碳纳米管对非晶态NiB合金催化剂性能的影响

采用化学还原法制备了非晶态NiB合金，用CNTs-1、CNTs-2、y-Al2O3作载体制备了负载型非晶态NiB合金催化剂．以乙炔选择性加氢为目标反应考察了催化活性和选择性，用TEM、TPD等方法对催化剂进行了表征．TEM结果表明，粒径为8～10nm的NiB粒子均匀分散在CNTs-1外表面，大部分粒径为12～14nm的NiB颗粒在CNTs-2内腔生长，而y-Al2O3载体未能有效提高NiB分散度．用CNTs-1将NiB负载化，明显提高了NiB催化剂乙炔加氢活性．CNTs-1、CNTs-2和y-Al2O3载体对比，CNTs-2作载体促进了催化剂对氢的吸附，减弱了乙炔的吸附，提高了加氢活性和乙烯选择性．     

粉末化学镀负载型NiB/MgO非晶态合金及其加氢催化性能

粉末化学镀负载型NiB/MgO非晶态合金及其加氢催化性能;NiB/MgO;非晶态合金;粉末化学镀;环丁烯砜加氢     

非晶态合金催化剂NiB、NiB/TiO2的制备、表征及其环丁烯砜加氢催化活性的研究

分别采用化学还原法和浸渍还原法制备了系列NiB及NiB／TiO2非晶态合金催化剂，用XRD、ICP、SEM、SAED和DSC等技术对催化剂的物性进行了表征，并将其用于环丁烯砜加氢反应，研究了制备条件(镍硼摩尔比、滴加方式和金属离子浓度)对非晶态合金催化剂加氢活性的影响。结果表明，选择镍硼摩尔比为1：2，Ni^2 浓度为0．1mol／L，采用正滴加方式(将KBH4溶液滴加到Ni(NO3)2溶液中)所制得的NiB非晶态合金催化剂环丁烯砜加氢活性优于RaneyNi催化剂，对于NiB／TiO2负载型非晶态合金催化剂，镍的实际负载量达14．5％时，NiB／TiO2与NiB的环丁烯砜加氢催化活性相当。     

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能

粉末化学镀法制备NiB/NaBETA催化剂及其加氢催化性能;非晶态合金催化剂     

负载型Ni—B非晶态合金催化剂的表征及催化性能

采用ＩＣＰ,ＸＲＤ,ＤＳＣ,ＳＥＭ和ＴＥＭ等技术对负载型Ｎｉ－Ｂ非晶态合金催化剂进行了表征,研究了这类催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢性能。结果表明,在负载型非晶态合金催化剂中,Ｎｉ－Ｂ超细微粒的形式分散在载体上,但在不同载体上的分散度不同。通过载体的引入,提高了非晶态合金的热稳定性,阻止了超细Ｎｉ－Ｂ的聚集。负载型非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢表现出优良的催化性能。     

乙二胺功能化处理CNTs对NiB/CNTs催化剂性能的影响

用乙二胺功能化处理碳纳米管,增强其亲水性,有利于非晶态合金在碳纳米管负载.用化学还原法制备NiB/CNTs非晶态合金,以苯加氢探针为反应考察催化剂的活性,利用XRD、ICP、BET、TEM、TPR、TPD等方法对催化剂进行表征,结果表明乙二胺功能化处理,CNTs比表面积增大,镍的负载量增多,镍硼颗粒细化,从而提高了非晶态NiB/CNTs的催化活性,增强了其抗硫性.     

负载型Ni-B非晶态合金催化剂的表征及催化性能

采用ICP,XRD,DSC,BET,SEM和TEM等技术对负载型Ni-B非晶态合金催化剂进行了表征,研究了这类催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢性能.结果表明,在负载型非晶态合金催化剂中,Ni-B以超细微粒的形式分散在载体上,但在不同载体上的分散度不同.通过载体的引入,提高了非晶态合金的热稳定性,阻止了超细Ni-B的聚集.负载型非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢表现出优良的催化性能.     

超声波对NiB非晶态合金催化剂性质的影响

通过在化学还原过程中引入超声波制备了纯态NiB非晶态合金,并与同等条件下采用化学还原法制备的NiB非晶态合金进行比较.用XRD、ICP、TEM、SEM和SAXS等表征方法比较了样品的物性.以环丁烯砜加氢反应为探针考察了NiB非晶态合金催化剂的反应活性.结果表明,在化学还原法中引入超声波,生成的NiB非晶态合金的团簇更小,无序度更高,催化活性显著提高.     

