负载型MoOx和VOx催化剂甲醚选择氧化制甲醛反应

考察了负载型MoOx和VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应的性能．结果表明，两类催化剂在低温(240～320℃)下都具有良好的催化性能，VOx催化剂比MoOx催化剂所需的反应温度低，300℃下在VOx／r-Al2O3催化剂上二甲醚转化率可达20％，甲醛选择性可达70％．载体对催化剂性能有较大的影响，对于VOx催化剂，使用酸性载体时二甲醚转化率和甲醛选择性更高．催化剂的稳定性较好，反应17h后，VOx／r-Al2O3催化剂上未检测到有积碳生成．     

负载型MoOx和VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应

 考察了负载型MoOx和VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应的性能. 结果表明,两类催化剂在低温(240~320 ℃)下都具有良好的催化性能,VOx催化剂比MoOx催化剂所需的反应温度低,300 ℃下在VOx/γ-Al2O3催化剂上二甲醚转化率可达20%,甲醛选择性可达70%. 载体对催化剂性能有较大的影响,对于VOx催化剂,使用酸性载体时二甲醚转化率和甲醛选择性更高. 催化剂的稳定性较好, 反应17 h后,VOx/γ-Al2O3催化剂上未检测到有积碳生成.     

担载纳米金催化乙醇选择氧化制乙酸乙酯

采用溶胶-凝胶法制备了一系列担载纳米金催化剂，用以催化乙醇选择氧化反应，模板剂的引入改变了催化剂载体的结构，从而提高了其催化活性和对乙酸乙酯的选择性，同时考察了反应温度、时间、以及催化剂制备方法对乙醇选择氧化反应的影响，实验结果表明使用以焙烧处理除去模板剂十八胺的Au／SiO2-O(C)为催化剂时，乙醇选择氧化一步制取乙酸乙酯的效果最佳，其选择性最高可达88．1％。     

植物还原法制备负载型金纳米催化剂催化乙醇选择氧化反应

采用侧柏叶提取液还原氯金酸制备负载型金纳米催化剂,通过乙醇选择氧化反应,筛选出催化性能较好的TiO2载体。以TiO2载体为载体,考察了Au负载量、焙烧温度、催化剂用量、碳酸氢钠添加量及催化剂反应条件(时间、温度、压力)等因素对乙醇选择氧化反应的影响。结果表明,1.5%Au/TiO2催化剂(Au负载量为1.5%,质量分率,下同)催化乙醇选择氧化反应性能最佳,产物为乙醛、乙酸乙酯和缩醛,0.5%碳酸氢钠添加剂可抑制缩醛的生成,并可显著提高乙醇转化率和乙酸乙酯选择性。通过优化催化反应条件(1.5%Au/TiO2催化剂焙烧温度为400℃、用量为0.4 g、反应温度为100℃、氧气压力为3 MPa、反应时间为3 h时),乙醇转化率为47.9%,乙酸乙酯选择性为89.1%。     

