管（CNTs）。 催化剂由LDHs焙烧还原得到。 通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及拉曼光谱（Raman）测试技术对LDHs及其焙烧产物的结构、CNTs的形貌和结构进行了研究。 结果表明,3种催化剂生长的CNTs均为多壁结构;其中Co催化剂活性较低,生长CNTs的管径较细、石墨化程度较高;Ni催化剂的活性较高,生长CNTs的密度较大、管壁较厚、石墨化程度较差;Fe催化剂的活性介于Co和Ni之间。 催化剂活性及CNTs的密度可以由生长CNTs的结构来解释。     

负载型镍基非晶态催化剂催化氯代硝基苯加氢合成氯代苯胺

分别以碳纳米管(CNTs), SiO_2, TiO_2, γ-Al_2O_3, TiO_2-SiO_2和活性炭(AC)为载体(M),以Ni和B为活性组分,采用浸渍-化学还原法制备了一系列负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/M).采用电感耦合等离子体光谱(ICP), XRD, TEM和DSC研究了Ni-B/CNTs的非晶性质,Ni的担载量及其热稳定性.将Ni-B/M用于催化三种氯代硝基苯液相加氢合成氯代苯胺的反应.结果表明,Ni-B/M在反应中表现出较高的活性和良好的选择性,其中Ni-B/CNTs可使三种氯代硝基苯的转化率均高于99.8%,加氢脱氯率小于3%.讨论了CNTs和Ni-B之间的相互作用对催化剂性能的影响.     

Ni-Fe/4A分子筛催化剂可控制备大内径碳纳米管

以乙醇为碳源,Ni-Fe/4A分子筛为催化剂,采用化学气相沉积法制备大内径碳纳米管(LIDCNTs)。研究了Ni/Fe的物质的量比(n_Ni∶n_Fe)、碳纳米管(CNTs)的制备温度、催化剂的煅烧温度和4A分子筛载体对CNTs内径的影响。采用TEM、SEM、XRD和BET对LIDCNTs和还原后的催化剂进行了分析。结果显示,LIDCNTs的内径随着CNTs的制备温度、催化剂的煅烧温度的升高和n_Ni∶<     

催化反应制备碳化硅纳米粉体的密度泛函理论计算及实验研究

以Si_(55),Si_(43)M_(12)和Si_(37)M_(18)(M=Fe,Co或Ni)团簇为模型,采用密度泛函理论(DFT)研究了Fe,Co及Ni纳米团簇催化硅粉转化为SiC的机理.计算结果表明,Fe,Co及Ni纳米催化剂先与Si形成合金,拉长并弱化Si—Si键的强度,起到活化Si粉的作用;合金的形成有利于C原子的吸附及Si原子和C原子间的反应;Fe的催化能力强于Co和Ni.在此基础上,以Si粉和酚醛树脂为原料,以Fe,Co及Ni硝酸盐为催化剂前驱体,通过微波加热反应制备了3C-SiC纳米粉体.研究了催化剂种类、反应温度、催化剂用量和反应时间等对制备3C-SiC纳米粉体的影响.结果表明,催化剂Fe,Co和Ni的加入均可显著降低3C-SiC的合成温度.当以2.0%(质量分数)的Fe为催化剂时,Si粉在1100℃下反应30 min后即可全部转化为3C-SiC纳米粉体;而在相同条件下,无催化剂时Si粉的完全转化温度为1250℃;Fe的催化效果优于Co和Ni,与DFT计算结果吻合.     

碳纳米管结构对碳纳米管载Pt催化剂电催化性能的影响

在制备单、双壁及不同管径的多壁碳纳米管(CNTs)的基础上, 用液相还原法把Pt沉积到单、双壁和管径不同的多壁CNTs上. 发现制得的CNTs载Pt(Pt/CNTs)催化剂对甲醇氧化的电催化活性随CNTs管径减小而增加. 这归结于管径小的CNTs的比表面积较大, 含氧基团多, 有利于提高Pt粒子分散度, 加上管径小的单壁CNTs具有更高的导电性, 这些因素都有利于提高Pt/CNTs催化剂对甲醇氧化的电催化活性.     

