氮、磷、碳化物比较研究初探

环保法规的日益严格使得研究者越来越重视新型加氢脱硫、脱氮催化剂的开发。国内外学者在对负载型Mo—Co、Mo—Ni和W—Ni等传统硫化物催化剂进行不断改进的同时，新型催化材料尤其是具有贵金属性质的过渡金属间充化合物一氮化物、碳化物和磷化物的研究也受到很大的关注。人们在探索不同的载体或者是不同的助剂对单金属间充化合物-氮化物、碳化物或磷化物催化剂活性组分的表面状态和结构以及其深度加氢脱硫脱氮性能的影响，而对同一载体负载的氮、磷、碳化物催化剂缺乏横向的比较。本研究制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氮化钼、磷化钼和碳化钼催化剂，比较了它们的孔结构、比表面积，并初步分析了钼的质量分数为19％，氮化、磷化和碳化温度均为650℃时三类催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能。     

β－Mo2N0．78的合成及其对噻吩加氢脱硫反应的催化性能

 以N2－H2混合气为反应气，与三氧化钼进行多段程序升温反应制得了氮化钼．考察了反应气组成和氮化温度等条件对氮化钼结构组成的影响．结果表明，在n（N2）／n（H2）＝0．25～1，θ＝650～750℃的条件下，生成的氮化钼结构组成为β－Mo2N0．78．其生成机理与γ－Mo2N有类似之处．β－Mo2N0．78催化噻吩加氢脱硫反应的结果表明，β－Mo2N0．78催化剂对该反应有较高的催化活性，在360℃下，其活性比硫化钼催化剂高一倍左右．     

二苯并噻吩在Mo2N/Al2O3催化剂上的加氢脱硫

氧化铝负载的氧化物前身物在N2 -H2 混合气中程序升温反应合成出负载型氮化钼催化剂 ,用二苯并噻吩作模型化合物评价了合成催化剂的加氢脱硫性能 ,与硫化钼催化剂相比 ,氮化钼催化剂有较好的加氢脱硫活性和选择CS键断裂的选择性。     

多孔碳球封装纳米碳化钼催化剂无溶剂催化苄胺偶联反应

以盐酸多巴胺，磷钼酸（PMo）为原料，通过离子交换和聚合作用形成一种有机-杂多酸杂化材料，在N₂条件下高温碳化制备出一种新型多孔碳球封装纳米碳化钼催化剂PDA-PMo-800.利用傅里叶变换红外（FT-IR），N₂吸脱附等温仪（BET），扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM），X射线粉末衍射（XRD），拉曼光谱仪（Raman），热重分析仪（TG），能谱仪（EDS）对催化剂进行表征与分析.结果显示：催化剂PDA-PMo-800具有规整的花状球体形貌以及较高的比表面积（102 m²/g），纳米碳化钼颗粒（3~4 nm）均匀地分布在多孔碳球骨架内.在无溶剂以氧气为氧化剂的条件下，将该催化剂应用于苄胺的氧化偶联反应合成亚胺，实现较高的转化率及选择性，且催化剂可以多次重复使用并保持较高的催化活性.     

超薄氮化碳负载Pd纳米催化剂甲酸分解制氢性能

本文分别以尿素、双氰胺和三聚氰胺为前驱体,加水煅烧制备超薄氮化碳,并以其为载体制备了负载型Pd基催化剂,用于甲酸分解制氢反应。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法对所制备的材料的结构进行了分析,并测试了催化剂的产氢性能。结果表明,Pd/CN-U₁W₅催化剂对甲酸制氢表现出优异的催化活性,在348 K时初始TOF为1058 h^-1。经分析发现,水分子剥离的尿素分子所构建的薄层CN产生了更多的结构缺陷,提高了活性组分Pd在载体表面的分散,有助于提高催化剂的催化性能。     

催化新材料氮化钼和碳化钼的新进展

本文综述了近年来有关高比表面积氮化钼和碳化钼作为催化材料研究的新进展，着重对氮化钼的合成方法，ＭｏＯ３和ＮＨ３程序升温反应机理，以及γ－Ｍｏ２Ｎ，Ｍｏ２Ｃ和ＷＣ作为催化剂所涉及到的催化反应等方面进行了扼要介绍。     