氧化铈促进的高效Au/Al2O3催化剂制备及其催化CO选择氧化反应性能

近年来,伴随全球能源危机的加剧,以及温室效应和细颗粒物等一系列环境问题出现,各国研究者正努力寻求和开发可持续利用的新能源来代替传统的化石能源.燃料电池具有能量转化效率高、对环境排放低和污染小等优点,作为一种新的环境友好型技术而广受关注.在众多的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)因具有能量效率高和工作窗口温度
　　低等优势而备受关注.但是, PEMFC燃料以H2为主,主要来源是烃类的重整气,但其中痕量的CO (10 ppm)将会引起Pt电极中毒,导致PEMFC性能迅速下降,因此如何有效地祛除富氢气体中的CO并尽可能减少H2的消耗具有重要研究价值.目前, CO选择氧化法(CO-PROX)是公认的最简单、廉价和有效的办法之一. CO的消除通常选用霍加拉特催化剂,虽然Cu基催化剂具有低廉的成本和较好的CO催化氧化性能,但是当反应中有H2O和CO2存在时,其活性会迅速下降. Au催化剂具有优异的低温CO催化氧化性能,但在PEMFC的工作温度窗口为80–120oC时,随着反应温度提高, H2与CO之间的竞争吸附变强,采用单组分Au催化剂难于在80–120 oC内使CO完全氧化.因此,设计并制备高效的Au催化剂来提高其在PEMFC工作温度(80–120 oC)条件下CO-PROX反应活性和选择性仍然是目前该方向的难点.氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物,由于Ce具有独特的4f电子层结构, Ce3+/Ce4+在一定条件下可以相互转化,具有较高的储放氧能力,即能够在富氧条件下储存氧,在贫氧条件下释放氧. CeO2是一种重要的氧化反应催化剂载体,是三效催化剂的主要组成部分,在净化汽车尾气方面稀土元素具有独特的优势,广泛应用于CO氧化和NOx消除等领域中.最近,本课题组以自制的氧化铝为载体,制备了K掺杂的Au-Cu/Al2O3催化剂,其在CO-PROX反应中具有较好的催化活性和稳定性.本文在此基础上,利用Au与CeO2之间的相互作用,制备了CeO2掺杂的Au/CeO2/Al2O3催化剂和K掺杂的Au-Cu/CeO2/Al2O3催化剂.表征结果发现,催化剂中Au和Au-Cu纳米粒子的尺寸均一,平均粒径分别为2.4±0.4和2.8±0.4 nm.与Au/Al2O3催化剂相比, Ce掺杂的Au催化剂具有更高的金属分散度,拓宽了其CO完全转化时的反应温度窗口(30–70 oC).对所制备的Au催化剂进一步通过拉曼光谱、H2程序升温还原和CO-红外光谱等手段分析和CO-PROX催化性能测试,可以证实Au-Cu/CeO2/Al2O3催化剂中各组分在CO-PROX反应中所起的作用.结果表明, CeO2的掺杂能增强活性组分与载体之间的相互作用,有助于提高Au-Cu纳米粒子的分散度,此外还能提高Au催化剂的还原性能,其表面形成的氧空位提高了CO-PROX反应的催化性能. Cu物种的引入显著增强了CO在Au催化剂上吸附能力.综上所述, CeO2组分对Au/Al2O3催化剂的促进作用体现在：(1)有效锚定Au和Au-Cu纳米粒子;(2)提供CO-PROX反应中的活性氧物种.     

乙醇羰化反应负载型催化剂的研究

本文由七种负载型催化剂中选出两种比较好的乙醇羰化催化剂,研究了影响反应转化率和选择性的因素,考察了活性组份的价态和载体的酸性。此外,还对催化剂进行了能量色散X射线分析。从其结果看,谱图上只有活性中心铑的谱峰而没有氯的谱峰,说明铑是以离子形式进入载体,而不是以化合物形式被吸附于载体上。     

负载型金催化剂

介绍了负载型金催化剂的制备，吸附及催化性能，反应机理及活性中心结构的研究进展，展望了金催化剂的应用前景，提出了尚待深入研究的基础理论问题。     

金催化剂催化环己烷液相选择氧化研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列担载纳米金催化剂,用于催化环己烷液相选择氧化反应.在反应体系中没有加入任何溶剂或助催化剂,考察了反应温度、时间、压力和不同焙烧温度对催化剂活性的影响.实验结果表明,催化剂在250℃焙烧和金含量为0.032%时,环己烷选择氧化可以达到10.8%的转化率和90.8%的目的产物(环己醇和环己酮)选择性,相应转化频率高达5.2×104.     

载体对负载型金催化剂上甲醛催化氧化的影响

采用沉积.沉淀法和氨水络合法制备了Al2O3,TiO2,CeO2和SiO2负载的纳米金催化剂,利用元素分析、x射线衍射、氮气物理吸附、程序升温还原、透射电镜和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征,并考察了其低温催化甲醛氧化活性.结果表明,Au/CeO2的催化性能最佳,在40℃时甲醛转化率仍能保持在80%以上.催化剂的活性同时受Au的化学状态和载体性质的影响.Au/CeO2催化剂较高的低温活性可能与离子态的Au物种有关,同时AuxCe1-xO2-δ固溶体的形成产生了大量的氧缺位,提高了氧的活化能力,也有助于提高催化剂的低温活性.     

Selective Oxidation of Isobutane to Methacrylic Acid over Supported V-Mo-P Based Composite Oxide Catalysts

Heteropolyacid, the most popular catalyst for the direct oxidation of isobutane, exhibits high catalytic activity, poor thermal stability and a short lifetime. Therefore, the catalyst requires further research to improve its performance. Catalysts composed of mixed oxides (V2O5, P2O5, or MoO3) supported on silica were prepared by the sol-gel method to catalyze the reaction. Results of XRD, IR, and BET corroborated that the mixed oxides were dispersed homogeneously on the surface of support. The activity of lattice oxygen in the catalysts was studied by TPR, and the chemisorption property of isobutane on the surface of the catalysts was investigated by the TPD method. H2-TPR of the catalysts revealed that the lattice oxygen of the vanadium-based catalysts is more active than that of the molybdenum-based catalysts. The redox property of V or Mo species is slightly affected by other compositions of the series catalysts. The TPD curves illustrate that there are two kinds of adsorptive species of isobutane on     

