在Pt／Al2O3催化剂上乙醇深度氧化的稳态及非稳态动力学

用玻璃外循环无梯度反应器研究了在Pt/Al_2O_3催化剂上乙醇深度氧化稳态动力学.乙醇深度氧化稳态动力学可用乙醇及氧吸附、CO_2吸附阻碍的L-H模型描述.动力学方程(1)式中的参数用正交设计法描述.用脉冲法测定了乙醇、氧及CO_2的吸附热.在实验中观察到在Pt/Al_2O_3催化剂上乙醇深度氧化的振荡现象.     

Pt/TiO2催化剂上CO氧化反应动力学研究

利用沉积沉淀法制备了Pt/TiO₂催化剂, 将其在不同温度下焙烧, 以得到不同颗粒尺寸的Pt. 并将这些样品用于CO催化氧化反应以及反应动力学研究. 结果表明: 焙烧温度对催化剂有明显影响, Pt 颗粒尺寸随着焙烧温度的升高而增加; 与此同时, CO催化活性随焙烧温度的升高呈先增加后降低的趋势, 其中, 400℃焙烧的样品表现出最高的催化活性. 反应动力学结果表明, 催化剂上CO氧化反应表观速率方程为r=5.4×10^-7p_CO^0.17p_O2^0.36,说明在该催化剂上CO氧化遵循Langmuir-Hinshelwood机理. 同时, 对催化剂进行了CO化学吸附红外光谱和O₂化学吸附表征. 结果表明, 随着焙烧温度的升高, 催化剂上CO和O₂吸附量均呈现先升高后降低的趋势, 这与反应结果和反应动力学方程一致, 说明反应受到催化剂表面上CO和O₂吸附浓度的影响. 而在400℃焙烧的催化剂上, CO和O₂吸附量均最高, 因此其反应活性也最好. 这可能是焙烧过程影响了Pt 和TiO₂之间的相互作用引起的.     

Pt/Co3O4/3DOM Al2O3：甲苯燃烧的高效催化剂

与硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳以及悬浮颗粒一样,大部分挥发性有机物(VOCs)污染大气环境.控制 VOCs排放有多种方法,其中催化氧化法是一种有效技术,关键在于获得高效催化剂.
　　近年来,负载过渡金属和贵金属催化剂因具有比单纯负载贵金属和单纯负载过渡金属氧化物更好的催化性能而备受关注.在负载贵金属催化剂中,高比表面积载体负载 Pt, Pd或 Rh催化剂得到广泛而深入的研究,尽管这些催化剂成本较高,但是其对 VOCs氧化反应显示了很高的低温催化活性.众所周知,催化活性取决于贵金属和 VOCs的种类,不同负载贵金属催化剂对特定反应会表现出不同的催化活性.负载 Pt催化剂对长链碳氢化合物和芳香族化合物氧化反应表现出更高的活性.相对于负载贵金属催化剂,负载过渡金属氧化物催化剂不仅具有良好的氧化活性,而且价格低廉.迄今已发现许多过渡金属氧化物(如 Co3O4, Cr2O3和 MnO2等)对典型 VOCs氧化反应具有催化活性,其中 Co3O4的催化活性尤为突出.研究表明, Co3O4的性质和分散度是决定其性能的关键因素,制备方法、载体性质和过渡金属氧化物负载量对 Co3O4的物化性质具有重要影响,而且在负载 Pt催化剂中添加金属氧化物能改善其催化性能.尽管多孔氧化铝是一种常用的载体材料,但目前尚无文献报道三维有序大孔-介孔氧化铝负载 Co3O4和 Pt纳米粒子催化剂的制备及其对甲苯氧化反应的催化性能.
　　本文采用聚甲基丙烯酸甲酯微球胶晶模板法、等体积浸渍法和聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法制备了三维有序大孔-介孔(3DOM Al2O3)负载 Co3O4和 Pt (xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3, Pt的质量分数(x%)为0-1.4%, Co3O4的质量分数(y%)为0-9.2%)纳米催化剂.通过电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线光电子能谱及氢气程序升温还原等技术表征了催化剂的物化性质,利用固定床微型石英反应器评价了催化剂对甲苯氧化反应的催化活性.结果表明,xPt/yCo3O4/3DOMAl2O3催化剂具有多级孔结构(大孔孔径为180–200 nm,介孔孔径为4–6 nm),比表面积为94?102 m2/g.粒径为18.3 nm的 Co3O4纳米粒子和粒径为2.3?2.5 nm的 Pt纳米粒子均匀分散在3DOM Al2O3表面.在xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3催化剂中,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3拥有最高的 Oads浓度、最好的低温还原性和最高的甲苯氧化反应催化活性(当空速为20000mL g–1 h–1时,甲苯转化率达90%的反应温度为160oC).基于催化剂的活性数据和结构表征,我们认为,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3优异的催化性能与其高分散的 Pt纳米粒子、高的 Oads浓度、好的低温还原性、Pt和 Co3O4纳米粒子间的强相互作用以及多级孔结构相关.     