二苯并噻吩在CoMoNx催化剂上的加氢脱硫

以ＭｏＯ３及沉淀法制得的ＣｏＭｏ氧化物为前驱体,在Ｎ２－Ｈ２混合气中用程序升温反应制得一系列氮化（钴）钼催化剂;用二苯并噻吩加氢脱硫为模型反应,考察了催化剂的催化性能。结果表明：⑴二苯并噻吩在氮化钼催化剂上的加氢脱硫有两条反应途径,即噻吩环直接氢解加氢脱硫;苯环先加氢,然后噻吩环氢解脱硫。⑵氮化钼有高的活性和选择Ｃ—Ｓ键断裂生成联苯的选择性,Ｃｏ的加入明显提高了氮化钼的催化活性。⑶不同预处理条件对     

氧化铝负载氮化钼的表面性质与加氢脱氢性能

 研究了氧化铝负载氮化钼的表面性质及加氢脱氢性能．结果表明：负载型氮化钼处于高度分散状态,钝化态氮化钼表面为氮氧化钼或氧修饰的氮化钼,与真正的氮化钼有很大的区别;在苯、环己烯和环己烷的转化反应中,氮化钼对苯无加氢活性,但对环己烯和环己烷具有很高的脱氢活性和一定的裂化活性;钝化态氮化钼具有一定的苯加氢活性和环己烷裂化活性．实验结果表明,氮化钼的加氢／脱氢活性中心为钼,裂化活性中心与氮原子有关．同时,还考察了Ni（Co）Mo氮化物对苯和环己烷的催化裂化性能．     

氮掺杂碳材料负载碳化钼的合成及析氢性能研究

过渡金属碳化物被认为是一类可替代贵金属的高效电催化析~*氢反应催化剂,提升其催化性能和稳定性能获得了广泛关注和研究。本文以钼酸铵和二氰二胺为前驱体,均匀混合后利用一步高温退火法制备了氮掺杂碳材料负载碳化钼(Mo_2C-NC)的复合材料。通过透射电子显微镜,X射线粉末衍射以及X射线光电子能谱等测试对该催化剂形貌,组成及结构进行表征。电化学测试结果表明,Mo_2C-CN复合催化剂表现了优异的电催化析氢性能:当电流密度为10 mA cm~(-2)时,在酸性和碱性体系中,Mo_2C-CN催化剂的过电势分别为和130和257 mV s~(-1),并且均展示出了优异的稳定性能。     

铁/活性炭催化剂的氮化及其碳化行为

用原位穆斯堡尔谱考察了不同担载量的Ｆｅ／ＡＣ催化剂的氮化以及随后的碳化行为。Ｆｅ／ＡＣ催化剂经５００℃Ｈ预还原后，于３５０℃流动态氨气中氮化５小时可生成ε－氮化铁，其穆斯堡尔谱呈双峰（δ～０．４２ｍｍ／ｓ，△～０．３２ｍｍ／ｓ）。再在合成气（２Ｈ２／ＣＯ）中进行碳化处理，ε－氮化铁中的氮原子可逐渐被碳原子取代而转化为氮碳化铁和碳化铁，但铁的担载量越高，这种取代越困难。８％Ｆｅ／ＡＣ催化剂在２５０℃     

XPS Characterization of Carbon Nanotube Supported CoMo Hydrodesulfurization Catalysts

In this paper, the effect of catalytic support and sulfiding method on the chemical state of supported Co-Mo catalysts is studied by XPS. After sulfidation with in-situ method, the majority of molybdenum in CNT supported CoMo catalyst is transferred to a species with a formal chemical state Mo(Ⅳ) in MoS2 phase, and the rest to Mo(Ⅴ) which consists of Mo coordinated both to O and S, such as MoO2S2^2- and MoO3S^2-. In case of CoMo/γ-Al2O3 catalyst sulfided with in-situ method, a fraction of molybdenum is transferred to formal state Mo(Ⅳ) in the form of MoS2, but there is still a mount of unreduced Mo(VI) phase which is difficult to be sulfided. In CoMo/CNT catalyric system sulfided with ex-situ method, Mo(IV) in the form of MoS2 is detected along with a portion of unreduced Mo(VI) phase, suggesting that not all the Mo phases are reduced and sulfided by ex-situ method. As for CoMo/γ-Al2O3, a portion of molybdenum is sulfided to intermediate reduced state Mo(V) which consists of Mo coordinated both to O and S, such as MoO2S2^2- and MoO3S^2-, in addition, there is still a fraction of unreduced Mo(Ⅵ)phase. XPS analyses results suggest that CNT support facilitates the reduction and sulfidation of active species to a large extent, and that alumina support strongly interacts with active species, hereby producing a fraction of phase which resists complete sulfiding. Catalytic measurements of catalysts in the HDS of dibenzothiophene (DBT) show that CoMo/CNT catalysts are of higher HDS activity and selectivity than CoMo/γ-Al2O3 catalyst, which is in good relation with the sulfiding behavior of the corresponding catalyst.     

