催化剂中Cu含量对CVD法制备碳纳米管的影响

本文以溶胶-凝胶法制备了以铜为助剂的Ni/MgO催化剂，X-射线衍射(XRD)表明，经400 ℃氢气处理，催化剂中只有部分镍被还原，原因是NiO和MgO间存在强相互作用，形成固溶体。XRD和程序升温还原(TPR)表明，加入铜促进了镍的还原。CO化学吸附得出，随着催化剂中铜含量的增加，还原后催化剂表面镍原子数目增多，因此，催化剂的活性和反应寿命增加，C₂H₄裂解生成碳纳米管(CNT)的产率随之增加；但是，铜含量过高会引起催化剂表面镍颗粒增大，导致产物中纳米碳纤维（CNF）量增多，CNT量减少。对于约50% Ni/MgO催化剂，铜的最佳含量为4%～6%，此时得到的CNT产率最高，达36 g·g^-1，质量较好(纯度高、管径均匀、石墨化程度高)。     

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管陈萍，王培峰，林国栋，张鸿斌，蔡启瑞（厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，３６１００５）关键词碳纳米管，催化裂解，甲烷碳纳米管的制备与研究是国际上新材料领域的探索热点［１］．由于具有纳米级的管径，碳纳米管...     

CeO2助Ni/MgO催化剂用于化学气相沉积法制备多壁碳纳米管

以柠檬酸燃烧法制备的Ni/MgO,Ni/CeO2-MgO和Ni/CeO2为催化剂,CH4为碳源,采用化学气相沉积法制备多壁碳纳米管(MWCNTs),通过N2吸附、X射线衍射、H2程序升温还原和X射线光电子能谱对催化剂进行表征,并运用热重和透射电镜表征了碳纳米管的质量和形貌.结果表明,CeO2的加入可有效地降低还原温度和...     

助剂对Ni/海泡石催化剂加氢性能的影响

以海泡石为载体,Ｎｉ为活性组,用浸渍法制备了一系列含不同助剂的Ｎｉ基海泡石催化剂,以ＣＯ２甲烷化及苯加氢为探针反应,研究了催化剂的活性及抗硫性能,用Ｈ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ、活性表面积及活化能的测定等于段,对催化剂进行表征,并从热力学上探讨ＣＯ２甲烷化的适宜温度。实验结果表明,海泡石或助剂的加入,能使镍晶粒变小,增加活性镍的表面积以及使镍原子的电子云密度升高,从而提高了催化剂的活性和使用寿命。能使镍晶     

催化剂制备条件对碳纳米管的影响

用柠檬酸络合法制备的Ni-La-Mg型催化剂催化裂解甲烷合成碳纳米管，并通过测定活性镍表面积研究了催化剂制备过程中柠檬酸浓度及活化温度对碳纳米管生成的影响，TEM测定结果表明，经凝胶自燃烧产生的催化剂，可通过改变柠檬酸的浓度来制得不同粒径的催化剂颗粒，从而获得一定管径的碳纳米管，另外，在500－700℃内，活化温度对催化剂活性影响不大，只有在较低或较高温度时对活性才有较大的影响。     

催化剂载体对CVD法制备碳纳米管的影响

用DTA、TEM和XRD方法研究了碳氢化合物催化裂解制备碳纳米管(CNTs)反应中催化剂载体的影响。实验结果表明:当以金属Co作为活性组分时,对于催化剂Co/Al₂O₃,在最佳反应温度(650℃)条件下,碳纳米管粗产品的产率为457g/100g·cat,明显高于以Co/SiO₂作载体时的产率131g/100g·cat,且碳纳米管直径小,直径分布范围窄(10nm～20nm)。但在空气气氛中的DTA结果表明,在催化剂Co/SiO₂上生成的碳纳米管的抗氧化能力较在催化剂Co/Al₂O₃上生成的碳纳米管强。通过TEM和XRD方法进一步研究发现:反应过程中,催化剂Co/Al₂O₃中的Co微晶粒度随反应温度升高(从650℃到750℃)而增大(从15.8nm到16.7nm)的速率小于催化剂Co/SiO₂中的Co微晶粒度随反应温度升高而增大(从11.0nm到13.4nm)的速率;相应地,在催化剂Co/Al₂O₃上生成的碳纳米管的(外)直径随反应温度升高而增大的速率(从10～20nm到20～25nm)亦小于在催化剂Co/SiO₂上生成的碳纳米管的(外)直径随反应温度升高而增大的速率(从10～30nm到30～50nm)。     

