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  • 【原创大赛】单原子催化剂的介绍及其相关研究

    【原创大赛】单原子催化剂的介绍及其相关研究

    [align=center][font=微软雅黑]单原子催化剂的介绍及其相关研究[/font][/align][b][font=微软雅黑][font=微软雅黑]钱冠求[/font] [/font][/b][align=center][font=微软雅黑]([/font][font=微软雅黑]北京[/font][font=微软雅黑]化工[/font][font=微软雅黑]大学化学学院[/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑]北京[/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑])[/font][/align][font=微软雅黑][font=微软雅黑]摘[/font] 要:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]近年来,单原子催化剂以其优异的催化性能、极大的比表面积与较好的稳定性成为了催化领域炙手可热的研究方向,已被广泛应用于各种催化领域的研究。本文通过整理大量文献,简明地阐述了单原子催化剂的发展情况以及制备方式,并以部分文献中的实验过程和表征结果为基础简要地提出了一些理论上可行的改进方法,以期能为之后单原子催化剂的合理设计与可控合成实验提供新思路。除此之外,单原子催化剂在表征与测试方面优异的表现,更证实了其在电催化、[/font]CO优先氧化等领域上有着良好的应用前景。[/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑]关键词:单原子,催化剂,贵金属,非贵金属[/font][font=微软雅黑]一、研究背景[/font][font=微软雅黑]单[/font][font=微软雅黑]原子催化剂,是指通过一系列手段阻止载体上的金属原子团聚,使之以单个原子的形态均匀分散在载体上的一系列催化剂的总称。其具有高反应活性、高稳定性、高选择性的特点,同时,原子的高程度分散,也使得原子利用率得到极大提高,从而节省了催化剂原子的浪费与经济支出,具有明确的现实经济意义。[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]将催化剂单原子化概念的产生,可以追溯到上个世纪,早在[/font]1[/font][font=微软雅黑]997[/font][font=微软雅黑]年,[/font][font=微软雅黑]Haruta[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][1][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]等人就在文章中写道,贵金属[/font]Au的催化活性往往不尽如人意,但是当其高度分散到直径5nm以下时,低温下的催化活性高于Pt与Pd。他的另一项研究[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][2][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]也表明了,[/font]Au催化剂的单位面积活性随Au的粒径减小而增大。2[/font][font=微软雅黑]011[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]年,[/font]Qiao[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][3][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]等人利用[/font][font=微软雅黑]P[/font][font=微软雅黑]t原子与Fe/[/font][font=微软雅黑]O[/font][font=微软雅黑]x的相互作用,合成了高分散度、高活性与稳定性的单原子催化剂Pt[/font][font=微软雅黑]1/F[/font][font=微软雅黑]e[/font][font=微软雅黑]O[/font][font=微软雅黑]x,掀起了对单原子催化剂的合成热潮。[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]多相催化反应的发生需要经历三个过程,即反应物的吸附[/font]-反应-脱附过程[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][4][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑],就反应步来说,具有高催化活性的原子往往是贵金属,其高昂的成本限制了其工业化的大规模应用。除此之外,[/font]Pt的中毒等现象也令其实用性受到了极大阻碍。[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]于是,人们自然而然的将目光投向了贵金属催化剂的改性以及用[/font]Fe、Cu、Co等廉价金属替代贵金属的研究上,[/font][font=微软雅黑]Liang[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][5][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]等以维生素[/font]B[/font][sub][font=微软雅黑][font=微软雅黑]12[/font][/font][/sub][font=微软雅黑][font=微软雅黑]与聚苯胺铁络合物为前体,制备出了高活性的非贵金属[/font]Fe-[/font][font=微软雅黑]N-C[/font][font=微软雅黑]催化剂。随[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]后,[/font]Co[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][6][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]、[/font]N[/font][font=微软雅黑]i[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][7][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]、[/font]C[/font][font=微软雅黑]u[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][8][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]等高性能催化剂也[/font][font=微软雅黑]被相继研发出来。单原子催化剂可以广泛应用于电催化[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][7][/font][/font][/sup][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][9][/font][/font][/sup][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][10][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]、[/font]C[/font][font=微软雅黑]O[/font][font=微软雅黑]的优先氧化[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][3][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]、硝基芳烃还原[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][6][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]、葡萄糖的催化氧化[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][11][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]等研究领域。[/font][font=微软雅黑]二、[/font][font=微软雅黑]制备方法[/font][font=微软雅黑]1.原子层沉积法[/font][font=微软雅黑]将反应物交替释放到体系中,以此精确控制沉积层数,随着循环次数增加,催化剂的质量也均匀上升,故而该法可控性强。但当载体表面官能团过少时易成核生长或难以均匀成膜。产量低、不利于大规模生产。[/font][align=center][img=,367,207]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112161056027180_7399_3237657_3.png!w367x207.jpg[/img][/align][align=center][font=微软雅黑][font=微软雅黑]图[/font]1.原子层沉积法示意图[/font][/align][font=微软雅黑]2.液相还原法[/font][font=微软雅黑]利用还原性物质在液相中将前体还原,和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]还原法相比,液相还原所需的温度更低,可以有效避免金属离子的聚集、保护载体不被高温破坏,受到还原剂、温度、金属阳离子种类的影响可能造成颗粒过大或使用大量表面活性剂,难以去除。[/font][font=微软雅黑]3.沉积-沉淀法[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]通过在有金属盐与载体的溶液中缓慢加入弱碱,使金属盐沉淀在载体空隙中温度过高可能引起大量快速沉淀,[/font]pH的局部过浓或过稀也会影响沉淀的形貌。不利于制造催化原子含量高的催化剂。催化剂金颗粒尺寸分布比较均匀、操作简单。[/font][font=微软雅黑]4.高温裂解法[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]过高温将含有[/font]C、N有机配位配体的金属前驱体分解在载体上,来制备催化剂的手段,直接高温裂解法后得到的N-C结构可能包含大量无序结构,且会造成金属离子团聚,采用MOF骨架可以使催化剂活性位点被锁在分子笼中,耐久度高,活性位点密度大。[/font][align=center][img=,437,132]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112161056204036_2347_3237657_3.png!w437x132.jpg[/img][/align][align=center][font=微软雅黑][font=微软雅黑]图[/font]2.高温裂解法示意图[/font][/align][font=微软雅黑]三、[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]实例分析:单原子[/font]Fe-Nx-C作为锌空气电池的高效电催化剂[/font][font=微软雅黑]1.制备[/font][align=center][img=,385,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112161056513914_4988_3237657_3.jpg!w385x244.jpg[/img][/align][align=center][font=微软雅黑][font=微软雅黑]图[/font]3.