Ni(Co)-W-B非晶态催化剂的制备和加氢脱氧性能研究

采用化学还原法制备出非晶态催化剂Ni-W-B和Co-W-B,用BET、XRD和XPS对催化剂进行表征分析,以对甲基苯酚为模型化合物研究了两种催化剂的加氢脱氧性能。结果表明,所制备的两种催化剂均为非晶态结构,两种催化剂在对甲基苯酚的加氢脱氧反应中都显示出较好的脱氧活性。在相对低温523 K下,Ni-W-B催化剂显示较高的加氢活性,转化率达到100.0%,对甲基环己醇的选择性为55.1%,脱氧选择性只有44.1%,而Co-W-B催化剂显示出较高的脱氧活性,脱氧选择性达到93.1%,这主要是由于催化剂的表面不同价态元素组成含量引起的。在573 K和4.0 MPa下,催化对甲基苯酚的加氢脱氧反应的转化率和脱氧选择性都能达到100%。     

复合氧化物负载的Ni基催化剂上愈创木酚加氢脱氧性能

分别以Al₂O₃-SiO₂,Al₂O₃-TiO₂,TiO₂-SiO₂和TiO₂-ZrO₂双金属氧化物为载体研究Ni基催化剂的愈创木酚加氢脱氧性能. 重点考察了催化剂载体、溶剂种类、反应温度和压力对愈创木酚转化率及产物选择性的影响,并对催化剂的抗积碳性能、重复利用性能和愈创木酚加氢脱氧反应机理进行了探讨. 通过BET（Brunauer-Emmett-Teller）比表面积、X射线衍射（XRD）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）等表征手段对催化剂的比表面积、物相结构、表面酸性、可还原性能进行了表征. 结果表明,Ni/TiO₂-ZrO₂催化性能相对较优. 在300 ℃、初始氢压4 MPa、以十氢萘为溶剂的最佳反应条件下,愈创木酚的转化率为100%,环己烷选择性高达86.4%. 该催化剂还具有抗积碳性能,反应后的催化剂上仅检测到3.2%（质量分数）的积碳量.     

Ni-Co-W-B非晶态催化剂的制备及其加氢脱氧性能

采用化学还原法制备了不同Ni/Co原子比的Ni-Co-W-B非晶态催化剂,以苯酚为探针,研究了其加氢脱氧性能.结果表明,新鲜的Ni-Co-W-B催化剂具有非晶态结构,其中Ni0和B0之间存在电子转移,且随着Co含量的增加,催化剂的热稳定性逐渐提高,表面Ni0含量减少.该催化剂上苯酚加氢脱氧反应按照先加氢再脱氧的方式进行...     

La-Ni-Mo-B非晶态催化剂的制备及其苯酚加氢脱氧催化性能

以NaBH4为还原剂采用化学还原法制备出La-Ni-Mo-B非晶态催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征,研究了助剂La对Ni-Mo-B催化剂催化性能的影响.结果显示,加入适量助剂La能显著减小催化剂粒径,增加Ni0含量,促进Mo6+还原生成Mo4+,但过量La会覆盖Ni0和Mo4+的活性位点.催化剂的高加氢活性主要归因于其非晶态结构和高Ni0含量,高脱氧活性主要归因于其高Mo4+含量.在苯酚的加氢脱氧(HDO)反应中,La-Ni-Mo-B非晶态催化剂催化苯酚HDO反应主要按照加氢-氢解的路径进行的,显著降低了产物中芳烃含量.通过优化反应条件,催化苯酚的转化率和脱氧率都可达到99.0%.高温下La-Ni-Mo-B非晶态催化剂失活的主要原因是非晶态结构的破坏.     

铝基类水滑石和复合氧化物负载Pt催化剂的制备及对甲基苯酚加氢脱氧反应的催化性能

采用共沉淀法制备了多种铝基类水滑石,焙烧后得到对应的复合氧化物;以水滑石或复合氧化物为载体,制备了系列Pt基催化剂,研究了该催化剂对甲基苯酚加氢脱氧反应的催化性能。结果表明,Pt基催化剂的性能与载体的组分组成和结构相关;当以不经焙烧的类水滑石做载体时,所制备的Pt基催化剂具有较高的活性。其中,Pt-Ni-Al-H催化剂的加氢脱氧活性最高,对甲基苯酚转化率达到99.8%,甲苯选择性为1.4%,而Pt-Zn-Al-H催化剂的直接脱氧活性最高,在275℃和氢压2MPa下反应1h后,甲苯选择性达到84.1%。研究发现,反应过程中所生成的甲基环己烷可进一步发生脱氢反应转化为甲苯,说明所制备的Pt基催化剂具有较好的脱氢活性,可节省脱氧过程中的氢气消耗量。     