Sm修饰的Ni-MgO催化剂制备碳纳米管的研究

Carbon nanotubes (CNTs) have been synthesized over Ni-MgO and Ni-Sm-MgO catalysts by decomposition of CH₄ at 650 ℃. The addition of Sm into Ni-MgO catalyst not only promotes the catalytic activity and lifetime of the catalyst, but also improves the graphitization and heat stability of carbon nanotubes. The yield of CNTs obtained over the Ni-10Sm-MgO catalyst reaches 33 g C·(g Ni)^-1, being more than 5 times higher than that of the Ni-MgO catalyst. XRD and TPR results of the catalysts indicate that there is a remarkable interaction of Ni with Sm species, which facilitates the reduction of nickel and restrains the Ni particles from agglomerating.     

镍基甲烷化催化剂中的助剂作用：Ⅰ.稀土氧化物添加剂的电子效应

本文应用BET、气相色谱,红外光谱,竞争加氢反应和XPS等方法,分别考察了镧,铈、谱、钕的氧化物作为添加剂,对镍在γ-Al_2O_3表面的分散度、甲烷化活性、CO在镍上的吸附态以及表面镍原子的电子状态的影响。结果表明:稀土氧化物添加剂不仅明显地提高金属镍的分散度和甲烷化活性,还可直按影响表面镍原子的电子状态。对不同稀土氧化物,这些效应各异。作者认为利用稀土氧化物添加剂调节表面镍原子的电子状态可能成为改进甲烷化催化剂活性的一个有效途经。     

甲烷部分氧化制合成气Ni/MgO和Ni-MgO/MgO催化剂的研究

甲烷氧化偶联制乙烷、乙烯以及甲烷选择氧化制甲醇、甲醛等反应 ,因其转化率和收率低 ,故短期内无法实现工业化 .目前 ,工业上应用甲烷蒸汽转化制合成气 ,进而合成氨等化工产品 .甲烷蒸汽转化制的合成气 ,其 H2 /CO≥ 3,不适用于甲醇合成和 F- T合成 .而甲烷部分氧化制的合成气 ,其H2 /CO≤ 2 ,因而最适合用于甲醇合成和 F- T合成 ,故近 1 0年来倍受科学家的关注[1 ,2 ] .在 CH4部分氧化制合成气中 ,钌、铑、钯、铂等贵金属催化剂的活性高、选择性好、稳定性好[1 ] ,但价格昂贵 (负载量以 1 2 %～ 4 0 %为佳 ) ,因而难以实现商品化 .N…     

