水凝胶法制备Ni/ZrO2催化剂及催化CO2加氢甲烷化性能

采用水凝胶法制备出一系列Ni/ZrO2催化剂,使用X射线衍射(XRD),比表面积(BET)测试,透射电子显微镜(TEM)和氢气程序升温还原(H2-TPR)对其结构进行了表征,并考察了在CO2加氢甲烷化反应中的催化活性.研究结果表明,经过450℃焙烧的催化剂中ZrO2呈无定形结构,NiO均匀分散在ZrO2表面上;在400℃时H2还原过程中,部分无定形ZrO2转变为四方晶相结构并使Ni再次分散,Ni与ZrO2之间的电子作用抑制了Ni晶粒的生长和ZrO2晶型的转变;与无定形ZrO2和四方相ZrO2产生电子作用的NiO对催化剂活性起决定性作用,当Ni/Zr摩尔比为0.707时,催化剂活性最高.在H2/CO2体积比为4,空速为1×104h-1,压力为0.5 MPa,反应温度为200℃时,CO2转化率达到27%以上,当反应温度上升至280~320℃时,CO2转化率达到99%以上,CH4选择性大于92%.     

浆态床用CuO/ZrO2催化剂的完全液相法合成及其对CO加氢的催化性能

 利用完全液相法制备了CuO/ZrO2浆状催化剂,通过X射线衍射、氮气吸附和程序升温还原等方法对催化剂的结构和织构性质进行了研究,并考察了CuO/ZrO2催化剂上CO加氢反应的性能. 结果表明,本方法制备的CuO/ZrO2浆状催化剂具有与传统方法制备的固体催化剂相似的相结构; 利用共沸蒸馏法进行表面处理后, CuO/ZrO2催化剂分散均匀且易于还原; CuO/ZrO2浆状催化剂用于CO加氢反应时,不需另外添加甲醇脱水剂就可以直接合成二甲醚,在473 K时CuO/ZrO2对二甲醚的选择性达到92.1%, 并且在15 d的反应中催化剂呈现出良好的稳定性.     

制备方法对CuO-CeO2/ZrO2催化CO氧化性能的影响

以ZrO2为载体、采用不同的浸渍次序制备了3种CuO-CeO2/ZrO2催化剂并在不同的温度(500,650和800℃)下进行焙烧,利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR)及CO程序升温脱附(CO-TPD)技术对所制备的催化剂进行了表征,并采用色谱流动法考察了其催化CO低温氧化反应性能。结果表明,当焙烧温度为650℃时,3种催化剂的CO催化氧化活性均最佳,且三者的催化活性大小顺序为:CuO/CeO2/ZrO2>CuO-CeO2/ZrO2>CeO2/CuO/ZrO2。结合催化剂的表征和活性测试结果,我们认为高分散的CuO是CO的吸附中心,有利于CO的低温氧化反应,而大颗粒的CuO几乎对CO没有吸附作用,不利于CO的低温氧化反应。在3种催化剂中,CuO/CeO2/ZrO2催化剂具有最佳的低温还原特性和最大的CO2脱附峰面积,相应地具有最佳的催化氧化活性。     

ZrO2—SiO2负载Cu—Ni催化剂的CO2加氢反应性能

采用表面反应改性法,制备了ZrO2-SiO2（ZrSiO)表面复合物载体,用等体积浸渍法制备了ZrSiO担载的Cu-Ni双金属催化剂,借助BET、TPR、IR和微反等技术,研究了ZrSiO及其负载的Ni、Cu双金属催化剂的表面构造,化学吸附及催化CO2加氢的反应性能,结果表明,ZrSiO表面主要是价联型结构,ZrO2引入SiO2表面,可以有效地促进CuO和NiO的还原,在ZrSiO负载的Cu-Ni催化剂表面的Cu或Ni位,CO2发生化学 吸附形成线、剪式、卧式吸附态,在该催化剂上CO2的加氢反应产物主要是CH3OH3、CH4、CO和H2O生成CH3OH的选择性与催化剂组成及反应条件密切相关,在适当的条件,CH3OH的选择性大于90％。     

