铁铜双金属催化剂选择性催化氧化氨为氮气

固定铜铁的总质量不变, 采用共浸渍法制备铜铁双金属催化剂. 为了更好地了解催化剂的性质, 分别用N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)方法对制备的催化剂进行表征. 研究发现在100000 h^-1空速下, 铜铁双金属催化剂呈现出好的活性和氮气选择性. 在低温区, 随着铜含量的增加, 活性和氮气的选择性增加, 然而在高温区氮气的选择性直接和铁的含量相关. 其中催化剂Fe_0.25Cu_0.75/ZSM-5, 在350℃氨的转化率达到最高, 在300℃氮气的选择性上升到97%. Fe_0.75Cu_0.25/ZSM-5 在500 ℃有很高的氮气选择性甚至可以达到98%. 并且所有的催化剂均产生很少的N₂O副产物. 表征结果显示催化剂的酸量和铜物种的含量可以影响催化剂的活性, 并且高的还原能力和铁含量有助于高温氮气选择性的提高.     

钌催化剂存在下的氨湿法氧化反应条件与N2选择性

在完全除去铵离子的湿法氧化反应中，一种钌催化剂能够将文献报道的反应条件从５４３Ｋ，７．０ＭＰａ缓和为４５３Ｋ，３．０ＭＰａ但是，在相对温和的反应条件下，Ｎ２选择性不够理想，并受到操作条件如ｐＨ，反应温度，空填充压力及催化剂用量的影响。     

磷酸对二氧化铈催化剂氨选择性催化还原氮氧化物反应的促进作用(英文)

氮氧化物NO_x(NO和NO_2)对大气的污染日益严重,主要表现为形成酸雨、导致光化学烟雾和产生温室效应等,严重危害人类健康.氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)NO_x是目前最有效的固定源NO_x消除技术.工业中常用的催化剂主要是V_2O_5-WO_3/TiO_2,但其活性组分V_2O_5有毒,且存在氧化能力较强和操作温度窗口过窄等缺点.开发新型环境友好的非钒基NH_3-SCR催化剂体系己成为NO_x催化净化领域的研究热点.CeO_2在稀土市场中占有很大比重且相对廉价,同时还具有优异的氧化-还原及储氧性能,因此开发Ce基SCR脱硝催化剂具有非常好的发展前景.对于NH_3-SCR反应,催化剂必须同时具有酸性位和氧化还原中心.酸性位有利于还原剂NH_3的吸附与活化,而氧化还原中心可以促使氧化剂和还原剂之间发生反应.对于低温SCR催化剂,表面酸性适中即可,氧化还原性能起决定作用;而对于中高温SCR催化剂,不仅要提高其表面酸性以保证足够的NH_3吸附量,同时还要控制其表面氧化性不宜太强,否则在高温段NH_3氧化,N_2选择性下降,NO转化率降低.CeO_2具有一定碱性以及优异的氧化还原性能,因此在高温阶段CeO_2催化剂上易发生NH_3深度氧化,高温NH_3-SCR活性差,温度窗口窄.为了拓宽CeO_2基催化剂的温度窗口,改善其催化性能,有必要调整CeO_2的氧化还原性能和酸碱性能.过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐具有特殊的表面酸性和氧化还原性,被广泛应用于多种催化反应.考虑到过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐表面同时具有酸性位和氧化还原中心,因而可用于NH_3-SCR反应.最近本课题组通过水热法制备了一种环境友好的Ce-P-O催化剂,该催化剂在较宽的温度范围(300-550℃)内表现出较高的催化NO转化能力,同时具有较强的抗碱和耐硫能力,显示出很好的应用前景.此外,硫酸盐和镍盐修饰能有效改善铈锆固溶体催化剂的NH_3-SCR性能:镍修饰增强了铈锆固溶体的Lewis酸性,有利于提高催化剂的低温活性,而硫酸盐改性提高了催化剂的Bronsted酸性,因此有利于催化剂高温下吸附NH_3,抑制了NH_3的过度氧化.另外,磷酸盐修饰能提高铈锆固溶体催化剂NH_3-SCR反应活性.然而,有关催化剂结构系统表征鲜见报道,催化剂的构效关系阐述不够详细.本文采用浸渍法将不同量的H_3PO_4负载于CeO_2上制备了H_3PO_4修饰的CeO_2催化剂,发现H_3PO_4修饰能显著改善CeO_2催化剂的NH_3-SCR性能.本文对催化剂结构进行了系统表征,详细探讨了H_3PO_4促进作用的原因.NH_3-SCR活性测试显示,H_3PO_4修饰后,催化剂活性显著提高,部分抑制了高温时CeO_2催化剂上NH_3的直接氧化,提高了SCR反应的选择性,从而拓宽了温度窗口.X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱表征结果发现,随着H_3PO_4负载量增加,样品中CeO_2相逐渐减少,而新相如CeP_2O_7和Ce(PO_3)_4等逐渐增多,多磷酸根阴离子可能是表面酸性增强的关键因素.NH_3程序升温脱附和吸附吡啶红外光谱结果表明,随着H_3PO_4修饰量的增加,样品的酸强度逐渐增大,Lewis酸性逐渐减弱至消失,而Bronsted酸性逐渐增强.增强的Bronsted酸性可能归因于H_3PO_4修饰后样品表面不断增加的P-OH基团.相对于Lewis酸,Bronsted酸性位氧化能力更弱,可以抑制高温下NH_2(ads)继续脱氢,避免了NH_3深度氧化.程序升温还原测试结果表明,H_3PO_4修饰后,各还原峰向高温偏移,偏移量随H_3PO_4负载量增加而增加.这说明H_3PO_4修饰后CeO_2的氧化还原能力降低,抑制了高温下NH_3的过度氧化.因此,H_3PO_4的修饰使得CeO_2催化剂高温NH_3-SCR活性和N_2选择性大幅提高.综上所述,H_3PO_4-CeO_2样品优异的脱硝催化活性可能归因于H_3PO_4修饰后催化剂酸性,尤其是Bronsted酸性的增强以及氧化还原性的降低.     

