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硫化氢(H2S)广泛存在于以煤、石油和天然气等为原料的化工生产过程中,不仅腐蚀管道和设备,而且还会对健康和环境造成危害.因此,高效脱除H2S已成为工业废气减排的重点.在各种方法中,H2S选择性氧化技术(H2S+(1/2)O2→(1/n)Sn+H2O)由于具有设备需求低、反应不受热力学平衡限制、理论转化率可达100%等优点展现出了巨大的应用前景.实现这一过程的关键在于发展高效稳定的催化剂.作为一类新兴的多孔材料,金属-有机骨架材料(MOFs)由于其独特的结构和性质吸引了广泛的研究兴趣.与传统的脱硫材料相比,MOFs的优势主要体现在:1)高度分散的金属原子可作为催化活性中心;2)超高比表面积和规则的孔结构有利于反应物与活性位点之间的接触;3)结构可调变性高,通过在合成过程中有目的地引入配体或调控剂可产生额外的活性位点,满足特定催化的需求.基于以上特点可知,MOFs是一类有潜力的催化剂,但目前将其应用于H2S选择性氧化领域的研究尚处于起步阶段.本文以典型的铁基MOFs MIL-53(Fe)为研究对象,在制备MIL-53(Fe)过程中添加乙酸(HAc)作为调控剂,通过控制HAc的量,得到一系列具有不同形貌的MIL-53(Fe)-xH样品,并将其应用于H2S选择性氧化反应.SEM结果表明,在MIL-53(Fe)的合成过程中引入乙酸可以显著影响样品的形貌和尺寸.活化前后样品的XRD结果表明,HAc具有与对苯二甲酸(H2BDC)相似羧基基团,二者均可与Fe–O团簇配位.此外,TG-DSC结果证实,随着HAc加入量的提高,与Fe^3+形成配位的HAc/H2BDC比值随之增加.FT-IR和Raman结果进一步证明HAc成功地配位到MIL-53(Fe)的框架中,并且参与配位的HAc可通过真空活化移除从而暴露出Fe^3+不饱和位点.H2S选择性氧化测试表明,MIL-53(Fe)-xH的脱硫活性随着HAc含量的提高先增加然后降低,其中MIL-53(Fe)-5H活性最优.此外,MIL-53(Fe)-5H催化剂在连续运行55 h后仍能保持100%H2S转化率和86%硫选择性,性能远优于传统的Fe2O3催化剂.吡啶原位红外光谱结果表明,HAc的引入可以产生额外的Lewis酸性位点(LAS),LAS含量的不同是造成催化剂活性差异的主要原因. 相似文献
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研究了CuO与γ-Al2O3和CeO2的相互作用,并由此制备出能有效脱除CO,C3H6和NO的催化剂,考察了不同载体表面CuO簇的分散稳定性和耐老化性能.结果发现,随CuO负载量的增加,CuO簇因与CeO2载体的强相互作用而稳定存在;而在γ-Al2O3表面,CuO簇易聚集成较大的颗粒.另一方面,由于CeO2本身较差的热稳定性,表面分散的CuO在950oC高温处理后烧结.因此,基于γ-Al2O3载体优越的耐老化性能,在γ-Al2O3载体分散CeO2,然后再担载CuO,从而得到了稳定的CuO簇,所得催化剂比CuO/γ-A12O3和CuO/CeO2具有更好的催化性能和抗热老化性能. 相似文献
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Magnetic composites of carbon nanotubes (CNTs) are synthesized by the in situ catalytic decomposition of benzene at temperatures as low as 400℃ over Fe nanoparticles (mean grain size = 26 nm) produced by sol-gel fabrication and hydrogen reduction. The yield of CNT composite is up to about 3025% in a run of 6 h. FE- SEM and HRTEM investigations reveal that one-dimensional carbon species are produced in a large quantity. A relatively high value of magnetization is observed for the composite due to the encapsulation of ferromagnetic Fe3 C and/or α-Fe. The method is suitable for the mass-production of CNT composites that contain magnetic nanoparticles. 相似文献
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制备了Cu-Zn-Al (4/50/5)催化剂(Cat)和Cu-Zn-Al-Li(40/50/5/5)催化剂(Cat-Li).并将其分别用于由CO/H_2和CO_2/H_2合成甲醇。诸如TPD、TPR、TPSR、脉冲、CD3I-捕获、同位素标记、EPR及原位DRIFT等技术和方法被用来表征这两种催化剂及研究反应机理,对处于去氢、含氢及含氧态催化剂进行了对比研究以期阐明表面氧和表面氢对CO_2和CO活化所起的作用。提出了一个由甲酸根和甲醛氢化及甲醇氧化结果为证的CO/CO_2氢化机理。由于通过Li 取代CuO晶格上的Cu2+形成的氢空位,在Cat中添加Li+改善了甲醇合成活性。CO_2能被一捕获的电子(F-中心)活化,生成的CO2-能容易地被氢化成甲酸根和亚甲基双草酰,后者分解生成H2CO和表面氧。CO能被表面氧活化,生成的CO2-将遵循CO_2氢化的途径。在CD3I-捕获的实验中,我们捕获了表面氧。在无表面氧时,CO可能直接氢化成甲酸基,即CO_2氢化中的一途径。由亚甲基双草酰产生的H2CO表面模型可能与由甲醛吸附或CO氢化生成的H2CO表面模型不同。 相似文献