周亚萍
,
蓝国钧
,
周斌
,
姜维
,
韩文锋
,
刘化章
,
李瑛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60596-8
采用模板法合成了介孔炭(MC),研究了其孔结构对其负载的Ru基氨合成催化剂Ba-Ru-K/MC性能的影响,采用N2吸附脱附、扫描电镜和透射电镜等手段对介孔炭的孔结构进行了表征.研究发现,介孔炭载体的孔结构取决于模板剂的用量,当SiO2/C质量比为1.0时,所制介孔炭比表面积最大.介孔炭负载的Ba-Ru-K催化剂活性与其介孔比表面积相关.在425℃,10 MPa和10000h-1条件下,合成氨的反应速率为139 mmol/(gat·h).
关键词:
介孔炭
,
钌基催化剂
,
高比表面积
,
孔结构
,
氨合成
冯国全
,
蓝国钧
,
李瑛
,
韩文锋
,
刘化章
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2012.20233
采用N2物理吸附、Boehm滴定、He-TPD-MS、CO化学吸附和透射电镜等手段考察了硝酸水热处理对活性炭(AC)及其负载的Ru基催化剂的孔结构、表面含氧基团、Ru分散度的影响,并评价了Ba-Ru-K/AC催化剂氨合成反应性能.结果表明,经硝酸水热处理后,AC表面含氧基团明显增多,但其孔结构变化不大.随着水热处理硝酸浓度的增加,AC表面含氧基团的数量增加,而相应催化剂的Ru分散度有所降低,Ru粒子尺寸增大.当硝酸浓度为2.0mol/L时,Ru分散度较高,且粒子尺寸(2.0nm)适宜,分散均匀,因此催化剂活性较高.在10MPa和10000h-1条件下,400和375℃时,出口氨浓度分别达到17.80％和11.10％,较4.6mol/L硝酸回流处理AC负载的Ru基催化剂分别提高了16.8％和21.3％.水热处理AC的适宜条件为硝酸浓度2.0mol/L,150℃处理4h,填充度为70％.因此,通过调节水热处理时所用硝酸浓度可有效调控AC表面含氧基团的数量及其负载Ru的粒子尺寸.
关键词:
活性炭
,
水热处理
,
表面含氧基团
,
钡
,
钌
,
钾
,
分散度
,
氨合成
李瑛
,
钟健
,
杨霞珍
,
蓝国钧
,
唐浩东
,
刘化章
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(11)60071-1
以SBA-15介孔硅为模板,硼酸为扩孔剂,调控合成出不同孔径尺寸的半石墨化有序介孔炭.采用X射线衍射仪(XRD)、氮气吸附、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG),以及拉曼(Raman)光谱等手段对样品的成分、结构和形貌进行了分析.结果表明:通过合成过程添加硼酸的方法可以实现对介孔炭材料的孔径在3nm～7nm范围内精确调控,而且合成的介孔炭材料具有半石墨化的墙壁结构.该方法简单易行,对介孔炭材料的孔结构调控合成具有很好的应用价值.
关键词:
有序介孔炭
,
孔径可调
,
半石墨化
,
硼酸
杨勇
,
蓝国钧
,
王小龙
,
李瑛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62459-2
聚氯乙烯(PVC)是世界五大工程塑料之一，在工业、农业、建筑、电力及通信等领域有着非常广泛的应用.氯乙烯(VCM)作为合成 PVC的单体，其生产工艺以源于煤化工路线的乙炔氢氯化法工艺为主，但是该工艺目前采用的是氯化汞催化剂，存在较为严重的环境污染问题.开发新型无汞催化剂成为电石法生产 VCM亟待解决的问题.氮掺杂炭基非金属催化剂成本低廉，制备简单，在诸多反应中展现了较好的性能，成为近几年多相催化领域的一个研究热点，在乙炔氢氯化反应中也具有较好的活性，但是对活性中心的鉴别及制备方法的研究还有待深入.本文报道了一种一步原位尿素掺杂氮的中孔炭的制备方法，采用氮气吸附-脱附、高分辨透射电子显微镜、元素分析和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了氮掺杂中孔炭的结构、氮含量及存在形式，并与两步尿素改性方法做了对比，探究了氮掺杂形式与中孔炭乙炔氢氯化反应性能之间的关系，同时考察了尿素用量对氮掺杂中孔炭的氮含量和存在形式的影响.元素分析结果表明，原位合成法能有效地将氮掺杂进骨架中，随着制备过程中尿素用量增加，得到的氮掺杂中孔炭中的氮含量增加，可达3.6 wt%.后处理法的掺氮效果较差，材料氮含量仅为0.2 wt%. XPS测试进一步表明，一步法原位法可以得到石墨型氮占据主导地位的氮掺杂中孔炭，石墨型氮约占70%左右，后处理制备的氮掺杂中孔炭中石墨氮、吡啶氮和吡咯氮三种形式含量相差不大.对不同方法合成的氮掺杂介孔炭的乙炔氢氯化反应催化性能进行了评价，结果显示，无论是原位合成还是后处理制备的氮掺杂中孔炭，其活性均比中孔炭得到一定提升.氮的引入能有效提高材料的乙炔氢氯化反应性能.原位合成法制备的氮掺杂中孔炭在乙炔氢氯化反应中的催化性能远高于后处理法.对于原位合成的氮掺杂中孔炭，在一定范围内，随着氮含量的增加，催化活性提高，但当尿素用量过高时，虽然氮含量增加，催化活性却有所下降，这归因于孔结构坍塌和比表面积下降.
关键词:
乙炔
,
氢氯化
,
氯乙烯
,
无汞
,
氮掺杂炭
