李林
,
王晓东
,
沈俭一
,
周立幸
,
张涛
催化学报
描述了一个适于气/固体系的宽温区、高灵敏的微分吸附热测定装置. 在该装置中,吸附放热由Setaram公司热流式微量热量计测定,吸附量由MKS公司电容式压力传感器测定. 此外,设计、制作了可在高真空和宽温区内进行吸附热测定的试样池以及对高活泼金属催化剂进行预处理的试样处理池. 用标准物质对热量计进行了标定. 为验证该装置对吸附热测定的可靠性,测定了H2在Pt/SiO2和γ-Mo2N上的吸附热,所得结果与文献值一致. 数据的误差分析结果表明,吸附热测定的相对误差在4%以内.
关键词:
氢
,
气/固吸附体系
,
微分吸附热
,
微量热量计
,
误差分析
陈亮
,
沈俭一
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60342-2
采用共沉淀法制备了高Co含量的Co/SiO2费托合成催化剂,并向其中添加一定含量的间苯二酚-甲醛树脂凝胶,结果表明,催化剂在393 K干燥时,树脂会发生分解,因而仅有少量的含碳凝胶残留在催化剂中.然而,少量碳凝胶的存在显著增加了催化剂的还原度和金属钴的分散度,致使催化剂表面产生更多的活性金属Co,同时,催化剂的孔径也有所增大,因此Co/SiO2催化剂具有更高的反应活性及高碳烃选择性.其中80％Co/SiO2-C催化剂活性及高碳烃的选择性与我们前期报道的一种高活性的80％Co-8％ZrO2/SiO2催化剂相近.
关键词:
高负载钴
,
二氧化硅
,
间苯二酚-甲醛树脂
,
费-托合成
,
微量吸附量热
,
活性位数目
陈慧
,
赵杰
,
李少中
,
徐军
,
沈俭一
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60240-0
研究了H2O对Ni/MgAlO催化剂上丙酮加氢为异丙醇的催化反应的影响。结果发现，在丙酮中添加少量H2O可提高丙酮转化率，但超过5%的H2O量则会显著降低催化剂活性。吸附量热结果表明，催化剂表面吸附少量H2O会明显降低异丙醇的吸附热，但对丙酮吸附热的影响较小，这也许是反应体系中少量的H2O能促进丙酮加氢活性的原因之一。当催化剂表面吸附较多H2O后，丙酮、异丙醇和H2的吸附热都降低了，因此反而抑制了丙酮的加氢反应。此外，红外光谱结果表明，预吸附水抑制了催化剂表面异丙醇脱氢生成丙酮，并抑制吸附的丙酮在表面生成烯醇盐或异丙叉丙酮等物种，这也许是少量水能促进丙酮加氢生成异丙醇的另一个重要原因。
关键词:
镍
,
负载型催化剂
,
丙酮加氢
,
水的影响
,
吸附量热
,
红外光谱
赵鹬
,
冯宏枢
,
谢建新
,
沈俭一
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2011.01204
用浓硫酸在170℃下处理聚苯,发生了磺化和碳化过程,生成了一种酸性树脂-碳复合材料.其比表面积为14 m2/g,与磺酸基相关的强酸量为1.2 mmol/g,氨吸附量热测定的起始吸附热较高,表明表面磺酸基没有形成焦硫酸根;部分磺酸基在400℃以上才开始分解,表现出很高的热稳定性.该强酸性复合材料在异戊烯与甲醇醚化生成甲基叔戊基醚的反应中显示出较高的催化活性,优于用葡萄糖碳化和磺化得到的强酸性碳材料.
关键词:
酸性树脂-碳材料
,
聚苯
,
磺化
,
碳化
,
醚化
,
甲基叔戊基醚
沈俭一
催化学报
探讨了吸附量热技术及其在测定固体表面酸碱性中的应用. 使用NH3和CO2为探针分子,吸附量热技术能够定量地描述固体表面酸碱中心的数目和强度分布. 结合原位红外光谱,还能够详细地了解表面酸碱中心的性质: 金属氧化物表面的Lewis酸中心和碱中心分别是表面配位不饱和的金属离子和氧负离子, Brinsted酸中心和碱中心则是金属氧化物表面的羟基. 通过测量吸附热,金属氧化物的表面酸碱性强度可与Sanderson电负性关联起来,也可以考虑使用Drago参数来描述固体表面的酸碱性. 根据酸碱性与电负性的关系以及对表面配位不饱和离子的要求,有可能通过选择合适的复合金属氧化物组成,获得具有一定酸(碱)量和酸(碱)强度的固体酸(碱).
