李丽
,
王丽珊
,
盘思伟
,
韦正乐
,
黄碧纯
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60520-2
采用等体积浸渍法制备多壁碳纳米管(MWCNTs)负载Ce-Mn的催化剂,考察了Ce掺杂对Mn/MWCNTs催化剂上NH3选择性催化还原(SCR)NOx反应活性的影响.并运用透射电镜扫描、N2吸附-脱附、程序升温还原、X射线光电子能谱、X射线衍射等手段,重点考察了Ce掺杂对Mn/MWCNTs催化剂结构性质的影响.结果表明,Ce掺杂能显著提高催化剂的SCR活性,其活性增量随着Ce含量的增加先增大后减小;当Ce/Mn为0.6时,催化剂活性最佳.表征结果显示,Mn/MWCNTs中添加Ce后,金属氧化物在MWCNTs上的分散程度提高;催化剂的比表面积和孔体积增大,平均孔径减小;氧化能力提高；表面氧含量增加,Mn化合价升高;结晶度降低,Mn主要以无定形或微晶形式存在,Ce主要以CeO2物相存在.
关键词:
选择性催化还原
,
氮氧化物
,
铈
,
锰
,
多壁碳纳米管
周喜
,
葛鑫
,
唐荣芝
,
陈彤
,
王公应
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60010-3
制备了表面修饰多壁碳纳米管负载TiO2的催化剂，并将其应用于碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应.采用X射线电子能谱、透射电子显微镜、低温N2吸附-脱附和X射线衍射等对催化剂进行了表征.结果表明，以低浓度的氨水(0.4%)代替去离子水作为沉淀剂时，制备的催化剂显示出更好的催化活性、分离性与重复使用性.考察了TiO2负载量、催化剂用量及反应时间对反应性能的影响.在最佳反应条件下，苯酚转化率为42.5%，碳酸甲苯酯与碳酸二苯酯的总选择性达到99.9%以上.经过4次重复使用后，催化剂的活性略有下降.
关键词:
多壁碳纳米管
,
二氧化钛
,
碳酸二苯酯
,
酯交换
,
沉淀剂
孙丽枝
,
易清风
新型炭材料
在无还原剂存在下,氯化钯在Vulcan XC-72碳粉( C)、多壁碳纳米管( MWCNT)和碳球( CM)等碳质材料表面上自发还原为金属钯,从而得到相应的钯纳米颗粒( Pd-C、Pd-MWCNT和Pd-CM)。用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)对这些碳质材料修饰后,采用同样的自发还原方法分别制备出Pd/CTAB-C、Pd/CTAB-MWCNT和Pd/CTAB-CM催化剂。结果表明,CTAB修饰后的MWCNT明显增加了钯纳米颗粒的自发沉积量,粒径大约为9 nm,而在MWCNT上沉积的纳米Pd粒径为19 nm。 Pd/CTAB-MWCNT在碱性条件下对乙醇氧化的电流密度达到44.2 mA·cm-2,与其他碳载体负载的Pd纳米催化剂相比,对乙醇氧化具有强而稳定的电催化活性。
关键词:
Pd纳米颗粒
,
自发沉积
,
多壁碳纳米管
,
表面活性剂
,
乙醇氧化
刘浩
,
张海茹
,
杨宏旻
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60705-0
采用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载TiO2 (MWCNTs/TiO2),并利用透射电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.结果表明,MWCNTs/TiO2晶型以锐钛矿为主,MWCNTs的引入会限制TiO2晶粒的生长.另外,MWCNTs/TiO2的光吸收边向长波区域偏移.针对模拟烟气,在固定床光催化反应器中对采用涂覆处理的MWCNTs/TiO2的光催化脱硝性能进行了实验研究.结果表明,NO初始浓度较低时,光催化脱硝效率较高,SO2的存在可抑制光催化脱硝过程,而O2及H2O则有促进作用.在最佳实验条件(73 mg/m3 NO,8％ O2,5％ H2O)下,光催化脱硝效率可达46％.提出了光催化脱硝反应机理.
关键词:
多壁碳纳米管
,
二氧化钛
,
光催化
,
脱硝
,
烟气
杨祖金
,
张侠
,
方岩雄
,
芮泽宝
,
纪红兵
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62543-3
天然苯甲醛是一类重要的食品添加剂.在温和液相反应条件下催化氧化肉桂醛制天然苯甲醛是一个有效的手段,但该过程需要活性高、选择性好和易循环利用的高效催化剂.环糊精(CD)一般是由6-8个D-吡喃葡萄糖单元构成,具有"内疏水、外亲水"的特殊结构,能够与尺寸和形状相近的分子通过分子间的非共价键作用力(如氢键、范德华力及疏水性作用力)形成主客体分子包结物.利用环糊精模拟天然酶来提高反应活性和产物选择性一直是研究者追求的目标,并已被广泛用于调控不同的有机反应过程,如氧化、还原、水解和开环等反应.然而,由于β-环糊精易溶于水,需要将其固载至合适的载体上才能实现其循环重复利用.近年,文献中报道了将β-环糊精固定至纤维素或壳聚糖用于催化肉桂油制天然苯甲醛,结果表明,环糊精与载体的功能基团通过弱相互作用的协同能明显提高肉桂醛氧化性能.然而,从实际应用角度看,这些催化剂的循环使用性能和机械强度还需进一步增强.碳纳米管具有良好的化学稳定性、较强的机械性能和环境兼容性,广泛应用于液相吸附或反应系统.例如,碳纳米管作为一种无金属催化剂被成功用于芳族烃和烷烃的氧化脱氢、氧还原反应、烃或酚的氧化和氨分解以及催化苯甲醇制备苯甲醛等反应体系中.基于环糊精能通过形成主客体包结物的形式明显提高反应选择性,以及多壁碳纳米管能通过形成共轭配合物的形式对溶液中芳香化合物具有良好的吸附能力,本文制备了一种β-环糊精功能化多壁碳纳米管,并将其成功用于溶液中肉桂油催化氧化制天然苯甲醛的反应.β-环糊精功能化碳纳米管表现出比环糊精聚合物催化剂更优异的催化性能,在10 min内,肉桂醛转化率和天然苯甲醛选择性能分别达到95%和85%,并且反应体系的活化能从45.66 kJ/mol降至16.33 kJ/mol.循环使用结果显示,这种复合催化剂还具有良好的稳定性和可循环使用性.利用拉曼光谱、透射电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积和热重分析对催化剂进行了系统表征.结果表明,多壁碳纳米管和β-环糊精的协同催化作用是其具有高效催化性能的重要原因.为了进一步研究其催化反应机理,利用量子化学计算对主客体之间的相互作用力进行了探究.结果表明,肉桂醛易通过电子相互作用力吸附至碳纳米管表面,由于环糊精空腔的弱相互作用力更强,肉桂醛更容易进入环糊精空腔,通过环糊精上的羟基与肉桂醛之间O?H···O的氢键相互作用,并通过体系生成的高碳酸根氧化剂(HCO4-),促使肉桂醛C=C不饱和双键断裂生成苯甲醛,而生成的苯甲醛与环糊精之间的弱相互作用低于肉桂醛与环糊精之间的相互作用,苯甲醛可迅速地离开环糊精空腔.因而,β-环糊精和碳纳米管的协同作用可明显提高底物选择性.
关键词:
β-环糊精
,
肉桂油
,
选择性氧化
,
苯甲醛
,
多壁碳纳米管
,
协同效应
