钡修饰Ir/SiO2催化剂对氨分解促进作用的研究

研究了浸渍法制备的Ba修饰S iO2担载型铱(Ir)基催化剂(Ba-Ir/S iO2)在氨催化分解模型反应的作用。结果表明Ba的添加显著提高了催化剂的活性和稳定性。采用H2-TPR和H2-TPD对Ba-Ir/SiO2进行分析和研究,结果显示助催化剂Ba和活性催化组分Ir之间发生了强相互作用。Ba-Ir/SiO2在氨催化分解模型反应中的主要活性物种是零价态的Ir。     

板状镍催化剂上氨分解和氨部分氧化制氮氢气的研究

研制了一种 Ni/Al₂O₃多孔板状催化剂.该催化剂在反应温度高于750℃,氨分解率高于99.5%时,允许反应空速达10000—40000h^-1.用该催化板组装的反应器可采用内加热形式,和一般的外加热反应器相比可节约能耗约30%.在催化板上氨分解的经验动力学方程是γ=kp²NH₃,表观活化能为153.0kJ/mol.将该催化剂用于氨部分氧化时,在空气和氨比为1.0—1.7,680—750℃,氨空速10000—40000h^-1条件下,在氨点火后无外加能源情况下,能制得含氢30～43%,残氧小于0.1%的氮氢混合气,氨的转化率>99.5%,连续250小时反应表明,催化剂活性稳定.宏观动力学研究得出,反应对氨呈零级,表观活化能为37.2kJ/mol.     

针对氨分解反应的稀土基催化剂研究进展

氢能源作为重要的绿色能源,其制备与应用引起了研究者的极大关注。氨分解在线制氢能够有效解决氢能源储存运输的难题,可以制备得到无碳氧化物杂质的高纯度H₂,但氨分解反应的活化能较高、反应条件苛刻,因此开发高效氨分解催化剂对氢能源产业发展具有重要意义。稀土氧化物具有较强的表面碱性和良好的热稳定性,其特殊的4f轨道电子结构使其具有储存和释放电子的潜力,易于与活性金属形成结构稳定的界面位点以及增加活性金属的电子密度。因此将稀土材料作为组成部分应用到构建高效稳定的氨分解反应催化剂中具有广阔的研究前景。本文总结了稀土基催化剂催化氨分解反应的进展,对其可以高效促进氨分解反应的内在原因进行了分析,并且对稀土基氨分解催化剂的构效关系揭示和可能的性能优化途径进行了展望。     

反应条件对钌基氨合成催化剂性能的影响

用氨合成催化剂性能评价装置,研究了反应温度、压力、空速和氢氮比对以活性炭为载体的钌基氨合成催化剂活性的影响。研究表明,低于400℃时,随着反应温度降低,催化剂的活性急剧降低。随着压力升高,催化剂活性增大。但钌催化剂具有较高的低压活性,适宜低压合成氨。随着空速的降低,催化剂的活性明显提高。在空速和压力一定的条件下,最佳氢氮比随反应温度而异,并且当空速较高或反应温度较低时,氢氮比的变化对催化剂活性的影响更加明显。     

贵金属助剂对费-托合成用钴基催化剂的促进作用

贵金属助剂促进的费-托合成用钴基催化剂具有高活性和长链烃(C₅⁺)选择性优越等特点,被广泛应用于由合成气制清洁燃料的合成反应中。 本文重点讨论了贵金属助剂对活性钴物种的结构（还原度、分散度、双金属颗粒或合金的构成）, 钴基催化剂稳定性以及其对费-托合成的反应速率和产物选择性的影响规律。     

制备方法和助剂对贵金属铱催化剂还原性质的影响

通过应用TPR等方法研究了制备方法、焙烧温度和助剂氧化铈含量等对催化剂还原性质、吸附性能的影响 .结果表明分步浸渍法制备的催化剂活性中心比一步共浸渍法制备的催化剂的活性中心数量多 ;助剂氧化铈含量变化的催化剂中Ce含量为 1%时 ,催化剂的活性中心最多 ;共浸渍的催化剂中 ,加入助剂镁以后 ,使金属易于还原 ,加入助剂铈后 ,使贵金属难于还原     

贵金属钌基催化剂合成及应用研究进展

钌催化剂是近年来新兴的贵金属催化剂,其负载型催化剂具有节约成本、可回收利用、催化性能优异等优势,受到研究人员的广泛关注.本文对负载型钌基催化剂在氨合成反应、加氢反应、氧化反应的合成及应用进行了综述,主要阐述了反应过程中的载体与助剂、制备方法和催化性能,并对当前反应中存在的问题进行归纳和总结,最后提出负载型钌基催化剂现阶...     

