氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂, H₂PtCl₆为前驱体溶剂, 甲醛为还原剂, 采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂, 用XRD, TEM和XPS对其进行表征. 改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂, 催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制, pH值从1.6增加至11.3, 铂纳米粒子的平均粒径由3.3 nm减小到1.8 nm. pH值11.3时催化剂中Pt(0), Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%, 30.8%和25.9%. 选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN), 得到Pt/C/FN疏水催化剂, 考查其对氢水液相交换反应的催化活性, Pt粒径越小, 催化剂活性越高.     

高压微波制备Pt／C催化剂的工艺研究

利用高压微波消解仪密闭带压、升温速率可控的特点,选择XC-72碳黑为载体,乙二醇为碳黑分散溶剂和还原剂,研究反应温度、升温速率、水含量、Pt含量及表面活性剂等工艺条件对Pt粒子尺寸及其分散度的影响．研究结果表明,快速升温到190℃、控制反应体系中水含量和Pt含量等工艺条件,可以得到Pt粒子平均粒径小于3．1nm的Pt／C催化剂,且Pt粒子分布均匀,无团聚．     

温控液/液两相催化进展*

本文以作者在温控水/有机两相及温控非水液/液两相催化领域的研究工作为主线,对这一领域的研究进展作一评述,重点是环绕经典水/有机两相催化体系存在“应用范围受底物水溶性限制”的根本问题展开。特别是对“温控相转移催化”作了较为详细的介绍,同时,按体系介质不同,对氟两相体系、PEG两相体系、离子液体两相体系等非水液/液两相体系以及温控相分离催化分别作了阐述。     

甘油催化氢解制备1,2-丙二醇催化剂研究进展

综述了近年来通过生物柴油生产过程中的副产物甘油催化氢解制备高附加值1,2-丙二醇的催化剂研究新进展.对各类催化剂的研究工作做了简要的总结,并对研究热点做出展望.     

固载液相铂催化剂催化3-氯丙烯硅氢加成反应

固载液相铂催化剂催化3-氯丙烯硅氢加成反应;固载液相铂催化剂;硅氢加成;催化;氯丙烯     

SBA-15的疏水改性及其对钴基催化剂费-托合成催化性能的影响

利用甲硅烷基化作用制得了不同疏水基团(甲基、二甲基和三甲基)改性SBA-15载体,采用等体积浸渍法制备了质量分数为5%的一系列负载型钴催化剂。结合BET、FT-IR、29Si CP MAS NMR、XRD和H2-TPR等表征手段,考察了SBA-15疏水改性对钴基催化剂物相结构、还原行为以及费-托合成催化性能的影响。催化剂在固定床反应器中在p=2.0 MPa,t=200~250℃,H2和CO体积比为2和GHSV=1 000 h-1的条件下进行评价。结果表明,相对于未改性SBA-15负载钴催化剂,疏水基团改性SBA-15负载钴催化剂的还原度增加,CO转化率提高;Co3O4晶粒粒径增大,难还原钴物种减少,CH4选择性降低,C5+烃选择性增加。     

Pt纳米催化剂在质子交换膜燃料电池催化层中的尺寸效应研究

以XC-72碳黑为载体, H2[PtCl6]为前驱体, 采用浸渍还原法并结合后续高温处理, 制备出不同尺寸Pt颗粒(3～8 nm)的Pt/C催化剂. 在基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池的电化学电解池中, 对实际PEMFC催化层中燃料电池反应的Pt催化剂尺寸效应进行了研究. 结果表明, 在PEMFC催化层环境中, Pt/C纳米催化剂对氢氧化和氧还原反应均有显著的粒度尺寸效应. 随着Pt粒度减小, 氢氧化和氧还原反应的表面积活性均降低.     

