CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂是CH4积碳和CO2消碳性能的影响

采用脉冲微反技术研究了添加CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响，并用BET，TGA，XPS及CO2－TPSR等技术对催化剂进行了表征。结果表明，添加CeO2可以提高活性原子Ni^0中d电子的密度；Ni^0原子中d电子密度的增加在一定程度上凶制了CH4分子中C－H键σ电子向d轨道的迁移，降低了CH4裂解积碳性能；同时加强了Ni^0原子d轨道向CO2空反馈π轨道的电子迁移，促进了CO2分子的活化，提高了CO2的消碳活性。助剂Co3O4的添加则促进CH4的裂解积碳，抑制了CO2的消碳。分析表明，活性金属与半导体助剂之间存在的金属－半导体要互作用是影响这种机制的主要因素。     

CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响

采用脉冲微反技术研究了添加CeO2和Co3O4助剂对镍基催化剂上CH4积碳和CO2消碳性能的影响,并用BET,TGA,XPS及CO2-TPSR等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,添加CeO2可以提高活性原子Ni0中d电子的密度; Ni0原子中d电子密度的增加在一定程度上抑制了CH4分子中C-H键σ电子向d轨道的迁移,降低了CH4裂解积碳性能; 同时加强了Ni0原子d轨道向CO2空反键π轨道的电子迁移,促进了CO2分子的活化,提高了CO2的消碳活性. 助剂Co3O4的添加则促进CH4的裂解积碳,抑制了CO2的消碳.分析表明,活性金属与半导体助剂之间存在的金属-半导体相互作用是影响这种机制的主要因素.     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2 TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明, n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni Ce Pd/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2-TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明,n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ-Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni-Ce-Pd/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

Ni基催化剂上CH4、C2H6和C2H4的裂解积炭性能

采用脉冲微反技术研究了添加半导体氧化物对Ni基催化剂上CH4、C2H6和C2H4的裂解积炭反应特性的影响。结果表明,n型半导体CeO2的添加降低了CH4和C2H6的积炭活性,而p型半导体Co3O4的添加则加速CH4和C2H6的裂解积炭;而对于与CH4和C2H6活化机制不同的C2H4分子的活化,上述影响机制正好相反,n型半导体CeO2的添加促进C2H4的裂解积炭反应,而p型半导体Co3O4的添加则抑制C2H4的裂解积炭反应。XPS分析表明,活性金属Ni与半导体氧化物之间存在的金属 半导体相互作用是这种影响机制的主要因素。     

天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究: 稀土助剂的作用

 研究了稀土氧化物（CeO2和La2O3）改性的镍基催化剂中助剂的\r\n作用，并考察了催化剂对天然气－二氧化碳－水蒸气－氧转化制合成气\r\n反应的活性．结果表明，La2O3改性的镍基催化剂具有较高的CH4转化率\r\n和H2选择性；经CeO2改性的镍基催化剂具有较高的CO选择性．量子化学\r\n计算和XRD研究结果表明，La2O3助剂的加入，可使还原后催化剂表面N\r\ni（111）晶面衍射峰的强度减小，较好地符合吸附活化CH4分子的“尺\r\n寸效应”和能量要求．添加CeO2助剂的催化剂，其Ni（111）晶面衍射\r\n峰强度较大，而Ni（110）晶面含量最小，不利于CH4的离解．同时，助\r\n剂RE2O3（尤其是CeO2）和MgO提高了Ni的d电子密度，因而一定程度上\r\n加强了Nid电子向CO2空反键π轨道的迁移，促进CO2分子的活化，提高\r\n其消碳活性．     

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。     

甲烷在稀土助剂修饰的Ni/α-Al2O3催化剂上的解离

采用脉冲－色谱法，考察了甲烷在La2O3、CeO2修饰的Ni/α-Al2O3催化剂上的解离，并用TPR、XRD等方法对催化剂进行了表征。结果表明，添加La2O3，能促进甲烷的解离，并可使解离产生的碳保持较高的活性；CeO2的添加对甲烷的解离积炭有一定的抑制作用；La2O3和CeO2均能抑制镍晶粒的聚集。甲烷在Ni基催化剂上的解离，具有一定的结构敏感性。     

