微量Li助剂对Co/AC催化剂合成高碳醇性能的影响

采用等体积浸渍法制备了含微量Li 的15Co_xLi/AC 催化剂,考察了微量Li 助剂对15Co/AC催化剂上CO加氢合成高碳醇性能的影响. 采用X射线衍射、程序升温还原和程序升温表面反应技术对15Co_xLi/AC 催化剂进行了表征,结果表明,微量Li 的添加可以提高催化剂上CO加氢活性、生成C₅₊烃的选择性、合成醇的选择性以及高碳醇的分布. 这主要是由于微量Li 助剂与Co物种形成了弱相互作用,促进了催化剂Co物种的分散,形成较小Co晶粒,促进了Co₂C的形成.     

预处理气氛对CuO/CeO2/γ-Al2O3催化剂表面性质及“NO+CO”反应性能的影响

用不同的预处理气氛制备了CeO₂/γ-Al₂O₃载体以调节表面Ce的价态,并以Cu(CH₃COO)₂为前驱体制备了CuCeAl催化剂。XRD和H₂-TPR的结果表明在还原气氛下处理的CeO₂/γ-Al₂O₃载体具有更多的活性氧原子,因此相应的CuCeAl催化剂表面有更多分散态的Cu²⁺/Cu⁺物种。NO+CO反应的结果表明分散态的Cu²⁺/Cu⁺是NO转化的活性物质,而Cu⁰在低温下具有较好的N₂选择性。因此,同时含有分散态Cu²⁺/Cu⁺和少量晶相Cu⁰的催化剂具有最好的催化性能。     

Cu的负载方法对CuSAPO-34脱除柴油车尾气中NOx的影响

采用X射线衍射、扫描电镜、原子吸收、程序升温还原、X射线吸收近边吸收谱、X射线光电子能谱、氮吸附等手段对水热合成(HS)、等体积浸渍(PVI)与离子交换(IE)法制备的CuSAPO-34样品进行了表征,并评价了老化前后催化剂上C₃H₆-SCR与NH₃-SCR脱除模拟柴油车尾气中NO_x的反应活性.结果表明,IE法制得的催化剂活性最高,尤其在C₃H₆-SCR低温阶段;PVI法制得的催化剂活性最差.制备方法影响CuSAPO-34催化剂的比表面积、孔径分布和活性组分价态从而改变其催化活性.各催化剂均存在Cu⁺和Cu²⁺,但比例明显不同.HS样品以Cu²⁺为主,另两种样品则含较多的Cu⁺.老化不仅部分破坏了分子筛的形貌、降低了分子筛的比表面积,尤其是表面Cu含量,而且有部分Cu生成了CuSO₄,使得老化后催化剂的脱硝活性降低.PVI法制得的催化剂老化后活性下降幅度最小,表明该分子筛抗老化能力较强.     

KCl对Cu-K-La/γ-Al2O3催化剂上HCl氧化反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂,考察了KCl对该催化剂催化HCl氧化制Cl₂反应性能的影响. 当KCl的负载量为5 wt%时,Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化活性和稳定性,可在较大的原料气空速变化范围内使用. 在0.1 MPa,360 ℃,空速450 L/（kg-cat·h）和HCl/O₂摩尔比为2：1的反应条件下,Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂上HCl转化率在100 h内保持85%以上. 表征结果表明,Cu,K和La物种均高度分散于γ-Al₂O₃载体表面;一定量KCl的加入可降低Cu²⁺ → Cu⁺的还原温度,从而提高Cu²⁺活性中心的催化活性.     

富氧条件下Co/ZSM-5催化剂对C3H8选择还原NOx的性能

采用多种物理化学手段研究了在模拟的轻型柴油车尾气中不同Co担载量及Cu掺杂的Co/ZSM-5催化剂的Co组分分散状态、可还原性、NO吸附脱附性质对C₃H₈选择性催化还原NO_x性能的影响。结果表明,浸渍法制备的Co/ZSM-5催化剂上既有外表面上的Co³⁺和Co²⁺物种,也有孔内的Co²⁺离子。富氧条件下Co/ZSM-5催化剂上C₃H₈选择性催化还原NO_x的活性主要与ZSM-5载体孔外表面分散的CoO_x物种中的钴离子可还原能力和NO吸附脱附性能密切相关。Co/ZSM-5催化剂上适宜的Co担载量约为4.0wt%,低担载量时随Co担载量增加,表面CoO_x物种中钴离子可还原能力增强,C₃H₈选择性催化还原NO_x的低温转化活性增加;高担载量时,随Co担载量增加,单位Co离子的NO吸附量的减少以及催化剂表面活性中心数的减少,导致了Co/ZSM-5催化剂NO_x的转化率和催化剂比速率（k）的下降。孔外表面Co₃O₄晶体的存在使催化剂表面产生较强的NO吸附,并在高温时有利于C₃H₈的氧化燃烧,使C₃H₈选择性催化还原NO_x的活性降低。     