焙烧温度对非负载Ni-Mo-Al_2O_3催化剂加氢脱氧性能的影响

采用热分解硝酸镍和钼酸铵的方法制备了Ni-Mo-Al2O3非负载催化剂。分别以乙酸、苯酚为探针分子,在连续流动固定床反应器上评价了催化剂的加氢脱氧活性,并采用XRD、BET、XRD、EDS等技术对催化剂进行了表征,着重考察了焙烧温度对催化剂的晶态结构、表面元素相对含量及催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积增大,晶化程度提高,焙烧温度550℃时,催化剂表面Ni、Mo、Al的比例达到最优,并具有最好的加氢脱氧活性。在250℃、0.4 MPa条件下,乙酸的脱氧率达到96.0%;在200℃、0.3 MPa条件下,苯酚的脱氧率达到96.8%。     

La-Ni-Mo-B非晶态催化剂的制备、加氢脱氧性能及失活研究

以NaBH₄为还原剂采用化学还原法制备La-Ni-Mo-B非晶态催化剂,用BET、SEM、XRD和XPS等手段对催化剂进行表征,以4-甲基苯酚为探针研究其加氢脱氧性能,并探讨了4-甲基苯酚的加氢脱氧反应路径。结果表明,助剂La的加入,减小了催化剂的粒径,增大了比表面积,促进Ni²+和Mo⁶+的还原。275℃时,4-甲基苯酚加氢脱氧转化率达97%,甲基环己烷选择性达96%,加氢脱氧反应按氢化-氢解路径进行,产物中芳烃含量明显低于世界燃油规范Ⅲ类油标准（芳烃的质量分数小于15%）。催化剂活性降低的主要原因是由于Ni活性中心的非晶态结构被破坏。     

非晶态硼钼氧化物的制备及其加氢脱氧性能

以(NH_4)_6Mo_7O_(24)为原料, 以NaBH4作为还原剂分别在冰浴与超声波条件下制备出非晶态催化剂. 用FTIR、 SEM、 XRD、 DSC与XPS进行表征, 以苯酚模型化合物研究其加氢脱氧性能. 表征结果表明: 制备的催化剂都为非晶结构;硼钼氧化物表面没有明显的晶体特征结构;Mo只有部分被还原, 冰浴下的Mo以+4与+6价存在, 超声波下的Mo为+5与+6价, 冰浴法有利于Mo~(4+)的生成;冰浴下所制备的催化剂具有更高的热稳定性以及表现出优良的加氢脱氧活性, 在225 ℃下苯酚的转化率79.3%, 远高于同温度下超声波法所制备的催化剂对苯酚的转化率(46.8%).     

CoMo/ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其加氢脱氧性能

以ZrOCl₂·6H₂O和Al₂(SO₄)₃为原料,采用超声波共沉淀法制得一系列不同ZrO₂质量分数的ZrO₂- Al₂O₃复合氧化物载体;并以该复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制得Co和Mo质量分数分别为6.0%和16.0%的CoMo/ZrO₂-Al₂O₃催化剂。BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征结果表明,ZrO₂-Al₂O₃复合氧化物载体具有较高的比表面积与较大的孔容、孔径,随着复合载体中ZrO₂质量分数的增加,复合载体比表面积逐渐减小。ZrO₂-Al₂O₃复合载体能高度分散活性组分,钴钼负载量接近其在载体上的单层分散阈值。相比于CoMo/Al₂O₃,CoMo/ZrO₂-Al₂O₃催化剂具有较高的还原性能和较多的表面酸性活性中心,由此导致其在苯酚加氢脱氧(HDO)反应中,具有较高的加氢脱氧活性和苯选择性。
     