制备流程示意图[/font][/align][font=微软雅黑]如图[/font][font=微软雅黑]3[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]所示,首先通过[/font]Fe[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑] 2+[/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]离子与[/font]1,10-菲咯啉(Phen)配合形成Fe-Phen复合物,接着通过Zn[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑] 2+[/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]和[/font]2-甲基咪唑(2-MI)的组装,将Fe-Phen复合物原位封装在沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)的笼子中,获得的样品称为Fe-Phen @ ZIF-8。[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]最后在氩气氛下于[/font]900°C的温度下热解后,Fe-Phen @ ZIF-8在氮掺杂碳骨架(Fe-N x - C)上转化为孤立的单原子铁。[/font][font=微软雅黑]2.表征[/font][align=center][img=,497,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112161057058977_5382_3237657_3.jpg!w497x349.jpg[/img][/align][align=center][font=微软雅黑][font=微软雅黑]图[/font]4.各表征谱图[/font][/align][font=微软雅黑]对图[/font][font=微软雅黑]4[/font][font=微软雅黑]阐述分析:[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]图[/font]a:Fe-Phen @ ZIF-8的X射线衍射(XRD)图与纯ZIF-8的X射线衍射图非常匹配,表明其高结晶度和类似的沸石型结构。图b-d:扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图像显示,热处理后Fe‐Nx‐C保持其初始十二面体形状,而表面变得更粗糙。图e:高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像中,石墨碳层的晶向间距为0.34nm。图f:选择区域电子衍射(SAED)图像示出了环,指示整个碳骨架的结晶性差,在900℃热处理过程中形成无结晶的铁。(g,h在Fe - Nx - C的红圈区域,经过像差校正的HAADF‐STEM图像和EELS点谱)。图g:显示出单个的铁原子。图h:表明Fe和N以Fe‐Nx形式共存。之后XPS结果一致,证实了分散良好的Fe原子与N配位。图i:Fe‐Nx ‐C的拉曼光谱在1347和1572 cm [/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]-1[/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]处显示两个峰,其[/font]I D / I G值为2.51,低于N‐C(I D/ I G = 1.86)。D峰表示晶格的缺陷。该结果表明,在碳骨架中引入铁原子诱导了碳基质的缺陷位点的形成,据报道该缺陷位点是氧电极的活性位点。[/font][font=微软雅黑]四、总结与展望[/font][font=微软雅黑]单[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑]原子催化剂的发展,是科技进步的结果,它的诞生,为科学家们寻找高效的[/font]Pt[/font][font=微软雅黑]/C[/font][font=微软雅黑]催化剂替代品提供了可行的思路。目前,科学家们正致力于提高催化剂的比表面积与催化活性,为此开发出了许多新奇的催化剂结构[/font][font=微软雅黑];[/font][font=微软雅黑]同时,不同的催化载体也被开发出来,从胶体[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][11][/font][/font][/sup][font=微软雅黑]到负载,从金属氧化物[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][3][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]到[/font]M[/font][font=微软雅黑]OF[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][9][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑],合成的方法越来越简便。此外,也有一些使我们感到新颖的合成思路,比如[/font]Yin[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][9][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]等人利用[/font]Zn占位来控制Co的间隔,以及用外加电势[/font][sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑][7][/font][/font][/sup][font=微软雅黑][font=微软雅黑]的方法活化[/font]N[/font][font=微软雅黑]i[/font][font=微软雅黑]-[/font][font=微软雅黑]C[/font][font=微软雅黑]催化剂等。[/font][font=微软雅黑]但是,在催化剂的制备领域还有许多亟待解决的问题。如诸多的合成方式都存在一定的缺陷,在合成的可控性上还有提升的空间。以及从我在网上浏览的资[/font][font=微软雅黑]料来看,似乎部分催化剂的载体和催化原子很廉价,但是其余的合成试剂甚至是实验所需的催化剂原子的特定形态价格昂贵,我想这也是单原子目前还停留在实验室阶段的重要原因之一。想要将合成的成本降下来,可以从以更廉价的方式合成载体及反应所需催化剂原子特定形态入手,也可以尝试从一些含目标原子的其他化合物入手,通过调控合成步骤达到与昂贵反应试剂近似的效果。[/font][b][font=微软雅黑][font=微软雅黑]参考文献[/font]:[/font][/b][font=微软雅黑][1] Haruta M. Size-and support-dependency in the catalysis of gold[J]. 1997, 36(1): 153-166.[/font][font=微软雅黑][font=微软雅黑][2] Sakurai H, Haruta M. Synergism in methanol synthesis from carbon dioxide over gold catalysts supported on metal oxides[J]. Catalysis Today, 1996, 29(1/4): p. 361-365.[/font] [/font][font=微软雅黑][3] Qiao B, Wang A, Yang X, et al. Single-atom catalysis of CO oxidation using Pt1/FeOx[J]. Nature Chemistry, 2011, 3(8): 634-41.[/font][font=微软雅黑][4] Ren S, Yu Q, Yu X, et al. Graphene-supported metal single-atom catalysts: a concise review[J]. Science China Materials, 2020, 63(06): 903-920.[/font][font=微软雅黑][5] Liang H W, Wei W, Wu Z S, et al. Mesoporous Metal-Nitrogen-Doped Carbon Electrocatalysts for Highly Efficient Oxygen Reduction Reaction[J]. Journal of the American Chemical Society, 2013, 135(43): 16002-16005.[/font][font=微软雅黑][6] Liu W, Zhang L, Yan W, et al. Single-atom dispersed Co–N–C catalyst: structure identification and performance for hydrogenative coupling of nitroarenes[J]. Chemical Science, 2016, 7: 5758-5764.[/font][font=微软雅黑][7] Fan L, Liu P, Yan X, et al. Atomically isolated nickel species anchored on graphitized carbon for efficient hydrogen evolution electrocatalysis[J]. Nature communications, 2016, 7: 10667[/font][font=微软雅黑][8] 王兵, 曲雅男, 安灏, 王金凯, 郭振美, 吕志果. 高性能纳米Cu/SiO[/font][sub][font=微软雅黑][font=微软雅黑]2[/font][/font][/sub][font=微软雅黑][font=微软雅黑]催化剂制备及其催化芳酮加氢性能[/font][J]. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2020, 41(03): 48-55.[/font][font=微软雅黑][9][/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑]Yin P, Yao T, Wu Y, et al. [/font][font=微软雅黑]Single Cobalt Atoms with Precise N-Coordination as Superior Oxygen Reduction Reaction Catalysts[J]. [/font][font=微软雅黑]Angewandte Chemie, 2016, 55: 10800-10805.[/font][font=微软雅黑][10] Deng J, Li H, Wang S, et al. [/font][font=微软雅黑]Multiscale structural and electronic control of molybdenum disulfide foam for highly efficient hydrogen production[J]. [/font][font=微软雅黑]Nat Commun, 2017, 8: 14430.[/font][font=微软雅黑][11] Zhang H, Kawashima K, Okumura M, et al. [/font][font=微软雅黑]Colloidal Au single-atom catalysts embedded on Pd nanoclusters[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2014, 2(33): 13498.[/font][font=微软雅黑] [/font][font=微软雅黑] [/font]