NiB/SiO2非晶态合金催化剂用于糠醇加氢制四氢糠醇的研究

用化学镀方法制备了负载型NiB/SiO2非晶态合金催化剂，并采用ICP、BET、TEM、XRD等手段研究了NiB在SiO2表面的存在状态及非晶性质。研究了糠醇在该催化剂上加氢制备四氢糠醇的反应行为，考察了反应温度、压力、搅拌速度等因素对催化剂性能的影响。结果表明，在2.0MPa、120℃、550r/min时，糠醇的转化率在99％以上，四氢糠醇的选择性可达100％。在此条件下和骨架Ni的催化性能相当。     

重稀土元素对非晶态NiB合金催化剂性能的影响

用脉冲微反技术以苯加氢反应为探针，研究了重稀土元素Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu对非晶态NiB合金催化剂的加氢和抗硫性能的影响。用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)，CO化学吸附法、程序升温还原(TPR)及程序升温脱附(TPD)等方法对催化剂进行了表征。结果表明，重稀土可提高NiB合金的热稳定性、活性和抗硫性。其原因为稀土RE对NiB合金的电子及几何效应共同作用的结果导致活性中心数增多、活性镍表面积增大，吸氢量明显增大而吸氢强度变弱；同时降低了非晶态NiB合金催化剂催化的苯加氢反应的活化能。非晶态NiB和NiBRE合金催化剂上有4种氢吸附中心，其中3种吸附中心参与了表面反应。     

Design of CuCs-doped Ag-based Catalyst for Ethylene Epoxidation

Our recent theoretical studies have screened out CuCs-doped Ag-based promising catalysts for ethylene epoxidation [ACS Catal. 11 , 3371 (2021)]. The theoretical results were based on surface modeling, while in the actual reaction process Ag catalysts are particle shaped. In this work, we combine density functional theory (DFT), Wulff construction theory, and micro kinetic analysis to study the catalytic performance of Ag catalysts at the particle model. It demonstrates that the CuCs-doped Ag catalysts are superior to pure Ag catalysts in terms of selectivity and activity, which is further proved by experimental validation. The characterization analysis finds that both Cu and Cs dopant promote particle growth as well as particle dispersion, resulting in a grain boundary-rich Ag particle. Besides, CuCs also facilitate electrophilic atomic oxygen formation on catalyst surface, which is benefitial for ethylene oxide formation and desorption. Our work provides a case study for catalyst design by combining theory and experiment.     

Novel Carbon Nanotubes-supported NiB Amorphors Alloy Catalyst for Benzene Hydrogenation

The NiB amorphous alloy catalysts supported on CNTs and alumina were prepared by impregnation and chemical reduction. The gas-phase benzene hydrogenation was used as a probe reaction to evaluate the catalytic activity. The result showed that the NiB amorphous alloy catalyst supported on carbon nanotubes exhibited higher activity than that supported on alumina.     

Ce-Cu-Co/CNTs催化剂催化合成气制低碳醇及乙醇的研究

采用共浸渍法制备了不同Ce含量的Ce-Cu-Co/CNTs催化剂,考察了其在合成气制低碳醇反应中的催化性能,借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)、N2吸脱附实验(BET)、透射电镜(TEM)和CO程序升温脱附(CO-TPD)对这些催化剂进行了表征.结果表明,当Ce的质量分数为3%时,低碳醇的时空收率和选择性达到最高,分别为696.4 mg?g-1?h-1和59.7%,其中乙醇占总醇的46.8%,适量Ce的添加能提高Cu物种在催化剂上的分散度和催化剂的还原性能,能显著地增加催化剂吸附CO的能力,促进合成醇活性位的形成,进而明显提高催化剂的活性和总醇的选择性.研究表明,将具有高活性和高碳链增长能力的CuCo基催化剂与碳纳米管的限域效应结合,可实现缩窄产物分布、大幅度提高乙醇选择性的目的.     

