醇在载钯碳化钨/碳纳米管催化剂上的氧化

用交替微波法制备了碳化钨与多壁碳纳米管复合材料(WC/MWCNT),以该材料为载体制备了Pd基催化剂(Pd-WC/MWCNT),并将催化剂用于醇的催化氧化反应.结果表明,Pd-WC/MWCNT催化剂对乙醇的催化氧化活性是Pd/C催化剂的5倍.交换电流密度测量和反应活化能计算表明,Pd-WC/WIWCNT催化剂对乙醇催化氧化的交换电流密度比Pd/C大两个数量级,反应活化能低一倍以上.Pd-WC/MWCNT催化剂催化氧化乙醇性能的大幅度提高是碳化钨与Pd颗粒的协同效应和碳纳米管的结构效应共同作用的结果.     

石墨烯负载Pt-Pd催化剂的制备、催化制氢性能及机理研究

以氧化石墨烯为载体,采用乙醇共还原法制备了石墨烯负载Pt-Pd双金属纳米催化剂,并将其用于催化碱性硼氢化钾(KBH_4)水解制氢研究.采用X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等手段表征了催化剂的微观形貌和结构,发现当金属催化剂中Pt/Pd摩尔比为1∶1时,Pt-Pd双金属催化剂颗粒可均匀地负载于石墨烯载体表面,而且粒径比单金属催化剂和其它组成的双金属催化剂粒径更小,约为5.6 nm.将该催化剂用于催化碱性条件下KBH_4水解制氢实验,结果表明,金属催化剂的化学组成对其催化性能有明显影响,当Pt/Pd摩尔比为1∶1时其催化活性高于其它化学组成(Pt/Pd摩尔比为4∶1或1∶4)的Pt-Pd双金属催化剂,催化活性可达4380 mol_(H2)·mol_M~(-1)·h~(-1),比Pt单金属催化剂活性提高约52%,为Pd单金属催化剂活性的4倍.通过催化反应动力学研究发现,Pt-Pd双金属催化剂催化KBH_4水解制氢反应的活化能约为20.90k J/mol,催化剂具有较佳的耐久性,连续使用3次后催化效率仍可达首次催化反应效率的83%.利用密度泛函理论研究了催化剂催化KBH_4水解反应的机制,发现双金属纳米催化剂可以明显降低硼氢化物水解反应决速步骤基元反应的势垒,从而显著提高催化剂的催化活性.     

Ni-Mg复合催化剂催化裂解CH_4制氢动力学研究

基于定温热重实验,建立了甲烷催化裂解反应动力学模型和催化剂表面积炭失活动力学模型。其中,甲烷催化裂解动力学模型将初始产氢速率视为催化剂未积炭条件下的动力学基础数据;催化剂表面积炭失活动力学则基于甲烷催化裂解速率的降低。实验使用Ni-Mg复合催化剂,分别在535、585、635℃,甲烷分压10~4、2×10~4、3×10~4Pa条件下展开甲烷催化裂解动力学特性研究。结果表明,甲烷催化裂解的反应级数为0.5,活化能为82 k J/mol;Ni-Mg复合催化剂反应失活级数为0.5,催化剂失活活化能为118 k J/mol。实验条件下均制得了多壁碳纳米管。     