钴纳米粒子催化水相费托合成

水相费托合成可以在远低于传统温度下实现,其低温高效的特点使其具有重要的应用潜力. 本文制备了水相稳定且可循环利用的Co纳米粒子并应用于水相费托反应,150℃下活性为7.4×10^-7mol_CO g_Co^-1 s^-1,C₅₊选择性接近40%,是目前纯钴水相费托合成的最好结果,而其它方法合成的催化剂在150℃时活性低下. 对催化剂进行了粒径、结构、成分测定和原位红外光谱检测,研究了催化剂在反应中的重构过程和B掺杂效应.     

Fe（C5H4-CH2-Trp-OMe）2的合成、晶体结构及金属离子识别性能

摘要： 以优化的两步一锅反应法合成了生物金属有机化合物Fe（C₅H₄-CH₂-Trp-OMe）₂（FcL）,通过NMR、HRMS及IR等对其结构进行了表征,利用X射线单晶衍射测定了分子结构。循环伏安法研究表明FcL在0.00~0.90 V电位范围内,给出一稳定的、形态良好的氧化还原峰,这归于化合物中Fc/Fc⁺电对的氧化还原过程。电化学金属离子识别研究显示FcL在过渡金属离子Zn²⁺和Cu²⁺的存在下,导致了配体Fc/Fc⁺式量电位的显著阳极移动,其△E^0''对Zn²⁺和Cu²⁺分别为342和335 mV,表明了FcL对Zn²⁺和Cu²⁺具有良好的识别能力。     

水杨醛缩L-天冬氨酸过渡金属配合物的合成及表征

合成了新的水杨醛天冬氨酸席夫碱配体及其铜、锌、钴、镍配合物,并利用元素分析、摩尔电导、热分析、红外光谱、电子光谱及顺磁共振等手段进行表征,确定配合物的化学组成为K［ML］·nH₂O,式中L=C₁₁H₇NO, M=Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺,相应地n=2、2、3、7/2。     

以[M(DETA)2)]n+(M=Cu2+, Ni2+, Co3+)为客体的MnPS3夹层化合物的合成、结构表征与磁性研究

将过渡金属配合物阳离子([M(DETA)₂]ⁿ⁺(M=Cu²⁺,Ni²⁺,Co³⁺;DETA=Diethylenetriamine,二乙烯三胺)作为客体插入层状MnPS₃层间得到了相应的3个夹层化合物。通过X-射线粉末衍射、元素分析和红外光谱对夹层化合物的结构进行了表征。结果表明,与主体MnPS₃ 0.65 nm的层间距相比较,夹层化合物(Mn_0.88PS₃[Cu(DETA)₂]_0.12)的层间距扩大了0.32 nm,由此推测客体[Cu(DETA)₂]²⁺在层间以平面四方的配位形式存在,而另2个夹层化合物(Mn_0.79PS₃[Ni(DETA)₂]_0.21和Mn_0.74PS₃[Co(DETA)₂]_0.17)的层间距扩大了0.48 nm,说明客体[(M(DETA)₂]ⁿ⁺,M=Co³⁺,Ni²⁺) 在主体层间以八面体配位形式存在。磁性测试结果表明过渡金属离子[(M(DETA)₂]ⁿ⁺(M=Cu²⁺,Co³⁺)的插入能引起主体MnPS₃的磁性在35~40 K发生由顺磁向亚铁磁性的转变并表现自发磁化,而客体[Ni(DETA)₂]²⁺却使夹层化合物的反铁磁相互作用增强,抑制了自发磁化的发生。     

气相中Co+催化N2O与C2H6循环反应催化剂活性的理论研究

采用密度泛函理论UB3LYP方法对Co⁺在三重态及五重态势能面上催化N₂O与C₂H₆进行循环反应的两态反应机理进行了研究. 运用Harvery方法优化了两自旋态势能面5个最低能量交叉点（MECP）,计算了MECP处自旋-轨道耦合作用. 采用Landau-Zener公式计算了自旋翻转处的系间窜越几率,各MECP处均可发生有效系间窜越. 通过应用Kozuch提出的能量跨度模型,Co⁺催化N₂O与C₂H₆在298K下反应生成CH₃CHO时有最大的TOF值3.35×10^-21 s^-1.     