掺氮石墨烯-铜基催化剂的制备及催化性能

采用水热法合成掺氮石墨烯(N/GN),通过超声辅助等体积浸渍法制备掺氮石墨烯-铜基催化剂(Cu-N/GN)。通过XRD、SEM、TEM、N2吸附脱附、XPS和XAES对催化剂的微观结构、形貌及元素组成进行表征,并考察Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化性能。结果表明:在催化剂中铜颗粒尺寸较小、均匀分布于N/GN片层上,且铜含量较低(3.6%);Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化效果良好,乙炔转化率为68%,氯乙烯选择性为99%。     

微波辅助Ni-B/SiO2非晶态催化剂的制备及其在硝基苯加氢中催化性能的研究

采用微波辐射干燥浸渍法获得的Ni2 /SiO2,再由液相KBH4还原制备Ni-B/SiO2非晶态催化剂,在液相硝基苯加氢反应中,该催化剂对苯胺的选择性为100%,催化活性显著高于由传统加热法制备的Ni-B/SiO2.根据XRD、XPS、SEM和氢吸附等表征,两种催化剂具有相似的活性中心本质,催化性能的不同主要归因于分散度的区别.与传统加热法相比,微波加热具有受热均匀以及增强Ni2 与载体SiO2相互结合力的特点,导致Ni-B/SiO2(MW)分散度增加,并能减少催化反应过程中活性相的脱落流失,延长催化剂使用寿命.     

不同载体负载Cu催化剂上甘油氢解制1,2-丙二醇催化性能的研究

采用等体积浸渍法合成了一系列不同载体负载的Cu基催化剂,并研究了其在甘油氢解反应中的催化性能。借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H₂-TPR)和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等手段对催化剂进行了表征,同时考察了反应温度、反应压力、反应时间和催化剂重复使用次数对其催化性能的影响。结果表明,载体对催化剂反应性能影响较大,且甘油氢解反应需要适当的酸性;当在催化剂8Cu/γ-Al₂O₃用量为反应原料质量的2.5%、反应温度513 K、反应压力6 MPa、反应时间6 h、反应原料为质量分数为10%的甘油水溶液的条件下,其催化效果最优,甘油转化率最高为88.4%,1,2-丙二醇的选择性可达到86.2%,且催化剂显示了良好的稳定性。     

Tunable Aryl Alkyl Ionic Liquid Supported Synthesis of Platinum Nanoparticles and Their Catalytic Activity in the Hydrogen Evolution Reaction and in Hydrosilylation

Tunable aryl alkyl ionic liquids (TAAILs) are ionic liquids (ILs) with a 1-aryl-3-alkylimidazolium cation having differently substituted aryl groups. Herein, nine TAAILs with the bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion are utilized in combination with and without ethylene glycol (EG) as reaction media for the rapid microwave synthesis of platinum nanoparticles (Pt-NPs). TAAILs allow the synthesis of small NPs and are efficient solvents for microwave absorption. Transmission electron microscopy (TEM) shows that small primary NPs with sizes of 2 nm to 5 nm are obtained in TAAILs and EG/TAAIL mixtures. The Pt-NPs feature excellent activity as electrocatalysts in the hydrogen evolution reaction (HER) under acidic conditions, with an overpotential at a current density of 10 mA cm⁻² as low as 32 mV vs the reversible hydrogen electrode (RHE), which is significantly lower than the standard Pt/C 20% with 42 mV. Pt-NPs obtained in TAAILs also achieved quantitative conversion in the hydrosilylation reaction of phenylacetylene with triethylsilane after just 5 min at 200 °C.     

溶剂化金属原子浸渍法制备高分散负载型催化剂——ⅩⅣ.Pd催化剂的表面组成及CO_2甲烷化催化性能

用元素分析、热脱附和H_2还原脱附等方法分析了Pd/γ-Al_2O_3、Pd/MgO、Pd/TiO_2溶剂化金属原子浸渍(SMAI)催化剂的表面组成和孔结构。结果表明Pd颗粒表面覆盖着一些有机碎片,这些碎片主要由C_1和少量C_2,C_3及C_3以上物种组成。SMAI催化剂的比表面积均高于相应纯载体的比表面积。而平均孔径均小于后者,CO_2甲烷化反应中,SMAI催化剂的活性均高于相应的普通浸渍法(CI)催化剂,而活化能却低于后者。在SMAI催化剂上CO_2甲烷化反应机理与Solymosi机理相同。     