石墨烯涂层在甲苯低温催化燃烧用堇青石负载Pd整体式催化剂中的作用（英文）

对于传统整体催化剂而言,堇青石等基体比表面积低,往往需先涂覆活性氧化铝等高比表面涂层,此外低温催化燃烧反应生成的水和周围空气中的水分会大量吸附于亲水性氧化物涂层表面,导致贵金属催化活性降低,同时,贵金属的分散度也是影响催化剂活性的主要因素.我们利用石墨烯高疏水性、二维平面结构、对苯环强吸附及对贵金属颗粒的高分散与锚定作用等独特性能,发展基于石墨烯涂层的高活性纳米Pd整体催化剂,以改善上述问题.所制备的Pd/石墨烯/堇青石(Pd/Gr/Cor)复合材料作为整体催化剂用于甲苯低温燃烧反应,通过考察催化性能和吸附行为,重点研究了石墨烯涂层的作用.催化性能结果表明,与无石墨烯涂层的传统Pd/Cor催化剂相比,Pd/Gr/Cor催化剂对甲苯的起燃温度从175℃降至132℃,且在水蒸气存在的情况下表现出更好的稳定性.TEM和吸水速率表征表明,石墨烯涂层可显著提高Pd纳米粒子的分散性,提高堇青石载体的疏水性.动力学研究表明,Pd/Gr/Cor催化剂上甲苯催化燃烧符合一级反应动力学规律,活化能为60.93 k J/mol.此外,研究了其吸附行为,包括吸附等温线,吸附动力学和吸附热力学.模拟结果表明,Pd/Gr/Cor催化剂对甲苯具有优异的吸附性能,对甲苯的吸附符合Freundlich模型,为化学吸附.FLm双点位吸附模型表明,石墨烯表面吸附了大量的甲苯,而Pd粒子表面吸附的甲苯相对较少,但亲和力较强.吸附热力学计算表明,石墨烯对甲苯的吸附是一个自发的放热反应,是一个熵减小的过程,表明甲苯分子可在石墨烯上高度有序组装.石墨烯与Pd之间的显著浓度差和亲和力的差距确保了反应过程中甲苯在石墨烯上的快速转移.吸附动力学研究表明,催化剂对甲苯的吸附为快速过程,催化反应为控速步骤.综上,石墨烯涂层不仅可以提高Pd纳米粒子的分散性,提高催化剂的疏水性,在催化反应过程中,还可利用其强吸附能力提高催化剂表面的甲苯浓度,而显著的浓度差和亲和力的差距可作为驱动力为Pd粒子提供甲苯,从而发挥吸附-催化协同作用优势,进一步提高催化性能.     

Bi及其复合催化剂对玻碳表面Cr~(3+)/Cr~(2+)氧化还原反应的催化性能

运用循环伏安法研究玻碳电极(GCE)上Bi及其多种复合催化剂(Pb/Bi,T_1/Bi及Cd/Bi)对Cr~(3+)/C~(2+)氧化还原反应的催化性能。结果表明,T_1较其它几种催化剂有更高的析氢过电位,从反应速度常数Ks的计算和析氢电流大小的比较进一步可知T1与Bi能组合成为催化性能最好的复合催化剂。 SEM分析表明,催化剂Bi及T1均以颗粒状沉积在GCE表面,但它们的颗粒大小和分布状态不同。运用数理统计和计算机拟合方法更明确说明Bi、T1催化剂颗粒分布曲线不同,环者为Γ分布,后者为正态分布。     

聚苯胺对钯催化甲酸电氧化反应的促进作用

钯基纳米材料是甲酸电氧化反应的优良催化剂.本工作制备了两个系列钯基催化剂,并考察了聚苯胺对钯上甲酸电氧化反应的助催化作用.一种是以聚苯胺为基底,在其表面电沉积钯纳米粒子,制得nPANI/Pd催化剂(n表示聚合苯胺的循环数);另一种是直接在商业Pd/C催化剂表面电聚合苯胺,制得Pd/C/nPANI催化剂.结果显示,聚苯胺单独存在时对甲酸电氧化反应没有催化活性,但其可对钯上甲酸电氧化反应呈现明显的促进作用,且促进作用与聚苯胺的厚度(聚合循环数)密切相关.在两个系列催化剂中,15PANI/Pd和Pd/C/20PANI显示出最高的催化性能.15PANI/Pd中钯的质量比催化活性是纯钯催化剂的7.5倍; Pd/C/20PANI中钯的质量比催化活性和本征催化活性分别是商业Pd/C催化剂的2.3和3.3倍.钯催化性能的提升与聚苯胺和钯纳米粒子间的电子效应有关.     