高温煤气中氨的脱除：Ⅰ.氨催化分解催化剂的筛选

制备和筛选了１２ 种氨催化分解催化剂,所选催化剂包括Ｃｕ － Ｍｎ 基脱硫剂,Ｚｎ－ Ｔｉ 基脱硫剂,Ｆｅ 基催化剂及Ｎｉ 基催化剂四大类,其中Ｎｉ－２ 催化剂及Ｎｉ－ ３ 催化剂具有较高的转化率。然后对Ｎｉ－３ 催化剂进行了寿命试验,１００ｈ 内其活性基本维持不变;耐硫性实验表明Ｎｉ－３ 催化剂具有一定的耐硫性能,因而它是所选的最优催化剂     

助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂活性的影响研究

用高温熔融法制备了不同化学组成的氨合成铁基催化剂。利用催化反应评价、物理吸附技术、ＸＲＤ和Ｍｌｓｓｂａｕｅｒ谱技术研究了助催化剂对Ｆｅ１－ｘＯ基和Ｆｅ３Ｏ４基催化剂的活性、比表面积和孔结构的影响。     

高温煤气中氨的脱除：Ⅱ.氨催化分解动力学的研究

研究了Ｎｉ－ ３催化剂分解氨的动力学。考察了各种反应条件如温度、空速以及气体中的氨和氢的浓度对反应的影响,确立了氨催化分解动力学方程式。当操作空速为３０００ｈ－ １ 时,在５８０ ～６３０℃的温度区间内,反应主要受化学反应控制;在６３０～７００℃的温度区间内,反应受扩散影响较为严重;在７００℃以上的温度区间内,反应在一定程度上受平衡的影响。随着空速的增大反应速率增大,但转化率却有所减小;气体中氨浓度的增大对反应转化率没有什么影响,氢浓度的增大使反应转化率明显减小。在５８０～６３０℃的温度范围内,空速３０００ｈ－ １ 的操作条件下动力学方程式如下：Ｒ＝ ３．４２３×１０１３ｅ－ ２７６ ．４５ ×１０３ＲＴ ＣＮＨ３·Ｃ－ １－５Ｈ２     

La-CoMoN_x/CNTs催化剂上氨分解反应的本征动力学

以La-CoMoNx/CNTs为催化剂,对氨分解制氢反应的本征动力学进行了研究。考察了N2浓度、H2浓度、NH3浓度以及反应温度对反应速率的影响。采用幂指数方程描述反应动力学,确定了本征动力学参数,推导出了本征动力学方程,得到反应的活化能为93.948 kJ/mol。同时对其反应机理进行了探讨,认为La-CoMoNx/CNTs催化剂上氨分解反应遵循Temkin-Pyzhev机理,即表面氮原子的结合脱附为反应的速率控制步骤。     

Electrolysis of ammonia for hydrogen production catalyzed by Pt and Pt-Ir deposited on nickel foam

Electrolysis of ammonia in alkaline electrolyte solution was applied for the production of hydrogen. Both Pt-loaded Ni foam and Pt-Ir loaded Ni foam electrodes were prepared by electrodeposition and served as anode and cathode in ammonia electrolytic cell, respectively. The electrochemical behaviors of ammonia in KOH solution were individually investigated via cyclic voltammetry on three electrodes, i.e. bare Ni foam electrode, Pt-loaded Ni foam electrode and Pt-Ir loaded Ni foam electrode. The morphology and composition of the prepared Ni foam electrode were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). Effects of the concentration of electrolyte solution and temperature of electrolytic cell on the electrolysis reaction were examined in order to enhance the efficiency of ammonia electrolysis. The competition of ammonia electrolysis and water electrolysis in the same alkaline solution was firstly proposed to explain the changes of cell voltage with the electrolysis proceeding. At varying current densities, different cell voltages could be obtained from galvanostatic curves. The low cell voltage of 0.58 V, which is less than the practical electrolysis voltage of water (1.6 V), can be obtained at a current density of 2.5 mA/cm². Based on some experimental parameters, such as the applied current, the resulting cell voltage and output of hydrogen gas, the power consumption per gram of H₂ produced can be estimated.     

液相中镍催化剂催化合成气甲烷化的初步研究

采用液相还原法制备非负载型镍催化剂,将非负载型镍催化剂分散在液相供氢溶剂十氢萘中,催化合成气甲烷化反应。在高压反应釜内,考察了反应温度、物质的量比等操作条件下,镍催化剂催化合成气甲烷化反应的反应活性。并对催化剂进行XRD、SEM、H2-TPR表征分析。研究结果表明,在330℃、催化剂用量为2%时,产品气中甲烷含量可达89.39%,CO和H2的转化率分别为94.56%和92.60%;催化剂用量为4%时,产品气中甲烷含量可高达94.26%,CO的转化率可达到99%以上。合成气甲烷化反应的最佳操作温度为330℃,H2/CO物质的量比最佳为2.20~2.67。     

