Co/HZSM-5催化剂中Co相态和价态的表征

苯乙烯是一种重要的化工原料 ,是合成聚苯乙烯等高分子材料的单体 .目前 ,工业上苯乙烯的生产采用两步法工艺 ,即苯和乙烯在 Al Cl3或 HZSM- 5催化剂上烷基化合成乙苯 ,然后乙苯再在含有助催化剂的氧化铁系催化剂上脱氢得到苯乙烯 .在另一部分工作中 ,我们采用金属负载 HZSM- 5分子筛催化剂研究了苯和乙烯一步合成苯乙烯反应 ,结果表明 ,Co/HZSM- 5是较好的催化剂[1] ,并提出了反应是经过中间物乙苯脱氢生成苯乙烯的机理 [2 ] .实验还发现 ,催化剂的焙烧和还原温度对苯乙烯的收率有很大影响 .本工作结合 XRD,TPR和 DRS等方法对 Co…     

具有不同电荷和手性的Co(Ⅲ)配合物跨人红细胞膜的动力学研究

研究了4种不同电荷的Co(Ⅲ)金属配合物跨人红细胞膜的动力学,并测定了它们跨人红细胞膜的一级反应动力学速率常数,发现[Co(C₂O₄)₃]^3-的跨膜速率明显高于[Co(en)₃]³⁺,[Co(en)₂(C₂O₄)]⁺和[Co(en)(C₂O₄)₂]^-,后3种配合物的跨膜速率常数随正电荷的减少略有增加,跨膜机制为简单扩散.[Co(C₂O₄)₃]^3-的跨膜速率受阴离子通道抑制剂DIDS明显抑制,抑制率为51.95%,推测其跨膜机制为部分经阴离子通道协同简单扩散过膜.人红细胞摄入L-[Co(C₂O₄)₃]^3-的速率明显大于D-[Co(C₂O₄)₃]^3-,显示了一定的手性选择性.     

茜素红S螯合树脂分离富集测定地质样品中的痕量金、铂和钯

用螯合树脂对金属进行分离富集及测定,前人已做了许多有意义的研究^[1～4].曾用含键合S双硫腙(P-D)和脱氢双硫腙(P-DT)功能团的离子交换树脂和螯合树脂分离金和铂族金属^[5],用双硫腙负载树脂分离富集Cu(Ⅱ)^[6]。     

Mg助剂对Co/Mg/HZSM-5催化剂结构及其催化甲烷部分氧化制合成气性能的影响

采用XRD、TEM、H2-TPR、Raman、XPS和活性评价等方法, 研究了Mg助剂对Co/Mg/HZSM-5催化剂物理化学性质和甲烷部分氧化(POM)制合成气反应性能的影响. 研究发现, 在Co/HZSM-5催化剂中添加Mg助剂, 可有效地提高催化剂的催化活性和稳定性. 在750 ℃和空速1.0×10⁵ mL·h^-1·g^-1反应条件下, Co/Mg/HZSM-5在连续反应30 h的实验时间内催化活性稳定不变, 而Co/HZSM-5因其活性中心Co0转化生成CoAl2O4非活性相, 反应10 h后即迅速失活. 催化剂表征结果表明, 在Co/Mg/HZSM-5催化剂中钴物种除以Co3O4存在外, 一部分钴物种还与Mg助剂发生强相互作用生成较难还原的MgCo2O4, 由此导致还原后钴金属的分散度较高. 关联催化剂表征和活性评价结果, 讨论了催化剂结构与性能之间的关系.     

程序升温脱附的动力学近似公式

几十年来,程序升温脱附法(TPD方法)被催化理论与实验工作者广泛地用于测定气体在固体催化剂表面的脱附活化能^[1-5],和鉴定气体在固体催化剂表面的不同吸附态^[6-10],某些热分解反应也采用了线性升温的方法^[11]。     

4-甲酰基4-苯乙烯基吡啶分子聚集行为的光谱研究

苯乙烯基吡啶化合物,由于它可能在医学方面^[1]和光电子功能材料^[2]方面有实际应用前景,已引起人们的兴趣。苯乙烯吡啶化合物的光化学性质类似于二苯乙烯化合物,在光照下可以发生顺-反异构反应^[3]、加成反应和二聚反应^[4]等不同的光化学反应。     

过渡金属吡啶配离子的TCNQ电荷转移盐的合成和物理性质

合成了通式为[M(Py)_m][TCNQ]_n(M=Mn,m＝4;M＝Co,Ni,Cu,m＝2;TCNQ＝7,7,8,8-四氰基对苯醌二甲烷,n＝2,3)的8个过渡金属吡啶配离子的TCNQ电荷转移盐,通过元素分析、红外光谱、顺磁共振谱、光电子能谱、磁化率和电导率对这些电荷转移盐进行了表征,结果表明,在这些电荷转移盐分子中存在TCNQ^-和TCNQ⁰,且TCNQ^-与TCNQ⁰相互作用形成结构单元[TCNQ]_n^2-(n＝2,3),各个结构单元沿一维方向堆积形成分子柱,部分电荷从[TCNQ]_n^2-向[M(Py)_m]²⁺转移,导致化合物中的金属表现为混合价态.其中3个电荷转移盐具有良好的导电性.     