在甲苯选择性氧化反应条件下铁钼催化剂的物化性能

采用原位穆斯堡尔谱、XRD、XPS、IR和UVDRS等对Fe/Mo=0.67的Fe_2(MoO_4)_3和Fe/Mo=0.29的Fe_2(MoO_4)_3-4MoO_3样品进行了研究。实验结果表明,在甲苯氧化反应条件下,样品中一部分Fe_2(MoO_4)_3相还原为β-FeMoO_4。在反应温度(450℃)下通空气氧化,生成的β-FeMoO_4又氧化为Fe_2(MoO_4)_3。在甲苯选择性氧化中,易还原为β-FeMoO_4的样品,其甲苯选择性氧化活性较高。样品中的Fe~(3+)起着稳定Mo~(6+)的作用而Fe~(3+)还原为Fe~(2+)。在氧的作用下,Fe~(2+)再氧化为Fe~(3+),并使表面上吸附的氧转化为晶格氧。Fe_2(MoO_4)_3中的Mo~(6+)吸附甲苯分子,反应时,钼酸铁的表面晶格氧和甲苯反应使之生成苯甲醛和水。     

多组分Mo-Bi-Fe-O催化剂上丙烯氨氧化研究进展

综述了多组分Mo_Bi_Fe_O催化剂上丙烯氨氧化研究进展 ,包括反应机理、催化剂设计、晶格氧迁移、活性位模型与协同效应四个方面     

整体式 Cu-ZSM-5 催化剂上 NH3 选择性催化还原 NO 活性

 采用浸渍法制备了一系列不同 Cu 含量的 Cu-ZSM-5 催化剂, 并用于 NH₃ 选择性催化还原 (SCR)NO 反应. 结果表明, 当 Cu 含量为 8%时, Cu-ZSM-5 催化剂的活性最高; 当空速为 30 000 h^–1. , 在 198~440 ^oC 反应时 NO 转化率均高于 80%, 最高可达 97%, 且空速的影响较小. 经快速水热老化后, 该催化剂活性明显优于商用 V 基催化剂. H₂O 和 SO₂ 对 Cu-ZSM-5 催化剂的 SCR 活性有所影响, 但可明显恢复. X 射线衍射和 NH3 程序升温脱附结果表明, 当 Cu-ZSM-5 中 Cu 含量为 8% 时, 进入 ZSM-5 中阳离子位的 Cu 较多, 催化剂的活性较高, 且其表面具有较多的酸中心和酸量, 从而有利于 SCR 反应.     