石墨烯负载镍催化CO_2加氢甲烷化

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),经水合肼还原得到石墨烯(RGO),通过浸渍法制备了石墨烯负载的镍基催化剂(Ni/RGO);对其催化二氧化碳甲烷化反应的性能进行了研究,并与以碳纳米管(CNTs)和活性炭(AC)为载体负载的Ni基催化剂进行了比较.由于催化剂的载体分别为RGO,CNTs和AC,所以Ni将会表现出不同的形态.利用红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)测试、程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对其结构及物理性质进行了表征.结果表明,Ni/RGO具有相对较大的比表面积(316 m~2/g),Ni在Ni/RGO上的颗粒尺寸(5.3 nm)小于其在Ni/CNTs(8.9 nm)和Ni/AC(11.6 nm)上的颗粒尺寸;该催化剂在二氧化碳甲烷化反应中具有更高的催化活性和选择性,而且具有良好的使用寿命.     

NiFe双金属催化剂用于月桂酸甲酯加氢的研究

负载型Ni Fe/γ-Al_2O_3双金属催化剂的物理化学性质明显受还原温度的影响,进而影响月桂酸甲酯的加氢活性和产物选择性。金属Ni活性中心主要促进脱羰/脱羧(DOC)反应,Fe的加入能促进月桂酸甲酯发生加氢脱氧反应,促进C_(12)烷烃化合物生成。H_2-TPR、XRD、H_2-TPD和BET结果表明,高的还原温度有利于金属或合金活性中心形成,NiFe双金属催化剂的加氢活性取决于金属Ni、Fe和NiFe合金的含量;NiFe双金属催化剂吸附与活化H_2分子的能力明显受还原温度的影响。在研究的温度范围内,Ni活性中心具有优异的加氢和裂解性能,Fe物种的引入能有效抑制裂解性能。双金属催化剂的加氢活性顺序:NF420NF360NF450NF300,在420℃下经H_2还原制得的NF420催化剂具有最佳的月桂酸甲酯加氢性能,在反应温度为380℃时,月桂酸甲酯加氢转化率和烷烃化合物选择性分别高达93.3%和90.0%。     

单壁碳纳米管的CVD合成及管径分布

甲烷在以活性氧化铝为载体的Fe、Co、Ni、Ru等催化剂上于850 ℃分解并生成直径为0.8～5 nm的单壁碳纳米管.预先将催化剂在1100 ℃焙烧,能够减少产物中无定形碳的生成.拉曼光谱结果表明,由该法制备的碳纳米管的管径分布主要受温度的影响,较低温度有利于较小直径的单壁碳纳米管的生成和较好的管径选择性.     

稀土合金催化裂解乙炔合成管径可控的碳纳米管

以稀土合金MlNi5-1.35(CoAlMn)1.35为催化剂,C2H2为碳源,H2为还原气和载气,用CVD法合成了纯度较高的CNTs。通过用SEM,TEM,XRD及Raman等表征测试方法,研究了H2流量对合成的CNTs管径、产量、纯度、形态及石墨化程度的影响。结果表明:合金催化剂经还原后其粒径从μm级细化到了nm量级;在催化剂与C2H2反应过程中不通入H2时,催化剂上仍能生长出CNTs,但其长度短而管径粗(约97.8nm),管壁厚而粗糙;随着H2流量增大,CNTs管径先减小后增大,而其产量、纯度及石墨化程度则先提高后下降。当H2流量为50ml·min-1时,CNTs管径达最细(平均管径49.1nm);H2流量为75ml·min-1时,其产物纯度高,产量最大(4.05g·g-1催化剂),CNTs石墨化程度最高;H2流量为100ml·min-1时,CNTs管径最均匀(平均管径97.8nm)。