活性炭负载Pt-Fe双金属催化剂催化对氯硝基苯选择性加氢

采用浸渍还原法制备了活性炭负载Pt-Fe双金属催化剂(Pt-Fe/AC),考察了其催化对氯硝基苯加氢性能。 与Pt/AC催化剂比较,该催化剂对催化对氯硝基苯加氢表现出高活性和优异的抑制脱氯性能,在乙醇为溶剂、催化剂Pt_0.003-Fe_0.04/AC(下标为元素在催化剂中的质量分数)用量为0.02 g/g对氯硝基苯、1 MPa H₂和30 ℃条件下反应150 min,对氯硝基苯完全转化为对氯苯胺,而且即使在较高的反应温度和H₂压力下,脱氯反应也得到了完全抑制。 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对Pt-Fe/AC催化剂进行了表征。 结果表明,Pt、Fe高度分散在活性炭上,Pt与Fe之间的相互作用对纳米Pt粒子的电子结构有一定的调变作用,使纳米Pt处于缺电子态,减弱了Pt与对氯苯胺苯环之间的电子反馈,这可能是Pt-Fe/AC对催化对氯硝基苯加氢表现出高活性和优异的抑制脱氯性能的主要因素。     

负载型镍基非晶态催化剂催化氯代硝基苯加氢合成氯代苯胺

分别以碳纳米管(CNTs), SiO_2, TiO_2, γ-Al_2O_3, TiO_2-SiO_2和活性炭(AC)为载体(M),以Ni和B为活性组分,采用浸渍-化学还原法制备了一系列负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/M).采用电感耦合等离子体光谱(ICP), XRD, TEM和DSC研究了Ni-B/CNTs的非晶性质,Ni的担载量及其热稳定性.将Ni-B/M用于催化三种氯代硝基苯液相加氢合成氯代苯胺的反应.结果表明,Ni-B/M在反应中表现出较高的活性和良好的选择性,其中Ni-B/CNTs可使三种氯代硝基苯的转化率均高于99.8%,加氢脱氯率小于3%.讨论了CNTs和Ni-B之间的相互作用对催化剂性能的影响.     

以壳聚糖为介质的Ni-B非晶态合金/膨胀石墨的制备及其催化加氢性能

以膨胀石墨担载壳聚糖,采用金属诱导化学镀法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂.通过X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和选区电子衍射等技术研究了壳聚糖对Ni-B催化剂非晶性质、组成、形貌、粒径及分散度的影响.以环丁烯砜加氢制环丁砜和对氯硝基苯加氢制对氯苯胺为探针反应,考察了壳聚糖对负载型Ni-B非晶态合金催化剂催化性质的影响,讨论了壳聚糖用量及水溶性壳聚糖的相对分子质量对催化剂性质的影响.结果表明,壳聚糖介质的引入能够提高活性组分的分散度,减小活性组分的粒径,从而明显提高了催化剂的催化加氢活性.当壳聚糖在载体表面形成单层分散时催化剂活性最高.分子质量相对较低的水溶性壳聚糖有利于生成粒径小、分散性好和催化活性高的Ni-B非晶态合金催化剂.     

镍负载量对邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺Ni/TiO2催化剂性能的影响

 用等体积浸渍法制备了一系列不同镍负载量的负载型Ni/TiO2催化剂,并将其应用于邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺的反应. 采用N2吸附、 X射线衍射、程序升温还原、透射电镜、 H2化学吸附及间歇加压釜式反应器活性评价等方法,考察了镍负载量对Ni/TiO2催化剂的物化性质及邻氯硝基苯加氢反应性能的影响. 结果表明,随着镍负载量的增加, Ni/TiO2催化剂上邻氯硝基苯的转化率逐渐提高; 当镍负载量超过30%时,催化剂的活性和选择性不再明显变化. 当催化剂中镍负载量高于20%时,在温度343 K、 氢压1.0 MPa和催化剂/邻氯硝基苯质量比1/10的条件下反应210 min后,邻氯硝基苯的转化率和邻氯苯胺的选择性均高于99%, 催化剂具有良好的应用前景. 分析表明,影响Ni/TiO2催化剂性能的主要因素为催化剂表面镍晶粒的活性表面积以及载体TiO2与金属镍之间的强相互作用.     