Ti-ZSM-5和B-ZSM-5分子筛大单晶的合成

具有ZSM-5结构的含钛和含硼分子筛是催化性能良好的新型杂原子分子筛,可分别作为碳氢化合物的氧化反应^[1]和制备高纯异丁烯的催化剂^[2]。近年来,有关这2种分子筛的合成已见报道^[1~4]。但其合成均采用碱性介质,成核和晶化都比较快,因此未能得到生长完美的杂原子ZSM-5型分子筛大单晶。     

Ga2O3/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应

以直接水热合成和低硅沸石高温水蒸气脱铝两种方法制备了不同Si/Al摩尔比的HZSM-5载体, 考察了Ga₂O₃/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢制丙烯的反应性能. 结合XRD, N₂气吸附, ²⁷Al MAS NMR和NH₃-TPD等表征方法, 讨论了催化剂酸性质和孔性质与性能的关系. 实验结果表明, 减少催化剂表面的中强酸量可以显著提高反应的稳定性和丙烯的选择性; 水蒸气脱铝所增加的介孔有同样的效果, 这可能是由于介孔的存在有利于丙烯的脱附和扩散而抑制了寡聚、环化等副反应的发生, 减少了表面积炭的可能性.     

SMAI法制备的Co/SiO2催化剂及La3+促进Co/SiO2催化剂的比较

实验证明,钴基催化剂是非常有效的F-T合成催化剂. 由于钴基催化剂对形成长链烷烃具有高活性和高选择性,故它尤其适用于天然气间接转换为液态燃料和蜡的过程[1～5]. F-T合成用钴基催化剂由四个主要成分组成: 主金属(Co)、第二过渡金属、氧化物助剂(碱金属、稀土金属或过渡金属氧化物)及大比表面积氧化物载体(氧化硅或氧化铝)[5]. La对钴基催化剂的促进效果因其被加入到催化剂前体中的方式和顺序以及载体的性质和金属钴的状态等参数的变化而有所不同. 为了评价La对Co/SiO2催化CO加氢作用的促进效果,本文对溶剂化金属原子浸渍法(SMAI)制备的Co/SiO2和Co/La-SiO2进行了对比研究. 在保持某些参数(如载体的性质和金属钴的价态等)不变的情况下,评价了La的助催化效果,取得了一些有益的结果.     

助剂对Co/Al2O3催化剂浆态床费托合成反应性能影响

考察了ZrO₂、Ru或Pt助剂对Co/Al₂O₃催化剂结构及浆态床费托合成反应性能的影响。实验结果表明,添加ZrO₂助剂可阻止或降低难还原铝酸钴的形成、促进催化剂的还原、提高Co/Al₂O₃催化剂对费托合成反应的催化活性、降低甲烷选择性并提高C₅₊烃选择性。H₂-TPR表征结果表明,少量Ru或Pt助剂均能降低Co-ZrO₂/Al₂O₃催化剂中钴物种还原温度(Co₃O₄→CoO和CoO→Co⁰),提高催化剂的还原度,催化剂呈现出良好的CO加氢反应活性。此外,催化剂组分间浸渍次序对费托合成反应性能有重要影响,载体γ-Al₂O₃先浸渍Zr组分,可有效抑制难还原化合物形成;Co、Ru组分共浸渍加强了Co和Ru组分密切接触程度,更利于钴物种的还原;Co、Pt组分依次浸渍更利于活性组分的均匀分布,催化剂具有最佳的费托合成反应性能。     

Thermal behaviour of cobaltic and cobaltous oxides as influenced by doping with some alkali metal oxides

The role of Na₂O- and Li₂O-doping on the thermal decomposition of Co₃O₄ to CoO and the re-oxidation of cobaltous to cobaltic oxide has been investigated using DTA, with controlled rates of heating and cooling, IR and X-ray diffraction spectrometry techniques.

The DTA investigation revealed that both Li₂O and Na₂O increased the thermal stability of Co₃O₄. However, the effect was much more pronounced in the case of lithium oxide. Doping Co₃O₄ with 1.5 mole% Li₂O was found to prevent any thermal decomposition of cobaltic oxide even by heating at 1100°C. The maximum thermal stabilization effect induced by doping with sodium oxide (4.5 mole%) was 30%. The sodium oxide- and lithium oxide-doping enhanced the reactivity of the produced CoO towards the re-oxidation by O₂ yielding Co₃O₄.