纳米Pd上H2O2的电催化还原反应

利用纳米Pd颗粒修饰的Au旋转圆盘电极, 通过强制对流条件下的线性电势扫描伏安法, 研究了酸性介质中H2O2在纳米Pd催化剂上的电还原反应. 动力学研究结果表明, H2O2在纳米Pd上电还原反应的表观活化能为27.6 kJ·mol-1, 反应为2电子转移过程, 电解质的阴离子类型显著影响纳米Pd对H2O2电化学还原反应的催化性能. 根据动力学电流与H2O2浓度及与H+浓度的关系, 提出了Pd催化H2O2电还原反应可能的速率控制步骤, 并讨论了其可能的反应机理.     

聚苯胺对钯催化甲酸电氧化反应的促进作用（英文）

钯基纳米材料是甲酸电氧化反应的优良催化剂.本工作制备了两个系列钯基催化剂,并考察了聚苯胺对钯上甲酸电氧化反应的助催化作用.一种是以聚苯胺为基底,在其表面电沉积钯纳米粒子,制得n PANI/Pd催化剂(n表示聚合苯胺的循环数);另一种是直接在商业Pd/C催化剂表面电聚合苯胺,制得Pd/C/n PANI催化剂.结果显示,聚苯胺单独存在时对甲酸电氧化反应没有催化活性,但其可对钯上甲酸电氧化反应呈现明显的促进作用,且促进作用与聚苯胺的厚度(聚合循环数)密切相关.在两个系列催化剂中,15PANI/Pd和Pd/C/20PANI显示出最高的催化性能.15PANI/Pd中钯的质量比催化活性是纯钯催化剂的7.5倍;Pd/C/20PANI中钯的质量比催化活性和本征催化活性分别是商业Pd/C催化剂的2.3和3.3倍.钯催化性能的提升与聚苯胺和钯纳米粒子间的电子效应有关.     

琥珀酸酐均相催经加氢生成γ—丁内酯的反应动力学研究

以RuCl3 /PPh3 为催化剂体系研究了琥珀酸酐均相催化加氢反应动力学 .结果表明当催化剂浓度小于1.0× 10 -2 mol /L ,n(PPh3 ) /n(Ru) =7,SA浓度小于 2 .2 5mol /L和反应氢压PH2 小于 2 .2 5MPa时 ,反应速率方程为R =k1[Ru][SA]PH2 ;当反应氢压PH2 大于 2 .77MPa时 ,反应速率方程为R =k2 [Ru][SA].琥珀酸酐加氢生成γ -丁内酯的活化能Ea为 85 .2kJ/mol,活化焓△H≠ 为 81.8kJ /mol     

琥珀酸酐均相催化加氢生成γ-丁内酯的反应动力学研究

以RuCl3 /PPh3 为催化剂体系研究了琥珀酸酐均相催化加氢反应动力学 .结果表明当催化剂浓度小于1.0× 10 -2 mol /L ,n(PPh3 ) /n(Ru) =7,SA浓度小于 2 .2 5mol /L和反应氢压PH2 小于 2 .2 5MPa时 ,反应速率方程为R =k1[Ru][SA]PH2 ;当反应氢压PH2 大于 2 .77MPa时 ,反应速率方程为R =k2 [Ru][SA].琥珀酸酐加氢生成γ -丁内酯的活化能Ea为 85 .2kJ/mol,活化焓△H≠ 为 81.8kJ /mol     

PVP-Pd催化剂六氯苯加氢脱氯中两种氢源的贡献

近年来,随着环境问题的日益突出,含卤有机化合物作为一类主要的环境污染物,其加氢脱卤反应的研究越来越多地受到人们的关注.     

Pd nanoparticles supported on CeO2 as efficient catalyst for hydrogen generation from formaldehyde solution at room temperature

A facile and efficient method for facilitating hydrogen generation from formaldehyde aqueous solution was developed using Pd nanoparticles supported on CeO₂ (Pd/CeO₂) as the catalyst. The prepared Pd/CeO₂ catalyst exhibited 100% H₂ selectivity and excellent catalytic activity for formaldehyde dehydrogenation with the initial rate of 2089 ml min⁻¹ g_Pd⁻¹ at room temperature and atmospheric pressure without any extra additive. The prepared catalyst was stable and reusable, and its catalytic activity kept almost unchanged after it was reused for the fifth run. Therefore, it is considered that this Pd/CeO₂ based hydrogen generation system may serve as an alternative hydrogen supply candidate for practical application.     