有序介孔碳材料负载铂纳米粒子：用于硝基苯及其衍生物液相催化氢化的高效催化剂

介孔碳材料由于具有规整的孔道结构、表面疏水性、化学惰性、大的比表面积和大的孔体积等特点,在催化领域的应用备受关注,不仅可以直接用作催化剂,还可以作为催化剂载体负载金属活性中心并用于催化反应.介孔碳材料作为载体用于加氢反应已有报道,并且其催化活性明显优于活性炭材料.有序介孔碳材料的代表之一CMK-3可以经过SBA-15翻模合成.采用浸渍法将氯铂酸负载到CMK-3载体上,经过甲酸钠还原制得质量分数为5%的Pt/CMK-3催化剂.小角XRD谱表明CMK-3保留了p6mm对称性,介孔结构完好;从广角XRD谱可以看出,金属铂粒子的衍射峰比较宽,说明铂纳米粒子分散比较均匀. CO化学吸附和透射电镜(TEM)的表征结果进一步证明铂纳米粒子分散得比较均匀,平均粒子大小约为2.5 nm (CO化学吸附), EDX结果表明铂的实际担载量为4.7%.将Pt/CMK-3催化剂用于硝基苯及其衍生物的液相加氢反应中,发现溶剂对反应结果具有很大的影响.首先参考以前的工作,选用水和乙醇体积比9：1的混合溶液为溶剂.在298 K和4 MPa氢气条件下,50 mg催化剂可以将21 mmol硝基苯在10 min内转化98.4%,产物苯胺的选择性高于99%;活性明显高于商品化Pt/C催化剂(相同条件下转化率为88.7%).在此基础上,把Pt/CMK-3催化剂用于含有不同取代基的硝基苯衍生物的液相催化加氢反应,含有吸电子基团如氯取代的硝基苯衍生物转化率为(21.4%–77.7%);苯环上含有给电子基团如甲基时,硝基甲苯加氢反应的转化率为(83.3%–98.0%);而给电子能力更大的基团如甲氧基取代的硝基苯衍生物的转化率却并不高.一方面是由于电子效应导致氯取代的硝基苯衍生物活性偏低,另一方面是由于空间位阻导致邻位取代的硝基苯衍生物活性相对其它位置取代的衍生物转化率偏低.考虑到部分反应物在混合溶剂中溶解度较低,可能导致加氢反应过程受到影响,从而影响反应结果,所以又选用无水乙醇溶剂进行了比较.首先仍用50 mg催化剂于硝基苯催化加氢反应,发现在乙醇溶剂中,21 mmol硝基苯在5 min内可以完全转化;当把硝基苯的量增加到5倍时,转化率为22.2%,苯胺选择性高于99%.因此,在乙醇溶剂中将催化剂用量减半,结果在5 min内21 mmol硝基苯衍生物均完全转化为对应的芳香胺化合物;除了硝基氯苯发生脱氯副反应外,其它衍生物选择性都很高.为了更好地区分不同取代基硝基苯衍生物的加氢活性,将2-氯硝基苯和2-甲基硝基苯的用量增大至105 mmol,反应过程中保持氢气压力恒为4 MPa,并使反应在5 min后中止,此时测得2-氯硝基苯催化加氢的TOF值为28.3 s–1,而2-甲基硝基苯的TOF值高达43.8 s–1. X射线光电子能谱(XPS)显示Pt/CMK-3表面含有带一定正电的铂物种,推测此物种有助于吸附硝基的氧原子,从而活化底物,促进加氢反应的顺利进行.最后还考察了Pt/CMK-3催化剂在硝基苯加氢中的循环使用性能,发现催化剂可以循环使用至少14次,活性没有任何下降.对反应滤液进行ICP分析,发现滤液中并没有铂离子流失;对使用过的催化剂进行透射电镜表征也没有观察到铂粒子聚集现象,说明催化剂的稳定性良好.     

以壳聚糖为介质的Ni-B非晶态合金倩胀石墨的制备及其催化加氢性能

以膨胀石墨担载壳聚糖，采用金属诱导化学镀法制备了负载型Ni—B非晶态合金催化剂．通过X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和选区电子衍射等技术研究了壳聚糖对Ni-B催化剂非晶性质、组成、形貌、粒径及分散度的影响．以环丁烯砜加氢制环丁砜和对氯硝基苯加氢制对氯苯胺为探针反应，考察了壳聚糖对负载型Ni-B非晶态合金催化剂催化性质的影响，讨论了壳聚糖用量及水溶性壳聚糖的相对分子质量对催化剂性质的影响．结果表明，壳聚糖介质的引入能够提高活性组分的分散度，减小活性组分的粒径，从而明显提高了催化剂的催化加氢活性．当壳聚糖在载体表面形成单层分散时催化剂活性最高．分子质量相对较低的水溶性壳聚糖有利于生成粒径小、分散性好和催化活性高的Ni—B非晶态合金催化剂．     