Pd—Pt／Al2O3燃烧催化剂的活性和热稳定性

研究了Ｐｄ－Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂对有机物的完全氧化活性和热稳定性。结果表明：Ｐｄ－Ｐｔ双给分催化剂的活性高于单组分催化剂。在实验范围内，催化剂的氧化活性与Ｐｄ、Ｐｔ负载量无关，热稳定性受Ｐｄ、Ｐｔ负载量影响而与Ｓｌ２Ｏ３的表面积关系不大８呶麓硪鸫呋帘砻妫校洹ⅲ校艉康慕档褪窃斐苫钚韵陆档闹饕颉８么呋炼杂谢锞哂泻芨叩难趸钚裕匝醯睦寐屎芨撸视糜诠ひ涤谢掀木换?     

REFeO~3上CO氧化Redox机理的控制步骤

用柠檬酸配合法制备REFeO~3 (RE=la, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, 及Dy)。用XRD测定了REFeO~3的钙钛矿结构。用CO还原脉冲及O~2氧化脉冲证实REFeO~3上CO氧化为Redox机理。用外循环流动无梯度反应器研究CO氧化稳态动力学。动力学方程中的参数用正交设计法估计。催化剂用CO还原的速率常数k~1比还原了的催化化剂用O~2再氧化速率常数k~2要大, k~1/k~2值在4.22～133之间, 这说明在REFeO~3上CO氧化的控制步骤为还原催化剂的再氧化。用脉冲法得到的CO转化率(X~C~O)比O~2的转化率(X~O~2)要大。脉冲法证实稳态动力学控制步骤的结论。Redox动力学方程式(9)可简化为控制步骤方程式(11)。催化剂还原速度常数与一定P~C~O及P~O~2下的反应速度呈近似的线性关系。在REFeO~3上CO氧化存在补偿效应。     

RhCo双金属催化剂的研究III. Rh+Co/Al2O3上表面羰基氢化物及其动态行为

利用连续流动微反研究了Rh+Co/Al2O3催化剂的CO加氢反应, 结果表明反应在220℃以上发生, 反应活性随着温度的升高和H2/CO值的增加而增加。利用TP-IR动态方法研究了Rh+Co/Al2O3上CO和H2共吸附及其动态行为。结果表明在Rh+Co/Al2O3的孪生及线式中心上, CO和H2室温共吸附时即有部分孪生及线式CO转化为相应的羰基氢化物, 随着温度的升高, 剩余的孪生和线式CO继续向相应的羰基氢化物转化。而羰基氢化物则向多羰基氢化物转化。在到达反应温度之前, 催化剂表面只存在羰基氢化物及相应的多氢羰基氢化物。在反应温度则导致产物CH4生成。与CO加氢反应和CO歧化的吸附态研究结果相关联, 作者认为Rh+Co/Al2O3上CO加氢生成CH4是经由羰基氢化物-多氢羰基氢化物途径。     

RgCo双金属催化剂的研究IV. Rh2Co2/Al2O3上的吸附中心类型及吸附性能

利用CO和NO作为双探针分子对Rh2Co2/Al2O3的吸附中心类型和吸附性能进行了详细的研究。结果表明Rh2Co2/Al2O3上存在Rh上的孪生和桥式CO吸附中心以及Co上的线式CO吸附中心。其中Rh上的孪生和桥式CO吸附中心对CO和NO的吸附性能与Rh4/Al2O3上的孪生和桥式CO中心相似。Co上的线式CO吸附中心以预吸附的CO能被NO取代, 预吸附的NO不能被CO取代而区别于Rh4/Al2O3上的Rh的线式CO吸附中心; 又以既能吸附CO又能吸附NO而不同于Co2/Al2O3和Rh+Co/Al2O3上的Co中心。与母体簇的结构相关联, 表明H2还原后的Rh2Co2/Al2O3上Rh2Co2(CO)12簇结构仍保持, 且Rh-Co相互作用强。     

氨催化氧化生成氧化亚氮的反应动力学研究

本文以多晶铂-10％铑丝为催化剂,研究了氨催化氧化生成氧化亚氮的反应动力学.在静态反应体系中,采用Fourier变换红外光谱仪连续监测反应过程中NH_3和N_2O的压力变化,测得仅生成N_2O(无NO或N_2)的热丝温度范围为250～350℃.在NH_3和O_2混合气体总压力为20～300 Torr范围内,测得反应速率对NH_3分压呈一级,对O_2分压呈半级关系.该反应的动力学方程式为v=k_(app)P_(NH_3)·P_(O_2)~(1/2).通过测定不同温度下氨催化氧化反应的表观速率常数,求得表观活化能为25kcal/mol.用Eley-Rideal机理对该催化反应进行了解释,认为控制反应速率的主要一步可能是气相中氨分子与化学吸附在表面上的氧原子间的反应.     

