硫物种对负载型钯催化剂上氢吸附性质的影响

用X光光电子能谱(XPS)分析了负载型Pd/Al_2O_3催化剂上硫和钯的状态。以程序升温脱附-质谱(TPD-MS)方法研究了不同硫物种及不同气氛对催化剂氢吸附性质的影响。结果表明: 硫物种对氢吸附的影响按S_2~(2-)、S~(2-)、SO_4~(2-)的顺序减小, 且前两者的影响远比SO_4~(2-)的大。这与催化剂在H_2-O_2反应中的抗硫性评价结果一致。并用原子分子轨道理论对上述结果进行了讨论。     

Pd/TiO2催化剂上氢气选择性催化还原NOx的研究

氮氧化物(NO_x)的控制是当前环境催化领域研究的热点.氢气选择性催化还原NO_x (H_2-SCR)近年来引起研究者的高度关注.在H_2-SCR反应中, NO_x可在较低的温度(100–300°C)下被还原,并且过量氢气会与氧气反应生成水,不会导致二次污染.研究表明, Pd基催化剂在H_2-SCR反应中具有良好的活性,并且其催化活性与Pd的化学价态密切相关, Pd~0较Pd2+具有更高的催化活性.鉴于Pd的化学价态与催化剂的制备方法密切相关,本文通过浸渍法、沉积–沉淀法和聚乙二醇还原法分别制备了Pd/TiO_2 (IM)、Pd/TiO_2 (DP)和Pd/TiO_2 (PR)催化剂,研究了不同方法制得的Pd/TiO_2催化剂对H_2-SCR的催化性能.实验结果表明,与Pd/TiO_2 (IM)和Pd/TiO_2 (DP)相比, Pd/TiO_2 (PR)催化剂的催化活性明显提高,并且温度窗口显著拓宽.为了揭示Pd/TiO_2 (PR)催化剂具有高活性的原因,对Pd/TiO_2 (IM)、Pd/TiO_2 (DP)和Pd/TiO_2 (PR)催化剂进行了一系列分析表征.XRD分析表明,在三种不同方法制备的Pd/TiO_2催化剂上,活性组分Pd高度分散在TiO_2表面.TEM结果也证实了Pd高度分散在TiO_2表面,并且在Pd/TiO_2 (PR)催化剂上, Pd颗粒粒径(1.02 nm)最小,这可能是Pd/TiO_2 (PR)催化剂具有高活性的原因之一.XPS分析表明,在Pd/TiO_2 (IM)和Pd/TiO_2 (DP)催化剂中, Pd主要以Pd2+的形式存在;而在Pd/TiO_2 (PR)中, Pd则以Pd~0的形式存在,高分散的Pd~0有利于H_2-SCR反应的进行.同时, Pd/TiO_2 (PR)中表面吸附氧(Oα)含量明显高于Pd/TiO_2 (IM)和Pd/TiO_2 (DP),较高含量的Oα能有效促进NO_x的吸附与活化,从而促进NO_x还原反应的进行.通过原位漫反射红外光谱(In-situDRIFTS)分析发现,与Pd/TiO_2 (IM)催化剂上NO+O_2稳态吸附的光谱相比, Pd/TiO_2(PR)催化剂上螯合亚硝酸根和单齿亚硝酸根的特征峰明显增强.同时观测到Pd~0上吸附的单齿亚硝酰基特征峰,由此进一步证实在Pd/TiO_2 (PR)催化剂中Pd以Pd~0的形式存在.NO+O_2→H_2 (或H_2+O_2)→NO+O_2瞬态吸附研究表明, Pd/TiO_2 (PR)催化剂上吸附的NO_x具有高的反应活性,并且吸附态NO_x和H_2(或H_2+O_2)反应可生成中间产物NH3, NH3可进一步与NO_x反应.Pd/TiO_2 (PR)催化剂上高分散的Pd~0以及在反应条件下表面生成的更多螯合亚硝酸根和单齿亚硝酸根反应中间体是其具有高H_2-SCR催化性能的主要原因.     

