助剂SiO2对CO2加氢制二甲醚催化剂Cu-ZnO/HZSM-5性能的影响

 考察了助剂SiO2对CO2加氢合成二甲醚催化剂Cu-ZnO/HZSM-5性能的影响,并用X射线衍射、程序升温还原和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征. 结果表明,加入少量的SiO2即可显著提高CO2的转化率、二甲醚的选择性以及二甲醚和甲醇的总选择性,并降低副产物CO的选择性,同时改善催化剂的稳定性; 但SiO2加入量大时,催化活性反而降低. SiO2的存在可使焙烧后催化剂的晶型结构发生改变,促进CuO和ZnO的分散,并提高CuO的还原温度. SiO2的加入抑制了反应过程中催化剂上Cu0和ZnO晶粒的长大,对活性物种Cu0有稳定作用,从而有利于提高催化剂的活性和稳定性.     

ZnO或K_2O助剂对Cu/SiO_2-Al_2O_3催化剂上丙三醇和苯胺气相催化合成3-甲基吲哚反应的促进作用

研究了ZnO或K2O助剂对Cu/SiO2-Al2O3上丙三醇和苯胺气相催化合成3-甲基吲哚反应的促进作用,采用X射线衍射、透射电子显微镜、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附以及热重-差热分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,适量ZnO或K2O的加入可明显提高催化剂的活性、选择性和稳定性,其中以ZnO的促进作用更强.ZnO不仅能增强活性组分Cu与SiO2-Al2O3载体之间的相互作用、提高Cu在载体表面的分散度,而且可有效抑制反应过程中Cu粒子的烧结;而K2O的加入却降低了Cu分散度,但也对反应过程中Cu粒子的烧结有所抑制.ZnO或K2O的加入均不同程度地增加了Cu/SiO2-Al2O3催化剂的弱酸中心数量,从而促进3-甲基吲哚的生成.     

高效甲醇水蒸气重整制氢的SBA-15改性的Cu/ZnO/Al2O3催化剂

以介孔SBA-15为结构助剂, 制备出用于甲醇水蒸气重整制氢的新型高效氧化硅掺杂的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂, 并与传统Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂在相同条件下的催化性能进行了比较. 结果表明, 添加适量介孔SBA-15可显著提高催化剂的催化活性和选择性, 在大幅度提高甲醇转化率的同时有效降低了重整产气中CO的含量. 原位XRD分析证实适量介孔SBA-15的添加对传统Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的微结构性质可产生重要的调控作用, 从而大大改善其催化活性和制氢选择性.     

高效甲醇水蒸气重整制氢的SBA-15改性的Cu/ZnO/Al2O3催化剂

以介孔SBA-15为结构助剂, 制备出用于甲醇水蒸气重整制氢的新型高效氧化硅掺杂的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂, 并与传统Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂在相同条件下的催化性能进行了比较. 结果表明, 添加适量介孔SBA-15可显著提高催化剂的催化活性和选择性, 在大幅度提高甲醇转化率的同时有效降低了重整产气中CO的含量. 原位XRD分析证实适量介孔SBA-15的添加对传统Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的微结构性质可产生重要的调控作用, 从而大大改善其催化活性和制氢选择性.     

助剂Fe对Ir/SiO2催化剂的巴豆醛选择性加氢性能的影响

以SiO2为载体采用分步浸渍法制备了Fe/Ir/SiO2催化剂,考察了助剂Fe对Ir/SiO2催化剂气相巴豆醛选择性加氢性能的影响.采用X射线粉末衍射(XRD)、CO化学吸附、H2-程序升温还原(H2-TPR)和拉曼光谱(Raman)等技术对催化剂进行了表征.结果表明,助剂Fe能有效提高Ir/SiO2催化剂的巴豆醛转化率和巴豆醇选择性.Fe含量为0.087%的0.087Fe/Ir/SiO2催化剂的反应性能最佳,反应进行9 h的巴豆醛转化率36.9%,巴豆醇选择性83%.随着催化剂CO吸附量的下降(Fe覆盖的增加),催化剂的转换频率(turn over frequency,TOF)明显增加,这表明Fe促进Ir/SiO2催化剂表面活性位的加氢活性.然而,Fe的掺杂使得Ir/SiO2催化剂存在明显的活性下降现象,归因于Fe导致Ir/SiO2催化剂表面积炭和CO中毒.     