ZrO_2在Cu-ZnO-ZrO_2甲醇水蒸汽重整制氢催化剂中的作用

通过对一系列Cu-ZnO-ZrO2甲醇水蒸汽重整(SRM)催化剂的XRD、TEM和BET表征及催化性能测定,研究催化剂中ZrO2对催化剂粒径、比表面以及对SRM反应性能的影响.结果表明,ZrO2的加入,使催化剂的粒径从15nm降至10nm(其中CuO和ZnO的平均粒径分别从7.7和10.4nm降至3.9和8.7nm),BET比表面从60m2·g-1增至78m2·g-1.随着催化剂含ZrO2量不同,甲醇的转化率和H2、CO2的选择性均产生变化,当催化剂中Zr含量为24.0%(w),反应温度为220℃,水、醇摩尔比为1.3时,甲醇的转化率达到51.6%,H2和CO2的选择性达到100%(CO和CH4在产物气体中的体积分数小于10-4),这一结果对甲醇燃料电池甲醇重整器的应用具有重要的意义.     

稀土烧绿石型催化剂上CO2重整CH4制合成气反应研究

通过溶胶-凝胶法合成了La-Zr-O和Ni-La-Zr-O体系催化剂,采用XRD,BET和TPR技术对其物理化学性质进行了表征,以CO2重整CH4制合成气反应为探针反应对其重整活性进行了研究.结果表明,在空气中1100 ℃焙烧后,La-Zr-O体系催化剂形成了单相烧绿石结构复合氧化物,对CO2重整CH4制合成气反应表现出了优良的抗积炭能力,而以镍修饰后XRD方法只测量到了单相烧绿石结构La2Zr2O7衍射峰,说明NiO很有可能以无定形的细小晶粒均匀分散在La2Zr2O7表面.值得指出的是镍修饰后的烧绿石型催化剂对CO2重整CH4制合成气反应表现出了更加优良的催化活性,同时具有一定的抗积炭能力,优于相同方法制备的Ni-ZrO2和Ni-La2O3催化剂.     

Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂上CO2和CH3 OH的吸附和反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法制备了Ni2(OCH3)2/SiO2负载型双核金属甲氧基配合物催化剂,利用红外光谱(IR)、程序升温脱附(TPD)、程序升温表面反应(TPSR)和微反技术考察了催化剂的表面结构以及CO2和CH3OH的化学吸附和反应性能.结果表明:Ni2(OCH3)2/SiO2中Ni2+与载体SiO2表面O2-以双齿配位形式键合,甲氧基以桥基形式联结双金属离子形成双核物种Ni2(OCH3)2;CO2在催化剂表面存在甲氧碳酸酯基物种和桥式两种吸附态,CH3OH则只有一种分子吸附态;在100～200℃条件下,CO2和CH3OH在催化剂上的反应产物主要是DMC和H2O;根据反应结果,讨论了催化反应机理.     

一种新型结构的CO2重整CH4催化剂的制备与催化性能研究

研制高效、稳定的Ni基催化剂一直是CO2重整CH4反应过程的重点之一。本文采用微波技术和真空浸渍法制备了ZrO2单层分布的负载型ZrO2／Al2O3复合载体和活性物种单层分布的Ni／ZrO2／Al2O3催化剂，并利用XRO、FT-IR、TPR、TPD、BET等技术研究了新型结构催化剂的分散状态、体相结构、表面性能、催化活性及稳定性。结果表明，催化剂在CO2重整CH4反应体系中具有良好的催化活性和稳定性。     

负载型纳米ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2的负载量对Ni基催化剂性能的影响

采用真空浸渍法在负载型纳米ZrO2-Al2O3复合载体上负载NiO,并用X射线衍射考察了NiO在复合载体上的分散周值.结果表明,该分散阈值与ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2的负载量有关,当ZrO2的负载量为0.60 g/g时,NiO的分散阈值达到最高值0.315 g/g.热重-微分热重和程序升温脱附结果表明,NiO在不同ZrO2负载量的复合载体表面形成不同的相互作用和分布状态,复合载体中ZrO2的负载量影响催化剂表面活性中心的种类和对CO2的吸附.同时考察了不同ZrO2负载量的复合载体Ni基催化剂在CO2重整CH4反应中的活性和稳定性.     

