丙烯在Au/TiO2催化剂上的化学吸附与临氢环氧化反应

环氧丙烷;丙烯环氧化;丙烯在Au/TiO2催化剂上的化学吸附与临氢环氧化反应     

Direct gas-phase epoxidation of propylene to propylene oxide using air as oxidant on supported gold catalyst

Gold catalysts supported on SiO2, TiO2, TiO2-SiO2, and ZrO2-SiO2 supports were prepared by impregnating each support with a basic solution of tetrachloroauric acid. X-ray diffraction （XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） techniques were used to characterize their structure and surface composition. The results indicated that the size of gold particles could be controlled to below 10 nm by this method of preparation. Washing gold catalysts with water could markedly enhance the dispersion of metallic gold particles on the surface, but it could not completely remove the chloride ions left on the surface. The catalytic performance of direct vapor-phase epoxidation of propylene using air as an oxidant over these catalysts was evaluated at atmospheric pressure. The selectivity to propylene oxide （PO） was found to vary with reaction time on the stream. At the reaction conditions of atmosphere pressure, temperature 325 ℃, feed gas ratio V（C3H6）/V（O2）= 1/2, and GHSV =6000h^-1, 17.9% PO selectivity with 0.9% propylene conversion were obtained at initial 10 min for Au/SiO2 catalyst. After reacting 60 min only 8.9% PO selectivity were detected, but the propylene conversion rises to 1.4% and the main product is transferred to acrolein （72% selectivity）. Washing Au/TiO2-SiO2 and Aa/ZrO2-SiO2 samples with magnesium citrate solution could markedly enhance the activity and PO selectivity because smaller gold particles were obtained.     

Au/TiO2催化剂制备条件对巴豆醛选择加氢的影响

采用沉积-沉淀法制备了纳米Au/TiO2催化剂, 以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了系统的表征, 并考察了该催化剂在巴豆醛液相加氢制巴豆醇反应中的催化性能. 通过改变活化气氛、负载量和还原温度, 能够调节Au粒子的尺寸及金属与载体间的相互作用. 在673 K还原条件下制备Au质量分数为9.2%的Au/TiO2 催化剂上, Au粒子的平均粒径为2 nm, 初始加氢速率达到13.7×10-5 mol·s-1·g-1, 同时巴豆醇最高收率可达69.9%. 结合表征结果, 该催化剂良好的巴豆醛选择加氢性能归属为载体TiO2在还原条件下产生的氧缺陷位对Au纳米粒子的锚定作用及给电子作用.     

水洗处理对Au/TiO2催化剂光催化活性的影响

以Au(S2O3)3-2为金前驱体, 分别采用水洗(W)和旋蒸(E)工艺制备了Au/TiO2催化剂. 用UV-Vis漫反射光谱(DRS)、X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和原子吸收光谱(AAS)对制备的催化剂样品进行了表征, 通过光催化降解甲基橙对催化剂光催化活性进行了评价. 结果表明, 通过水洗处理, 催化剂样品表面形成了具有较好分散性的金纳米粒子(2-5 nm), 而旋蒸工艺制备的样品表面形成一层金的包覆结构. Au/TiO2催化剂的光催化活性与制备工艺密切相关. 在相似的金负载量下, 水洗法制备的样品比旋蒸法制备的样品具有更高的光催化活性.     

低温水热法制备硅胶负载型二氧化钛催化剂

TiO2作为一种优良的光催化材料,能够降解有机物,起到抗菌防污的作用,其在工业上的潜在应用已吸引众多研究者的普遍关注和深入研究[1-3]。为了进一步提高它的光催化活性,研究者试图运用各种方法和技术对纯TiO2进行改进。负载[3]是其中常用方法之一。对于无负载的二氧化钛,由于本     

Effect of calcination temperature on structure and performance of Ni/TiO2-SiO2 catalyst for CO2 reforming of methane