沉淀还原法制备高性能CO2加氢合成甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化剂

由铜基催化剂催化CO2+H2合成甲醇是有效利用CO2的潜在途径[1～5]. 但传统的催化剂对该反应的催化活性及选择性均很低[3～5], 因而寻求具有高活性及高选择性的新型催化剂已成为重要研究课题[4,6]. Cu/ZnO系列催化剂的制备方法和助剂对催化剂的性质及CO2加氢合成甲醇的反应性能有显著影响[6～10], 传统的气相还原活化铜基催化剂的过程常伴随强烈的热效应, 导致催化剂活化过程存在耗时长及还原条件难以控制等问题[11]. 本文采用沉淀-还原法, 用KBH4溶液对新鲜制备的碳酸盐共沉淀进行液相化学还原处理, 直接得到高活性及高选择性的还原态Cu/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂, 并可通过改变催化剂表面Cu+/Cu0活性物种的相对比例来改善催化剂的活性及选择性.     

铁促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上高效气相合成3-甲基吲哚

以苯胺和生物质来源的丙三醇为反应原料,在铁促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上气相合成了3-甲基吲哚,采用X射线光电子能谱、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)以及热重(TG)分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入铁助剂不仅能明显提高催化剂的活性和选择性,而且能大大改善催化剂的稳定性.在Cu-Fe/ SiO2-Al2O3催化剂上,反应3h,3-甲基吲哚收率能够达到48％,而且催化剂经过再生可以重复使用,即使反应43 h,其产物收率也没有明显的降低.各种表征表明,向Cu/SiO2-Al2O3加入铁助剂能增强铜和载体之间的相互作用,由此大大提高了铜粒子在载体表面的分散度,并且有效减少了反应过程中铜组分的流失;此外,铁助剂还能显著减少催化剂的中强酸中心数,增加弱酸中心数,从而提高3-甲基吲哚的选择性,并且抑制了积炭的形成.     

助剂对于Cu/ZnO催化剂结构特征及催化草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应性能的影响

采用共沉淀法合成了掺杂不同助剂的Cu-M/ZnO (Cu:ZnO 物质的量比=5∶4,M=Zr⁴⁺、Al³⁺、Mg²⁺，助剂含量为4.0%)用于催化草酸二甲酯(Dimethyl oxalate, DMO)选择加氢反应催化剂。结果表明，微量掺杂Al³⁺、Mg²⁺助剂嵌入于ZnO 晶相，Zr⁴⁺助剂嵌入Cu晶相均能显著促进Cu/ZnO 催化剂中铜分散；其中，Mg²⁺助剂能够有效增强Cu、ZnO 物相间相互作用，Zr⁴⁺助剂能够有效增强Cu、ZrO₂物相间相互作用。催化DMO加氢选择加氢反应，Cu/ZnO 催化剂乙二醇(Ethylene glycol,EG)收率仅为75.0%,Cu-Al/ZnO 、Cu-Zr/ZnO 和Cu-Mg/ZnO 催化剂的EG收率分别为90.0%、85.0%、95.0%。相比Cu/ZnO 和Cu-Al/ZnO 催化剂催化DMO选择加氢反应易于失活，Cu-Zr/ZnO 和C...     

Co或Ni促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上丙三醇和苯胺气相合成3-甲基吲哚

对丙三醇和苯胺在Co或Ni促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上气相合成3-甲基吲哚进行了研究.采用N2吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)、电感耦合等离子体(ICP)发射光谱、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)及热重(TG)分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂改善了催化剂的催化性能,钴比镍更加有效.在催化剂Cu-Co/SiO2-Al2O3和Cu-Ni/SiO2-Al2O3上,反应第3 h,3-甲基吲哚收率分别达到47%和45%,而且催化剂经过6次再生收率仍能达到44%和42%.各种表征表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂能增强铜和载体之间的相互作用,其结果不仅促进了铜粒子在载体表面的分散度,而且有效减少了反应过程中铜组分的流失.另外,加入钴或镍助剂还能减少催化剂的中强酸中心数,从而提高3-甲基吲哚的选择性,并且抑制积炭的形成.此外,钴助剂还能增加催化剂的弱酸中心数,促进3-甲基吲哚的生成.提出了金属铜与弱酸中心共同促进3-甲基吲哚合成的催化反应机理.     