金属助剂对Ni/SiO2催化剂苯甲醚加氢脱氧性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiO₂及Ni与金属助剂M（M=Fe、Co、Cu、Zn及Ga）物质的量比为30的Ni基双金属催化剂（记作Ni₃₀M/SiO₂）,利用H₂-TPR、XRD、H₂化学吸附、NH₃-TPD以及N₂物理吸附-脱附等手段对催化剂进行了结构表征,研究了不同助剂对催化剂结构与苯甲醚加氢脱氧性能影响。结果发现,金属助剂影响了催化剂前驱体中镍物种的还原性能,表明金属助剂及镍之间存在一定相互作用。Ni₃₀M/SiO₂中Ni-M双金属晶粒粒径和Ni/SiO₂中金属Ni晶粒粒径相近。由于表面张力较低的金属会在双金属晶粒表面富集,Ni₃₀M/SiO₂的H₂化学吸附量不同程度地低于Ni/SiO₂。另外,Ni₃₀M/SiO₂催化剂的酸量（尤其较弱酸中心酸量）高于Ni/SiO₂。在300℃、常压、苯甲醚质量空速1.0 h^-1及H₂与苯甲醚物质的量比为25：1条件下考察了各催化剂苯甲醚的加氢脱氧性能。Ni₃₀M/SiO₂上苯甲醚转化率不同程度低于Ni/SiO₂,原因在于Ni₃₀M/SiO₂催化剂H₂化学吸附量较低。Ga及Zn改性催化剂上三苯（包括苯、甲苯及二甲苯）选择性分别为81.7%和76.8%,高于Ni/SiO₂（71.5%）,且Ni₃₀Ga/SiO₂及Ni₃₀Zn/SiO₂上三苯收率（分别为65.0%及63.8%）高于或接近于Ni/SiO₂（63.7%）。Ni/SiO₂及Ni₃₀M/SiO₂催化剂中,Ni₃₀Zn/SiO₂具有较高甲基转移能力及较低C-C键氢解活性。从提高碳收率、降低耗氢量角度而言,Ni₃₀Zn/SiO₂具有较佳的加氢脱氧性能,与Ni和Zn之间作用及Zn亲氧性高于Ni有关。     

气相沉积法制Rh—Ti／SiO2催化剂的研究

助剂对铑催化一氧化碳加氢有很大影响,由于助剂有时会附在高表面积的担体上,而不是附在金属晶体上,从而削弱了助剂的作用。为提高助剂的分散度,Andersont等将含主、助剂金属元素的混合羰基簇化物浸渍到载体上,取得了较好的效果。但该法受到主、助剂原子     

MgO助剂对甲烷部分氧化Ni/Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用分步浸渍法制备了MgO改性的Ni/Al2O3催化剂,采用BET、XRD、H2 TPR、TEM和活性评价等研究方法,考察了MgO助剂对Ni/Al2O3催化剂物化性质和甲烷部分氧化制合成气反应性能的影响。实验结果表明,MgO助剂提高了催化剂镍物种的均一性,抑制了NiAl2O4尖晶石的形成,并且增强了镍物种与载体的相互作用,这与MgO、NiO形成固溶体及与Al2O3形成MgAl2O4有关。同时,适量的MgO助剂可以提高Ni物种在催化剂中分散度,并提高其有效利用率,改性后的催化剂在甲烷部分氧化反应中显示出较好的反应性能。过量的MgO助剂对催化剂的反应性能产生负面影响,MgO的碱性可以促进逆水煤气变换反应,从而导致H2选择性降低和CO选择性提高。     

Ni／MgO／Al2O3催化剂中Ni前体对甲烷—二氧化碳重整反应活性的影响

考察了以硝酸镍、氯化镍、硫酸镍、醋酸镍及硝酸六氨合镍5种Ni盐制备的Ni/MgO/Al2O3催化剂在CO2与CH4重整制合成气反应中的催化活性,发现Ni前体对活性有明显的影响,以硝酸镍、醋酸镍、硝酸六氨合镍为前体制备的Ni催化剂,反应性较高;以硫酸镍为前体制备的Ni催化剂,可能由于硫中毒等原因而显示出很低的活性;以氯化镍为前体制备的 Ni催化剂,其活性与制备方法有关,未经烧而直接还原的催化剂显示出较好的活性,X－射线粉末衍射（XRD）、BET比表面积及反应后的积量测定结果表明,以硝酸镍、醋酸镍、硝酸六氨合镍为前体制备的Ni催化剂,表面分散性好,比表面积大,积炭量少。     

Cr/MgO催化剂上乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈的研究

用浸渍法制备了系列MgO负载过渡金属氧化物催化剂，比较了这些催化剂的催化性能，详细考察了Cr／MgO催化剂的活性组份含量、焙烧温度及反应温度等因素对乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈的影响。结果表明，对于Cr／MgO催化剂，当负载量3％时催化性能最佳，过高的负载量对生成丙烯腈的选择性影响不大，但乙腈转化率呈下降趋势，焙烧温度对生成丙烯腈选择性的影响不大，但经600℃焙烧的催化剂乙腈转化率最高，随着反应温度提高，乙腈转化率提高，而生成丙烯腈选择性400℃左右出现最高值，CO2-TPD表明，催化剂强吸附碱中心越多，越有利于乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈反应，Cr／MgO催化剂中引入Na2O后，提高了乙腈的转化率，而生成丙烯腈的选择性降低。     