表面活性剂修饰的CuCoMn催化剂催化合成低碳醇

分别采用阳离子（十六烷基三甲基溴化铵,CTAB）、阴离子（十二烷基硫酸钠,SDS）、非离子（三嵌段共聚物,P123）三种不同类型的表面活性剂对CuCoMn基催化剂进行改性,利用N2吸脱附、XRD、XPS、IR手段表征了催化剂的微观结构．在生物质基合成气合成高醇中的应用研究结果表明,SDS修饰的CuCoMn催化剂表现出较高的CO转化率（29．7％）,而CTAB修饰的CuCoMn催化剂具有优良的高醇选择性（41．2％）．同时,三种表面活性剂修饰的催化剂均不同程度地提高了高醇产率及其在醇产物中的比例．由于CTAB修饰的催化剂具有孔径最大、形成的CuCoMnO4尖晶石结构结晶度最高、表面金属原子趋于低价态等特点,这些性质与其良好的高醇合成反应性能有关．在金属沉淀阶段加入CTAB得到的催化剂有利于形成高醇产物．     

沉淀方法对FeMnCu/ZnO合成低碳醇催化剂性能的影响

以分步连续沉淀法和共沉淀法制备了一系列FeMnCu/ZnO复合氧化物合成低碳醇催化剂，对其CO加氢合成低碳混合醇的反应性能进行了考察，并用ICP、XRD、BET、H2-TPR对其结构进行了表征。结果表明，沉淀方法不同对催化剂的催化性能有较大的影响。在T503K、P=8.0MPa，GHSV=8000h－1，H2/CO＝2(体积比)的条件下, 分步沉淀法制备的FeMnCu/ZnO催化剂醇的收率和C2+OH的质量分数均高于共沉淀法制备的催化剂。其中“Fe atop Cu”催化剂醇的收率最高，达到0.26g/mLcat·h，同时“Fe atop Cu”催化剂C2+OH的质量分数也最高，可达31.72%。XRD研究表明，分步沉淀法制备的催化剂促进了CuO和ZnO的分散，提高了催化剂的催化性能。BET测试结果表明，分步沉淀法有扩孔的作用，有利于长链醇的生成。TPR研究发现，共沉淀法制备的催化剂Cu物种较难还原，这是共沉淀催化剂合成醇性能较低的原因之一。     

超临界相由合成气合成低碳醇的研究

选择有代表性的Ｃｕ－Ｃｏ,Ｚｎ－Ｃｒ和ＺＲ－Ｍｎ体系为催化剂,研究了超临界条件下由合成气 民低碳醇的规律及提高产物中Ｃ２＋ＯＨ含量的可能性。结果表明,三种催化剂上超临界相合成醇反应的ＣＯ转化率都比气相合成醇反应的高。Ｃｕ－Ｃｏ催化剂上超临界相合成反应的醇选择性低于气相合成者,但合成醇的产物与气相合成的相同,且均符合Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ分布。Ｚｎ－Ｃｒ和Ｚｒ－Ｍｎ催化剂上的产物分布不符合Ｓｃｈｕ     

Production of Mixed Alcohols from Bio-syngas over Mo-based Catalyst

A series of Mo-based catalysts prepared by sol-gel method using citric acid as complexant were successfully applied in the high effcient production of mixed alcohols from bio-syngas, derived from the biomass gasification. The Cu₁Co₁Fe₁Mo₁Zn_0.5-6%K catalyst exhibited a higher activity on the space-time yield of mixed alcohols, compared with the other Mo-based catalysts. The carbon conversion significantly increases with rising temperature below 340 oC, but the alcohol selectivity has an opposite trend. The maximum mixed alcohols yield derived from biomass gasification is 494.8 g/(kg_catal·h) with the C2⁺ (C2-C6 higher alcohols) alcohols of 80.4% under the tested conditions. The alcohol distributions are con-sistent with the Schulz-Flory plots, except methanol. In the alcohols products, the C2⁺ alcohols (higher alcohols) dominate with a weight ratio of 70%-85%. The Mo-based cata-lysts have been characterized by X-ray diffraction and N2 adsorption/desorption. The clean bio-fules of mixed alcohols derived from bio-syngas with higher octane values could be used as transportation fuels or petrol additives.     

Cu含量对以水滑石为前驱体的Cu/Co/Mn/Al催化剂高级醇合成性能的影响

A series of Cu/Co/Mn/Al catalysts derived from hydrotalcite precursors with different Cu/Co molar ratios (0, 0.1, 0.5, 1.0, and 2.0) were prepared and used for the synthesis of higher alcohols from syngas. N₂ physical adsorption desorption, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), hydrogen temperature-programmed reduction (H₂-TPR), thermogravimetry (TG), and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) techniques were employed to investigate the physical and chemical properties of the Cu/Co/Mn/Al catalysts. The results show that the optimum Cu content can increase specific surface area, improve reducibility, and form regular layered structure to provide more uniform distribution of active sites, thereby enhancing catalytic activity and alcohol selectivity. When the Cu/Co molar ratio was 0.5, the yield of alcohol and the alcohol selectivity reached the maximum values of 0.071 g·g^-1·h^-1 and 35.9%, respectively.     