The influence of calcination temperature on the structure and catalytic behavior of Ni/TiO2-SiO2 catalyst, for CO2 reforming of methane to synthesis gas under atmospheric pressure, was investigated. The results showed that the Ni/TiO2-SiO2 catalyst calcined at 700 ℃ had high and stable activity while the catalysts calcined at 550 and 850 ℃ had low and unstable activity. Depending on the calcination temperature, one, two, or three of the following Ni-containing species, NiO, Ni2.44Ti0.72Si0.07O4, and NiTiO3 were identified by combining the temperature programmed reduction （TPR） and X-ray diffraction （XRD） results. Their reducibility decreased in the sequence： NiO〉Ni2.44Ti0.72Si0.07O4〉NiTiO3. It suggests that high and stable activities observed over the Ni/TiO2-SiO2 catalyst calcined at 700 ~C were induced by the formation of Ni2.44Ti0.72Si0.07O4 and smaller NiO species crystallite size.     

SO42-/TiO2-SiO2的制备及对甲基橙的光催化降解

0 引言 水中难降解有机物的治理已成为当今重要的环境问题,对新型高效水处理剂的需求也愈加迫切。多相光催化氧化已成为国内外治理污水的新技术,但常规二氧化钛半导体光催化剂的量子效率     

SnO2负载Au和M-Au(M=Pt,Pd)催化剂及其低温催化氧化CO性能

以SnO₂为载体, 采用沉积沉淀法(DP)、共沉淀法(CP)和浸渍法(IM)制备了金负载Au/SnO₂催化剂, 同时采用沉积沉淀法制备了M-Au/SnO₂(M=Pd, Pt)双金属负载催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征, 并测定其对CO的催化活性. 结果表明: 与CP法和IM 法相比, DP法制备的Au/SnO₂-DP 催化剂, Au 颗粒(<5 nm)较小, 分布均匀; Au/SnO₂-DP 中的Au 是以金属态Au0存在, 而Au/SnO₂-CP 和Au/SnO₂-IM 中, 金以Au⁰和Au³⁺的混合价态存在, 在Au/SnO₂-DP和M-Au/SnO₂中的Au、Pt、Pd和SnO₂之间存在相互作用; Au/SnO₂-DP 催化性能明显优于Au/SnO₂-CP 和Au/SnO₂-IM. Au与Pt 和Pd的双金属复合催化剂催化活性明显提高. 不同方法制备Au/SnO₂催化活性的差别主要是由于Au颗粒大小和Au氧化态的不同而产生. 而M-Au/SnO₂活性提高, 可能是由于Au与Pt 和Pd之间的相互作用.     

Au-CuO／TiO2催化剂用于CO2中微量H2的脱除

用沉积沉淀法制备了Au-CuO/TiO2催化剂和Au/TiO2催化剂,考察了沉淀温度、沉淀pH、焙烧温度和Cu/Au摩尔比等制备工艺条件对Au-CuO/TiO2催化剂性能的影响,确定了适宜的催化剂制备工艺条件.结果表明,Au-CuO/TiO2催化剂对CO2中微量H2的脱除具有较好的活性和稳定性.还考察了还原和H2S中毒处理先后的顺序对催化剂H2脱除活性的影响.结果表明,Au/TiO2催化剂基本上不受处理顺序的影响,而H2S处理顺序对Au-CuO/TiO2催化剂的性能有较为明显的影响,这说明还原后的Au-CuO/TiO2催化剂形成了Au-Cu合金。     

二氧化碳和丙烯直接合成甲基丙烯酸CuPW/TiO2催化剂的研究

用溶胶-凝胶法以磷钨酸(TPA)的铜盐溶液水解钛酸四丁酯制备了CuPW/TiO2催化剂。使用ICP、XRD、TG-DTA、IR、TPD-MS和微反技术研究了催化剂的化学组成、热稳定性、化学吸附性质和催化反应性能。实验结果表明杂多钨酸盐与TiO2表面通过O2-桥发生键合作用。在623 K下,杂多阴离子仍保持原有的Keggin结构。CO2在Lewis酸位Cu(Ⅱ)和Lewis碱位Cu—O—W的桥氧协同作用下形成卧式吸附态。丙烯以分子吸附态在催化剂上选择吸附。在563 K,1 MPa和空速1 500 h-1的反应条件下,丙烯的摩尔转化率为4.3%,产物MAA(甲基丙烯酸)的选择性为96%。     