羟基磷酸铜催化剂催化羟化苯酚动力学研究

利用初始反应速率动力学方法研究以过氧化氢为氧化剂.羟基磷酸铜为催化剂催化氧化苯酚的动力学.对催化剂的用量、过氧化氢和苯酚浓度以及温度的影响进行了仔细研究.反应物和催化剂对该反应都是一级的,表观活化能为12kJ/mol.在考虑到所有的吸附平衡后.给出了相应的动力学公式.     

Pd/C催化的对异丁基苯乙酮加氢反应

２（４异丁基苯基）丙酸（俗称布洛芬）是一种重要的解热镇痛消炎药物［１］,经典的生产路线是由异丁基苯出发,经弗克反应、达村缩合,最后经氧化制得［２］;其合成步骤多,成品精制难,生产成本高．美国于１９９２年通过１（４异丁基苯基）乙醇（ＩＢＰＥ）羰...     

工业NiW/Al2O3催化剂上二苯并噻吩的加氢脱硫动力学

以二苯并噻吩(DBT)为含硫模型化合物， 在高压滴流床反应装置中，考察了工业NiW/Al2O3催化剂（RN-10）的加氢脱硫(HDS)动力学规律，研究了氢分压（1.5 MPa～4.5 MPa）、氢油体积比（150~700）、液体质量空速(15 h-1~60 h-1）、反应温度（280 ℃~380 ℃）等对DBT的HDS反应结果的影响。结果表明，当氢分压和氢油体积比较大时，两者变化对DBT的转化率基本无影响；温度对DBT的转化率影响较大，提高温度可有效提高DBT的转化率，随着温度的升高，DBT转化率的增加逐渐变缓。采用2级平推流反应动力学模型对不同温度实验数据进行了拟合，求得了不同温度的表观反应速率常数，模型的相关系数>0.989。活化能计算结果表明，RN-10催化剂在高反应温度区(>330 ℃)的DBT的HDS活化能明显低于较低温度时的活化能，分别为13.4 kJ/mol和121.4 kJ/mol。对于RN-10催化剂，不可单纯地通过提高反应温度来大幅度提高HDS转化率。     

负载型Ni-Co-P/CNFs催化剂的制备及释氢性能

以纳米碳纤维(CNFs)为基体材料,采用化学镀法在CNFs表面沉积了Ni-Co-P催化剂。研究了催化剂用量,硼氢化钠、氢氧化钠浓度,温度等对碱性硼氢化钠溶液水解释氢的影响。电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测试得出负载型Ni-Co-P催化剂含镍13.30%(质量分数,下同)、钴82.25%、磷4.45%。硼氢化钠水解释氢实验结果表明,产氢速率与催化剂用量呈线性关系。当温度为45 ℃、催化剂浓度为7.5 g/L、氢氧化钠浓度为5%、硼氢化钠浓度为2.5%时,氢气释放速率达到最大值18.044 L/(g·min)。通过对负载型催化剂Ni-Co-P/CNFs催化碱性硼氢化钠溶液释放氢气动力学研究表明,该催化剂的活化能E_a为51.57 kJ/mol。     

氧化镁负载三聚氰胺缩甲醛高分子钯配合物催化剂催化加氢制备葡辛胺的研究

以氧化镁负载三聚氰胺缩甲醛高分子钯配合物为催化剂, 对葡萄糖与正辛胺催化加氢制备葡辛胺进行了研究. 结果表明在以60 mL乙醇为溶剂, 三乙胺为添加剂(1.0 mL), 于60 ℃的反应温度, 1.5 MPa反应氢压, 0.7 g催化剂用量下反应6 h, 37.2 mmol葡萄糖与31 mmol正辛胺催化加氢可得产率为57.6%的葡辛胺. 相对于雷内镍催化剂, 该催化剂制备简单,制备过程无污染、对环境友好,产物纯度高,并具有适当的可重复使用,因此氧化镁负载三聚氰胺缩甲醛高分子钯配合物是葡辛胺制备的良好催化剂.     