Higher alcohol synthesis over Cu-Fe composite oxides with high selectivity to C2+OH

Cu-Fe composite oxides were prepared by co-precipitation method and tested for higher alcohol synthesis from syngas. The selectivity to C₂₊OH and C₆₊OH in alcohol distribution was very high while the methane product fraction in hydrocarbon distribution was rather low, demonstrating a promising potential in higher alcohols synthesis from syngas. The distribution of alcohols and hydrocarbons approximately obeyed Anderson-Schulz-Flory distribution with similar chain growth probability, indicating alcohols and hydrocarbons derived from the same intermediates. The effects of Cu/Fe molar ratio, reaction temperature and gas hourly space velocity (GHSV) on catalytic performance were studied in detail. The sample with a Cu/Fe molar ratio of 10/1 exhibited the best catalytic performance. Higher reaction temperature accelerated water-gas-shift reaction and led to lower total alcohols selectivity. GHSV showed great effect on catalytic performance and higher GHSV increased the total alcohol selectivity, indicating there existed visible dehydration reaction of alcohol into hydrocarbon.     

铜纳米粒子负载于钴纳米片的双金属催化剂催化CO选择性加氢

使用赖氨酸作为表面活性剂模板, 合成了Cu纳米粒子负载于Co纳米片的双金属催化剂Cu/Co. 与常规的Cu-Co双金属纳米颗粒催化剂相比, Cu/Co催化剂对CO选择性加氢反应表现出特殊的结构效应, 提高了CO转化率和高级醇选择性, 降低了甲烷选择性. Cu/Co催化剂中, Cu(111)面与Co(100)面相互作用的功能化界面有利于深入研究金属-金属的相互作用. 这种双金属催化剂可以将模型催化剂和现实催化应用联系起来, 将有助于获得对合成气转化制高级醇反应机理的本质认识.     

低温等离子体制备低碳醇合成用KNiMo基催化剂及其结构性能表征

采用低温等离子体法在温和条件下制备了低碳醇合成（HAS）用的高性能KNiMo基催化剂,利用XRD、氮吸附、TEM、H₂-TPD、CO-TPD和原位CO吸附DRIFTS等技术对其进行了表征。结果表明,与传统的热法制备相比,低温等离子体法不仅缩短了制备时间,而且得到的KNiMo基催化剂层数少、粒径小、分散度高,有利于形成更薄和更短的片层,并暴露大量位于边、角位的催化活性位,促进CO转化和醇的形成,表现出优异的低碳醇合成催化性能。其中,采用低温等离子体直接制备的KNiMo-DPS催化剂,在5 MPa、350℃、空速为5000 h^-1的反应条件下,CO转化率达到32.3%,总醇选择性为75.1%,总醇中C₂₊醇的选择性为65.2%。     

改良铜钴催化剂体系上由合成气制混合醇的研究

在铜钴基催化剂体系上，由合成气制备混合醇的反应在６．０ＭＰａ的条件下进行．双活性组分体系中铜和钴是以强相互作用状态而共存的，分子探针实验表明，铜和钴的并存对于确保醇的碳链增长是重要的，助剂ＭｏＯ_ｘ的加入显著提高了Ｌａ_２Ｚｒ_２Ｏ_７担载的铜钴基催化剂Ｃｏ／ＣｕＬＺ的活性和选择性，其作用主要表现为通过氢的可逆溢流效应而改善了体系的氢化性能，和增大了ＣＯ的插入反应能力。在改良催化剂体系上，获得了５３％的醇选择性和１４７ｇ／Ｋｇｃａｔ／ｈ的混合醇产率，内含３３％的高级醇。     

碳纳米管担载CuCoCe催化剂催化合成气制低碳醇的性能

以碳纳米管为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列Cu Co Ce催化剂,考察了碳纳米管长度及羧基官能团对该系列催化剂催化合成气制低碳醇反应性能的影响;采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了结构和性能表征.实验结果表明,以含有羧基官能团的、长度为0.5~2μm的碳纳米管为载体时,催化剂的低碳醇时空收率最高,达到783.72mg·gcat-1·h-1,醇产物中C2+醇选择性达到82.71%.研究结果表明,短纳米管有利于活性金属进入碳纳米管内部,并促使活性组分分散均匀,这对CO转化率和低碳醇时空收率的提高有显著作用;碳纳米管上羧基官能团的存在促进了金属与金属、金属与载体之间的相互作用,从而使醇产物中C2+醇选择性明显提高.