  • 【转帖】相转移催化剂效率大小规律

    相转移催化剂效率大小规律1 较大的季铵离子比较小的季铵离子有效。2 催化剂的效率随季铵离子中最长链的长度增加而增强。3 比较对称的离子比只含一个长链的离子有效。要使催化剂溶于有机介质中并发挥作用,对季铵离子烃基的碳原子数有一个最低要求。较好的催化剂应具备最基本的亲脂性,而且在代正电的季杂原子周围具有较大的基团。四丁基铵的催化作用比十六烷基三甲铵强得多,虽然后者的碳原子总数比前者多三个。当季原子所受的位阻比其电荷所遭的掩盖少时,相关联的阴离子或许与季阳离子形成比较紧密的离子对。4 季膦离子比相应的季铵离子催化剂更有效,热力学上也更稳定。5 较有效的催化剂是被烷基取代而不是被芳基取代的季离子。

  • 甲烷化催化剂的样品前处理!(急)

    请教各位:甲烷化催化剂化学成分分析(HG2511-2005),步骤为:甲烷化催化剂0.5g,加10ml(1+1)硫酸,2ml盐酸羟胺,加热至样品完全溶解,问题:(1)怎么样为完全溶解啊?而且,溶样的程度直接影响了后面化学成分的结果,比如,镍的含量测定就相差比较大,当样品溶解至冒白烟和冒大量白烟,这俩种情况结果就相差比较大,请问,怎样才算是溶解完全啊?(2)此标准中氧化镁的测定一种方法是用原子吸收分光光度法,方法是用氯化锶掩蔽铝,在标准溶液中加入氯化锶,硫酸溶液,实际上的现象是形成了沉淀(估计是硫酸锶),请问,这种催化剂中氧化镁的测定还有其他的比较好的方法吗?(3)此标准中稀土氧化物的测定,在测定时,终点颜色变化是由暗绿色变成紫红色,实际操作中,颜色就是紫色,根本不是暗绿色,颜色突变非常不明显,无法准确判断终点!希望有分析过此类催化剂的同行们介绍点经验!

  • 固体测汞仪 催化管 成分

    除了原子荧光,冷[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]法是应用最广泛的测汞方法,两种方法均可达到0.1ppb的检测限。其中冷[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]法,分为原始液体法和固体法,检测方法一样,均是采用253.7nm的汞灯作为光源。液体法是通过氯化亚锡还原呈离子态的汞变为单质,固体法通过催化燃烧将汞变为单质,接着被金汞齐捕获,去除气体内的杂质后,金汞齐进入解析炉进行解析,通过时间积分获得汞的吸光度。我想问大家的是,催化燃烧,是用的什么催化剂或怎样的原理呢,没有查到类似的资料。

  • 【原创大赛】为水处理催化剂而来——记第十六届国际催化大会

    【原创大赛】为水处理催化剂而来——记第十六届国际催化大会

    这几天北京国家会议中心举办了第十六届国际催化大会,据说是第一次在中国举办国际催化会议,四年才举办一次哦,还是在北京!简直太巧了!http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09505.gif昨天晚上收到公司通知,去凑个热闹。想想就好激动呢~好歹在公司也是做水处理方面催化剂的啊~哈哈,来参观参观,学习学习~http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09502.gif 大清早的到了国家会议中心,结果发现,木有人,来早了。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062210_599509_2695184_3.jpg 吃了个煎饼果子等了一个小时,终于可以进去了。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062211_599511_2695184_3.jpg 我只想说,里面好凉快啊~http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09502.gifhttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062213_599515_2695184_3.jpg 进入了主会场,果然是国际会议,人好多,据说两三千人,还有好多国际友人。主持人巴拉巴拉在上面说了一通,才发现全程英文,好吧,国际会议嘛~一年都不怎么说英语了,听起来略费劲。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062211_599514_2695184_3.jpg 匆匆的翻看了会议报告页,找到自己能看的,发现,艾玛。能跟我们相关的还真的不多。。。。做催化剂的多,但做水处理催化剂的好少。。。。我和我的小伙伴都惊呆了。。。。 什么能源催化、催化材料、催化理论、环境催化、工业催化、光电催化、催化化学合成、生物质转化啊,发现能听的也就催化剂材料制备了,听完了主会场,直奔分会场。坐下来听听确实还不错,能跟自己搞的东西比较沾边。来来来,上几张图。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062220_599516_2695184_3.jpg 瑞士的这个小伙给讲了讲通过原子沉积在氧化铝表面形成膜层,给做的表征也不少,图做的还挺漂亮,哈哈http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062223_599518_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062225_599519_2695184_3.jpg制备的过程跟我们的还是比较类似的嘛。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062226_599520_2695184_3.jpg 美国西北大学的这位白发苍苍教授也是用的ALD方法来制备的催化剂,看样子用这个方法还是挺多的,问了下旁边的小伙伴,这方法制备出来的催化剂效果还是不错,只不过制备过程比较复杂,用的设备比较高端,我们水处理催化剂用不起啊~屌丝气质瞬间显示出来了。呐,看看人家的实例吧:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062230_599521_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062231_599522_2695184_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062231_599523_2695184_3.jpg是吧,还不错吧~嘿嘿~听了几个讲座,就到中午了,可惜今天只有半天~不过也算学习了不少好东西。。。感谢公司给提供的机会,感谢催化大会给带来的见识~最后,想说,这个注册费好贵。。。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607062234_599524_2695184_3.jpg 是不是又暴露了屌丝气质。。。 算了,我不说话了。

  • 请问催化去除甲烷的催化剂或催化炉的成分和原理是什么?

    首先说明:这里讨论的是催化方法[b] 除掉样气中的甲烷[/b],催化生成H2O和CO2。 而不是加氢催化无机碳生成CH4市场上有测量非甲烷总烃的FID设备,原理是使用催化炉除掉样气中的CH4,至于其他如乙烷、乙烯、甲醇等其他 有机成分都保留,送到FID测量,得到非甲烷总烃。请问这种催化剂的原理和成分是什么?

