铈对低负载Pd/Al2O3催化剂加氢丙烯腈的改性效应

钯基催化剂对烯烃及烯烃类衍生物有很好的加氢活性。但钯催化剂价格昂贵,单一的钯容易中毒失活,研究表明：掺入稀土氧化物能够提高钯催化剂在载体上的分散度,增大其氧化及氢化活性,提高催化剂的寿命及稳定性。但稀土助剂对双键选择性加氢影响的研究却很少有报     

BaO对蒽醌氢化制过氧化氢Pd/Al2O3催化剂性能的影响

采用湿浸渍法制备了用于蒽醌氢化生产H2O2的含BaO的Pd/δ,θ-Al2O3系列催化剂,利用X射线衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、氢-氧滴定和电子探针等技术手段考察了不同BaO含量对Pd/δ,θ-Al2O3催化剂性能的影响.结果表明,适量BaO的添加能抑制Al2O3的高温烧结,增大载体的比表面积,提高催化剂上金属Pd的分散度,减小Pd层厚度以及提高催化剂表面的Pd浓度,从而提高了催化剂的氢化活性.在钯负载量相同时,添加3%的BaO可使催化剂的活性提高25%左右.     

Preparation and catalytic performance of monolayer-dispersed Pd/Ni bimetallic catalysts for hydrogenation

Pd/Ni bimetallic catalysts were prepared by replacement reactions, characterized by X-ray diffraction, CO chemisorption and H₂ temperature-programmed desorption, and evaluated for hydrogenation of cyclohexene, styrene and acetone. The results show that Pd atoms are monolayer-dispersed on the Ni surface in these Pd/Ni catalysts. Consequently, Pd/Ni catalysts are much more active than Pd/Ni and Pd/c-Al₂O₃ with the same Pd loading prepared by the conventional impregnation method. __________ Translated from Chinese Journal of Catalysis, 2007, 28(8): 676–680 [译自: 催化学报]     

Sonochemical asymmetric hydrogenation of isophorone on proline modified Pd/Al2O3 catalysts

The sonochemical asymmetric hydrogenation of isophorone (3,3,5-trimethyl-2-cyclohexenone) by proline-modified Pd/Al2O3 catalysts is described; presonication of a commercial Pd/Al2O3-proline catalytic system resulted in highly enhanced enantioselectivities (up to 85% ee).     

La2O3对Pd/Al2O3催化蒽醌氢化制H2O2性能的影响

 采用湿浸法制备了用于蒽醌氢化制H2O2的La2O3促进的Pd/Al2O3催化剂,并考察了不同La2O3含量对催化性能的影响. 采用XRD,N2物理吸附,CO2-TPD,H2-O2滴定和电子探针等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,加入适量的La2O3能够抑制高温焙烧时Al2O3晶粒的长大,增大催化剂的比表面积,提高金属Pd的分散度,增强载体表面碱性,提高催化剂表面的Pd浓度,减小Pd层厚度,从而提高催化剂的氢化活性. 加入La2O3可使催化剂的Pd负载量由0.281%降至0.188%,而催化剂活性提高了44%.     

一种TiO2修饰的Pd/Al2O3选择性加氢用催化剂的研究

 研制了一种用TiO2修饰的Pd/Al2O3(Pd/Al2O3-TiO2)选择性加氢催化剂,并采用N2吸附,XRD,SEM,FT-IR,TPD和TPR等手段对催化剂进行了表征,考察了催化剂的催化性能. 结果表明,Pd/Al2O3-TiO2催化剂具有较小的比表面积; 低的表面酸性,且以弱酸中心为主; TiO2在Al2O3表面呈高度分散,并集中于载体到一定的深度; 用含钛溶液浸渍次数以1次为佳. 载体中TiO2的添加使得PdO更易于被还原. 用这种复合氧化物作载体制备的催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,优于单纯以Al2O3作载体的催化剂.     

Pd/Al2O3膜的制备及其对 1,5-环辛二烯加氢的催化性能

利用微乳液浸渍技术制备了负载型Pd/Al2O3膜,并用扫描电镜和原子吸收光谱对微乳液中的纳米Pd颗粒及其在Al2O3陶瓷膜载体上的形貌、分布和负载量进行了表征.在"催化接触器"型膜反应器中,以1,5-环辛二烯(COD)加氢作为模型反应考察了Pd/Al2O3膜的催化性能.结果表明,采用微乳液技术制备Pd/Al2O3膜时,Pd负载量、浸渍操作方式、焙烧温度和载体孔径对Pd/Al2O3膜的催化性能有一定影响.要获得对COD加氢反应的高催化活性和较高的中间产物环辛烯选择性,优化的Pd/Al2O3膜制备条件为:缓慢析出Pd纳米颗粒,同时采用循环浸渍方式,焙烧温度300℃,膜载体孔径1.9μm.     