表面助剂改性对Cu/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂性能的影响

采用共沉淀-后浸渍方法制备了表面助剂改性的Cu/ZnO/Al₂O₃ (CZA)甲醇合成催化剂, 在固定床反应器上以合成气为原料分别考察了三种助剂(Zr、Ba和Mn)对CZA催化剂性能的影响; 以Zr为助剂时反应温度的影响; 并进行了催化稳定性试验. 利用粉末X射线衍射(XRD)、低温氮气吸脱附(N₂-sorption)、氧化亚氮(N₂O)反应吸附技术、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温吸脱附(H₂-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)技术对催化剂进行了表征.结果显示: 以Zr或Ba作为助剂能够明显提高CZA催化剂耐热前后的甲醇时空收率(STY); Mn的引入降低了CZA催化剂的耐热前活性; Zr的引入降低了CZA催化剂最高活性温度点, 增强了CZA催化剂的催化稳定性; 还原态CZA催化剂表面Cu⁰和ZnO都能吸附活化氢气, Cu⁰与ZnO的强相互作用有利于提高催化剂的性能, 耐热后催化剂性能的降低归因于Cu晶粒的长大. 在实验和表征结果基础上,提出了CZA催化剂上合成气制甲醇的“双向同步催化反应历程”.     

Effect of ZnO on the performance of Ag/SiO2 catalyst for the vapor-phase synthesis of 3-methylindole

The vapor-phase synthesis of 3-methylindole over Ag/SiO2 doped with ZnO was investigated. The catalysts were characterized by XRD, H2- TPR, NH3-TPD and TG techniques. The results indicated that ZnO promoter greatly enhanced the initial activity of the catalyst but disfavored its stability. H2-TPR and XRD results showed that the reduction peak of Ag2O shifted to higher temperature and the intensity of silver diffraction peaks was much weaker after the addition of ZnO promoter to Ag/SiO2. This indicated that there existed the interaction between Ag2O and SiO2-ZnO which promoted the silver particles dispersing on the support and inhibited the sintering of silver during the reaction. NH3-TPD and TG results revealed that the acid amounts of the catalyst and coking increased after adding ZnO to Ag/SiO2, which resulted in the deactivation of Ag/SiO2-ZnO catalyst rapidly.     

铁、钴或镍助剂促进的 Ag/SiO2 催化剂上气相催化合成 3-甲基吲哚

 将铁、钴或镍促进的 Ag/SiO2 催化剂用于苯胺和 1,2-丙二醇气相催化合成 3-甲基吲哚的反应中, 并采用 X 射线衍射、H2-程序升温还原和热重分析等技术对催化剂进行了表征. 结果表明, 铁或镍助剂的加入有助于提高 Ag/SiO2 催化剂的选择性. 其中, 铁的加入能增强活性组分银与载体间相互作用, 大大促进了银在载体表面上的分散, 使催化剂的初活性显著提高. 而钴或镍的加入虽然能略微减少反应过程中 Ag/SiO2 催化剂表面的积炭, 但加剧了银在反应过程中的烧结, 导致催化剂稳定性下降.     

Ag／TiO2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化活性

 采用光还原沉积贵金属法，制备了Ag／TiO2复合纳米催化剂．通过调节溶液的pH值控制TiO2表面负载银的形貌，利用AAS，XRD，TEM和XPS等手段对样品进行了表征．以苯胺氧化为模型反应，考察了Ag／TiO2复合纳米催化剂样品的光催化活性以及银沉积量和沉积形貌对催化剂活性的影响．结果表明，通过调控光还原沉积条件，可在平均粒径为24nm左右的TiO2颗粒上获得3nm左右均匀分散的银粒子；在TiO2上沉积适量的具有较高分散度的金属Ag，能有效提高TiO2对苯胺氧化反应的光催化活性．     

Ag2O/SiO2纳米复合催化剂制备及其催化性能研究

由喷雾燃烧法制备含Ag2O质量分数为8%和12%的Ag2O/SiO2纳米复合催化剂,采用SEM、XRD和FT-IR技术对催化剂及其前驱体进行表征,考察样品焙烧、活化中形貌和微观结构的变化.表征结果显示了处理过程中样品粒径和活性中心等变化情况,且两个催化剂变化情形一致.以分子氧为氧化剂,采用气相环己烷一步环氧化生成环氧环己烷反应,对催化剂进行活性测试,考察Ag2O负载量、实验温度、O2和原料气流速对催化剂性能的影响,并将两个催化剂活性测试结果进行比较.结果表明,8%Ag2O/SiO2纳米复合催化剂催化性能优于12%Ag2O/SiO2纳米复合催化剂;一定实验条件下,用8%Ag2O/SiO2纳米复合催化剂进行催化,环己烷转化率低于9.2%时,环氧环己烷选择性最高可达95.2%.     