Au/SnO2的制备及其低温CO氧化催化性能

用沉积-沉淀法制备了不同金含量的Au/SnO2催化剂.采用XRD和UV-Vis等手段对催化剂样品进行了表征并考察了沉积溶液的pH值、金的负载量、焙烧温度和气氛等对Au/SnO2催化CO氧化活性的影响.结果表明：当沉积溶液的pH=9～10时,所制得的金属金的平均粒径最小；随着金的负载量的增大,金属金的粒径增大, Au/SnO2的催化活性降低；在所研究的条件下, Au/SnO2前驱体在空气中473 K下焙烧4 h,得到的催化剂活性最高；在氢气中373 K下处理2 h的Au/SnO2的催化活性在所有样品中是最高的.     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO₂和Au/N-TiO₂具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

纳米TiO2-SiO2复合氧化物的制备与性质

采用溶胶-凝胶结合CO2超临界干燥方法制备了比表面积大、热稳定性好的纳米TiO2-SiO2复合氧化物.考察了原料组成和焙烧温度对复合氧化物比表面积、热稳定性和酸性的影响,通过加氢脱硫反应考察了该复合氧化物作为加氢精制催化剂载体的可行性.结果表明,采用该方法制备的复合氧化物为纳米颗粒,在n(Ti)/n(Si)=1时,其比表面积和孔容最大;与纯TiO2相比,引入SiO2明显提高了复合氧化物的热稳定性和晶型稳定性;以此复合氧化物为载体的加氢精制催化剂具有很好的低温脱硫活性,TiO2-SiO2复合氧化物载体的酸性特征影响了催化剂的加氢脱硫活性.     

Ni/TiO_2-SiO_2上光催化重整葡萄糖以低CO选择性制H_2(英文)

Nano-sized Ni particles on TiO2-SiO2 were synthesized by the two methods of photo-assisted deposition(PAD) and impregnation.H2,which is a promising energy carrier,with a low CO concentration was produced by the photocatalytic reforming of glucose(a model biomass) on the Ni/TiO2-SiO2 catalyst.The supported Ni enhanced the rate of H2 production while it suppressed CO selectivity.The catalysts were characterized by X-ray diffraction,X-ray absorption fine structure,transmission electron microscope,and nitrogen adsorption analysis.Both H2 production and CO selectivity were strongly dependent on the preparation method,and PAD-Ni/TiO2-SiO2 was the better catalyst for H2 production with the lowest CO concentration.     

Ni/TiO2-SiO2上光催化重整葡萄糖以低CO选择性制H2（英文）

Nano-sized Ni particles on TiO2-SiO2 were synthesized by the two methods of photo-assisted deposition(PAD) and impregnation.H2,which is a promising energy carrier,with a low CO concentration was produced by the photocatalytic reforming of glucose(a model biomass) on the Ni/TiO2-SiO2 catalyst.The supported Ni enhanced the rate of H2 production while it suppressed CO selectivity.The catalysts were characterized by X-ray diffraction,X-ray absorption fine structure,transmission electron microscope,and nitrogen adsorption analysis.Both H2 production and CO selectivity were strongly dependent on the preparation method,and PAD-Ni/TiO2-SiO2 was the better catalyst for H2 production with the lowest CO concentration.     