铈锆固溶体的表面碱性对催化剂中Pd烧结性能的影响

以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了CexZr1-xO2(0≤x≤1)固溶体,并以其为载体制备了负载型Pd/CexZr1-xO2催化剂。利用XRD、N2物理吸附、CO脉冲化学吸附、CO2-TPD、原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)等技术考察了载体表面碱性强弱对Pd/CexZr1-xO2催化剂中Pd烧结行为的影响。结果表明,载体的弱碱性位能有效抑制Pd的烧结,其中Pd/Ce0.75Zr0.25O2催化剂其载体具有更多的弱碱性位,活性组分钯的分散度较高,催化剂的热稳定性较好。     

焙烧温度对CeO2改性Pd/Al2O3甲醇分解催化剂性能的影响

考察了焙烧温度对Pd/Al2O3和CeO2改性Pd/Al2O3甲醇分解催化剂反应性能的影响.在300℃～700℃范围内焙烧,Pd/Al2O3和Pd/CeO2/Al2O3催化剂的活性都呈现出先升高后降低的趋势.XRD结果表明高温焙烧时活性组分Pd在γ-Al2O3载体表面发生聚集是Pd/Al2O3催化剂活性降低的原因,而XPS结果却表明,Pd在CeO2改性γ-Al2O3载体表面的浓度与Pd/CeO2/Al2O3催化剂的活性变化并非呈现一致关系,TPR表明活性组分Pd和助剂CeO2在γ-Al2O3上产生了一定的相互作用.从而认为Pd的分散度以及Pd和CeO2之间的相互作用共同决定催化剂的甲醇分解性能.     

正交法研究钯／铝锆复合氧化物烷基蒽醌加氢催化剂

采用分步浸渍法,利用正交设计优化制备条件,制备了Pd/ZrO2-Al2O3催化剂,进行了相应的表征,考察了其对烷基蒽醌加氢制过氧化氢反应的催化活性.结果表明,Zr的添加改善了活性组分Pd与载体之间的作用,使得Pd能够在复合载体表面均匀分布和高度分散,团聚现象受阻,因此催化剂具有了更多的活性中心,显示出高的催化活性.     

Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd质量分数为0.1%~1.0%的Pd/SiO2和Pd/5%CexZr1-xO2/SiO2（x0.0~1.0）系列催化剂,在微型固定床反应器上对催化剂的甲烷催化燃烧性能进行了评价,用XRD、H2-TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征。结果表明,Pd/SiO2和Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂都具有较好的甲烷催化燃烧活性,CexZr1-xO2可以明显提高催化剂的催化活性,并且Ce和Zr的比值对催化剂催化活性也有显著的影响。XRD和TPR显示,Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂中的CexZr1-xO2对PdO的分散性和还原性有较好的促进作用。     

助剂对Pd/γ-Al2 O3催化剂上NO选择催化还原的影响

研究了含氧条件下钯催化剂上进行丙烯选择催化还原NO的反应,考察浸渍法制备的Pd/γ-Al2O3催化剂中加入碱(土)金属或稀土氧化物助剂对NO转化率的影响,并对催化剂进行了XRD表征及在氧化气氛中饱和吸附NO后的TPD研究.结果表明,助剂CeO2、 Li2O能较大幅度提高催化剂的低温活性,使NO的最高转化率增加1～3.5倍.Pd/CeO2-Al2O3、 Pd/Li2O-Al2O3催化剂有较高的Pd分散度及较强的NO解离吸附能力.并讨论了NO、 N2O、 NO2-和NO3-等吸附态物种在催化剂表面的形成及脱附特性对催化剂选择催化还原NO性能的影响.     

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.     

负载型贵金属催化剂硫中毒机理—不同载体的钯催化剂上硫的吸附及转化

以H_2S为毒物,用浸渍法制备了一系列不同载体的钯催化剂(Pd/Al_2O_3、Pd/MgO和Pd/TiO_2)以Na_2S与催化剂机械混合的方式,在载体上引入S~(2-),用H_2—O_2混合气对含硫的催化剂进行处理。藉XPS和IR谱对不同载体的催化剂上硫的吸附及转化进行了研究。结果表明,载体酸碱性对其上担载的贵金属的电子状态有一定的影响。酸性较强的载体对贵金属的分散作用较强,H_2S在这种载体的催化剂上的吸附和转化能力较差。在碱性较强的载体的催化剂上,结果相反。此外,载体上晶格氧的活性不同,对H_2S的转化能力也有差异。在Pd/Al_2O_3催化剂运行过程中,H_2S在A1_2O_3载体上主要发现为一种物理的吸附-脱附过程;而在MgO和TiO_2载体上,不仅存在H_2S的吸附过程,且有H_2S转化为SO_2或SO_4~(2-)的过程。结果还表明,载体性质对催化剂的自身再生能力具有较大影响。     

