负载钌及钌双金属催化剂催化α—烯烃氢甲酰化的研究

研究了以离子交换法制备的分子筛负载钌及钌双金属催化剂催化。α-烯烃氢甲酰化反应的催化性能。考察了反应溶剂、分子筛、α-烯烃及其它金属对负载钌催化剂的催化性能影响,对Ru/Co/NaX催化剂考察了负载量、用量及反应时间的影响。使用ZSM-5分子筛载体、碱性DMF和吡啶为溶剂有利于提高催化剂的活性和选择性,含Rh和Sn的双金属催化剂活性和选择性很高,FT-IR特征吸收谱图证实,催化剂于反应条件下转变成Ru_x(CO)_Y/分子筛形式,既含有端羰基又含有桥羰基,其中桥羰基可能是氢甲酰化活性的主要部分。     

合成氨催化剂研究的新进展

 近20多年来,随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国亚铁基熔铁催化剂体系的创立,标志着合成氨催化剂进入了一个新的发展时期,由唯一的传统Fe3O4路线发展为三条技术路线,并各自取得了重大进展．本文扼要介绍了Fe3O4基传统催化剂和钌基催化剂的主要研究成果和发展趋势,着重综述了我国独创的Fe1－xO基熔铁催化剂的发现及其高活性机理探讨方面的研究成果．回顾了20世纪合成氨工业及其催化剂从创立、发展,到取得辉煌成就的历程,展望了21世纪的发展趋势．     

水滑石晶体长厚比及晶粒尺寸控制方法研究

层状双金属氢氧化物（LayeredDoubleHydrox－ides，简称LDH）是一类重要的无机晶体材料，因其具有层状结构以及层板元素的可调控性和层间阴离子的可交换性，在催化、离子交换、吸附、医药犤１～８犦等方面具有广泛的用途，已受到人们越来越广泛的关注。近年来，随该类材料应用领域的不断拓展，在许多情况下要求LDH晶体具有小的粒径尺寸，以便最大限度地发挥其功能性。例如将LDH作为阻燃剂犤９犦使用，小粒径粉体可增强与聚合物基材的相容性，提高材料的阻燃、抑烟和力学性能。另一方面，因LDH具有层状结构，在复合材料中其层板能有效…     

Mg-Al-CO3与Zn-Al-CO3水滑石热稳定性差异的研究

层状双金属氢氧化物（Ｌayered double hydroxides,简称ＬＤＨs）是一种类近年来发展迅速的阴离了型粘土,又称水滑石,其组成通式为[M（II）1－xM(III)x(OH)2]x(OH)2]^x＋Ax/n^n-mH2O,其中M（II）是二介金属离子,M（III）是三价金属离子,A^n-是阴离子,这种材料是由相互平行的层板组成,层板带有永在电荷,层间具有可交换的阴离子以维持电荷平衡,通过离子交换可在层间嵌入不同的基团,制备许多功能材料,被广泛作催化剂、吸附剂及油田化学品等,已引起人们的关注^[1-4]。有关Mg-Al-CO3与Zn-Al-CO3水滑石的合成及性能研究国内外已有大量报道^[1,2],本文对两者热稳定性存在的差异进行了研究,这对深化此类材料的认识具有参考作用。     

共聚物配位的钌催化剂及其催化加氢性能研究

在工业中,催化加氢反应由于有重要的应用价值而得到广泛研究,通常这类催化剂以无机材料为活性金属的载体,如活性炭、二氧化硅及一些无机盐类等,有一些研究曾取得了很好的效果[1].然而,这类催化剂存在着普遍的弱点,如:负载于载体表面的活性金属极易形成金属簇从而使催化剂的活性中心减少;载体的结构(孔径、比表面、机械强度等)与性质(与选择反应体系的亲合性)不易改造而限制了上述催化剂的使用效果等.选择含配位原子的高聚物为配体,通过配位的方式使金属均匀地分布在载体的表面,是克服该类催化剂上述弱点的途径之一,有人在这方面进行过一系列的尝试[2～5]. 本文所述的钌配合物催化剂用2-乙烯吡啶(V)和甲基丙烯酸乙二醇双酯(M)的交联共聚物小球为配体,通过配位,还原制成PVMRu催化剂,并对其结构与催化加氢性能进行了研究.     