镧系元素对Pd/Al2O3的修饰及其与丙烯腈气相加氢的关联

用浸渍法制备了镧系元素(Ce,La,Sm)修饰的低负载Pd(0.05 w.t%)/A l2O3催化剂,并应用于丙烯腈选择性加氢反应,实验结果表明:这种方法制备的催化剂对丙烯腈具有很好的选择性,镧系元素的添加大大促进了催化剂的活性和稳定性。XRD的测试结果表明稀土元素铈的添加减弱了Pd和载体A l2O3之间的相互作用,从而导致了Pd从载体表面游离出来。从TEM照片上可以看出催化剂颗粒尺寸的变化。XPS的测试结果表明用镧系元素修饰的Pd的结合能向较高能级发生了转移,从而使得钯被还原为零价。     

超声浸渍法制备Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能

 以球形 γ-Al2O3 和 θ-Al2O3 为载体,分别采用超声浸渍和普通浸渍方法制备了Pd含量为0.3%的负载型催化剂,并将其用于蒽醌加氢反应. 采用X射线衍射、 N2吸附和透射电镜等手段对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,考察了浸渍方法对催化剂活性金属分散度的影响. 结果表明,与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的负载型Pd催化剂金属分散度明显提高,因而对蒽醌加氢反应表现出较高的催化活性. 以960 ℃焙烧的球θ-Al2O3 为载体,通过超声浸渍制备的负载型Pd催化剂具有较高的Pd分散度和较大的孔径,在蒽醌加氢反应中对反应物的扩散阻力较小,因而表现出更高的催化活性,而且反应中催化剂的稳定性良好.     

用射频等离子体技术制备乙炔选择加氢催化剂及其性能研究

 采用射频等离子体技术制备了α－Al2O3（MgO修饰）负载钯催化剂，以乙炔选择加氢为模型反应考察了制备方法、钯含量、助剂种类及反应温度对催化剂性能的影响．结果表明，采用等离子体技术制备的催化剂具有催化活性及乙烯选择性高、操作简便和工艺流程短等优点，在50℃下反应时乙炔转化率可达100％，乙烯选择性可达71．3％，而且在反应20h后催化剂样品仍保持有高活性．CeO2助剂的加入能改善催化剂的催化性能．     

通过FeOx修饰Pd/Al2O3催化剂提高催化1,3-丁二烯加氢活性和选择性

石油脑裂解制备的烯烃流中通常含有 ～1％ 二烯烃或者炔烃,其含量必须降低到10 ppm以下以避免其对下游聚合催化剂的毒化作用.对这些副产物选择性加氢生成单烯烃是降低其含量最有前景的方法.Pd基催化剂具有高的加氢活性和选择性,是目前最为常用的加氢催化剂,但是它也存在高转化率下选择性较低和容易因积碳而失活的问题.合成Pd基双金属催化剂和对Pd催化剂进行氧化物包裹是目前最为常用的方法,但是这两种方法往往在提高选择性的同时,降低了Pd催化剂的加氢活性.本文利用原子层沉积(ALD)FeOx修饰Pd/Al2O3催化剂,在提高Pd催化剂选择性的同时,1,3-丁二烯选择性加氢活性也得到提高.表征结果发现,该样品中Pd负载量为1％,Fe负载量则随着原子层沉积FeOx周期增加而逐渐增加;催化剂中Pd颗粒大小约为7 nm,其表面并未观察到FeOx覆盖层;Pd,Fe元素分布表明FeOx在Pd颗粒表面生长.CO红外漫反射光谱也发现,随着ALD FeOx周期的增加,CO在Pd颗粒表面的吸附特征峰强度逐渐降低,表明FeOx逐渐覆盖Pd颗粒表面;与此同时,随着FeOx包裹周期的增加,CO吸附在Pd(111)面的特征吸收峰相对于其吸附在边角位的特征峰,降低得更为明显.这表明FeOx优先覆盖Pd(111)面,而选择性地将Pd低配位点暴露,与ALD Al2O3包裹Pd颗粒的结果恰恰相反.X射线光电子能谱分析表明,在所有催化剂中Fe均以+3价形式存在;同时,因为Pd-FeOx间存在强相互作用,所以随着FeOx包裹周期的增加,金属态Pd逐渐向高结合能方向移动,使表面Pd处于缺电子状态.随后,我们对不同FeOx周期包裹Pd催化剂进行了1,3-丁二烯加氢活性测试.在25 oC时Pd/Al2O3催化1,3-丁二烯转化率为6.7％;随着温度升高,转化率逐渐上升,至43 oC时达100％.相反,在26 oC时,30Fe/Pd/Al2O3对1,3-丁二烯的转化率为45％,远高于Pd/Al2O3催化剂;这可能是因为缺电子的Pd或Pd-FeOx界面存在所致.Pd/Al2O3催化剂在较低的转化率(<75％)下,1-丁烯、反式-2-丁烯和顺式-2-丁烯选择性分别为74％,20％和6％;随着转化率的增加(75％～90％),1-丁烯选择性急剧下降,丁烷选择性快速上升,反/顺-2-丁烯选择性也略有增加,表明此时次级反应1-丁烯加氢占主导,同时伴随着1-丁烯异构化反应;当转化率继续增加(>90％),1-丁烯,反/顺-2-丁烯加氢生成丁烷为主要反应,此时丁烷选择性急剧上升,至转化率为99％时,丁烯选择性仅为52％.而当Pd催化剂表面存在FeOx时,丁烯选择性随着FeOx周期增加而逐渐增加,尤其是在较高转化率下(>75％);对于30Fe/Pd/Al2O3催化剂,转化率为99％时,丁烯选择性高达95％.这主要是因为在高转化率下,FeOx将Pd颗粒表面分割成较小的Pd团簇,降低了Pd颗粒表面吸附氢气浓度,抑制了丁烯加氢反应,而次级反应1-丁烯异构化占主导,使得丁烯选择性不变.     