  • 【资料】光催化转化氮氧化物的研究进展

    光催化转化氮氧化物的研究进展 马睿 谭欣 赵林 ( 天津大学环境学院, 天津 300072) 摘要:对光催化转化氮氧化物的研究进展进行了综述。首先介绍了氮氧化物的危害及传统处理方法的缺点以及光催化反应的机理 随后着重介绍了以 TiO2 为催化剂对 NOx 去除的研究进展, 并对其他用于分解氮氧化物新型光催化进行了介绍 最后对应用前景作出 展望。光催化转化氮氧化物的研究分为光催化氧化和光催化还原 2 种, 反应器则主要为固定床反应器和流化床反应器。N 原子的搀 杂、氧空穴的产生以及表面负载 Pt 均能有效地利用可见光, 炭( AC) 、沸石、氧化钙、ZrO2、高岭土等载体也可明显地提高光催化转化 氮氧化物的效率。此外, 植入过渡金属离子沸石, 也可有效地转化氮氧化物。 关键词 TiO2 氮氧化物 光催化 脱除 载体 可见光 进展 中图分类号 O43 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 08- 02215- 03目前, 脱除 NOx 的技术措施主要有非催化法和催化还 原法两类[1]。非催化法主要包括湿式吸收法、固体吸附法、电 子束照射法等, 这些方法往往需要复杂的设备、较高的成 本, 且存在二次污染问题。选择性催化还原法是目前主流发 展方向, 但也存在二次污染及要求较高的反应温度等问题。 例如, 在 Ag/Al2O3 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操作温 度是 500 ℃[2], 在 Ba/MgO 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操 作温度是 700 ℃[3]等。光催化技术是近几年发展起来的一项 空气净化技术, 具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等 优点[4], 笔者对光催化分解氮氧化物的研究进展进行了综述。1 光催化反应机理半导体材料存在能级分布, 当用能量大于半导体禁带 宽度的光照射半导体时, 光激发电子跃迁到导带, 形成导带 电子( e-) , 同时在价带留下空穴( h+) 。由于半导体能带的不 连续性, 电子和空穴的寿命较长, 它们能够在半导体本体和 表面运动, 与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生 氧化还原反应, 而将污染物分解掉。以 TiO2 为例, 它的禁带 宽度为 3.2 eV, 在波长小于 380 nm 光照下, TiO2 的价带电 子被激发到导带上, 产生高活性的电子- 空穴对。图 1 绘出 了受光源照射时半导体内载流子的变化。电子和空穴被光 激发后, 经历多个变化途径, 主要存在俘获和复合两个相互 竞争的过程。光致空穴具有很强的氧化性, 可夺取半导体颗 粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子, 使原本不吸收光而 无法被光子直接氧化的物质, 通过光催化剂被活化氧化。光 致电子具有很强的还原性, 能使半导体表面的电子受体被 还原, 这两个过程均为光激活过程。同时迁移到体内和表面 的光致电子和空穴又存在复合的可能, 此为去激活过程, 对 光催化反应无效。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或 H2O 发生作用生成 HO?。HO?是一种活性很高的粒 子, 通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电 子能够与 O2 发生作用生成 HO2?和 O2?-等活性氧类, 这些活 性氧自由基也能参与氧化还原反应。目前对 NOx 的光催化 反应的研究分为光催化氧化和催化分解 2 种。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903201415_139711_1614854_3.gif[/img]

  • 大气污染==(挽救臭氧层)特定气候条件形成的催化反应

    「氯贮存物质」与 催化反应  氟里昂进入平流层后在强烈的紫外辐射作用下,释放出一个氯原子:CCl3F+hv→ CCl2F+Cl。这个释放出的氯原子,用数个月的时间通过催化反应,就可以使10万个臭氧分子消失。首先,氯与臭氧反应,生成氧化氯自由基:Cl+O3 →ClO+O2,自由基ClO非常活泼,与同样活泼的氧原子反应,生成氯和稳定的氧分子:ClO+O→Cl+O2。释放出的氯原子又和臭氧产生反应,因此,氯原子一方面不断消耗臭氧,另一方面却又能在反应中不断再生,形成催化反应。但是注意到,进入平流层还有其它微量气体,例如甲烷(CH4)和二氧化氮(NO2),氯原子和它们分别作用产生氢氯酸(HCl)和硝酸氯(ClONO2),这些物质化学性质不活泼,不会释放出氯原子,称为「氯贮存物质」,阻断了氯原子再生功能,在臭氧分解反应方面氯原子不再具有催化功能。单纯从化学的角度来看,氟里昂对臭氧的破坏有限。  既然,氟里昂在平流层可以形成「氯贮存物质」,为什么还有臭氧洞?  氟里昂主要由北半球工业化国家排出,北半球大气中氟里昂浓度也高于南半球,那么至今最大的臭氧洞却出现在南极而不是其它地方?

  • 催化转化器

    转化器是什么呢?它是汽车上面的一个小东西。可是汽车少了它那是万万不行的。其实这个东西我还真没有见过,它的外观还是黑色的,远处看好象是塑料做成的。其实它是钢做成的。外型也挺可爱的,那我们一起来研究一下,们来看看催化转化器综述:随着环境保护要求的日益苛刻,越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应,将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气,故又称之为三元(效)催化转化器,其催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素,价格昂贵,在正常情况下,它的寿命为八万公里左右。由于三效催化转化器的工作要求比较严格,如果使用不当,会造成催化器失效层损坏。在高温度过高 常温下三元催化转化器不具备催化能力,其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力,通常催化转化器的起燃温度在250—350℃之间。催化转化器工作时会产生大量的自量越高,氧化的温度也愈高,这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器,造成排气温度过高,影响催化转化器的效能。硫和铅来自于汽油,磷和锌来自于润滑油,这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面,使催化剂无法与废气接触,从而失去了催化作用中毒现象还是比较高的,在三元催化器无法启动,发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面。这样长期下来便使载体的孔隙堵塞,影响其转化效能。催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度,因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大,比如混合气偏浓等,就会影响催化器的催化转化能力,降低其转化效。在排气状况就发生变化,安装三元催化器的位置就不同,这都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此,不同的车辆,应使用不同的三元催化转化器。然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制,其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度,转换成电信号后发送给ECU,使发动机的空燃比控制在一个狭小的。还有它的注意事项:1.安装有催化器的汽车绝对不允许使用有铅汽油。 2.要避免催化转化器发生磕碰。 3.汽车不要长时间怠速,以防催化转化器烧坏。 4.要避免突然加速,以防止催化转化器过热。   5.要保证发动机正常运转,以防止催化转化器排气净化率最佳。由于三效催化转化器发动机始终处于理论空燃比的情况下工作,这时排气净化率最高。发动机电控系统、点火系统和燃油系统的故障都会使发动机工作不正常,混合气浓度偏离理论空燃化,使排气净化率降低,三效催化转化器寿命缩短。你们看一个催化转化器都有这么多条件,还有这么多的知识值得我们去看,去读,去理解,你们懂了吗?