IB金属对Ni/SiO2催化剂乙炔选择性加氢反应性能的影响

乙烯是合成聚乙烯的原料,其主要来源是石油裂解气,其中少量的乙炔杂质会严重毒化生产聚乙烯的催化剂,因此需要将其去除.对于乙炔选择加氢反应,传统工业上使用的是Pd基催化剂,尽管其乙炔转化率很高,但对乙烯的选择性很低.我们前期的研究发现,IB族金属(Au,Ag和Cu)与Pd形成的合金单原子催化剂可以有效地提高乙烯的选择性.作为与Pd同组的非贵金属,Ni催化剂在多种催化加氢反应中显示出优异活性,而在乙炔选择加氢反应中,Ni是否能够替代贵金属Pd尚无定论.本文系统地研究了IB金属对Ni/SiO2催化剂乙炔选择性加氢性能的影响.与Pd/SiO2催化剂不同,单金属Ni/SiO2催化剂在低温下不具有活性.将IB金属添加到Ni/SiO2催化剂中,可以显著提高其催化活性以及对乙烯的选择性.其中,AuNix/SiO2和CuNix/SiO2催化剂的催化活性随还原温度升高而提高,而AgNix/SiO2催化剂对预处理温度不敏感.通过调变IB/Ni原子比和还原温度优化了催化剂的催化性能,发现优化后的三种催化剂(CuNi0.125/SiO2、AgNi0.5/SiO2和AuNi0.5/SiO2)的活性和选择性随反应温度升高表现出相似的变化趋势.催化稳定性考察结果显示,CuNi0.125/SiO2催化剂表现出最高选择性和稳定性;尽管AuNi0.5/SiO2的初始活性最高,但是稳定性最低.采用XRD、TPR和微量吸附量热等表征手段对不同IB金属对Ni基催化剂性质的影响进行了系统考察.以Cu-Nix/SiO2催化剂为例,H2-TPR测试结果表明,Cu-Ni双金属纳米颗粒的形成使得还原温度低于相应的单金属催化剂,表明铜和镍之间存在明显的相互作用.此外,通过TPR获得的CuNix/SiO2催化剂上的氢气消耗量与理论耗氢量相吻合,表明在还原处理的过程中双金属催化剂中的CuO和NiO可以被完全还原.乙炔的微量吸附量热结果表明,在CuNi0.125/SiO2,AgNi0.5/SiO2,AuNi0.5/SiO2和Ni0.5/SiO2催化剂上的初始吸附热分别为187,196,304和103 kJ/mol,即它们的初始乙炔吸附强度顺序为AuNi0.5/SiO2>AgNi0.5/SiO2>CuNi0.125/SiO2>Ni0.5/SiO2.该结果与三者的初始催化活性顺序一致,表明IB金属的加入可以增强乙炔在催化剂表面的吸附,从而提高催化活性.     

Effect of transition metals (Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu) on selective hydrogenation of cinnamaldehyde over Pt/CNTs catalyst

Summary The effect of transition metals (Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu) on the selective hydrogenation of cinnamaldehyde (CMA) to the corresponding semi-hydrogenated product over Pt/CNTs catalyst has been studied in ethanol at 343 K under 2.0 MPa H₂ pressure. PtNi/CNTs catalyst shows good catalytic activity and selectivity of C=C bond hydrogenation, 68.4% for conversion of CMA and 97.0% for selectivity of hydrocinnamaldehyde (HCMA). PtCo/CNTs catalyst shows good catalytic activity and selectivity of C=O bond hydrogenation, 91.3% for conversion of CMA and 88.2% for selectivity of cinnamylalcohol (CMO).     