Ni掺杂对Ni/MgO体系中电荷分配影响

采用密度泛函理论(DFT)计算方法,研究了载体Ni掺杂对Ni/MgO催化剂的电子结构及其对CH_4/CO_2重整反应的影响。结果显示,随着载体Ni:Mg比的增加,CH_4解离吸附和CH_x氧化过程的反应能垒均会随之升高,CH也更容易产生热解C,从而导致催化剂的活性和稳定性的下降。通过分析重整过程的Hirshfeld电荷分配,发现金属载体之间电子转移的方向会随着载体中Ni含量的上升由载体向Ni金属转移变为由Ni金属向载体转移。当Ni金属富电子时,反应物活化时电子的转移主要发生在表层Ni原子与吸附物种之间,参与氧化的CH_x物种为CH_2;当Ni金属缺电子时,反应物活化时Ni簇的电子结构基本保持稳定,电子主要在载体表层的Ni原子与反应物之间转移,CH是主要参与氧化的CH_x物种。     

化学气相沉积法制备Ti/HMS催化剂及甲基接枝改性

用化学气相沉积法制备了Ti/HMS介孔分子筛催化剂, 并对其进行甲基接枝改性. 用XRD、N2-吸附、ICP-AES、FTIR, UV-vis和29Si CP/MAS NMR等手段对样品进行了表征, 考察了催化剂的丙烯环氧化性能. 结果表明: 气相沉积法载钛和接枝改性减小了HMS分子筛表面的孔径和比表面, 但是分子筛的介孔特征仍然保持; 随着沉积时间的增加(0.5～2 h), 催化剂的钛含量逐渐增加, 催化活性也随之增加, 但当沉积时间超过2 h后, 钛含量和催化活性均保持不变; 接枝改性后催化剂的环氧化活性和选择性均显著提高; 气相沉积法合成Ti/HMS比水热法合成Ti-HMS具有更高的环氧化催化活性.     

Fe/MgO催化合成碳纳米管和氮掺杂碳纳米管

以MgO负载的Fe为催化剂、正己烷为碳源、乙二胺为氮源, 用催化化学气相沉积法合成了碳纳米管(CNTs)和氮掺杂碳纳米管(CNx). 通过还原焙烧的Mg/Fe水滑石(LDH)和Mg(NO3)2/Fe(NO3)3前驱体得到具有催化活性的Fe催化剂(Fe-LDH和Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3). 由这两种催化剂催化合成的CNTs都具有中空的管状结构. Fe-LDH催化合成的CNx具有明显的“竹节”状形貌, 而Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3催化合成的部分CNx的形貌与“竹节”状不同. 该CNx具有厚的管壁且在管壁的石墨层与层之间存在大量的空隙. Fe-LDH催化合成的CNx中氮摩尔分数为6.3%, 高于Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3催化合成CNx中的5.7%; 但后者具有更多的缺陷, 石墨化程度更加无序.     

Ni/MgO catalyst prepared using atmospheric high-frequency discharge plasma for CO2 reforming of methane

A new type of Ni/MgO catalyst was prepared using atmospheric high-frequency discharge cold plasma. The influences of conventional method, plasma method, and plasma plus calcination method on the catalytic activity were studied and the CO2 reforming of methane was chosen as the probe reaction. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy, and CO2 temperature-programmed surface reaction techniques. The results suggested that the nickel-based catalyst prepared by plasma plus calcination method possessed a smaller particle size and a higher dispersion of active component, better low-temperature activity and enhanced anti-coking ability. The conversion of CO2 and CH4 was 90.70% and 89.37%, respectively, and the reaction lasted for 36 h without obvious deactivation under 101.325 kPa and 750°C with CO2/CH4 = 1/1.