分子筛USY负载硼化钴非晶态合金催化剂的制备及其在催化硼氢化钠水解制氢中的应用

采用浸渍法与化学还原法相结合制备了一系列USY型分子筛负载非晶态合金硼化钴(CoB/USY)催化剂,并系统探究了该催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的催化活性。 XRD表征表明,USY分子筛载体上负载的活性组分CoB属于非晶态结构。 通过扫描电子显微镜,对比了负载型CoB/USY催化剂和粉末状CoB催化剂的微观形貌,发现非晶态合金活性组分CoB能够很好的分布在USY分子筛载体表面,较粉末状CoB有更高的分散度。 催化硼氢化钠水解制氢实验结果表明,相对于粉末状CoB催化剂,负载型CoB/USY催化剂在硼氢化钠水解制氢中具有更高的催化活性,30 ℃时NaBH₄水解产氢速率约为1.5 L/(min·g)。 反应动力学的计算结果显示,负载型CoB/USY催化剂在催化NaBH₄水解制氢反应中表观活化能约为65.9 kJ/mol,大大低于粉末状CoB催化剂的活化能(72.1 kJ/mol)。     

Temperature dependence of the kinetics for the complete oxidation of methane on palladium and palladium oxide

The kinetics for the complete combustion of methane was studied on a Pd foil in the regions where the oxide and then the metal were the bulk stable phases. The use of a model catalyst allowed the kinetics to be studied at higher temperatures than are possible on supported catalysts since heat and mass transport limitations could be avoided for this nonporous model catalyst. For all reaction conditions, CH4 and O2 reaction orders remained the same at about 0.7 and 0, respectively. With PdO as the stable phase, the water reaction order increased from -1 to 0 and the apparent activation energy (Ea) decreased from 125 to 30 kJ mol(-1) as the reaction temperature increased from 600 to 880 K. We propose that as the temperature is increased water desorbs from the sites responsible for combustion and as a result water inhibition and Ea decrease. To investigate the rate of reaction on Pd versus PdO, the rates were measured around the Pd-PdO transition temperature. The turnover rate decreased from 3.0 s(-1) to 0.3 s(-1) at the transition temperature (907 K with 1.5 Torr O2 and 0.30 Torr CH4) when PdO decomposed to Pd metal, showing that PdO was more active than Pd metal for methane oxidation at this temperature. The reaction orders for Pd metal in the range of 933-1003 K were 0.7, 0, and 0 for methane, water, and O2, respectively, with an apparent activation energy of 125 kJ mol(-1). Thus, the turnover rate and Ea changes suggest that the reaction mechanism for methane oxidation on Pd is different from the one on PdO.     

Methanation of CO over nickel: Mechanism and kinetics at high H2/CO ratios

The CO methanation reaction over nickel was studied at low CO concentrations and at hydrogen pressures slightly above ambient pressure. The kinetics of this reaction is well described by a first-order expression with CO dissociation at the nickel surface as the rate-determining step. At very low CO concentrations, adsorption of CO molecules and H atoms compete for the sites at the surface, whereas the coverage of CO is close to unity at higher CO pressures. The ratio of the equilibrium constants for CO and H atom adsorption, K(CO)/K(H), was obtained from the rate of CO methanation at various CO concentrations. K(H) was determined independently from temperature programmed adsorption/desorption of hydrogen to be K(H) = 7.7 x 10(-4) (bar(-0.5)) exp[43 (kJ/mol)/RT] and hence the equilibrium constants for adsorption of CO molecules may be calculated to be K(CO) = 3 x 10(-7) (bar(-1)) exp[122 (kJ/mol)/RT]. Furthermore, the rate of dissociation of CO at the catalyst surface was determined to be 5 x 10(9) (s(-1)) exp[-96.7 (kJ/mol)/RT] assuming that 5% of the surface nickel atoms are active for CO dissociation. The results are compared to equilibrium and rate constants reported in the literature.