钴掺杂对碳化钼催化噻吩加氢脱硫性能的影响

以MoO3和CoMo混合氧化物为前驱体, 制备了碳化钼和碳化钼-钴催化剂, 采用XRD, BET, SEM和XPS等技术对其进行了表征, 研究了Co掺杂对碳化钼催化剂噻吩加氢脱硫性能的影响. 结果表明, 掺入适量的Co后制得的CoMo双金属混合氧化物为MoO3和CoMoO4的两相混合体, 经CH4/H2气氛程序升温还原碳化反应生成共生共存的Co-Mo2C, Co以金属细颗粒的形态均匀地分散在生成的Mo2C组分之间. 在共生过程中含Co物种的掺入可降低制备碳化钼所需要的还原碳化温度, 使制备的碳化钼颗粒变小, 比表面积增大, 表面Mo2+含量增多, 从而对碳化钼的噻吩加氢脱硫活性有较好的促进作用, Co的添加量以Co/Mo摩尔比为0.2左右较为适宜. 用化学共沉淀法制得的Co-Mo2C共生共存体系的噻吩加氢脱硫反应活性, 好于由金属Co与Mo2C机械混合法制得的Co+Mo2C二相共存体系. 这表明当两个活性相共存时, 只有经过相互共生过程才能发挥其最佳的协同效应.     

渣油加氢处理过程中Mo-V/Al_2O_3的催化性能及协同效应

采用孔饱和浸渍法制备了不同Mo/(Mo+V)原子比的Mo-V/Al2O3催化剂,运用拉曼光谱、H2程序升温还原和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征,同时以萘为模型化合物,考察了催化剂的加氢活性;以科威特常渣为原料,考察了其加氢脱金属和脱硫活性.结果表明,在上述反应中,Mo与V具有协同作用.由于渣油中金属和硫的存在形态不同,并且V-Mo-S相和V-S相对于渣油加氢脱金属反应的催化作用要大于渣油加氢脱硫反应,因此与Ni-Mo/Al2O3催化剂相比,Mo-V/Al2O3催化剂的脱金属活性较高,而脱硫活性较低.     

加氢脱硫反应后催化剂βMo2N0.78的研究

在对βMo2N0.78催化剂加氢脱硫催化性能进行考察的基础上，对反应使用后催化剂的组成、结构变化、以及反应后催化剂再处理对活性的影响等几方面进行了研究。结果表明，在噻吩加氢脱硫条件下，βMo2N0.78 催化剂的氮含量下降，表层被硫化，而且钝化过程中产生的氮氧化物被消耗，但体相结构没有发生变化，表现了较强的抗硫化性能；脱硫反应前后催化剂的氢还原处理不能改善催化剂的活性，但预硫化催化剂在反应起始的活性与钝化催化剂在反应稳定时活性相近，加氢脱硫反应后催化剂的再次氮化处理，可以较大程度的恢复催化剂的初始活性。     

固氮酶催化活性中心及其化学模拟

固氮酶是固氮微生物在常温常压下固氮成氨的催化剂,其催化机理和化学模拟一直是国际上长期致力研究的对象.钼铁蛋白高分辨1.0单晶X射线衍射分析表明,固氮酶催化活性中心铁钼辅基的结构为Mo Fe7S9C(R-homocit),其中,Mo原子和3个u2-硫配体、1个组氨酸和1个高柠檬酸配位,形成八面体构型.高柠檬酸以α-烷氧基氧和α-羧基氧与钼螯合形成双齿配位,氨基酸残基上的组氨酸咪唑氮和半胱氨酸巯基与钼和铁单齿配位.在固氮酶铁钼辅基的生物合成过程中,高柠檬酸和咪唑侧基是在最后的合成步骤插入铁硫碳簇前驱体中,其中高柠檬酸和咪唑侧基有可能对质子传递以及稳定Mo Fe7S9C簇起到重要作用.本文从固氮酶铁钼辅基结构出发,结合最近本课题组从化学模拟出发,将固氮酶催化活性中心铁钼辅基结构修订为加氢新结构Mo Fe7S9C(R-Hhomocit)的研究,着重介绍了近年来国内外固氮酶活性中心、生物合成和催化作用机理的研究进展,并展望了固氮酶的研究前景.     