漆原镍催化剂用于硝基化合物催化加氢

采用锌粉还原氯化镍制备了漆原镍催化剂,并将其用于催化间二硝基苯加氢制间苯二胺和2,5-二氯硝基苯加氢制2,5-二氯苯胺反应.运用X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱和透射电子显微镜等技术对催化剂进行了表征.考察了锌粉、展开剂和制备温度对催化剂活性的影响,以及压力、溶剂等对加氢反应速率的影响,确定了适宜的催化剂制备条件.结果表明,在间二硝基苯和2,5-二氯硝基苯加氢反应中,漆原镍催化剂表现出很高的活性和选择性,在乙醇溶剂中加入适量的水能够大大提高反应速率,适量的脱氯抑制剂能够有效加快2,5-二氯硝基苯加氢速率并提高2,5-二氯苯胺选择性.漆原镍催化剂重复使用5次后其性能基本保持不变.     

稀土在聚合物负载铂催化氢化氯代硝基苯反应中的作用研究

研究了稀土元素对高分子负载Pt催化剂催化氢化氯代硝基苯反应的影响. 结果表明 稀土元素的存在抑制了氯代硝基苯加氢反应活性, 对产物氯代苯胺的选择性有不同程度的提高; 碱NaOH存在时, PVP-Pr-Pt给出了90.8%的邻氯苯胺选择性, 使用PVP-La-Pt时得到97.2%的间氯苯胺选择性, PVP-Ce-Pt催化体系获得了98.2%的对氯苯胺选择性.     

基于氮掺杂多孔炭的加氢催化剂的理性设计

选择性加氢反应是化学化工领域中最具挑战性的反应之一.针对选择性加氢反应来设计具有工业应用价值的负载型纳米催化剂一直是学术界和工业界的研究热点与难点.载体是负载型催化剂的重要组成部分,在不同类型的载体中,炭载体因其来源广、成本低、耐酸碱、具有高比表面积而被广泛采用.但是,由于炭材料本身相对惰性,炭与负载的金属之间相互作用较弱;此外,碳前驱体的种类甚至产地对炭载体性能影响也非常大,导致催化剂活性及稳定性难以满足工业要求,从而严重限制了炭负载型催化剂的发展.近年来,氮掺杂炭由于其独特的性质受到了广泛的关注,大量的研究证实氮原子的掺入有助于提高炭负载型纳米催化剂的催化效率.本文将重点关注氮掺杂多孔炭负载型催化剂在选择性加氢反应中的应用;最后,将讨论并展望如何基于氮掺杂炭理性设计新型负载型纳米金属催化剂.氮掺杂炭材料中的氮主要可分为石墨氮、吡啶氮、吡咯氮和氨基氮.氮的引入一方面可改变炭材料的局域电子密度,引发电子在载体与活性组分之间的重新分配,电子转移的方向和程度可通过氮掺杂形式(如吡啶型或石墨型氮等)及浓度进行调节,从而实现对活性组分电子结构的调控;另一方面,提供了孤对电子用于形成氢键网络,从而调节了催化剂的亲水性,改善了催化剂在反应体系中的分散性.而且丰富的氮物种可为活性组分提供了稳定的锚定位点,从而提高了活性组分在炭载体上的分散度和稳定性.此外,部分氮物种为催化剂提供了碱性位点,可作为固体碱参与反应,丰富了氮掺杂炭负载型催化剂的应用范围.本文将氮掺杂炭负载型催化剂分为以下四种类型:传统负载型、包覆型、镶嵌型以及单原子催化剂.传统负载型催化剂即以氮掺杂炭材料为载体,采用浸渍法或液相还原法等将活性组分负载其上,该类型催化剂已经被广泛研究和使用.对于包覆型和镶嵌型催化剂,其金属和载体间的相互作用要强于传统炭负载型催化剂,这种强相互作用可有效提升催化剂稳定性,更能使某些高活性亚稳相稳定存在,进而大幅增强催化性能.但是炭层的过度包覆会导致暴露的金属活性位点减少,进而影响催化剂的性能.最近,炭负载型单原子催化剂得到迅速发展,它有着独特的配位环境和微观结构,众多单原子催化剂(如镍、钌、金等)已在选择性加氢反应中展现出优异的催化性能,且在某些反应中表现出独特的选择性.最后,本文讨论了氮掺杂炭负载型加氢催化剂未来的发展方向.原始生物质是氮掺杂炭的理想原料,且制备过程应尽量避免模板剂的使用.丰富氮掺杂炭材料的形貌和微观结构,以应对不同的反应需求是今后的重点发展方向.贵金属催化剂拥有优异的催化性能,如何提升其稳定性是急需解决的问题.非贵金属催化剂的活性相对较低,多组分协同催化是提升其性能的有效方法,进一步的工业应用也值得期待.不含金属的氮掺杂炭直接催化加氢反应需要极为苛刻的反应条件,其工业应用前景相对较低.     