含Fe、Co、Ni的层状双金属氢氧化物为催化剂前体生长碳纳米管

分别以具有相似Fe、Co、Ni含量的层状双金属氢氧化物(LDHs)为催化剂前体,用化学气相沉积的方法生长碳纳米管(CNTs).催化剂由LDHs焙烧还原得到.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱(Raman)测试技术对LDHs及其焙烧产物的结构、CNTs的形貌和结构进行了研究.结果表明,3种催化剂生长的CNTs均为多壁结构;其中Co催化剂活性较低,生长CNTs的管径较细、石墨化程度较高;Ni催化剂的活性较高,生长CNTs的密度较大、管壁较厚、石墨化程度较差;Fe催化剂的活性介于Co和Ni之间.催化剂活性及CNTs的密度可以由生长CNTs的结构来解释.     

热催化合成氨催化剂研究进展

氨不仅是一种重要的化工原料,还是一种潜在的储氢能源载体.传统的Haber-Bosch合成氨工艺通常需要较高的温度和压力来解离强的N ≡ N键(945 kJ·mol-1).因此,开发在温和条件下使用的高效合成氨催化剂引起了广泛关注.本文综述了负载型钌基催化剂、金属间化合物、金属氮化物和金属氢化物在温和条件下合成氨的研究进...     

含Fe、Co、Ni的LDHs为催化剂前体生长碳纳米管

分别以具有相似Fe、Co、Ni含量的层状双金属氢氧化物（LDHs）为催化剂前体,用化学气相沉积的方法生长碳纳米管（CNTs）。 催化剂由LDHs焙烧还原得到。 通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及拉曼光谱（Raman）测试技术对LDHs及其焙烧产物的结构、CNTs的形貌和结构进行了研究。 结果表明,3种催化剂生长的CNTs均为多壁结构;其中Co催化剂活性较低,生长CNTs的管径较细、石墨化程度较高;Ni催化剂的活性较高,生长CNTs的密度较大、管壁较厚、石墨化程度较差;Fe催化剂的活性介于Co和Ni之间。 催化剂活性及CNTs的密度可以由生长CNTs的结构来解释。     

基于Ru-bda双核钌催化剂的可见光驱动水氧化

开发高效水氧化催化剂对于太阳能分解水制氢和 CO2还原都具有重要意义. 我们之前的研究表明, 基于 Ru-bda(bda= 2,2'-联吡啶-6,6'-二羧酸) 单体的双核钌催化剂在以 (NH4)2Ce(NO3)6为氧化剂的化学法水氧化反应中表现出良好的催化性能, 比相同条件下单核钌催化剂的活性高出一个数量级. 然而, 该类双核钌催化剂的光催化水氧化性能尚未被系统研究.因此我们考察了以丙烷桥双核钌配合物为催化剂、[Ru(bpy)3]Cl2为光敏剂、Na2S2O8为电子牺牲体组成的三组分体系的光催化性能, 并和相应的单核钌催化剂进行了对比, 同时考察了溶液中乙腈的含量对单、双核钌分子催化剂光催化产氧性能和产氧机理的影响.实验结果表明, 无论是单核还是双核钌催化剂, 其催化活性与乙腈在磷酸缓冲溶液中的比例密切相关. 乙腈的含量不仅影响了水氧化的驱动力, 而且影响 O-O 的形成机理, 改变反应的动力学和反应速率. 单、双核钌催化剂的活性都随着乙腈比例的增加而增加, 然而双核钌催化剂在低乙腈含量的缓冲溶液中展现优于单核钌催化剂的光催化性能; 而在高乙腈含量的缓冲溶液中, 双核钌催化剂和单核钌催化剂的光催化性能趋于相当. 在最优化条件 (60% 乙腈) 下, 双核钌的光催化产氧 TON 值达到 638, 在 450 nm 的光量子效率达到 77%. 我们还发现, 当乙腈浓度较低时, 单核钌催化剂 Ru-bda 催化的水氧化反应为二级动力学; 当乙腈浓度较高时, 该催化剂在反应中表现为一级动力学. 从而推测 O-O 键的形成机制由双分子自由基耦合转变成单分子亲核进攻, 也解释了为什么高乙腈含量下单核和双核钌催化剂的活性差别不大. 本研究所展示的 Ru-bda 的溶剂效应可能同样适用于电化学和光电化学水氧化, 对深入理解和设计高效太阳能分解水器件具有重要意义.     