硅源对蒸氨法制备Cu/SiO2催化剂催化甲醇裂解制氢的影响

采用蒸氨法制备Cu/SiO₂催化剂,分别考察气相二氧化硅（SiO₂-aer）、硅胶（SiO₂-gel）和碱性硅溶胶（SiO₂-sol）对Cu/SiO₂催化剂催化甲醇裂解制氢性能的影响,并采用N₂吸附-脱附、N₂O化学吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等方法对催化剂进行表征。结果表明,硅源对Cu/SiO₂催化剂的活性具有较大影响。以碱性硅溶胶作为硅源制得的Cu/SiO₂-sol催化剂比表面积较大,活性中心粒径较小且分散均匀,这些使得其制氢性能优于其他两种硅源为载体所制备的催化剂。在反应温度280 ℃,反应压力1 MPa,甲醇质量空速0.6 h^-1的条件下,相较于Cu/SiO₂-aer和Cu/SiO₂-gel催化剂,Cu/SiO₂-sol催化剂的甲醇转化率分别提高10％和7％,气相副产物CH₄和CO₂浓度也有所降低,该催化剂上的甲醇转化率和气体收率分别达到98.4%和96.7%。     

处理方法对多壁碳纳米管结构及负载Ru催化剂氨分解反应活性的影响

分别用H2O2、强碱（NaOH、KOH）和HNO3处理CNTs。以处理后的CNTs为载体、通过浸渍RuCl3水溶液结合高温H2还原制备Ru/CNTs催化剂,并将其应用在氨分解催化反应中。利用XRD、TPR、TPD-MS表征手段研究了Ru在CNTs表面的分散、还原性能及CNTs表面化学基团,探究催化剂结构-性能间构效关系。结果表明,强碱及双氧水处理CNTs,为其表面引入了数量适宜的羧基、酸酐、酚等官能团,而传统硝酸处理则引入了大量的羧基、酸酐、酯、内酯、酚、醌和羰基等官能团,对CNTs本征结构性质影响很大。经强碱及双氧水处理CNTs上负载Ru后所得催化剂的效果明显优于传统硝酸处理CNTs上负载Ru催化剂。本研究为CNTs的新型处理方法、表面化学官能团分析、提高Ru/CNTs催化分解氨活性提供了新的思路。     

Preparation of novel Ni-Ir/r-Al2O3 catalyst via high-frequency cold plasma direct reduction process

The novel Ni-Ir/γ-Al2O3 catalyst was prepared by high-frequency cold plasma direct reduction method (NIA-P) under ambient conditions without thermal treatment, and the conventional sample was prepared by impregnation, thermal calcination, and then by H2 reduction method (NIA-CR). The effects of reduction methods on catalysts for ammonia decomposition were studied, and the catalysts were characterized by XRD, N2 adsorption, XPS, and H2-TPD. It was found that the plasma-reduced NIA-P sample showed a better catalytic performance, over which ammonia conversion was 68.9%, at T = 450 ℃, P = 1 atm, and GHSV = 30, 000 h−1. It was 31.7% higher than that of the conventional NIA-CR sample. XRD results showed that the crystallite size decreased for the sample with plasma reduction, and the dispersion of active components was improved. There were more active components on the surface of the NIA-P sample from the XPS results. This effect resulted in the higher activity for decomposition of ammonia. Meanwhile, the plasma process significantly decreased the time of preparing catalyst.     

水对镍系催化丁二烯聚合的影响

比较了正辛醇-三氟化硼乙醚络合物（n－C8H17OH─B）预混和稀三氟、化硼乙醚络合物（B）单加两种体系的丁二烯聚合中微量水的作用规律，测定了这些体系的动力学参数。研究发理,水加在丁二烯中比直接加在溶剂油中好；二种聚合体系都存在含水量的临界值范围，H2O与三异丁基铝的摩尔比约在0.3～2．3之间，在此范围内调节含水量．体系较稳定：丁二烯中有水时，稀B单加比陈化液和B组分同时加入体系中，前者聚合速度较快。     

Core-shell structured nanospheres with mesoporous silica shell and Ni core as a stable catalyst for hydrolytic dehydrogenation of ammonia borane

Core-shell structured nanospheres with mesoporous silica shell and Ni core (denoted as Ni@meso-SiO₂) are prepared through a three-step process. Monodispersed Ni precursors are first prepared, and then coated with mesoporous SiO₂. Final Ni@meso-SiO₂ spheres are obtained after calcination. The products are characterized by X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy and N₂ adsorption-desorption methods. These spheres have a high surface area and are well dispersed in water, showing a high catalytic activity with a TOF value of 18.5, and outstanding stability in hydrolytic dehydrogenation of ammonia borane at room temperature.     

Preparation and evaluation of ammonia decomposition catalysts by high-throughput technique

The high-throughput technique has been successfully employed to investigate systematically NH₃ decomposition catalysts for COx-free hydrogen production. Supported γ-Mo₂N catalysts not only could be prepared and evaluated by the high-throughput experiment, but are also active for NH₃ decomposition luke supported Ni and Co catalysts. Additionally, the preparation process and support play important roles on the catalytic performance of supported γ-Mo₂N catalysts.