甲醇脱氢制无水甲醛的高活性Ag-SiO_2-Al_2o_3催化剂

采用溶胶－凝胶法制备了甲醇直接脱氢制无水甲醛的新型高活性催化剂Ag- SiO_2-Al_2O_3，并考虑了银负载量、焙烧温度及反应温度等对催化剂活性的影响 。XRD结果表明，反应前观察不到银的晶相峰，反应后出现Ag(111)，Ag(200)，Ag (220)，Ag(311)及Ag(222)的特征银晶相峰，SEM结果与XRD吻合得很好。该种特异 结构的催化剂具有对甲醇直接脱氢制甲醛的优异性能，其甲醇转化率达到95.0%， 甲醛得率也高达81.2%，超过己有的文献报道。     

Study on the photocatalytic degradation of methyl orange in water using Ag/ZnO as catalyst by liquid chromatography electrospray ionization ion-trap mass spectrometry

A nanocrystal catalyst Ag/ZnO was successfully synthesized using a simple solvothermal method in this study. This catalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that this catalyst was composed of metallic Ag and ZnO. The photodegradation of methyl orange (MO) was investigated in aqueous suspension containing Ag/ZnO catalyst under UV irradiation. Liquid chromatography coupled with electrospray ionization ion-trap mass spectrometry was applied to the analysis of the samples coming from the photocatalytic degradation of MO. The experimental results showed that there were four intermediates existing in the photocatalytic reaction. MO could be mineralized in the Ag/ZnO suspension after 60 min illumination.     

吲哚的直接气相合成: MgO助剂对Cu/SiO2催化剂性能的影响

将MgO作为助剂用于苯胺和乙二醇直接气相合成吲哚Cu/SiO2催化剂中,通过X射线衍射、程序升温还原和热重分析对催化剂进行了表征.结果表明,适量(如0.17mmol/g)MgO的添加不仅提高了催化剂的活性,而且显著增强了催化剂的稳定性.加入的MgO可与CuO发生一定的相互作用,从而改善铜在二氧化硅表面上的分散,抑制铜在反应过程中的烧结.此外,MgO还减少了催化剂的积炭.     

One pot synthesis of Ag nanoparticle modified ZnO microspheres in ethylene glycol medium and their enhanced photocatalytic performance

Ag nanoparticles (NPs) modified ZnO microspheres (Ag/ZnO microspheres) were prepared by a facile one pot strategy in ethylene glycol (EG) medium. The EG played two important roles in the synthesis: it could act as a reaction media for the formation of ZnO and reduce Ag⁺ to Ag⁰. A series of the characterizations indicated the successful combination of Ag NPs with ZnO microspheres. It was shown that Ag modification could greatly enhance the photocatalytic efficiency of ZnO microspheres by taking the photodegradation of Rhodamine B as a model reaction. With appropriate ratio of Ag and ZnO, Ag/ZnO microspheres showed the better photocatalytic performance than commercial Degussa P-25 TiO₂. Photoluminescence and surface photovoltage spectra demonstrated that Ag modification could effectively inhibit the recombination of the photoinduced electron and holes of ZnO. This is responsible for the higher photocatalytic activity of Ag/ZnO composites.     

Investigation of CO and formaldehyde oxidation over mesoporous Ag/Co3O4 catalysts

CO and formaldehyde (HCHO) oxidation reactions were investigated over mesoporous Ag/Co₃O₄ catalysts prepared by one-pot (OP) and impregnation (IM) methods. It was found that the one-pot method was superior to the impregnation method for synthesizing Ag/Co₃O₄ catalysts with high activity for both reactions. It was also found that the catalytic behavior of mesoporous Co₃O₄ and Ag/Co₃O₄ catalysts for the both reactions was different. And the addition of silver on mesoporous Co₃O₄ did not always enhance the catalytic activity of final catalyst for CO oxidation at room temperature (20 °C), but could significantly improve the catalytic activity of final catalyst for HCHO oxidation at low temperature (90 °C). The high surface area, uniform pore structure and the pretty good dispersion degree of the silver particle should be responsible for the excellent low-temperature CO oxidation activity. However, for HCHO oxidation, the addition of silver played an important role in the activity enhancement. And the silver particle size and the reducibility of Co₃O₄ should be indispensable for the high activity of HCHO oxidation at low temperature.