均分散类水滑石纳米粒子的合成

类水滑石;平均粒径;粒径分布;均分散胶体;层状双金属氢氧化物     

合成氨铁钴催化剂还原行为的研究

本文采用热分析手段,通过程序升温还原,研究了铁触媒中加入的CoO含量和铁比对还原过程的影响规律,并对还原机理进行了初步探讨。     

羟基喜树碱-类水滑石纳米杂化的共组装制备及表征

采用共组装法在水溶液中制备羟基喜树碱(HCPT)-层状双金属氢氧化物(LDH)纳米杂化物.先利用微通道反应器通过共沉淀法制备了Zn₂Al-NO₃ LDH纳米片,然后与羧酸盐型HCPT在水介质中共组装,制备了HCPT插层LDH的纳米杂化物.利用酸处理,可将层间HCPT由非生物活性的羧酸盐型转化为生物活性的内酯型,这对高生物活性HCPT-LDH纳米杂化物的绿色制备具有重要意义.共组装法制备HCPT-LDH纳米杂化物,耗时短、载药量高、分散性好,且利用原料配比可方便地调控载药量. HCPT分子在LDH层间以其长轴倾斜于层板呈双层排列.所制备的HCPT-LDH纳米杂化物具有良好的药物缓释性能,颗粒内部扩散是药物释放过程的控速步骤.药物释放过程可用准二级动力学模型描述.可以用于构筑LDH基药物输送-控释体系.     

Co2+含量对CoAl-LDHs焙烧产物结构、组成及其生长碳纳米管的影响

采用成核晶化隔离法将Co²⁺引入层状双金属氢氧化物(LDHs),得到了含不同Co²⁺/Al³⁺物质的量的比为1∶1,2∶1,3∶1的二元钴铝碳酸根型LDHs(CoAl-LDHs)。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜-能量散射谱(SEM-EDS)、拉曼光谱(Raman)、程序升温还原(TPR)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对CoAl-LDHs焙烧产物的结构、组成及其化学气相沉积(CCVD)催化生长多壁碳纳米管(CNTs)进行了研究。结果表明：CoAl-LDHs前体中钴的含量可以明显改变焙烧产物的组成分布和还原性能,并最终影响CNTs的生长,其中以n_Co²⁺/n_Al³⁺比为2/1的LDHs作为催化剂前体可以得到管径均匀和石墨化程度高的CNTs,这与还原得到的纳米活性Co颗粒均匀分散有关。     

负载型钌催化剂催化对苯醌制对苯二酚的研究

采用浸渍法制备了负载型高分散纳米Ru催化剂,利用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、N2吸附-脱附实验对催化剂进行了表征,结果显示,Ru以高分散金属态存在,其平均粒径在5nm左右。考察了不同酸碱介质、催化剂与底物物质的量的比、反应温度、H2压力和反应时间对对苯二酚收率的影响。结果表明,以盐酸为反应介质,以5%Ru/AC为催化剂,nRu/AC∶n对苯醌=1∶100,反应温度30℃,H2压力3.0MPa,反应时间30min,对苯二酚的收率可达97.5%。     

金属钯插层类水滑石的制备及其电催化乙醇的性能研究

高性能的电催化剂对直接燃料电池的商业化应用有着至关重要的作用,目前的阳极材料还存在活性低、易中毒、成本高等问题。本研究以层状双氢氧化物(layered double hydroxides, LDHs)为载体通过浸渍法制备了新型纳米钯(Pd)催化剂,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体质谱仪、能谱仪、透射电子显微镜、循环伏安法测试、计时电流测试和电化学阻抗等方法对催化剂的结构和电催化性能进行了研究。结果表明,新制备的Pd/Mg-Al-LDHs仍然保持着LDHs的层状结构,循环伏安测试表明在碱性条件下,Pd/Mg-Al-LDHs比Pd/C有更好的电催化乙醇活性和抗中间产物中毒性能,且乙醇浓度、扫描速率和温度等因素对峰电流有着直接影响。计时电流测试表明在电催化乙醇的过程中Pd/Mg-Al-LDHs比Pd/C拥有更高的电催化活性和稳定性。电化学阻抗测试表明,Pd插层可显著改善Mg-Al-LDHs的导电性,并降低电催化过程中电荷转移阻力。     