噻吩加氢脱硫和四氢萘催化加氢反应中的载体和助剂的影响

 为了更好地认识加氢脱硫和催化加氢反应中的载体影响和助剂效应，在同样的催化剂制备方法及反应条件下，研究了噻吩加氢脱硫（HDS）和四氢萘催化加氢（HYD）反应．结果表明，对于无助剂的Mo和W催化剂，载体对催化活性的影响顺序为TiO2－Al2O3＞ZrO2＞Al2O3．助剂的添加改变了催化剂活性顺序．Ni助剂催化剂的活性明显高于Co助剂催化剂．ZrO2担载的添加Ni的Mo和W催化剂分别获得了最佳的HDS和HYD活性．然而，添加Pt的Mo和W催化剂其HDS和HYD活性仅是Pt与Mo（W）二者的加和，Pt与Mo（W）之间没有协同效应．先将担载的Mo和W预硫化再将助剂引入体系的催化剂制备方法可以避免Ni和Co过早硫化形成类硫化镍（或硫化钴）物相，与采用螯合物分子方法制备的催化剂间有一定的相似性．     

Cobalt-promoted MoS2 nanosheets: A promising novel diesel hydrodesulfurization catalyst

MoS₂ has been commonly used as a catalyst in hydrodesulfurization (HDS) of petroleum cuts in crude oil refineries. In this study, the synthesis of unsupported MoS₂ and Co-promoted MoS₂ nanosheets produced from molybdenum oxide and thiourea is reported. The synthesized samples were characterized by using x-ray fluorescence, x-ray diffraction, Brunauer–Emmett–Teller (BET), temperature-programmed reduction, thermal gravimetric analysis, and transmission electron microscopy methods, and then they were utilized for HDS of diesel through a fixed-bed catalytic reactor. Results indicated that a cobalt promoter affected both the number and the performance of active sites of the molybdenum sulfides, and the activity of the promoted MoS₂ catalyst was consistently higher than that of the MoS₂ catalyst. More significantly, the activity of the promoted catalyst was slightly declined during 48 h continuous HDS reaction, which indicated the stability of this catalyst. Additionally, during 12 h of test run, the HDS activity of the promoted catalyst was about 60% higher than MoS₂ one.     

丙烯选择氧化反应中钼基催化剂动态结构的研究

 用原位共焦显微拉曼光谱技术考察了丙烷选择氧化反应中Ag－M\r\no－P－O催化剂的结构，讨论了催化剂动态结构的成因及其对催化剂性\r\n能的影响．实验结果表明，在773K和n（C3H8）∶n（O2）∶n（N2）＝\r\n3∶1∶4的反应条件下，Ag－Mo－P－O催化剂中的Mo－O物种可转化为A\r\ngMoO2PO4中的Mo－O物种（多钼酸根），此时催化剂对丙烷选择氧化具\r\n有较高的催化活性．催化剂中Mo－O物种的转化是由MoO3中Mo－O物种和\r\nAgMoO2PO4中Mo－O物种的结构特性决定的．AgMoO2PO4中的Mo－O物种具\r\n有较强的参与MarsvanKrevelen氧化－还原循环的能力，可能是丙烷选\r\n择氧化反应的活性物种．     

Highly active CoMo HDS catalyst for the production of clean diesel fuels

HY–Al₂O₃-supported CoMo catalysts with a chelating agent and phosphorus for the hydrodesulfurization (HDS) of diesel fractions were prepared. The activity measurements with the prepared catalysts were carried out with straight-run light gas oil feedstocks in a pilot plant under industrial hydrotreating conditions. As a result, Cosmo Oil Co., Ltd. developed a new CoMoP/HY–Al₂O₃ catalyst, C-606A, which had three times higher HDS activity than the conventional CoMoP/Al₂O₃ catalyst. Commercial operations to produce ultra-low sulfur diesel (ULSD) with C-606A have successfully demonstrated its high performance and high stability. This catalyst has an extremely high activity, which enables to achieve <10-ppm sulfur in products in diesel hydrotreater designed to produce 500-ppm sulfur diesel fuels. Mo K-edge EXAFS, TEM and FT-IR of adsorbed NO were performed to investigate the nature of the active sites on the developed catalysts. The results showed that the new catalyst has multiple layers of MoS₂ slabs and the edges of MoS₂ are mainly occupied by Co–Mo–S phases. XPS and FT-IR were used to investigate the sulfiding behavior of Co and Mo in the formation process of the active sites during sulfidation. The results showed that addition of carboxylic acid to the impregnation solution postponed the sulfidation of Co at low temperatures, thereby increasing formation of the Co–Mo–S phase.