The X-ray diffraction and IR spectrometric investigations showed that part of Li₂O and Na₂O was effectively incorporated in the Co₃O₄ lattice, affecting the thermal stabilization of the solid, and another part of the dopant oxide interacted with the produced CoO and also with Co₃O₄ giving a new sodium cobalt compound, and with Co₃O₄ producing, also, a new lithium cobalt oxide phase. However, the amount of Li₂O dissolved in the Co₃O₄ lattice was greater than that of Na₂O. The sudden cooling of doped solids, from 1000°C to room temperature, favoured the formation of the new sodium cobalt oxide compound, and exerted no effect on the production of the new lithium cobalt oxide phase. The characteristic d spacings and IR absorption bands of these new compounds have been determined.

The possible mechanisms of dissolution of Li₂O and Na₂O in cobaltic oxide lattice are discussed.     

An investigation on the solid state pyrolytic decomposition of bimetallic oxalate precursors of Ca, Sr and Ba with cobalt: A mechanistic approach

The mixed metal oxalate precursors, calcium(II)bis(oxalato)cobaltate(II)hydrate (COC), strontium(II)bis(oxalato)cobaltate(II)pentahydrate (SOC) and barium(II)bis(oxalato)cobaltate(II)octahydrate (BOC) have been synthesized and their thermal stability was investigated. The complexes were characterized by elemental analysis, IR spectral and X-ray powder diffraction studies. Thermal decomposition studies (TG, DTG and DTA) in air showed that the compound COC decomposed mainly to CaC₂O₄ and Co₃O₄ at 340 °C, and a mixture of CaCO₃ and Co₃O₄ identified at 510 °C. A mixture of CaCO₃ and Ca₃Co₂O₆ along with the oxides and carbides of both the cobalt and calcium were attributed at 1000 °C as end products. DSC study in nitrogen ascertained the formation of a mixture of CaO and CoO along with a trace of carbon at 550 °C. The mixture species, SrC₂O₄, CoC₂O₄ and Co₃O₄ were generated at 255 °C in case of SOC in air, which ultimately changed to CoSrO₃, SrCO₃ and oxides of strontium and cobalt at 1000 °C. The several mixture species also generated as intermediate at 332 and 532 °C. The DSC study in nitrogen indicated the formation of CoSrO_x (0.5 < x < 1) as end product. In case of BOC in air, a mixture of BaCoO₂, BaO, CoO and carbides are identified as end product at 1000 °C through the generation of several intermediate species at 350 and 530 °C. A mixture of BaO and CoO is identified as end product in DSC study in nitrogen. The kinetic parameters have been evaluated for all the dehydration and decomposition steps of all the three compounds using four non-mechanistic equations. Using seven mechanistic equations, the kind of dominance of kinetic control mechanism of the dehydration and decomposition steps are also inferred. The kinetic parameters, ΔH and ΔS of all the steps are explored from the DSC studies. Some of the decomposition products are identified by IR and X-ray powder diffraction studies.     

乙二醇促进制备高分散的Co/SiO2催化剂及其催化乳酸乙酯转化为1,2-丙二醇的气相加氢活性

研究了利用乙二醇共浸渍方法制备高分散的二氧化硅负载钴催化剂,该催化剂有效地提高了乳酸乙酯的气相加氢反应活性。系统地考察了钴金属负载量、乙二醇与硝酸钴摩尔比、醇种类和焙烧温度等制备参数对四氧化三钴纳米粒子物性的影响。乙二醇与硝酸钴摩尔比和醇种类对二氧化硅负载的四氧化三钴纳米粒子大小有显著影响。与常规的浸渍方法相比较,共浸渍过程中的乙二醇增强了二价钴粒子和载体二氧化硅之间的相互作用力,从而引起金属钴分散度的提高以及四氧化三钴纳米粒子粒径从16 nm降到5 nm以下;金属钴的高分散与无定型硅酸钴的形成密切相关;同时显著地提高了乳酸乙酯的加氢活性,在反应条件下(2.5MPa、160 ℃和10%(w,质量分数)Co/SiO₂)乳酸乙酯的转化率从69.5%提高到98.6%,1,2-丙二醇的选择性达到98.0%。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸脱附实验、H₂程序升温还原(H₂-TPR)等表征手段对共浸渍制备的Co/SiO₂催化剂结构和形貌进行了表征分析。     