碳纳米管负载Pt-Sn-B非晶态催化剂催化氯代硝基苯

 用浸渍-化学还原法制备了碳纳米管负载的Pt-Sn-B非晶态催化剂,并采用透射电子显微镜、X射线衍射、选区电子衍射、X射线能谱等表征手段研究了催化剂在碳纳米管表面的存在状态、组成及其非晶性质. 将此催化剂用于三种氯代硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明该催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能. 在不添加脱卤抑制剂的情况下,三种氯代硝基苯的转化率均高于99.8%,脱卤率小于1.9%. 而将通用加氢催化剂用于相同的反应时,产物的脱卤率均高于8%. 碳纳米管的特殊结构与表面金属的非晶性质是影响氯代硝基苯加氢性能的主要因素. 讨论了碳纳米管与表面非晶态金属的作用规律及其与催化加氢性能的关系.     

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能;非晶态合金催化剂     

以次磷酸钠为还原剂化学镀铜的电化学研究

通过电化学方法研究了以次磷酸钠为还原剂, 柠檬酸钠为络合剂的化学镀铜体系. 应用线性扫描伏安法, 检测了温度、pH值、镍离子含量对次磷酸钠阳极氧化和铜离子阴极还原的影响. 结果表明, 升高温度能够加速阳极氧化与阴极还原过程; pH值的提高可促进次磷酸钠氧化, 但抑制铜离子还原; 镍离子的存在不仅对次磷酸钠的氧化有强烈的催化作用, 而且与铜共沉积形成合金. 该合金有催化活性, 使化学镀铜反应得以持续进行.     

化学镀技术在超大规模集成电路互连线制造过程的应用

总结自大马士革铜工艺建立以来,电化学工作者利用化学镀技术围绕该工艺而开展的一系列相关研究,介绍了应用化学镀沉积镍三元合金防扩散层和化学镀铜种子层的研究以及离子束沉积法(Ion ized C lus-ter Beam,ICB)形成Pd催化层后的化学镀铜技术和超级化学镀铜方法.简要叙述化学镀铜技术在超大规模集成电路中的应用,总结化学镀铜技术的研究进展,并指出了今后的发展方向.     

Structured Catalysts Prepared by Electroless Plating Technique onto a Metal Substrate, for a Wall-Type Hydrogen Production System

This article reviews our works on the structured catalysts for a wall-type hydrogen production system including methanol steam reforming (MSR), CO shift reaction (CO SR) and methanol decomposition (MD). The structured catalysts were copper-based, palladium-based and nickel-based catalysts. Such a series of structured catalysts were prepared by the electroless plating technique that is a novel method for preparing a structured type catalyst onto a metal-substrate. The copper-based catalyst exhibited high performance for MSR and CO SR, the palladium-based catalyst high for MSR, and the nickel-based catalyst high for MD. The catalytic properties of these catalysts were affected by the difference of the plating condition and the pretreatment condition prior to the reaction. In the copper-based catalyst, the reforming and shift activities were enhanced by the oxidation treatment. One of the factors of such activity enhancement by the oxidation was thought to be in close proximity existence of copper and zinc atoms. A lot of monodentate-type formate species having high reactivity was formed on the oxidized catalyst, which would be correlated to the activity enhancement. In the palladium-based catalyst, the reforming activity was improved by the continuous reduction treatment followed by the oxidation. Such continuous pretreatment formed the PdZn alloy species thought to be a reforming site in the surface layer. The decomposition performance of the nickel-based catalyst depended on the ratio of the crystallite size of nickel particles to that of aluminum particles. The electronic influence of zinc and phosphorous components incorporated in the plated layer contributed to the improvement of the selectivity of product.     