CH4,CO2和O2制合成气反应中载体对催化剂抗积炭性能的影响

在CH4,CO2 和O2 催化氧化制合成气反应中 ,积炭是催化剂活性减弱的一个重要因素 .通过向Ni/Al2 O3 添加各种氧化物后 ,催化剂的抗积炭性能得到了提高 .实验结果表明 ,催化剂的抗积炭顺序为 :Ni/CaO Al2 O3 >Ni/MgO Al2 O3 >Ni/TiO2 Al2 O3>Ni/CeO2 Al2 O3 >Ni/La2 O3 Al2 O3 >Ni/Y2 O3 Al2 O3 >Ni/Fe2 O3 Al2 O3 >Ni/Al2 O3 ,并通过CO2 TPD ,O2 TPD ,XPS等方法对催化剂进行表征 ,讨论了抗积炭顺序与催化剂性能的关系 .     

金属-载体相互作用对CH4/CO2重整反应中Rh基催化剂抗积炭性能的影响

考察了Rh/Al2O3,Rh/SiO2和Rh/CeO2催化剂上金属-载体间相互作用对CH4/CO2重整反应抗积炭性能的影响,并与反应前后催化剂的程序升温还原和程序升温氧化(TPO)测试结果相关联.实验发现,Rh与Al2O3和SiO2载体间的相互作用越强,催化剂还原后Rh的分散度越高,晶粒越小,高分散的Rh表面生成的碳物种CHx越多,其作为活泼的反应中间体越易与CO2反应生成CO和H2.而游离态的Rh还原后晶粒较大,生成的碳物种与CO2反应能力较低,从而导致催化剂失活.TPO和CO2脉冲实验结果表明,反应过程中Rh/CeO2催化剂上反应生成的CHx物种比Rh/Al2O3和Rh/SiO2上的CHx物种更活泼.同时由于Rh-CeO2间独特的相互作用,部分CeO2还原后生成CeO2-x和氧空位,促进CO2分子的活化解离,导致生成的表面氧容易与CHx反应,从而抑制催化剂积炭.     

Organic Additive-derived Films on Cu Electrodes Promote Electrochemical CO2 Reduction to C2+ Products Under Strongly Acidic Conditions

Electrochemical CO₂ reduction (CO₂R) at low pH is desired for high CO₂ utilization; the competing hydrogen evolution reaction (HER) remains a challenge. High alkali cation concentration at a high operating current density has recently been used to promote electrochemical CO₂R at low pH. Herein we report an alternative approach to selective CO₂R (>70 % Faradaic efficiency for C₂₊ products, FE_C2+) at low pH (pH 2; H₃PO₄/KH₂PO₄) and low potassium concentration ([K⁺]=0.1 M) using organic film-modified polycrystalline copper (Modified-Cu). Such an electrode effectively mitigates HER due to attenuated proton transport. Modified-Cu still achieves high FE_C2+ (45 % with Cu foil /55 % with Cu GDE) under 1.0 M H₃PO₄ (pH≈1) at low [K⁺] (0.1 M), even at low operating current, conditions where HER can otherwise dominate.     

大气颗粒物对CS2催化氧化反应动力学研究

使用FTIR, XPS, BET, TG-DTG-DTA及原位XRD等方法研究了二硫化碳(CS2)在大气颗粒物表面多相催化反应历程及硫物种的转化过程. 结果表明, 在常温下, CS2能与大气颗粒物反应, 主要产物有羰基硫(COS)和正交α-S8, 少量硫物种被深度氧化, 在大气颗粒物表面形成正六价态硫. 反应体系中当氧气过量时, CS2在大气颗粒物表面多相催化反应遵循假二级反应动力学规律. 在296 K下, 该反应的表观速率常数为6.98×10-22 cm3*mol-1*s-1, 表观活化能为34.6 kJ/mol, 揭示了大气颗粒物具有消除CS2的重要作用以及深度氧化使颗粒物表面形成SO2-4的现象.     