  • 【分享】一种以铁为主的新制药催化剂问世

    加拿大一研究小组找到了一种以铁为基础原料制造催化剂的新方法。这种新型催化剂与目前通常使用的铂等金属催化剂相比,毒性小且成本低,有望作为制药和芳香剂生产工艺中的催化剂。   药物合成中通常都需要催化剂,这对药物成本的影响很大。而且,如使用毒性大的钌、铑、钯等铂系金属作为催化剂,最后的合成产品就需要先经过昂贵的净化技术来消除毒素。   多伦多大学化学系罗伯特-莫里斯教授相信,使用他们研制的新型催化剂,不仅价廉而且毒性低,可以免除铂系金属催化剂带来的上述两种缺陷。   莫里斯教授在新一期《化学》杂志上发表论文说,铁一般被认为是催化活性很低的“贱金属”,使其能够成功用于替换通常使用的铂系金属作为催化剂,秘诀在于将铁的结构通过一定的手段转换成与铂系金属相似的结构。他们所研制的催化剂是一种包含碳、氢、磷及氮的有机分子,科学家们将各原子排列成一种独特的右旋结构,依附于铁上,使其处于一种亚铁状态。   化学催化剂的作用是加快化学反应过程,但同时,它们也会对反应过程中的化学物结构产生影响。用于药物合成过程中的催化剂,其最有价值之处在于它们可以将药物化学品的产品限定在一种特定的结构形式,而不会使其产生另一种镜像结构形式。   目前,多伦多大学研究人员已通过使用少量的这种催化剂,并运用对称转移氢化法工艺,成功将价廉的酮转化成了结构为左旋形式的酒精。

  • 【求助】有机催化反应后,要测定催化剂的流失,如何处理样品?

    本人是作催化的,公司新买了ICP,但没有人会用。有2个问题想向各位请教一下。用钯/活性炭 作为催化剂,催化苯乙酮加氢还原,得到苯乙醇。1、想测定催化反应循环过程中,每次催化剂的流失。如何处理样品?(注* 催化剂颗粒很小,即使用高速离心机处理,产物相还是有点黑,也就是还有少量催化剂在里面)2、想测定钯/活性炭 催化剂中 钯的量。样品又如何处理?谢谢各位啦!!

  • 高顺式聚丁二烯橡胶催化体系的分析研究

    [align=center][b][/b][/align][align=center][b]高顺式聚丁二烯橡胶催化体系的分析研究[/b][/align]2012年11月1日欧盟轮胎标签法规—EC1222/2009实施,要求出口欧盟的轮胎必须标示出轮胎的燃油效率、滑动噪声和湿抓着力等级。高顺式顺丁橡胶是生产高性能绿色轮胎的重要原材料,常见用于子午线轮胎、斜交轮胎胎侧和胎面配方中。不同催化体系的顺丁橡胶应用性能差异较大,尤其是稀土顺丁橡胶。橡胶行业对不同催化体系的高顺式顺丁橡胶的应用非常关注。主要基于以下诉求:1、轮胎厂急欲了解品牌轮胎中不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用方向,以便采购生胶原材料,提高自我品牌轮胎性能。2、合成橡胶生产厂急欲知道不同催化体系高顺式顺丁橡胶在轮胎中的应用现状与前景。3、合成橡胶应用技术研究人员急欲掌握不同催化体系高顺式顺丁橡胶的应用性能。采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url](FAAS、GAAS)可以对高顺式聚丁二烯橡胶生胶及硫化胶催化体系进行定性、定量分析。1、采用裂解[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]对高顺式顺丁胶(单用和并用)进行定性。2、进行样品处理,样品处理有三种方法:A、干法灰化,B、湿法消解,C、半降解。3、采用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]测试样品中的钕、镍、钴、铝。优化测试条件,消除存在干扰。检测限能达到ppb级。4、根据检测结果,总结国内外轮胎用高顺式顺丁橡胶催化体系的不同及应用方向。