改性VPO催化剂选择性催化氧化苯乙烯合成苯甲醛

以30%H2O2为氧化剂,金属助剂改性VPO为催化剂选择性氧化苯乙烯合成苯甲醛.研究了金属助剂、反应时间、温度、溶剂、氧化剂的量等对反应的影响.结果表明,镍助剂修饰的VPO能显著提高苯甲醛选择性,在Ni-VPO催化剂用量为5%,n(苯乙烯)∶n(H2O2)=1∶2,乙腈做溶剂50℃反应6 h的最优条件下,苯乙烯转化率为80.6%,苯甲醛选择性74%.XRD、FT-IR、SEM对催化剂进行表征并提出了可能的反应机理.     

钛硅分子筛TS—1催化环己酮氨氧化制环己酮肟

对钛硅分子筛ＴＳ－１催化环己酮氨氧化制环己酮肟的研究结果表明，提高催化剂的投料量、提高分子筛的钛硅比和降低Ｈ２Ｏ２的空速，有利于提高氨氧化反应的转化率和生，降低氨／酮比不利于氨氧化反应，适宜的氨／酮摩尔比应该在２．０以上，适宜的氨氧化反应温度是８０℃在右，过低和过高温度都不利于氨氧化反应，进料方式会严重影响ＴＳ－１催化氨氧化反应：Ｈ２Ｏ２的连续产和氨的间歇进料方式可获得最佳的结果，在优化的反应条件     

氨合成催化剂及其催化反应机理研究进展

本文综述了氨合成这一最重要的工业多相催化过程80 多年来的研究进展。介绍了氨合成熔铁催化剂、氨合成钌催化剂的发展以及对氨合成催化反应机理的不同看法。     

Ammonia Oxidation over Conventional Combustion Catalysts

The combustion of ammonia in air over different conventional oxidation catalysts has been studied in the present work. The final oxidation product is NO, although N₂O is also formed at intermediate temperatures. The environmentally desirable product, N₂, is only appreciably yielded over iron oxides catalysts.     

Catalytic Ammonia Oxidation to Dinitrogen by a Nickel Complex

We report a nickel complex for catalytic oxidation of ammonia to dinitrogen under ambient conditions. Using the aryloxyl radical 2,4,6-tri-tert-butylphenoxyl (^tBu₃ArO⋅) as a H atom acceptor to cleave the N−H bond of a coordinated NH₃ ligand up to 56 equiv of N₂ per Ni center can be generated. Employing the N-oxyl radical 2,2,6,6-(tetramethylpiperidin-1-yl)oxyl (TEMPO⋅) as the H-atom acceptor, up to 15 equiv of N₂ per Ni center are formed. A bridging Ni-hydrazine product identified by isotopic nitrogen (¹⁵N) studies and supported by computational models indicates the N−N bond forming step occurs by bimetallic homocoupling of two paramagnetic [Ni]−NH₂ fragments. Ni-mediated hydrazine disproportionation to N₂ and NH₃ completes the catalytic cycle.     

担载钒氧化物催化剂对丙烷选择氧化性能

用等体积浸渍法制备了SBA-15担载的钒基氧化物催化剂,使用X射线衍射（XRD）分析、氮气吸附、紫外激光拉曼、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）光谱对催化剂的结构进行了表征,并评价了催化剂对丙烷选择氧化的活性与选择性.实验结果表明SBA-15载体对丙烷选择氧化的活性优于常规的SiO₂载体.SBA-15担载的低载量催化剂是高分散的催化剂体系,在低钒载量（n（V）/n（Si）<2.5%）时,催化剂具有规则的六方介孔结构.低钒载量（n（V）/n（Si）<0.1%）时,隔离四配位的钒氧化物是丙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种;高钒载量（n（V）/n（Si）>2.5%）时,聚合六配位的钒氧化物和微晶钒氧化物是丙烷脱氢或深度氧化的活性物种.     