Ni(OCH3)2/SiO2催化剂的制备及其合成碳酸二甲酯的反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法，制备了负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2催化剂。利用IR、TPD、TPSR和微反技术，考察了催化剂的表面结构以及CO2、CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和反应性能。结果表明，负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2中，Ni^2 与载体SiO2表面的O^2-以双齿形式配位；在催化剂表面存在CO2的桥式吸附态和甲氧碳酸酯基物种两种吸附态，CH3OH则只有一种分子吸附态。在373-473K条件下，CO2和CH3OH在催化剂上的反应物主要是DMC、H2O以及少量的CO、CH4和CH2O，催化剂的活性由表面甲氧碳酸酯基物种与分子吸附态甲醇的反应决定的。讨论了催化剂上CO2和CH3OH的活化过程及吸附态的形成机理。     

TiO2光催化消除H2S的研究

在TiO₂上进行了气相H₂S光催化氧化消除的研究.氧对H₂S的光催化氧化消除过程是不可缺少的,对含量为560mg/m³的H₂S,当加入的氧气与原料气中H₂S的分子比为42:1,空速为28000h^-1时,去除率达到97%.在H₂S光催化氧化消除过程中,单质硫的产生可使TiO₂失活,经光照再生单质硫转化为SO₄^2-后,TiO₂活性恢复,而且SO₄^2-的生成对催化剂的中毒有抑制作用.     

Syntheses on the basis of 2H-chromen-2-one and 2H-chromene-2-thione

4-Hydroxy-2H-chromen-2-one and 4-hydroxy-2H-chromene-2-thione reacted with allyl bromide, 1,1,3-trichloroprop-1-ene, and 1,3-dichlorobut-2-ene to give the corresponding ethers, which were oxidized to (2-oxo-2H-chromen-4-yloxy)acetic acid with potassium permanganate, and various derivatives of that acid were obtained. 3-(3,3-Dichloroprop-2-enyl)-7-hydroxy-4-methyl-2H-chromen-2-one and 3-(3,3-dichloroprop-2-enyl)-7-hydroxy-4-methyl-2H-chromene-2-thione were synthesized, and some their transformations were studied.     

Oriented adsorption of NO2 on WSe2 monolayer

An oriented adsorption behavior of NO₂ is disclosed on the WSe₂ monolayer in this work regardless the monolayer is perfect or defective based on density functional theory study by large-scale sampling. The presence of typical defects, including selenium vacancy, tungsten vacancy, and antisite defect of selenium on tungsten site, does not modify the anisotropic adsorption behavior of NO₂ molecule at all. The adsorbed NO₂ exhibits similar behavior on the four kinds of monolayers with its extending orientation all main lines along the two directions of the Se–W bond and the Se–W–Se trough, in spite of the symmetry is decreased somewhat from trigonal of the perfect monolayer to bilateral of the defective monolayers. Molecular dynamic simulations well reproduce these trends. The anisotropic adsorption behavior can be attributed to the polar properties of both heteroatomic bond of the WSe₂ monolayer and NO₂ molecule itself. Out of plane polarization is believed to play key role in the vertical and then the oriented adsorption behavior formation. The sensitivity is estimated to be very good based on moderate adsorption energy (0.35, 0.42, 0. 95 and 0.78 eV on pure, selenium vacancy, tungsten vacancy, and selenium on tungsten site monolayers) and considerable charge transfer number (0.205, 0.208, 0.164, and 0.160 e, respectively), with different degrees of change by defect. These fantastic findings may provide substantial foundation for wide applications beyond thought.     