  • 【讨论】催化剂中钙含量测定

    请教有经验的同仁。我们用的王水处理的催化剂,溶解的很好,用原子吸收分析钙含量,所得到的测定结果不理想,比理论值低很多。

  • 【分享】多功能生物催化剂--卤醇脱卤酶的研究进展

    多功能生物催化剂―――卤醇脱卤酶的研究进展 郑楷 汤丽霞 (电子科技大学生命科学与技术学院,四川成都610054) 摘要:光学纯的环氧化物及β-取代醇是一类高价值中间体,在手性药物及精细化工合成领域具有十分重要的应 用前景。卤醇脱卤酶是一类通过分子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物的脱卤酶,可以高效高选择地 催化环氧化物和邻卤醇之间的转化,因而可以用来合成具有光学纯的环氧化物及β-取代醇等化合物。本文着重 介绍了卤醇脱卤酶的催化机理及其应用研究进展,并对研究的发展方向提出了一些设想。 关键词:卤醇脱卤酶 生物催化 亲核试剂 光学纯环氧化物与β-取代醇 中图分类号:Q814?9 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2008)12-2971-07 1 卤醇脱卤酶研究概述 有机卤化合物已成为当今重要环境污染物之一,主要是由于工业排废以及人工合成卤化物在化 工合成以及农业上的广泛应用造成的。在自然界 中,大部分异生质卤化物自降解能力很差,同时许多化合物被疑是致癌或高诱变物质。因此,应用微 生物降解有机卤化物已引起人们广泛的关注。从 1968年Castro等[1]首次发现以2,3-二溴丙醇作为 唯一碳源而生存的黄杆菌(Flavobateriumsp?) 菌株至今,人们相继筛选到多种可以降解邻卤醇的 微生物[2-8]。其中包括从淡水沉淀物中分离的放射 形土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter)菌株 AD1和节杆菌(Arthrobactersp?)菌株AD2以及 从土壤中获得的棒状杆菌(Corynebacteriumsp?) 菌株N-1074等。它们降解有机卤化物的途径虽然 存在明显差异,但是卤醇脱卤酶作为关键酶之一, 催化碳卤键的断裂存在于所有的代谢途径中。 卤醇脱卤酶也叫卤醇-卤化氢裂解酶,通过分 子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物和卤 化氢,是微生物降解此类化合物的关键酶之一。大 部分已知的卤醇脱卤酶都已经被克隆并在大肠杆菌 中进行重组表达,并根据其序列同源性分为 HheA、HheB、HheC3类。相关的研究表明,卤 醇脱卤酶与依赖NAD(P)H的短链脱氢酶/还原 酶家族(SDR)具有一定的序列相似性,同时蛋白 质三级结构的研究进一步揭示卤醇脱卤酶与SDR 家族成员有一定的进化相关性[9]。SDR是一类依 赖于NAD(H)或NADP(H)并在功能上具有 多样性的一组酶类,主要催化醇、糖类、类固醇和 一些异生质的氧化还原反应[10-11]。由于辅酶结合 位点在卤醇脱卤酶中被卤离子结合位点取代,因而 卤醇脱卤酶是一类不需要辅酶参与的脱卤酶。同 SDR家族一样,在卤醇脱卤酶中严格保守的丝氨 酸、酪氨酸和精氨酸在催化过程中起着关键作用。 其催化机制(图1)为:保守的丝氨酸通过与底物 羟基氧原子之间形成氢键,稳定了底物的结合 精 氨酸可用以降低酪氨酸的pKa值 酪氨酸从底物 的羟基中夺取一个质子,然后以底物上的氧原子作 为亲核试剂,进攻邻位卤素取代的碳原子,进而释 放卤离子,形成环氧化物[9,12]。 卤醇脱卤酶备受关注的另一个原因是其在生物 催化领域的应用,可以用来合成具有光学纯的高价 值中间体。这些化合物在手性药物、手性农药以及 各类手性合成的合成领域中具有传统化学合成法所 无法比拟的优越性。其中光学纯的环氧化物以及用 来合成该类化合物的前体邻卤醇在有机合成中具有 特别重要的应用价值。因为环氧化物环具有非常活 泼的化学特性,易与亲核试剂发生反应生成一类重要的手性合成单元―――不对称醇类。因此,多种合 成光学纯环氧化物的生物学方法已被广泛研究,其 中包括人们熟知的脂肪酶、环氧化物水解酶等。卤 醇脱卤酶催化邻卤醇生成环氧化物将成为高效合成 光学纯的环氧化物的主要方法之一。本文将重点介 绍卤醇脱卤酶在催化合成环氧化物、短链β-取代 醇以及叔醇类化合物方面的研究进展。

  • 催化剂的分类

    催化剂的分类方式有很多种:按聚集状态分类、按化学键分类、按催化剂组成及使用功能分类以及按催化剂工艺和工程特点分类。目前,国内外均以功能划分为主,兼顾市场类型及应用产业。我国尚无统一的工业催化剂分类法,参考一些大型书目和国外分类方法可将工业催化剂分成:石油炼制、无机化工、有机化工、环境保护和其他催化剂5大类。细分情况见图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702061522_01_1241901_3.jpg

  • 《催化原理》

    催化原理[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15185]催化原理[/url]

  • 《催化展望》

    催化展望[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15187]催化展望[/url]

  • 催化反应疑问

    请问反应体系是这样:一种反应物1是液体,另一种反应物2(室温时是固体,加热到50度成液体),在室温下将2加入到1中,液体混浊,如将2加热到60度以液体形式加入到1中,观察到透明,请问2溶于1吗?反应温度调在65度以上,是不是可以认为2溶于1中,如果不加催化剂它们之间的反应是属于均相反应吗?如果在此反应温度下,催化剂加入后溶液呈混浊状或者催化剂明显不溶,那么此情况下反应是否属于非均相反应?还是非均相反应必须是两反应物分别处于两相中,采用一种相转移催化剂的反应才是真正意义的非均相反应?请各位做过催化研究的大侠帮我分析一下,在此表示十分感谢。

  • 【资料】环境保护催化剂简介!

    催化剂工业中的一类产品,用于借助催化作用来消除环境污染的工艺。自20世纪70年代汽车排气催化净化技术商业化以后,此类催化剂与石油炼制催化剂、化工催化剂(包括石油化工催化剂和无机化工催化剂并列为催化剂工业中的三大类产品。环境保护用催化剂通常有较高的催化活性,能将浓度本来很低的污染物经催化转化为无毒物;能承受较高的作业负荷,以节约催化剂用量和治理污染的设备投资;能在室温或不太高的温度下作业,以减少治理污染所需的能耗。被处理的气体,通常含有粉尘、重金属、含硫化合物、含氯化合物、酸雾等,因此要求催化剂的抗毒能力较强,化学稳定性好,具有足够的催化剂寿命。有时,要求有良好的催化剂选择性不致因副反应所生成的产物造成二次污染。在环境治理工程中,由于被污染物的组成、浓度、温度等常有变化,故要求催化剂能在较宽的反应条件下保持其效率,这与典型的化工生产中所用的催化剂是有所不同的。   燃烧催化剂  用完全催化氧化的方法使可燃性污染物质转化为二氧化碳和水的催化剂。广泛用于治理工厂的排气污染,主要是一氧化碳、烃类及其含氧衍生物,如醇、醛、酮、酯等引起的污染。第一次世界大战时曾用CuO和MnOx为催化剂,置于防毒面具中以净化毒气(一氧化碳等),在室温下即有效。催化燃烧技术现在广泛地用于排放有机溶剂废气的行业和排放可燃尾气的化工厂。将直接燃烧和催化燃烧法比较,依据不同的污染物,起燃温度(为保持反应正常进行所需的最低温度)分别为600~800℃和室温至400℃,即用催化法治理污染的起燃温度低,可节约能源。最常用的催化剂是以铂、钯、氧化铜、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化钒等为活性组分,以氧化铝为载体。含贵金属的催化剂极为活泼,在催化剂中的含量通常为0.3%~0.1%,它们甚至在低于100℃时可使烃类完全转化,铂转化一氧化碳效率优于钯,而对烃类的燃烧活性则反之。以甲烷为例,催化燃烧活性顺序为Pd>Pt>Co3O4>PdO>Cr2O3>Mn2O3>CuO>CeO2>Fe2O3>V2O5>NiO>MoO3>TiO2。非贵金属氧化物催化剂价廉,但起燃温度较高。近年来,在处理大气量的催化燃烧炉中,多采用蜂窝状造型的催化剂,后者为柱状制件,沿柱体的轴向开有许多平行的孔道,形似蜂窝。这种造型的催化剂对气流的阻力比球状催化剂小得多。