Selective Styrene Oxidation to Benzaldehyde over Recently Developed Heterogeneous Catalysts

The selective oxidation of styrene under heterogeneous catalyzed conditions delivers environmentally friendly paths for the production of benzaldehyde, an important intermediate for the synthesis of several products. The present review explores heterogeneous catalysts for styrene oxidation using a variety of metal catalysts over the last decade. The use of several classes of supports is discussed, including metal–organic frameworks, zeolites, carbon materials and silicas, among others. The studied catalytic systems propose as most used oxidants tert-butyl hydroperoxide, and hydrogen peroxide and mild reaction conditions. The reaction mechanism proceeds through the generation of an intermediate reactive metal–oxygen species by catalyst-oxidant interactions. Overall, most of the studies highlight the synergetic effects among the metal and support for the activity and selectivity enhancement.     

固氮酶及合成氨Fe催化剂中N2的络合位

用乙烯为探针研究了固氮酶中Ｎ２的键合位，结果表明，乙烯不能与Ｎ２在固氮酶体系中相竞争，提出Ｎ２在固氮酶中键合位很可能是蛋白键合ＦｅＭｏ－ｃｏ笼内６Ｆｅ位的μρ（η＾２，ε４）ｔ ３Ｆｅ＋１Ｍｏ位的μ４（η＾３，ε）方式，而不是笼口２Ｆｅ位的μ２（η＾２）方式，在合成氨Ｆｅ催化剂中Ｎ２的络事方式可能是μ６（η＾３，ε３ ）。     

钴负载的凹凸棒土催化剂的制备、表征及其催化氧化性能

利用浸渍法制备了一系列不同钴含量的凹凸棒土催化剂,使用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(IR),详细研究了催化剂的构效关系,结果表明钴和载体发生作用形成了CoAl2O4和CoFe2O4两种晶相.研究了催化剂在无溶剂条件下对环己烯的催化氧化性能,实验结果表明Co-AT-1(钴含量0.46%)催化剂对环己烯氧化表现出较好的催化活性.催化剂的有效活性成分是CoFe2O4.     

蒸氨法制备铜硅催化剂的二甲醚水蒸气重整制氢性能

采用蒸氨法制备出不同Cu负载量的xCu/SiO_2-AE催化剂,并将其用于二甲醚水蒸气重整制氢反应。当Cu负载量为30%(w)时,30Cu/SiO_2-AE催化剂表现出最佳的催化性能。结果显示,该方法制备的催化剂表面具有高度分散的CuO和层状硅酸铜物相,经还原后分别形成Cu~0和Cu~+物种。与常规浸渍法制备的30Cu/SiO_2-IM催化剂相比,蒸氨法制备的30Cu/SiO_2-AE催化剂具有优异的催化稳定性和活性,这与其独特的层状结构和表面Cu~0与Cu~+之间的协同作用相关。     

SBA-15负载氧化铁催化剂上乙酸选择加氢制乙醛

制备了一系列SBA-15负载α-Fe₂O₃催化剂.研究了负载量、预还原温度和反应温度对乙酸选择加氢制乙醛反应的活性和选择性的影响.负载催化剂上乙醛的最高产率达到42.7%,比纯α-Fe₂O₃催化剂的32.2%高.催化剂表面Fe₃O₄和Fe⁰共存对提高反应性能有利.该反应有可能遵循Mars-vanKrevelen机理.     

组合催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸

考察了在C3H8氧化脱氢的NiZrO催化剂和C3H6选择氧化的Mo基催化剂组成的组合催化剂上C3H8选择氧化制取丙烯酸的反应性能.结果表明,两个催化剂比例适当时,反应的丙烯酸收率可达最大.优化温度、烷氧比、空速以及N2含量等反应条件的结果发现,反应体系中O2的匮乏会严重影响反应性能.在有氧分布器的反应装置中对所选组合催化剂在优化的反应条件下进行了30h稳定性测试,结果表明,在340oC,反应性能基本稳定,C3H8转化率和丙烯酸选择性可分别维持在～20%和～74%.