碳酸乙烯酯选择加氢合成甲醇与乙二醇高效稳定Cu/SiO2催化剂研究

CO2作为重要的碳氧资源, 具有来源丰富、价格低廉、安全等突出优点. 近年来, 由于蕴含的巨大利用潜力,CO2间接利用制备基础化学品、能源燃料对于可持续制备大宗化工品中具有重要研究意义, 日益受到研究者和工业界的广泛重视.甲醇与乙二醇是化学工业中的两种重要大宗原料. 甲醇不仅是重要的有机化工原料、清洁环保的液体燃料, 同时也是氢气和能量储存的良好载体. 乙二醇作为一种重要的有机化工原料, 在聚酯等领域具有广泛应用.CO2经碳酸乙烯酯氢解制备甲醇/乙二醇是典型的原子经济反应, 对资源、能源和环境的可持续发展具有重要意义. 需要指出的是,CO2与环氧乙烷环加成制备碳酸乙烯酯已具备成熟的工业化技术. 因此, 该路线研究重点在于发展碳酸乙烯酯选择加氢联产甲醇和乙二醇高效稳定的催化体系. 近年来, 铜基多相催化剂催化碳酸乙烯酯加氢联产甲醇乙二醇得到了广泛重视. 由于铜基催化剂存在活性较低、高温易失活等问题, 开发高效且具有良好稳定性的铜基催化剂是目前碳酸乙烯酯加氢研究重点.本文针对碳酸乙烯酯选择氢解合成甲醇乙二醇新型铜基催化体系构建和构效关系研究, 采用硅溶胶蒸氨法制备高分散 Cu/SiO2过程中引入多羟基β-环糊精修饰催化剂前驱体的合成策略, 并通过惰性气体中煅烧后的积碳有效抑制活性铜物种的团聚, 获得了β-环糊精改性的 Cu/SiO2催化剂. 通过 N2吸脱附、XRD、N2O 滴定、H2-TPR、TEM 和 XPS 等系统表征,发现β-环糊精可有效调控催化剂结构和表面不同价态活性铜物种分布. 碳酸乙烯酯加氢性能评价结果表明引入适量β-环糊精的 5β-25%Cu/SiO2具有较优催化活性, 乙二醇选择性 98.8% 和甲醇选择性 71.6%, 且相应的催化活性可达 1178 mgEC gcat-1h-1. 高活性的原因很可能归因于不同价态 Cu0与 Cu+物种协同催化作用及适宜的 Cu+/(Cu0+Cu+) 比例. 结合密度泛函理论模拟计算, 我们提出了 Cu0促进氢气解离、Cu+吸附活化碳酸乙烯酯分子中酯羰基的反应机理. 催化剂重复使用和表征结果表明, 5β-25%Cu/SiO2具有良好的稳定性, 使用前后铜粒子大小和铜物种分布几乎未发生明显变化. 本文为解决铜基催化剂高温易烧结等难题提供了简单有效的活性铜物种稳定化方法, 并为CO2经碳酸乙烯酯绿色合成甲醇、乙二醇高效稳定铜基催化新体系的构筑提供了有益借鉴.     

Catalytic Performance and Dispersion Behavior of Supported Nano‐Amorphous Alloy NiB/MCM‐41 Catalysts Prepared by Chemical Reductive Deposition

Supported nano‐amorphous alloy NiB/MCM‐41 catalysts were prepared by chemical reductive deposition. The as‐prepared catalysts were characterized by XRD, SEM, TEM, EDAX, ICP, and N₂ adsorption‐desorption. The amorphous alloy structure of NiB active sites, mesoporous structure of catalysts, and higher BET area have been proved by the experiments. The catalysts have given excellent catalytic activity and selectivity in the production of 3‐(N‐benzyl)‐amino‐4‐methoxy‐ acetanilide from 3‐amino‐4‐methoxy‐acetanilide and benzaldehyde.     

Cu/SiO2催化剂制备方法对其草酸二甲酯催化氢解性能的影响

以化学吸附水解法、蒸氨法和浸渍法制备了Cu/SiO2催化剂, 并用于草酸二甲酯氢解制备乙二醇的反应. 发现用化学吸附水解法制备的催化剂具有最高的催化活性和乙二醇选择性, 乙二醇得率可达92.6%. 对还原前后不同方法制备的催化剂进行表征发现, 浸渍法制备的催化剂中Cu物种不能很好地得到分散, 因此活性较差. 蒸氨法和化学吸附水解法能较好地分散Cu物种. 由于化学吸附水解法制备的催化剂的Cu0表面积较蒸氨法的大, 且Cu＋表面积相当, 故活性高于蒸氨法制备的催化剂.     

Synthesis of Ethanol via Syngas on Cu/SiO(2) Catalysts with Balanced Cu(0)-Cu(+) Sites

This paper describes an emerging synthetic route for the production of ethanol (with a yield of ～83%) via syngas using Cu/SiO(2) catalysts. The remarkable stability and efficiency of the catalysts are ascribed to the unique lamellar structure and the cooperative effect between surface Cu(0) and Cu(+) obtained by an ammonia evaporation hydrothermal method. Characterization results indicated that the Cu(0) and Cu(+) were formed during the reduction process, originating from well-dispersed CuO and copper phyllosilicate, respectively. A correlation between the catalytic activity and the Cu(0) and Cu(+) site densities suggested that Cu(0) could be the sole active site and primarily responsible for the activity of the catalyst. Moreover, we have shown that the selectivity for ethanol or ethylene glycol can be tuned simply by regulating the reaction temperature.