钾改性对Au/ZSM-5催化剂上正丁烷裂解性能的影响

采用负压沉积沉淀法制备了负载型Au/HZSM-5催化剂,采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、Ｘ射线光电子能谱（XPS）、NH3-TPD、紫外可见漫反射（UV-vis）等技术对催化剂进行了表征分析,并考察了催化剂对正丁烷裂解性能的影响。结果表明,Au金属成功负载到HZSM-5催化剂上,并且金颗粒的尺寸受负载量的影响,其中1.0%Au/HZSM-5催化剂中的金颗粒粒径最小,约为5～10nm。钾离子作为一种碱性离子可以调节载体酸性,随着K离子的引入xK-Au/HZSM-5催化剂的酸性逐渐降低,使Au0的电子结合能更高。相对于HZSM-5,2.0Au/HZSM-5催化剂对于正丁烷的转化率从13.1%提升到了37.5%,对丙烯的选择性从17.2%提升到了52.5%。随着K离子的引入,催化剂对于丁烯以及异丁烷的选择性有所提高,当K离子负荷为0.08%时,对丁烯的选择性从3.8%提高到36.9%,负荷为0.1%时,对异丁烷的选择性由2.8%提升到51.8%。但原料转化率低于2.0Au/HZSM-5,这可能与K的加入降低催化剂酸改性有关。此外通过研究Au/HZSM-5用K+修饰得知Au+离子是Au/HZSM-5催化剂转化正丁烷主要活性中心。     

Ti-Si复氧化物载体对金催化剂上丙烯环氧化的影响

 以TiCl4和SiCl4为原料,采用水解和非水水解溶胶-凝胶两种方法制备了一系列不同Ti含量的Ti-Si复氧化物载体,继而用沉积-沉淀法制得载金催化剂. 采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、 N2吸附和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在氢气和氧气存在下的丙烯气相环氧化催化性能. 研究表明,钛含量在6%～14%范围内时,两种方法制得的Ti-Si复氧化物均为无定形结构,但采用非水水解溶胶-凝胶法制得的载体比表面积较高. 以非水水解溶胶-凝胶法制备的钛含量10%的Ti-Si复氧化物为载体得到的载金催化剂表现出较高的活性和选择性,反应60 min时,丙烯转化率为5.7%, 240 min后降为3.3%, 环氧丙烷的选择性稳定于95%左右. 还考察了非水水解溶胶-凝胶的陈化时间和金沉积-沉淀溶液的pH值等对反应结果的影响.     

Au/TiO2的制备及其光催化氧化丙烯的研究

采用浸渍法制备了Au/TiO2光催化剂,使用X射线能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征.结果表明,Au颗粒的尺度约为4—6nm;Au4f7/2的结合能为83.3eV,与Au0的标准峰位(84.0eV)相比,向低结合能方向移动了0.7eV,使其表现出俘获电子的特性.以丙烯的光催化氧化为指标反应,对制备的Au/TiO2的活性进行了评价,结果显示,Au/TiO2的光催化活性明显高于单一TiO2的,且当Au的担载量在0.1—5.0%范围内变化时,催化活性随着担载量的增加而显著增加.     

负载型纳米金催化剂用于丙烯气相环氧化反应的研究进展

丙烯气相选择氧化制备环氧丙烷是催化领域的难题之一,负载型纳米金催化剂因在氢气和氧气共存条件下对环氧丙烷具有高选择性而被广泛研究,并在丙烯转化率、反应稳定性、氢气有效利用率上都取得了长足的进步。本文综述了负载型纳米金催化剂用于丙烯气相环氧化反应的研究结果和发展趋势。重点阐述了催化剂制备方法、载体材料、金粒径、催化助剂等对丙烯气相环氧化反应的影响。最后,综合各催化剂的优缺点,分析并展望了具有高转化率与高选择性的纳米金催化剂的前景和发展方向。     

超临界流体干燥法制备TiO2／C纳米粒子及光催化性能

以TiCl4为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/C复合光催化剂.以苯酚的光催化降解对所得催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,纳米TiO2/C复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,h苯酚降解率高达975 ％,COD为957%.并用XRD、TEM、 UV-Vis和XPS等手段进行了表征,iO2以锐钛矿型形式存在.比较了不同制备方法制得的TiO2/C复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,分散性好,光催化活性高等特点.