负载型磷化镍催化剂的空气表面改性法制备及其加氢脱氧性能

以MCM-41为载体,采用先前驱体氢气低温(673 K)还原、空气表面改性的方法制备了高活性的Ni2P/M CM-41催化剂,并采用XRD、BET、SEM、TEM、XPS和CO吸附等手段对催化剂进行了表征。以苯并呋喃(BF)加氢脱氧(HDO)为探针反应,考察了空气表面改性对Ni2P/M CM-41催化剂结构和HDO性能的影响。结果表明,空气表面改性得到的催化剂,活性相为单一的Ni2P;空气表面改性能够降低催化剂表面P物种的集聚,有助于小尺寸、高分散的Ni2P活性相的生成。在573 K、3.0 M Pa、质量空速为4.0 h-1、H2/油体积比为500的条件下,Ni2P/M CM-41催化剂上BF转脱氧产物收率高达88%,较程序升温还原法制备的催化剂高50%。     

层板金属离子不同的钴基双氢氧化物制备及其电化学性能

通过调变层板中的三价金属离子制备了层板金属离子不同的钴基双氢氧化物(LDHs),X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)测试表明,层板中金属离子的变化对LDHs的物理结构有较大影响。电化学性能比较表明,三价金属离子的改变对材料的有效工作电位窗口和大电流稳定性及循环容量保持率均有很大影响。由于二价与三价金属离子在电化学过程中的作用不同,Co-AlLDHs在1A·g-1的电流密度下比容量达到447F·g-1;Co-InLDHs与Co-CrLDHs则具有很好的循环稳定性和电容性质。     

铝代α-Co（OH）2的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀方法制备了Co-Al双金属氢氧化物,用红外光谱对所制样品的成分进行分析;用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对Co/Al摩尔比为9∶1、8∶2和7∶3的铝代α-Co(OH)2的电化学性能进行研究。测试表明,Co/Al摩尔比为8∶2的铝代α-Co(OH)2具有最佳的电容性能,单电极比电容可达1180F/g,并且在1A/g电流密度下循环500周后,比电容仍能保持91%,有望成为电化学电容器的电极材料。     

Zr改性Ni2P/SBA-15催化剂的制备及其加氢脱氧性能

以正丙醇锆（n）和Zr（SO₄）₂（m）为锆源制备了Zr改性的Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（n）和Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（m）催化剂,并采用XRD、BET、CO吸附、XPS、NH₃程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征。以苯并呋喃（BF）为模型化合物,研究了催化剂加氢脱氧（HDO）性能。结果表明,Zr改性后,形成了新的层状结构的ZrP;Zr的引入有助于生成更多、更小粒径的Ni₂P活性相,催化剂的酸强度和酸量均提高。与正丙醇锆相比,Zr（SO₄）₂为锆源能够获得比表面积大、酸性强、酸量大的催化剂,得到更多的ZrP相、更小粒径的Ni₂P晶粒,暴露更多的Ni活性位点。Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（n）和Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（m）的BF HDO产率分别为71.5%和85.9%,较Ni₂P/SBA-15分别提高了14.0%和28.4%。催化剂HDO活性、脱氧产物选择性和产率大小顺序为：Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（m） > Ni₂P/ZrO₂-SBA-15（n） > Ni₂P/SBA-15。     

Generalized Low‐Temperature Fabrication of Scalable Multi‐Type Two‐Dimensional Nanosheets with a Green Soft Template

Two‐dimensional nanosheets with high specific surface areas and fascinating physical and chemical properties have attracted tremendous interests because of their promising potentials in both fundamental research and practical applications. However, the problem of developing a universal strategy with a facile and cost‐effective synthesis process for multi‐type ultrathin 2 D nanostructures remains unresolved. Herein, we report a generalized low‐temperature fabrication of scalable multi‐type 2 D nanosheets including metal hydroxides (such as Ni(OH)₂, Co(OH)₂, Cd(OH)₂, and Mg(OH)₂), metal oxides (such as ZnO and Mn₃O₄), and layered mixed transition‐metal hydroxides (Ni‐Co LDH, Ni‐Fe LDH, Co‐Fe LDH, and Ni‐Co‐Fe layered ternary hydroxides) through the rational employment of a green soft‐template. The synthesized crystalline inorganic nanosheets possess confined thickness, resulting in ultrahigh surface atom ratios and chemically reactive facets. Upon evaluation as electrode materials for pseudocapacitors, the Ni‐Co LDH nanosheets exhibit a high specific capacitance of 1087 F g^?1 at a current density of 1 A g^?1, and excellent stability, with 103 % retention after 500 cycles. This strategy is facile and scalable for the production of high‐quality ultrathin crystalline inorganic nanosheets, with the possibility of extension to the preparation of other complex nanosheets.