低温低内应力化学镀镍工艺的研究

化学镀广泛应用于非金属的电镀、电铸前的施加导电层。化学镀沉积层质量与其在零件上的附着力有着密切的关系 ,重视对化学镀沉积层内应力的研究 ,开发一个低温、低内应力的化学镀镍工艺 ,对于化学镀沉积层的推广应用有着十分重要的意义。本文采用正交实验方法对低温、低内应力化学镀镍工艺进行了系统研究 ,开发出了一个低温、低内应力的化学镀镍工艺。在实验过程中发现沉积层内应力同其在零件上的结合力具有密切关系并对其进行了初步探讨。1　实验方法1 1　正交实验根据探索性实验结果分析 ,影响化学镀镍层内应力σ和沉积层速率ｒ的主要因…     

Influence of electroless nickel plating of hydrogen-absorbing alloys on cycle characteristics of nickel-metal hydride batteries

The effects of electroless nickel plating of a hydrogen-absorbing alloy on the cycle characteristics of a nickel-metal hydride battery were investigated. The cycle life was improved by employing an electroless nickel-plated hydrogen-absorbing alloy for the negative electrode, which retained the same high-rate level and low-temperature characteristics compared to a cell using a non-plated hydrogen-absorbing alloy. The electroless nickel-plated hydrogen-absorbing alloy provided better electrochemical characteristics when its surface was partly and tightly covered by nickel particles under optimal electroless plating conditions.     

化学镀镍诱发过程的研究 I:金属催化活性的鉴别和反应机理

Electroless plating is known to be an autocatalytic process. For the reaction to start, the substrate metall should be either catalytic or activated by a suitable catalyst. For example, steel and nickel can be plated directly, but in the case of copper or brass, catalytic metal inducing is need. In this paper, the catalytic activity of different metals and their inducing effects were in vestigated by measuring stationary potentials nd stationary potential-time curves. Experimental results showed: (1) The stationary potential of metal provides a simple parameter to estimate the catalytic activity of metals in electroless nickeling. When 1-hydroxyethylidenediphosphonic acid (HEDP) aelectroless nickeling bath containing NaH2PO2 as reducing agent is used, electrolessnickeling may proceed spontaneously, if the stationary potential of metal is more nagative than -0.60V, no matter whether nickel (autocatalytic active) or other metals(non-autocatalytic active) is used as substrate. (2)When an autocatalytic meta is in contact with the substrate metal in the bath, a sudden decrease of stationary potential is observed. The whole inducing process could be finished within 0.5-2 sec. (3) The stationary potential of electroless nickeling coating in HEDP bath at 80`C is-0.72V, consequently nickel coating itself is a catalytic active metal. Once an electroless nickeling coating is deposited on a substrate metal, electroless nickeling reaction can then proceed continuously. (4) The sufficient conditions of electroless nickeling in HEDP bath containing NaH2PO2 are that the stationary potential of substrate metal must be more nagative than -0.60V and that the temperature of electroless nickeling bath should be higher than 50`C. (5) Inducing mechanism of electroless nickeling can be explained with chemical cell consisting of substrate metal and catalytic metal. Electrons from catalytic metal would suddenly decrease the stationary potential of substrate metal, H+ and Ni2+ complex ion would be reduced on the substrate me     

粉末化学镀负载型NiB/MgO非晶态合金及其加氢催化性能

粉末化学镀负载型NiB/MgO非晶态合金及其加氢催化性能;NiB/MgO;非晶态合金;粉末化学镀;环丁烯砜加氢     

自组装技术在电磁屏蔽织物加工中的应用

尼龙织物经功能性高分子壳聚糖(CS)预处理后,应用分子自组装技术于其表面自组装钯膜(镀镍前活化).该膜钯微粒为纳米级,比表面较大,催化活性较高.将成膜后的织物化学镀镍磷合金,即可得到屏蔽性能优异的电磁屏蔽织物.正交试验及单因素试验得出CS预处理的最佳工艺条件.SPM、SEM表征活化前后及施镀前后织物表面的形态变化.根据Schelkunoff理论,计算织物的电磁辐射屏蔽效能,其值高于30 dB,相当于屏蔽掉了96.0%以上的电磁波.     

碳纳米管表面的无钯活化化学镀镍研究

本文提出碳纳米管表面无钯活化的化学镀镍方法.碳纳米管经硝酸氧化和碱中和后表面生成羧基,利用羧基吸附镍离子,之后吸附的镍离子被化学还原为镍的纳米微粒并成为化学镀镍的催化活性中心.红外吸收光谱和电子显微镜观察等证实了上述活化过程的机理.实验表明,新的活化方法对碳纳米管表面化学镀是切实可行的,文中同时对化学沉积层的不同形貌进行讨论.