Selective Oxidation of Isobutane to Methacrylic Acid over Supported V-Mo-P Based

Heteropolyacid, the most popular catalyst for the direct oxidation of isobutane, exhibits high catalytic activity, poor thermal stability and a short lifetime. Therefore, the catalyst requires further research to improve its performance. Catalysts composed of mixed oxides (V2O5, P2O5, or MoO3) supported on silica were prepared by the sol-gel method to catalyze the reaction. Results of XRD, IR, and BET corroborated that the mixed oxides were dispersed homogeneously on the surface of support. The activity of lattice oxygen in the catalysts was studied by TPR, and the chemisorption property of isobutane on the surface of the catalysts was investigated by the TPD method. H2-TPR of the catalysts revealed that the lattice oxygen of the vanadium-based catalysts is more active than that of the molybdenum-based catalysts. The rcdox property of V or Mo species is slightly affected by other compositions of the series catalysts. The TPD curves illustrate that there are two kinds of adsorptive species of isobutane on the surface of the V and Mo based catalysts. The adsorbing species on the VMoP/SiO2 catalyst are identical to the main adsorbing species on VP/SiO2 and MoP/SiO2. The catalyst VMoP/SiO2 is more active than others in the selective oxidation of isobutane.     

Mo/ZrO2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

 制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo／ZrO2催化剂．采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2－TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质．实验结果表明：Mo／ZrO2催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能，且对甲醛有较高的选择性．在所考察的范围内，随着催化剂Mo担载量的增加，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性增加，甲醛的比活性增加．随着反应温度的升高，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性降低，甲醛比活性升高．Mo／ZrO2催化剂中主要含有ZrO2和Zr（MoO4）2．催化剂的性能和性质与催化剂中Zr（MoO4）2的性质密切相关．随着Mo担载量的增加，Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大，并且其含量增加；ZrO2晶粒尺寸基本不变．Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低，使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多，催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低．从而使得Mo含量较高的催化剂（12％Mo／ZrO2）具有较高的甲烷选择氧化生成甲醛的活性．     

金溶液pH值及浸泡处理对Au/Al2O3催化剂上CO氧化反应活性的影响

 采用阴离子浸渍法制备了Au/Al2O3催化剂,考察了溶液pH值及浸泡处理对催化剂上CO氧化反应的影响. 结果表明,催化剂的活性随着浸渍液氯金酸溶液pH值的升高而升高. 对于经300 ℃下H2还原处理的Au/Al2O3催化剂,无论用水浸泡还是用氨水浸泡,室温下CO转化率均可达到100%, 且催化剂具有良好的稳定性. 用氨水浸泡的催化剂经氧化处理后依然保持高活性,但用水浸泡的催化剂活性大幅度下降. XPS结果表明,用氨水浸泡的Au/Al2O3催化剂表面含有Al, O, C, N, Na和Au原子,但没有Cl原子存在. 这说明用氨水浸泡催化剂可有效除去Cl-离子而提高其催化活性.     

Mo-P-O/SiO2催化剂上的异丁烷选择氧化反应

 采用溶胶－凝胶法制备了MoO3／SiO2和Mo－P－O／SiO2催化剂，用X射线衍射、红外光谱、程序升温还原、程序升温脱附和活性评价等手段研究了催化剂的表面结构、晶格氧活泼性、化学吸附性能以及异丁烷选择氧化反应性能．结果表明，活性组分在催化剂表面分散较好；异丁烷吸附在催化剂表面Lewis碱位的MoO端氧上形成分子吸附态；MoO3／SiO2和Mo－P－O／SiO2两种催化剂对异丁烷选择氧化都有较好的选择性，将PO3－4引入到MoO3／SiO2催化剂中可提高含氧化合物的选择性     

负载型VPO催化剂选择性催化苯乙烯合成苯甲醛

制备了多种载体（MCM-41、ZSM-5、γ-Al2O3、TiO2）负载的Ni-VPO催化剂,对催化剂进行XRD、FT-IR、SEM表征,考察了它们在苯乙烯催化氧化选择性合成苯甲醛反应中的活性。结果表明,Ni-VPO/TiO2对苯乙烯催化氧化反应具有最好的转化率和选择性,在优化条件下,苯乙烯转化率为91.2%,苯甲醛选择性76%。认为TiO2载体提高了(VO)2P2O7在载体表面的分散程度,抑制(VO)2P2O7的聚合,以及可能发生的TiO2与VPO某种程度的键联,是催化活性提高的主要原因。