Dehydrogenation of dodecahydro-N-ethylcarbazole on Pd/Al2O3 model catalysts

To elucidate the dehydrogenation mechanism of dodecahydro-N-ethylcarbazole (H(12)-NEC) on supported Pd catalysts, we have performed a model study under ultra high vacuum (UHV) conditions. H(12)-NEC and its final dehydrogenation product, N-ethylcarbazole (NEC), were deposited by physical vapor deposition (PVD) at temperatures between 120 K and 520 K onto a supported model catalyst, which consisted of Pd nanoparticles grown on a well-ordered alumina film on NiAl(110). Adsorption and thermally induced surface reactions were followed by infrared reflection absorption spectroscopy (IRAS) and high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy (HR-XPS) in combination with density functional theory (DFT) calculations. It was shown that, at 120 K, H(12)-NEC adsorbs molecularly both on the Al(2)O(3)/NiAl(110) support and on the Pd particles. Initial activation of the molecule occurs through C-H bond scission at the 8a- and 9a-positions of the carbazole skeleton at temperatures above 170 K. Dehydrogenation successively proceeds with increasing temperature. Around 350 K, breakage of one C-N bond occurs accompanied by further dehydrogenation of the carbon skeleton. The decomposition intermediates reside on the surface up to 500 K. At higher temperatures, further decay to small fragments and atomic species is observed. These species block most of the absorption sites on the Pd particles, but can be oxidatively removed by heating in oxygen at 600 K, fully restoring the original adsorption properties of the model catalyst.     

Effect of rare earth oxides (CeO2, La2O3) on properties of Pd/Al2O3 catalysts for reduction of nitrogen oxides by methane

We have established that the thermal stability of supported Pd/Al₂O₃ catalysts is increased after they are modified by rare earth oxides (La₂O₃, Ce₂O₃). We have observed the effect of thermal activation of an aluminopalladium catalyst modified by lanthanum oxide. This effect is apparent in the increase of the specific catalytic activity in the reaction of high-temperature reduction of nitrogen oxides by methane after heat treatment of the catalyst at 850 °C. We have used X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to show that the reason for the thermal activation effect is stabilization of palladium in the Pd¹⁺ state. __________ Translated from Teoreticheskaya i éksperimental’naya Khimiya, Vol. 42, No. 1, pp. 44–48, January–February, 2006.     