Impact of greenhouse gas CO2 on the heterogeneous reaction of SO2 on alpha-Al2O3

The heterogeneous reaction of SO₂ on mineral dust surfaces is generally considered as an important chemical pathway for secondary sulfate formation in the troposphere. To this day, there are no reported studies that assess the impact of atmospheric CO₂ in sulfate production on mineral dust surfaces. In this work, we investigate the impact of CO₂ on SO₂ uptake on dust proxy aluminum oxide particles using a diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS). CO₂ is demonstrated to suppress the heterogeneous oxidation of SO₂ on alpha-Al₂O₃. Compared to that measured in the CO₂-free case, the uptake coefficient is decreased by nearly 57% when Al₂O₃ particles are exposed to the gas flow with atmospheric CO₂ at a relative humidity (RH) of 25%. It is also found that there is a balance between the yield of active moiety −OH provided by Al(OH)₃(CO)(OH)₂ clusters and the loss of basic hydroxyl group on aluminum oxide surfaces blocked by CO₂-derived (bi)carbonate species. This work, for the first time, reveals a negative effect of atmospheric CO₂ on the sulfate formation, which potentially decreases solar-radiation scattering and further exacerbates global warming.     

Rh／SiO_2上H_2的化学吸附

Ｒｈ／ＳｉＯ_２上Ｈ_２的化学吸附陈耀强，龚茂初，明虹，周建略，杜宗英，祝小红，陈豫（四川大学化学系，成都，６１００６４）关键词Ｒｈ／ＳｉＯ_２催化剂，Ｈ_２化学吸附，ＩＲＨ２在Ｒｈ上的化学吸附被认为是解离化学吸附［１］．而Ｒｈ－Ｈ的红外振动谱带是Ｈ２在...     

TiO2光催化还原CO2

光催化还原CO₂技术在CO₂的治理与利用方面有着潜在的应用价值和良好的开发前景。该文简要综述了近年来用于光催化还原CO₂反应的TiO₂光催化剂材料,包括纯TiO₂催化剂、负载型TiO₂催化剂、金属改性TiO₂催化剂、半导体复合TiO₂催化剂和有机光敏化TiO₂催化剂等,并介绍了各类催化剂光催化还原CO₂的反应性能。     

SO_2在TiO_2颗粒物表面的非均相反应

使用漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)原位反应器研究了SO2在TiO2颗粒物表面的非均相反应.研究了氧气浓度、相对湿度(RH)及紫外光光照对反应的影响.结果表明,SO2在TiO2颗粒物上可转化为亚硫酸盐或被氧化为硫酸盐.水汽或者紫外光照可促进SO2在TiO2颗粒物表面的非均相氧化反应,在两者都存在的情况下,对促进硫酸盐的生成有协同效应.在干态无光照条件下和一定湿度(RH=40%)紫外光照条件下,以硫酸盐的生成来计算,SO2在TiO2颗粒物表面的反应级数分别为二级和一级;反应摄取系数γBET分别为1.94×10-6和1.35×10-5.TiO2颗粒物表面的羟基参与了反应,在紫外光照下表面生成的活性氧物种在反应中起重要作用.     

2-甲基-2-丁烯乳液氯化反应的研究

研究了温度、时间、紫外光照射等对天然胶乳小分子模型物(2-甲基-2-丁烯乳液)氯化反应的影响,结果表明,在有紫外光照的条件下的氯化反应速率要快于无紫外光照的;温度对氯化反应有着一定影响,在50℃以下,随温度升高产物的氯含量越高,在50℃以上,对产物的氯含量的影响不大;当温度50℃,时间达到7个小时的产物的氯含量能达到6...     

Photocatalytic characteristics of TiO2 supported on SiO2

The photocatalytic decomposition of acetaldehyde was carried out on TiO₂/SiO₂. The presence of a support (SiO₂) in TiO₂/SiO₂ helped to promote the efficiency of the photocatalyst. The silica support enhanced the effective surface area of TiO₂ and adsorption of acetaldehyde on TiO₂/SiO₂. TiO₂/SiO₂ synthesized from Ti(SO₄)₂ showed promoting effect on acetaldehyde decomposition. The XPS results revealed that TiO₂/SiO₂ prepared with Ti(SO₄)₂ generated SO ₄ ^2? sites on the TiO₂ surface. The increased acidity could promote the adsorption of acetaldehyde and photocatalytic degradation of acetaldehyde. The sulfate ion seemed to generate the bifunctional sites (acid sites and photoactive sites) and promoted the acetaldehyde decomposition on TiO₂/SiO₂.