Synthesis and Electrochemical Performance of Co3O4/Graphene

Co3O4/reduced graphene oxide composites were synthesized via a simple electrochemical method from graphene oxide and Co（NO3）2·6H2O as raw materials.Co3O4 nanoparticles with sizes of around 30-50 nm were distributed on the surface of graphene nanosheets confirmed by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy.Electrochemical properties of Co3O4/graphene composite were tested by cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge,and electrochemical impedance spectroscopy.The Co3O4/reduced graphene oxide composite was used as the pseudocapacitor electrode in the 2 mol/L NaOH aqueous electrolyte solution.The Co3O4/reduced graphene oxide composite electrode exhibited a specific capacitance of 357 F/g at a current density of 0.5 A/g in a three-electrode system.72％ of capacitance was retained when the current density increased to 3 A/g.The Co3O4/reduced graphene oxide composite prepared electrodes show a high rate capability and excellent long-term stability.After 1000 cycles of charge and discharge,the capacitance is still maintained 87％ at a current density of 1 A/g,indicating that the composite is a oromising alternative electrode material used for supercapacitors.     

碱土Sr对Co/Al2O3催化剂甲烷部分氧化反应的影响

以γ-Al₂O₃为载体,采用共浸渍法制备了Sr-Co/Al₂O₃系列催化剂,研究了助剂Sr对Co/Al₂O₃催化剂上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的影响,并利用N₂物理吸附、X射线衍射、H₂-程序升温还原和热重等技术对催化剂的理化性质进行了表征。结果表明,未添加助剂的Co/Al₂O₃和800℃焙烧的Sr-Co/Al₂O₃催化剂在POM反应初期催化活性很低,然而,当添加Sr的质量分数高于2%时,催化剂表现出很好的催化活性和稳定性。焙烧后的新鲜催化剂上主要存在两类Co物种,一类是与载体相互作用较弱、易被H₂还原为单质的Co₃O₄;另一类是与载体相互作用较强、难还原、无催化活性的CoAl₂O₄尖晶石。在焙烧过程中,Sr易形成Sr₄Al₁₄O₂₅,从而削弱Co与Al₂O₃之间的相互作用,能在一定程度上抑制CoAl₂O₄物种的形成,提高催化剂的稳定性和活性。未添加Sr的Co/Al₂O₃在反应时易发生物相改变生成尖晶石,导致催化剂迅速失活;但当焙烧温度达到800℃时,添加有限量的Sr还是无法阻止CoAl₂O₄的产生。     

介孔Co3O4多面体的制备及电化学性能

通过水热处理Co(NO₃)₂与(NH₄)₂S₂O₈合成了CoOOH多面体, 再经高温煅烧得到具有介孔结构的Co₃O₄多面体; 利用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)和N2吸附\|脱附实验等手段对其结构和组成进行了表征; 研究了反应时间、 反应温度及(NH₄)₂S₂O₈浓度等因素对CoOOH多面体形貌的影响, 分析了CoOOH多面体的形成机理. 性能测试结果表明, 该介孔Co₃O₄多面体具有良好的葡萄糖电化学检测活性, 检测线性范围为0.05~1.8 mmol/L, 响应灵敏度为148 μA·cm^-2·mmol·L^-1, 检出限为1 μmol/L.     

Mg改性对Co/γ-Al2O3-TiO2催化燃烧丙烷性能影响

采用分步浸渍法制备了系列Mg改性的Co/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂,通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DR-UV-vis)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)和H_2程序升温还原(H_2-TPR)等技术对催化剂进行表征,并考察了其对丙烷燃烧的催化性能。结果表明,Co在原始γ-Al_2O_3-TiO_2载体和Mg改性MgO/γ-Al_2O_3-TiO_2载体上均以Co_3O_4的形式存在;Mg掺入后与Al_2O_3作用形成MgAl_2O_4尖晶石,改善了载体的织构性质,提升了Co_3O_4在催化剂载体表面的暴露数量和分散程度。此外,MgAl_2O_4与Co_3O_4相互作用提升了Co_3O_4颗粒表面Co~(3+)/Co~(2+)和O_(ads)/O_(latt)的比例,并削弱了Co-O键键能,从而提升了其对丙烷的催化燃烧活性。当Mg负载量为15%(质量分数)时,在Co/MgO(15%)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂上进行丙烷燃烧,丙烷90%转化率的温度比无Mg掺杂的Co/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂的降低了45℃,并且连续反应40 h其活性保持稳定。     

锂空气电池高容量长寿命Co3O4纳米空心球阴极催化剂

以六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）、六次甲基四胺（HMT）、蔗糖、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇）为原料,140 ^oC下水热碳化处理即得反应前驱物,经煅烧处理后,可得多孔Co₃O₄纳米空心球. 锂空气电池Co₃O₄/SP阴极催化剂具有优异的循环寿命性能,这归因于Co₃O₄空心球的纳米颗粒构成、较高比表面积的多孔结构,为电池反应提供了大量的反应位点,为充放电产物提供了足够的存储空间.