碳载高分散钯纳米粒子的制备及催化Suzuki反应

利用三聚氰胺甲醛预聚物中N原子与Pd²⁺的相互作用,将Pd²⁺化学锚定在预聚物中;并以二氧化硅水凝胶为造孔剂、2,4-二氨基苯磺酸为预聚物缩合促进剂,在水溶液中制备出锚定了Pd²⁺的胶体纳米球;再经摩尔分数5%氢气焙烧、HF腐蚀,得到Pd质量分数为1.37%、平均粒径为(2.4±0.87) nm的碳载高分散Pd纳米粒子催化剂Pd@C。 将其应用于Suzuki反应,在加入Pd与碘苯物质的量比为1:100的催化剂时,反应5 min收率为99.3%,且经8次循环后活性未降低,表现出良好的催化效果和重复使用性。     

以聚乙二醇为载体的催化剂及为反应介质的催化反应体系

聚乙二醇(PEG)负载的催化剂具有较高的催化活性, 易于回收和循环使用, 因此受到人们极大的关注. 此外, PEG可以用作催化反应的流动相动态地担载催化剂, 通过“均相反应, 两相分离”实现均相催化剂的简单分离. 对这一领域的研究进展作一综述.     

碳纳米管负载金属卟啉电催化剂制备及其催化活性

采用微波合成法制备了多壁碳纳米管负载钴卟啉(CoTMPP/MWNT)电催化剂,利用透射电子显微镜对催化剂微观结构进行了表征,并通过旋转圆盘和旋转环盘技术对电催化剂的氧还原活性进行了评价.结果表明,与有机回流合成法制备的催化剂相比,微波法合成的CoTMPP/MWNT催化剂具有更好的氧还原性能,半波电位正向移动110mV;与多孔碳为载体的CoTMPP/BP2000催化剂相比,多壁碳纳米管为载体的CoTMPP/MWNT电催化剂的起始电位高10mV,还原电流损失低21%,表现出更好的氧还原活性和稳定性.在CoTMPP/MWNT电催化剂表面进行的氧还原过程中电子转移数为3·6,H2O2生成量为18%.MWNT独特的电子特性、强抗腐蚀能力及其与活性钴离子之间的相互作用有助于改善催化剂的氧化还原性能.     

Preparation and Catalytic Activity of Carbon Nanotube-Supported Metalloporphyrin Electrocatalyst

The multiwalled carbon nanotube-supported CoTMPP (CoTMPP/MWNT) electrocatalyst was prepared by the microwave synthesis method, and its microstructure was characterized using transmission electron microscopy. The electrocatalytic performance of CoTMPP/MWNT for oxygen reduction reaction (ORR) was evaluated by rotating disc electrode and rotating ring disc electrode technique. Compared with the CoTMPP/MWNT electrocatalyst prepared by the traditional organic reflux method, the one prepared by the microwave synthesis method showed better performance for ORR, and the half-wave potential exhibited a positive shift of 110 mV. Compared with CoTMPP/BP2000, the CoTMPP/MWNT electrocatalyst showed a 10 mV higher on-set potential and a 21% lower reduction current loss in ORR, indicating that the CoTMPP/MWNT electrocatalyst had higher catalytic activity and better stability than CoTMPP/BP2000. The number of exchanged electrons during ORR and the yield of peroxide were 3.6 and 18%, respectively. The high corrosion resistance and unique electronic property of MWNT, and the interaction between MWNT and active metal ions can efficiently improve the electrocatalytic performance of the CoTMPP/MWNT catalyst.     

高分散 Ru/MMT 催化剂的制备及其催化喹啉加氢性能

 通过简单的离子交换法制备出高分散的蒙脱土 (MMT) 负载 Ru 催化剂, 采用 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、程序升温还原和高分辨透射电子显微镜等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 金属 Ru 在蒙脱土层间高度分散, Ru 的平均粒径约 2 nm. 在喹啉加氢反应中, 该催化剂显示出很高的反应活性和选择性. 在 2 MPa 和 60 °C 的温和条件下, 以水为溶剂时, Ru/MMT 催化喹啉加氢生成 1,2,3,4-四氢喹啉的选择性高于 96.4%, 喹啉转化率达 99.2%. 当温度升高到 140 °C、压力增加到 3 MPa 时, 不需要补加催化剂就可以将喹啉一步加氢生成十氢喹啉, 选择性高达 98.1%.