CO_2在Cu-Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂上的吸附与反应

采用表面反应改性法 ,制备了 Zr O2 - Si O2 (Zr Si O)表面复合物 ;用等体积浸渍法制备了 Zr Si O担载的 Cu-Ni双金属催化剂 .用 IR和 TPD技术 ,研究了 CO2 在其表面上的化学吸附与反应性能 .实验结果表明 ,在 Cu- Ni/Zr Si O催化剂上 CO2 可形成线式吸附态、剪式吸附态和卧式吸附态 ;催化剂表面金属位 M上的剪式吸附态 CO2可与邻近的 lewis酸位 Zrn+作用 ,形成 CO2 卧式吸附态 M- (CO) - O Zr4+ ;该卧式吸附态在一定温度(142℃ )下可解离为 M- CO和 Zr- O- .Zr- O- 具有良好的选择氧化性能     

A novel way to chiral 2-oxazolidinones: selenium-catalyzed cyclocarbonylation of 2-aminoethanols

Selenium-catalyzed cyclocarbonylation of 2-aminoethanols with CO under atmospheric pressure at 30 °C afforded 2-oxazolidinones in excellent yields without any other co-catalyst. The method was then applied to the syntheses of chiral 2-oxazolidinones and no racemization was detected.     

Effects of the crystalline structure of Ga2O3 on the photocatalytic activity for CO production from CO2

Ga₂O₃ samples with different crystalline structures were prepared by calcination of a gallium nitrate powder around 800 K. Ga₂O₃ samples with mixed phases of γ and β showed high photocatalytic activity for CO production from CO₂ reduction with water, and the activity was even higher than that for an Ag-loaded β-Ga₂O_3. The photocatalytic activity increased with time. The increase was attributed to the appearance of GaOOH resulting from the interaction of Ga₂O₃ with water during the reaction as revealed by XRD and XPS analyses. In situ FT-IR measurements revealed that bicarbonates and bidentate carbonate species were adsorbed on GaOOH. Therefore, the increase of the photocatalytic activity with time would be derived from the formation of GaOOH phase on the γ-Ga₂O₃ and β-Ga₂O₃ sample.     

Quaternary ammonium salt-catalyzed carboxylative cyclization of propargylic amines with CO2

By employing quaternary ammonium salts as catalysts, the carboxylative cyclization of the propargylic amines with CO₂ proceeded to afford the corresponding 2-oxazolidinones. In particular, tetra-n-butylammonium fluoride was the most effective catalyst for the reaction, providing a 2-oxazolidinone derivative in a maximum chemical yield of 99%. From a screening of the structure of a catalyst, it was found that both a quaternary ammonium cation and a basicity of the counter anion were essential to catalyze the carboxylative cyclization of the propargylic amines with CO₂.     