Revealing the Chemical State of Palladium in Operating In2O3 Gas Sensors: Metallic Pd Enhances Sensing Response and Intermetallic InxPdy Compound Blocks It

The sensing response of metal oxides activated with noble metal nanoparticles is significantly influenced by changes to the chemical state of corresponding elements under operating conditions. Here, a PdO/rh-In₂O₃ consisting of PdO nanoparticles loaded onto rhombohedral In₂O₃ was studied as a gas sensor for H₂ gas (100–40000 ppm in an oxygen-free atmosphere) in the temperature range of 25–450 °C. The phase composition and chemical state of elements were examined by resistance measurements combined with synchrotron-based in situ X-ray diffraction and ex situ X-ray photoelectron spectroscopy. As found, PdO/rh-In₂O₃ undergoes a series of structural and chemical transformations during operation: from PdO to Pd/PdH_x and finally to the intermetallic In_xPd_y phase. The maximal sensing response (R_N2/R_H2) of ∼5 ⋅ 10⁷ towards 40000 ppm (4 vol %) H₂ at 70 °C is correlated with the formation of PdH_0.706/Pd. The In_xPd_y intermetallic compounds formed around 250 °C significantly decrease the sensing response.     

Co-Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油中单烯烃加氢宏观动力学

采用绝热管式固定床积分反应器,在2.0MPa~4.0MPa、524K~644K、氢/裂解汽油摩尔比1.5~3.5和反应器入口环戊烯、3 乙基 1 戊烯、苯乙烯和1 己烯的分压分别为0.87kPa~5.60kPa、1.09kPa~7.01kPa、1.14kPa~7.35kPa和0.25kPa~0.97kPa下,对Co Mo/Al2O3催化剂上裂解汽油中单烯烃催化加氢的宏观动力学特性进行了系统研究。以Powell优化法和Merson迭代法对动力学实验数据进行非线性参数估值,建立了与实验数据吻合良好、裂解汽油中单烯烃催化加氢的幂函数型宏观动力学模型。其中,环戊烯、3 乙基 1 戊烯、苯乙烯和1 己烯的反应级数分别为1.725、0.685、0.7和0.655,对应的加氢反应宏观活化能依次为63455 J·mol－1, 61781 J·mol－1, 52105 J·mol－1和54181 J·mol－1。实验所用Co Mo/Al2O3催化剂对环戊烯、3 乙基 1 戊烯和苯乙烯加氢具有明显的催化作用,对1 己烯加氢具有一定的催化作用,但对1 庚烯加氢基本无催化活性。加氢反应压力控制在3.5MPa左右更为适宜。     

Ni/Al2O3催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的研究

采用浸渍法制备了不同NiO含量的Ni/Al₂O₃催化剂,并进行了2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的考察。结果表明,在制备的NiO负载量为10%、20%、25%、30%和40%的Ni/Al₂O₃催化剂中,随着NiO负载量增加,加氢反应的选择性与2-甲基呋喃的转化率均呈现出先增加后减小的趋势。其原因是由于适当增加NiO负载量有利于催化剂表面活性中心的形成,有利于加氢反应的进行;但是过度负载的NiO容易堵塞Al₂O₃载体中的介孔通道,降低反应的转化率与选择性。在釜式反应器中进行反应,对加氢反应条件进行了优化,发现在反应压力为3 MPa、反应温度150℃、机械搅拌速率为1000 r/min时,Ni/Al₂O₃催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃具有较高的选择性。当NiO负载量为25%时,2-甲基四氢呋喃的选择性最高为97.1%,2-甲基呋喃的转化率达到99.4%。     

负载型Cu/Al2O3和Cu/ZnO催化剂上CO2加氢的原位FTIR及准原位XPS/HS-LEIS研究

铜基催化剂是工业合成甲醇中常用的催化剂,其主要包含Cu,ZnO,Al2O3三种组分,研究各组分在催化合成甲醇过程中的本质作用及其相互间的协同作用不仅是一个催化基础科学问题,同时对于设计和合成新型高性能的铜基催化剂也有重要指导作用.以往的研究主要针对Cu和ZnO二元组分,关于Al2O3的作用很少有报道,主要观点认为Al2...     

BaO对Pd/Al2O3催化性能的影响

以 Pd(C2 H3O2 ) 2 为前身 ,制备了系列 Ba O- Al2 O3复合氧化物负载钯的催化剂 .用质量滴定法 ,测定了复合载体的零电荷点 (pzc) .结果表明 ,体系的 pzc随 Ba O含量的增加而增大 ,在 5 %～ 10 %之间存在一拐点 ,并与XRD所测 Ba O在 Al2 O3上的单层分散阈值相对应 .复合载体在制备中发生固相反应 ,所生成的 Ba Al2 O4可以阻止 Al2 O3的相变 ,并极大地提高载体的热稳定性 ,其中 5 % Ba O的作用最为明显 .Ba O的引入 ,增强了 Pd/Al2 O3对 CO的氧化能力 ,同时 ,提高了其热稳定性