  • 【资料】试剂介绍-催化剂

    [size=4]定义  [/size][b][size=4] [/size][/b][size=4] [/size][size=4]又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为[/size][size=4]催化作用[/size][size=4]。涉及催化剂的反应为催化反应。[/size][size=4][/size][size=4]  催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为[/size][size=4]触媒[/size][size=4]。[/size][size=4]  催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化;它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,例如二氧化锰在[/size][size=4]氯酸钾[/size][size=4]受热分解中起催化作用,加快[/size][size=4]化学反应速率[/size][size=4],但对其他的化学反应就不一定有催化作用。某些化学反应并非只有唯一的催化剂,例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有[/size][size=4]氧化镁[/size][size=4]、[/size][size=4]氧化铁[/size][size=4]和氧化铜等等。[/size][size=4]  初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。[/size][size=4]  也有一种说法,催化剂先与反应物中的一种反应,然后两者的生成物继续在原有条件下进行新的化学反应,而催化剂反应的生成物的反应条件较原有反应物的反应条件有所改变。催化剂原先因发生化学反应而生成的物质会在之后进一步的反应中重新生成原有催化剂,即上面提到的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。[/size]

  • 【资料】固体酸催化剂!

    【资料】固体酸催化剂!

    酸碱催化剂中的一类重要催化剂,催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位,称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物,其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应,种类很多(见表)。此外,还有润载型固体酸催化剂,是将液体酸附载于固体载体上而形成的,如固体磷酸催化剂。 固体酸催化剂  性质  与固体酸的催化行为有重要关系的性质是酸中心、酸强度和酸度。①表面上的酸中心可分为B-酸与L-酸(见酸碱催化剂),有时还同时存在碱中心。可用下式示意地表示氧化铝表面上的酸中心的生成: [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/01/201001051910_194402_1643419_3.jpg[/img]红外光谱研究表明,800℃焙烧过的 γ-Al2O3表面可有五种类型的羟基,对应于五种酸强度不等的酸中心。混合氧化物表面出现酸中心,多数是由于组分氧化物的金属离子具有不同的化合价或不同的配位数形成的。SiO2-Al2O3的酸中心模型 (见图)有多种模式。②酸强度,可用哈梅特酸强度函数H0来表示固体酸的酸强度,其值愈小,表示酸强度越高。③酸度,用单位重量或单位表面积上酸中心的数目或毫摩尔数来表示,又称酸度。在同一固体表面上通常有多种酸强度不同的酸中心,而且数量不同,故酸强度分布也是重要性质之一。由某些固体酸的酸强度范围,可知SiO-Al2O3、B2O3-Al2O3等均有强酸性,其酸强度相当于浓度为90%以上的硫酸水溶液的酸强度。不同的催化反应对催化剂的酸强度常有一定的要求,例如在金属硫酸盐上进行醛类聚合、丙烯聚合、三聚乙醛解聚、丙烯水合,有效催化剂的酸强度范围分别为H0≤3.3,H0≤1.5,H0≤-3,-3H0+1.5。在同类型的催化剂上进行同一反应时,催化活性与催化剂的酸度有关,例如在SiO2-Al2O3上异丙苯裂解,催化活性与催化剂的酸度有近似的线性关系。固体催化剂绝大多数为多孔物质,除应考虑其表面的酸功能外,还必须考虑孔隙构造对反应物的扩散及传热过程的影响。例如对于烃类反应,设计了许多具有规整孔结构的固体酸催化剂,如具有管状和笼状孔道的分子筛催化剂,具有层叠结构的半晶态的铝硅酸盐或硅酸盐催化剂。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/01/201001051912_194404_1643419_3.jpg[/img]

  • 《择形催化》

    择形催化[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15135]择形催化[/url]

  • 【原创大赛】电加热板消解车用陶瓷催化转化器

    【原创大赛】电加热板消解车用陶瓷催化转化器

    引言 电加热板湿法消解是元素分析的最直接、最有效、最经济的一种样品前处理手段,因此在车用陶瓷载体催化器贵金属分析中经常被使用。影响催化器中贵金属溶出率的湿法消解的关键因素一般为所选用的溶剂的配比、加热板消解的温度和时间、消解重复的次数等。开发湿法消解前处理条件需要对上述几个参数进行试验对比,通过试验结果分析验证确定合适的湿法消解方法。1 电加热板消解所用的仪器及试剂 表1给出了车用催化器贵金属电加热板消解前处理使用的主要仪器设备莱伯泰科EH-35A plus型电加热板和梅特勒AL204型电子天平的主要参数。试验过程使用的浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸、过氧化氢为天津科密欧化学试剂公司生产的优级纯试剂,稀释所用的水是由实验室采用密里博超纯水机制备的超纯水(电阻率18.2MΩ.cm)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411211640_523938_2770543_3.jpg2 贵金属含量测试所用的设备及方法 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是近年发展起来的先进检测分析技术,该技术可以在元素分析过程中能够一次性同时检测几十种金属盒非金属元素,不仅检测范围广,且方法灵敏度高、精度高、速度快、效率高、重复性好,尤其在痕量元素的定量检测分析中具有其他设备无法比拟的优越性。ICP-MS分析技术几乎可以取代传统的无机分析技术,如电感耦合等离子体光谱技术(ICPAES)、石墨炉原子吸收(GFAAS)和汞冷原子吸收技术(CVAAS)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411181655_523525_2770543_3.jpg 由于ICP-MS具有其他无机分析技术无法比拟的优越性,现被汽车检测行业定为进行车用催化器贵金属分析的必备设备。因此本文的催化器贵金属分析研究均采用电感耦合等离子体质谱法,使用的ICP-MS设备为美国安捷伦生产的ICP-MS 7500a,表2给出了ICP-MS 7500a在分析催化器粉末经前处理方法处理后,用纯水稀释后的样品测定的仪器设备方法条件。铂、钯、铑贵金属标准储备液浓度为1000μg/ml,由国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院生产,标准溶液系列由标准储备液稀释逐级配制。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411181655_523524_2770543_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411211641_523940_2770543_3.jpg3 实验结果与讨论3.1 消解溶液对电加热板消解的影响 将多个催化器单元按标准HJ509-2009的要求进行研磨,并通过多家实验室共同定量分析,选择多个试验室的定量结果偏差较小的一个催化器单元的粉末(样品记为S1)作为加热板消解的对比样品,多个试验室测试结果的均值作为该催化器单元的贵金属含量的真值。首先是高大上的研磨仪和研磨后的样品http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411181655_523520_2770543_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/11/201411181655_523521_2770543_3.jpg 为了比较加热板消解前处理方法中使用不同的溶剂作为消解液对车用催化器贵金属分析结果的影响,选择了19种消解溶剂。表3给出了这19中溶剂的配比情况。每一种消解溶剂中使用的催化器粉末样品均为同一的催化器单元的粉末样品。通用的前处理过程为:称取一定量的催化剂粉末样品于100ml的聚四氟乙烯坩埚,加0.2ml超纯水润湿样品,加入不同的消解液中,同时做平行样和过程空白,在电加热板上加热(170℃)2小时,然后升温赶酸,赶酸至近干时,加入王水10ml[fo