CeO2纳米管负载Pd纳米颗粒催化CO低温氧化

高效负载型Pd催化剂的制备及其在CO低温氧化反应中的机理探究是近年来的研究热点.普遍认为,Pd催化剂上的CO氧化反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理:首先,CO吸附于Pd物种表面;然后,CO与催化剂表面的晶格氧发生反应转化为CO2,反应发生在金属-载体界面.另外,高分散的Pd活性物种有利于CO氧化反应.同时载体的形貌、暴露的晶面、氧空位以及孔结构等都是影响催化剂活性的重要因素.CeO2纳米管具有独特的管状特征和较高的比表面积,是一种潜在的CO低温氧化催化剂载体.本文利用乙醇还原法,以CeO2纳米管为载体,制备不同Pd含量的Pd/CeO2-nanotube纳米催化剂,并利用N2吸附脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、CO程序升温脱附(CO-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,探索纳米催化剂载体形貌对CO氧化反应活性的影响.氮气吸脱附结果表明,Pd/CeO2-nanotube具有较高的比表面积(58.0 m2/g),且存在介孔结构.XRD表征发现,Pd/CeO2-nanotube的衍射峰对应立方萤石型结构的CeO2的(111),(200),(220),(311)等品面.TEM结果表明,Pd/CeO2-nanotube具有均匀的纳米管形貌,其外径为40-60 nm,Pd纳米颗粒均匀分散在其表面.CO-TPD结果表明,Pd/CeO2-nanotube在1 10℃附近具有很强的脱附峰,在370℃和600℃附近分别具有较宽和较弱的脱附峰,这表明该催化剂具有较多的吸附位,且具有很强的CO吸附能力;CO不可逆吸附量计算结果表明,该催化剂上的Pd具有很高的表面分散度(23.3％),Pd颗粒尺寸为7.3 nm.XPS表征显示,Pd以pd2+的形式分散于CeO2纳米管的表面,且与载体发生相互作用,存在Pd-O-Ce键;同时该催化剂表面存在丰富的Ce3+,为反应提供更多的氧空位.0.9Pd/CeO2-nanotube纳米催化剂在CO氧化反应中表现出优良的活性,能在100℃实现CO的完全转化;通过计算发现,该催化剂具有较高的TOF值(0.63 s-1),由Arrhenius 曲线可得到该催化剂的活化能为26.5 kJ/mol.综上可见:金属活性组分的尺寸和分散度、载体的结构特征、CO吸附能力以及金属-载体间的相互作用决定催化剂的性能.Pd/CeO2-nanotube的高比表面积有利于Pd的分散;其强CO吸附能力有利于CO吸附于Pd物种表面;催化剂表面丰富的Ce3+能为反应提供更多的氧空位,Pd-O-Ce键的形成能增强金属-载体间的相互作用,有利于CO与催化剂表面品格氧发生反应.同时催化剂介孔结构有利于反应气体和产物气体的吸附和扩散,因此,Pd/CeO2-nanotube纳米催化剂在CO氧化反应中表现出优良的活性.     

碳纳米管上沉积二氧化铈颗粒

碳纳米管可作为优良的催化剂载体材料。研究了在碳纳米管上沉积二氧化铈颗粒的新工艺及其影响因素。试验结果表明，化学沉积法能在碳纳米管上沉积尺寸细小，分布均匀的二氧化铈颗粒。经过预处理后的碳纳米管，沉积在碳纳米管上的颗粒数量明显增多。制备过程中，氧化温度和时间对沉积效果影响较大。     

Comparison of the quantity and reactivity of carbon deposit arising on Mo/Al2O3 and Mo/ZrO2 catalysts

The quantity and reactivity of carbon deposit arising on Mo/Al₂O₃ and Mo/ZrO₂ catalysts in propane decomposition was investigated. Results showed that the Mo/ZrO₂ catalyst is more resistant to carbon deposit formation process. The coke formed on the surface of this catalyst is more reactive in oxygen atmosphere than the carbon deposit formed under the same conditions on Mo/Al₂O₃. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Sorption of Carbon Dioxide from Wet Gases by K2CO3-in-Porous Matrix: Influence of the Matrix Nature

In a fixed-bed absorber at 40°C, the dynamics of carbon dioxide sorption over composite sorbents prepared by impregnation of potassium carbonate in various porous matrixes is studied. The dynamic capacity of the synthesized sorbents is shown to reach 0.12 g CO₂ per 1 g of the sorbent. The composite dynamic capacity depends on the nature of the host matrix and decreases in the sequence alumina > activated carbon > vermiculite > silica gel. For K₂CO₃-on-alumina, the sorption capacity decreases considerably after the first cycle of «absorption and regeneration under 200–350°C», whereas the sorbents based on active carbons could be reversibly restored. The findings are discussed within the idea on a chemical interaction between the host matrix and the impregnated salt.