Eu^2^+激活的LiAl5O8和Al2O3的荧光性质

通过研究Eu^2^+在LiAl5O8和Al2O3基质中的荧光性质, 发现Eu^2^+在LiAl5O8和α-Al2O3基质中产生f→f跃迁发射, 在α-Al2O3和γ-Al2O3的混合相中Eu^2^+的f→f跃迁发射消失, 产生一新的带状发射。运用晶场和共价理论及晶体结构数据对实验结果进行详细讨论, 采用电负性平均化原理和Sanderson电负性标度计算基质中Eu^2^+所带分电荷及Eu-O键的离子性百分数, 合理地解释了实验结果。     

盐卤硼酸盐化学XIII;2MgO.2B2O3. Mgcl2.14H2O结晶动力学研究

本发明对MgO-B2O-MgCl2-H2O浓盐溶液结晶析出氯柱硼镁石(αMgO,αB2O3MgCl.14H2O)的动力学过程进行了研究, 利用单纯形优化法配合Runge-Kutta微分方程组数值解法对实验数据进行处理, 给出了结晶动力学方程, 并对硼在溶液中的存在形式进行了讨论, 提出了结晶反应机理, 同时考察了温度和氯化镁浓度对结晶速率的影响。     

TMEDA-Na2O-SiO2-Al2O3-H2O系统沸石的水热结晶

在四甲基乙基二胺(TMEDA)-Na2O-SiO2-Al2O3-HO2系统中,水热反应产物的沸石相,随配料硅铝比提高,依次为Md(丝光沸石),TMEDA-Md,ZSM-35,ZSM-5,ZSM-39及一种我们称为CF-3的新沸石.从沸石的组成,性质,晶体结构与"模极分子"的构型等方面,讨论了TMEDA对诱导上述沸石的生成所起的电荷平衡与孔道充填的共同作用向笼的充填作用的转变.     

光照对Pt/Al2O3光热CO2加氢反应的增强作用（英文）

在传统热催化材料的研究领域中,光照技术已经得到了广泛的应用,从而使传统热催化剂的催化反应活性和选择性得到优化.然而,在光热协同催化反应过程中,光照因素对催化反应过程的影响尚未得到很好地研究和理解.本文通过浸渍法制得Pt/Al2O3催化剂,并应用于光热协同催化CO2加氢反应.结果证明,在光热协同CO2加氢催化反应中, Pt/Al2O3催化剂表现出光热协同效应.本文结合原位漫反射红外光谱(operandoDRIFTS)和密度泛函理论计算(DFT)对光照因素对该催化反应过程的作用机制进行了进一步深入研究.结果表明, CO气体分子从Pt纳米颗粒上的脱附过程为CO2加氢反应的重要步骤;CO气体分子在Pt纳米颗粒上脱附的位置包含台阶位置(Ptstep)和平台位置(Ptterrace).结果表明,反应过程中CO气体分子从Pt表面的脱附有利于催化剂暴露出Pt反应活性位点.值得注意的是,在光热协同催化CO2加氢反应过程中,光照和温度因素对CO气体分子的脱附过程具有不同影响.吸附能的计算结果证明, CO气体分子吸附在Ptstep和Ptterrace上的吸附能分别为-1.24和-1.43eV.由此可见, CO气体分子与Pt纳米颗粒上的Ptstep吸附位点之间相互作用更强.在无光照作用的条件下对催化剂进行加热, CO气体分子更容易从Ptterrace吸附位点发生脱附;但是在对应的温度下加入光照作用后,吸附在Ptstep位点上的CO气体分子会先转移到Ptterrace吸附位点上,随后脱附,从而促进CO2加氢反应的进行.     

Pt/Al2O3和Pt/CeO2/Al2O3催化甲烷部分氧化制合成气反应

研究了Pt/Al₂O₃和Pt/CeO₂/Al₂O₃对甲烷部分氧化制合成气反应的催化活性,发现Pt/CeO₂/Al₂O₃显示了更高的甲烷转化率和合成气选择性.用H₂-TPR、H₂-TPD、SEM-EDX和XRD等技术对催化剂进行了表征.CeO₂和Pt相互作用促进Pt在催化剂表面的分散,抑制Pt在催化剂表面的迁移;降低了催化剂的燃烧活性,提高了催化剂的部分氧化活性和选择性,可避免因催化剂床层局部温度过高而导致催化剂活性下降或失活,提高了催化剂的稳定性.同时,CeO₂通过促进水汽变换反应使反应体系迅速达到平衡,提高了催化剂对H₂的选择性.     

Preparation of Pt/Al2O3 catalyst in CTAB microemulsion and kinetics of m-chloronitrobenzene hydrogenation

Pt/Al₂O₃ catalyst was prepared successfully by a microemulsion method using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the surfactant and N₂H₅OH as the reducing agent. Selective hydrogenation of m-chloronitrobenzene (m-CNB) was used as a probe to investigate how parameters affect the preparation of catalysts via the microemulsion method. Transmission electron microscope (TEM) and selected-area electron diffraction (SAED) show that Pt particles (mean size 3 nm) were distributed uniformly on the catalyst and were in polycrystalline structure. Experiments on m-CNB selective hydrogenation show that at 303 K and hydrogen pressure of 0.1 MPa, the turnover frequency (TOF) was 0.216 s^–1, the m-CNB conversion was 99.6% and the m-CAN selectivity was 98.9%, indicating high dechlorination inhibition effect. The reaction was an approximately first-order process with apparent activation energy of 26.92 kJ mol^–1.