CeO2改性的Pd/Al2O3催化剂在加氢脱硫反应中的抗硫性能

采用浸渍法制备CeO2改性的Pd/Al2O3催化剂,以噻吩加氢脱硫为探针反应,考察了Pd/Al2O3 和Pd-CeO2/Al2O3催化剂的活性和抗硫性能,并运用CO吸附、FT-IR、TG等分析测试技术研究表征了催化剂性质. 结果表明,Pd-CeO2/Al2O3催化剂比Pd /Al2O3催化剂具有较低的硫化度. 在连续反应中,Pd-CeO2/Al2O3催化剂的抗硫失活能力较强. CeO2的加入导致了Pd-S键能的减弱,在Pd-CeO2/Al2O3催化剂上H2S主要吸附在CeO2上而不是Pd原子上. Pd-CeO2/Al2O3抗硫能力的提高是由于Pd-Ce结合导致Pd缺电子状态,减少了Pd的硫化失活而引起. CeO2对H2S的竞争吸附造成与CeO2结合作用的Pd处于较低的H2S分压,减少了Pd失活的几率.     

Catalytic dechlorination of aromatic chloride with supported palladium catalysts in alkaline 2-propanol: influence of hydrocarbon solvents

Summary Catalytic dechlorination of p-chloroanisole (p-chloromethoxybenzene) was carried out in a solution of NaOH in 2-propanol in the presence of Pd/Al₂O₃ or Pd/C at 40°C. When aromatic hydrocarbons such as toluene or benzene were added to the solution, the dechlorination rates were strongly suppressed. However, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane or cyclohexane hardly affected the dechlorination rates.     

水相中Pd/C催化的杂环芳卤的还原偶联反应研究

在H₂O-alcohol体系中通过Pd/C催化的还原偶联反应由杂环芳卤高收率的得到了二芳基化合物. 该方法操作简单, 环境友好, Pd/C可重复使用, 无需相转移催化剂也能得到较高收率. 讨论了醇、碱的种类和用量以及不同底物对反应收率的影响.     

Deactivation of silica supported Pd catalysts during liquid-phase hydrogenation

Summary Large pore MCM-41 was found to provide a better stabilization of Pd particles than amorphous SiO₂ during liquid phase hydrogenation. Pd/large pore MCM-41 exhibited higher hydrogenation activities as well as lower amount of metal loss by Pd leaching.     

应用微乳法制备二氧化硅包裹钯纳米粒子

以氯钯酸为钯源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水构成的微乳体系制备了二氧化硅包裹纳米金属Pd粒子.其中Pd的粒径可在5～30 nm调变,外部SiO₂层的厚度可在5～35 nm调变.详细考察了氯钯酸和正硅酸乙酯的浓度、微乳体系中水和正己醇的量等参数对制备的Pd/SiO₂粒子的大小及形态的影响.     

甲醇在Pd基电催化剂上的氧化

以多壁碳纳米管(MWCNT)和碳黑为载体, 用交替微波加热的方法制备了担载型Pd电催化剂, 并表征了其微观形貌和电化学性能. 透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)结果显示, Pd在MWCNT载体上有较好的分散度, 平均粒径为4 nm. 循环伏安、计时电位和交流阻抗的测试结果表明, 在碱性溶液中, Pd/MWCNT显示出良好的甲醇氧化性能. 在Pd/MWCNT催化剂上, 甲醇氧化的起始电位比在Pt/C上负移100 mV 左右. Pd/MWCNT高的催化活性不仅与它的高的活性表面积有关, 而且和Pd与载体MWCNT之间的协同作用有关.     

Pd/C催化氧气对1,3-二羰基化合物的α-位氧化

以碳酸钾作碱,DMF作溶剂,5%Pd/C催化1,3-二羰基化合物在室温下与氧气反应,直接得到α-羟基化合物,其结构经NMR和MS表征.     

钯碳催化下以甲酰肼为还原剂的卤代芳烃还原偶联反应研究

在Pd/C催化下, 以甲酰肼为还原剂, 卤代芳烃通过还原偶联反应能高选择性地合成相应的联苯化合物. 具有不同取代基的卤代芳烃的还原偶联反应产率在52%～94%之间.