插层材料ZnAl-LDHs的制备和应用

本文总结了锌铝层状双金属氢氧化物(ZnAl-LDHs)的基本制备方法,重点介绍了插层组装和层板剥离方面的最新进展,并阐述了ZnAl-LDHs在催化、医药、阴离子吸附和功能高分子方面的应用。     

Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能

通过两步法先在泡沫镍(nickel foam,NF)上原位生长Co金属有机骨架(Co metal-organic framework,Co-MOF)纳米片阵列,再浸入不同浓度Ni²⁺离子溶液刻蚀Co-MOF纳米片,在NF表面得到NiCo水滑石(NiCo layered double hydroxide,NiCo-LDH)。NiCo-LDH/NF继承了Co-MOF纳米片结构形成一级纳米片阵列,并在一级纳米片表面形成次级纳米片褶皱。在2 mmol Ni(NO₃)₂·6H₂O溶液中刻蚀得到的NiCo-LDH/NF表现出高容量、高倍率性能,在电流密度为5 mA·cm^-2时比电容为7 764.5 mF·cm^-2,电流密度为20 mA·cm^-2时比电容为6 098.2 mF·cm^-2,容量保持率为78.5%,在20 A·g^-1电流密度下经过5 000次长循环后,容量保持率为85.9%。与活性炭组装的混合电容器达到38.9 Wh·kg^-1的最大能量密度和8 000.0 W·kg^-1的最大功率密度。     

Co金属有机骨架模板制备NiCo水滑石/泡沫镍复合材料及电容性能

通过两步法先在泡沫镍(nickel foam,NF)上原位生长Co金属有机骨架(Co metal-organic framework,Co-MOF)纳米片阵列,再浸入不同浓度Ni²⁺离子溶液刻蚀Co-MOF纳米片,在NF表面得到NiCo水滑石(NiCo layered double hydroxide,NiCo-LDH)。NiCo-LDH/NF继承了Co-MOF纳米片结构形成一级纳米片阵列,并在一级纳米片表面形成次级纳米片褶皱。在2 mmol Ni(NO₃)₂·6H₂O溶液中刻蚀得到的NiCo-LDH/NF表现出高容量、高倍率性能,在电流密度为5 mA·cm^-2时比电容为7 764.5 mF·cm^-2,电流密度为20 mA·cm^-2时比电容为6 098.2 mF·cm^-2,容量保持率为78.5%,在20 A·g^-1电流密度下经过5 000次长循环后,容量保持率为85.9%。与活性炭组装的混合...     

担载型钌催化剂吸附CO性能的原位红外研究

用原位红外研究了ＣＯ的吸附与脱附，ＣＯ／Ｈ２的共吸附及反应，考察了焙烧温度对Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３及Ｒｕ／ＳｉＯ２催化剂的影响，结果表明，经不同温度焙烧的催化剂样品，其吸附性能有很大差别。随着焙烧温度的升高，金属－载体相互作用增强，导致ＣＯ吸附量减少。Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３吸附的ＣＯ较稳定，而Ｒｕ／ＳｉＯ２吸附的ＣＯ在高温易脱附。各不同ＣＯ吸会态间、多重态更易发生反应。在未焙烧的Ｒｕ／ＳｉＯ２低ＣＯ／Ｈ２反应     

“卡房”结构LDHs负载Pt纳米催化剂用于乙醇电催化氧化

乙醇电催化氧化是直接乙醇燃料电池(DEFCs)的核心反应,而DEFCs的阳极电催化剂是提升乙醇转化效率的关键。Pt作为最稳定、最有效的催化剂之一,仍面临着成本高、容易被乙醇氧化产生的中间产物毒化等问题。选择合适的载体实现Pt的高度、均匀、稳定分散,不仅可以提高其抗中毒能力和催化活性,而且还可以减少Pt用量降低成本。本文采用两步电化学沉积法合成了层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米阵列负载Pt纳米催化剂(Pt/LDHs/NF),具有“卡房”结构的LDHs增强了Pt纳米粒子的分散,有助于实现高效的乙醇电催化氧化性能。制备的Pt/NiFe-LDH/NF在碱性环境下对乙醇表现出最优的电催化氧化活性,峰值电流密度达到171.99mA·cm^-2。这可为今后设计和制备均匀、稳定分散的Pt基催化剂用于乙醇电催化氧化提供借鉴。