  • 【分享】光催化净化原理

    光催化材料是具有环境净化和自洁功能的半导体材料的总称。它在微量紫外线作用下,能产生强大的光氧化还原能力,催化分解附表的有机物和部分无机物。光催化技术的特点是能有效利用光能、易操作、无二次污染,在环境保护(废水废气净化、空气净化)、新能源开发、有机合成、自洁和抗菌材料生产等领域具有广阔的应用前景。 TiO2是公认的最有效光催化剂,它的显著优点是:能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分;氧化还原性较强;在较大pH值范围内的稳定性强;无毒。但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV,只能吸收波长小于387nm的紫外辐射,不能充分利用太阳能。另外,TiO2的光量子效率也有待进一步提高。有鉴于此,国内外已从多种途径对TiO2材料进行改性,包括TiO2表面贵金属淀积、金属离子掺杂、半导体光敏化和复合半导体的研制等。近来研究发现纳米级TiO2材料的催化效率高于一般半导体材料。纳米半导体粒子存在显著的量子尺寸效应,它们的光物理和光化学性质已成为目前最活跃的研究领域之一,其中纳米半导体粒子优异的光电催化活性倍受世人注目。与体相材料相比,纳米半导体量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子效率提高;光生电子和空穴的氧化还原能力增强;振子强度反比于粒子体积而增大;室温下激子效应明显;纳米粒子比表面积大,具有强大的吸附有机物的能力,有利于催化反应。 纳米TiO2具有良好的半导体光催化氧化特性,是一种优良的降解VOCs(可挥发性有机化合物)的光催化剂。它的本质是在光电转换中进行氧化还原反应。根据半导体的电子结构,当其吸收一个能量不小于其带隙能(Eg)的光子时,电子(e-)会从充满的价带跃迁到空的导带,而在价带留下带正电的空穴(h+)。价带空穴具有强氧化性,而导带电子具有强还原性,它们可以直接与反应物作用,还可以与吸附在催化剂上的其他电子给体和受体反应。例如空穴可以使H2O氧化,电子使空气中的O2还原,生成H2O2,OH" 基团和HO2" ,这些基团的氧化能力都很强,能有效的将有机污染物氧化,最终将其分解为CO2、H2O、PO43-、SO42-、NO23-以及卤素离子等无机小分子,达到消除VOCs的目的。TiO2 +hv —— e - + h +e - + h + —— N +能量 (hv’入射光能量hv或热能)HO- +h+ —— OHH2O + h+ —— OH +H+O2 + e- —— O2-O2-+H2O —— OOH +OH-2OOH —— H2O2 +OH-OOH +H2O+ e- ——H2O2 +OH-H2O2 + e- —— OH+OH-

  • 化工催化剂检测

    [font=&][size=16px][color=#333333]点击链接查看更多:[url]https://www.woyaoce.cn/service/info-38856.html[/url]服务背景[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]随着负载型双组份催化剂的发展,催化剂表征方法的建立使人们对催化剂中组分、活性以及存在状态具备综合分析的依据,能够对于所制备的催化剂的反应行为给予更合理的解释。如应用TPR及H2和O2化学吸附等方法对PtSn/Al2O3催化剂中的锡组分存在状态的表征,应用电镜和XRD对催化剂结构进行表征,通过ICP及XRF对催化剂进行定性及定量分析,另外对催化剂的积碳失活的检测有助于催化剂表面再生行为的研究,运用TPO、TG及STA等手段对催化剂表面积碳行为。[font=&][size=16px][color=#333333]检测内容[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font]平台基础配套设施齐全,配备催化剂表征所具备的材料物化分析检测仪器设备,主要包括STA、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]GC-MS[/color][/url]、FT-IR、ICP、XRD、XRF等以及催化剂原位表征,包括化学吸附-质谱联用、吡啶透射红外、原位XRD、原位漫反射红外等。[font=&][size=16px][color=#333333]检测标准[/color][/size][/font][font=&][color=#333333][/color][/font][table][tr][td]产品名称[/td][td]检测项目[/td][td]检测标准[/td][/tr][tr][td]化工产品/催化剂[/td][td]比表面积[/td][td]GB/T 19587-2017[/td][/tr][/table]

  • 催化反应的应用领域

    工业的应用现代化学工业的巨大成就与催化剂的使用是分不开的。约90%以上的化学工业产品是借助于催化过程来生产的。例如,从煤炭和石油资源出发合成了甲醇、乙醇、丙酮、丁醇等基本有机原料,改变了过去用粮食生产的途径;合成纤维的生产减轻了人类对棉花的依赖;塑料的发展减轻了人类对木材的依赖。合成橡胶、化肥、医药、合成食品、调味品的生产都与催化剂的使用分不开。例如,硫酸的生产,相比于二氧化氮作催化剂的铅室法,产品浓度低、杂质多、产量小;用铂作催化剂可使硫酸产品浓度达98%以上,可制得发烟硫酸;用钒作催化剂后,产品质量大大提高,成本大幅度下降。又如炼油工业中的催化裂化,用分子筛催化剂代替无定形硅铝胶催化剂后,由于分子筛的择形作用,改变了裂化产物的分布,得到了高质量产品。生态上的应用处理各类废弃物。二氧化碳 + 废塑料轮胎→汽柴油+可燃气+炭黑,既解决了空中环境堵塞,又将地面废弃物转化为能源;煤+地面农、林、牧、城市生活废弃物、城市工业废弃物→汽柴油+可燃气+炭黑,既解决了地面的污染问题,地面生态通道的堵塞,和煤排出的CO2问题,又将煤、地面废弃物转化为急需的汽、柴油基础油,它产生的可燃气体和天然气的低碳排放是一个水平:排出的可燃气体,碳排放量为16%,天然气的碳排放量12%。优化化石能源的产业结构。用先进的催化技术和仿生能源的工艺方法,将炼油工业转化为资源节约型的工业结构。石油→汽柴油+可燃气+炭黑,以高科技手段,打破垄断,形成资源节约型产业,把地下化石能源成本降下来。 相比于传统炼油,设备成本为(1/5) 生产成本为(1/2),且更多的产出来源于石油中的生物质。

  • 吴越的《催化化学》

    吴越的《催化化学》上下两册在一起[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15076]催化化学[/url]

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