关键词:
吸附量热
,
氨
,
二氧化碳
,
吸附
,
表面酸性
,
表面碱性
上官荣昌
,
葛欣
,
邹琥
,
李康
,
张维光
,
沈俭一
催化学报
以共沉淀法合成的铬镁铝类水滑石为前体,制备了一系列不同原子比的铬镁铝复合氧化物,研究了其对二氧化碳氧化丙烷制丙烯反应的催化性能.采用微量吸附量热技术,以CO2和NH3为探针分子定量地表征了样品表面酸碱中心的强度和数量,并与其催化性能进行了关联.结果表明,Cr:Mg:Al原子比为1:1:1的催化剂具有较大的比表面积(94.5m2/g),样品中Mg(Al1.5Cr05)O4物相的含量最多.样品表面存在数量较多强度较强的酸性中心和数量最少强度较弱的碱性中心,对NH3吸附,它的吸附热为145 kJ/mol,吸附覆盖度为3.55μmol/m2;对CO2吸附,它的吸附热为115kJ/mol,吸附覆盖度为0.063μmol/m2.该样品的催化活性最高,在温度为650℃,CO2/C3H8摩尔比为3.6,GHSV(C3H8)为3000 h-1时,C3H8的转化率为22.8%,C3H6的选择性为83.5%,收率为19.1%.
关键词:
类水滑石
,
铬镁铝复合氧化物
,
微量吸附量热
,
二氧化碳
,
丙烷
,
氧化脱氢
,
丙烯
张维光
,
葛欣
,
孙磊
,
王喜章
,
沈俭一
催化学报
研究了活性炭负载的Fe催化剂在乙苯脱氢与逆水煤气变换偶合反应中的催化活性,考察了催化剂中的铁物相,添加Li, Na和K等碱金属以及CO2对催化活性的影响. 实验表明, Fe3O4可能是偶合反应的活性相. 在CO2气氛中,适当还原度的、经碱金属元素调变后的Fe/AC的催化活性较好,苯乙烯的选择性明显提高. 以NH3和CO2为探针分子,运用微分吸附量热技术表征了催化剂的表面酸碱性质. 结果表明,活性炭表面具有较多的弱酸位. 担载铁后,NH3的起始吸附热为96 kJ/mol, 吸附饱和覆盖度为112 μmol/g, 说明Fe/AC表面具有酸性; CO2的起始吸附热为72 kJ/mol, 吸附饱和覆盖度为7 μmol/g, 表明催化剂表面也有少量的碱位. 碱金属元素的加入减弱了Fe/AC催化剂表面上的酸强度,同时产生了一定量的碱性位,因而显著提高了苯乙烯的选择性. CO2的作用是及时除去脱氢反应产生的H2, 促进乙苯脱氢生成苯乙烯,并抑制乙苯的加氢裂解.
关键词:
铁/活性炭催化剂
,
乙苯
,
脱氢
,
逆水煤气变换
,
偶合反应
,
微分吸附量热
韩承辉
,
李智渝
,
沈俭一
材料导报
采用钛酸丁酯水解和肼还原醋酸铜的方法制备出TiO2-Cu2O复合氧化物,研究了TiO2-Cu2O复合光催化剂在可见光照射下光催化降解活性艳红X-3B的性能,考察了催化剂组成、催化剂投加量、溶解氧、H2 O2等对光催化反应的影响,探讨了Cu2O及TiO2-Cu2O光催化降解有机污染物的机理.结果表明,由于TiO2和Cu2O之间存在协同作用,使得复合氧化物的活性比单一的Cu2O高.Cu2O光催化的氧化物种为·OH和光生空穴.光生电子(e-)还原吸附在Cu2O表面上的氧,产生超氧阴离子,然后再进一步生成·OH,光生空穴(h+)无法直接将吸附在Cu2O表面的OH-氧化成·OH.
关键词:
纳米Cu2O
,
TiO2-Cu2O复合氧化物
,
活性艳红X-3B
,
光催化
傅玉川
,
孙清
,
沈俭一
催化学报
,用DMM代替甲醇进行重整制氢是一种为燃料电池提供移动氢源的新方案.DMM重整制氢需要兼具酸性和金属的双功能复合催化剂,其中酸性组分应当具有很高的DMM水解活性.硝酸处理的高表面积酸性碳材料H-HSPRC(由酚醛树脂碳化得到)具有很高的DMM水解活性,其与传统的CuZnAI催化剂组成的复合催化剂CuZnAl-H-HSPRC具有很高的DMM重整制氢速率,513K时生成H2的速率可达7410ml/(g·h),高于相同温度下CuZnAI催化剂上甲醇重整的产H2速率.
关键词:
甲缩醛
,
重整
,
双功能催化剂
,
表面酸性修饰
,
酸性碳材料
,
氢气
刘学军
,
顾晓东
,
沈俭一
催化学报
研究了一系列锐钛矿担载的钒氧化物催化剂的表面性质. X射线衍射和Raman光谱表明, 8%V2O5/TiO2催化剂上的V2O5处于单层分散状态. 程序升温还原研究表明,单层分散的钒物种较易被还原,而形成多聚态和晶态后钒物种的还原温度升高. NH3吸附量热结果表明,在钒物种达到单层分散前,催化剂的表面酸性随钒担载量的增加而减弱,超过单层分散后,表面酸位的数目和强度基本不变. 异丙醇脱氢/脱水反应结果表明,有O2时V2O5/TiO2催化剂显示出很强的氧化还原性,无O2时催化剂的脱水选择性较高. 通过异丙醇的脱氢/脱水反应,将V2O5/TiO2催化剂的表面结构与其酸碱性和氧化还原性进行了初步的关联.
关键词:
氧化钒
,
二氧化钛
,
负载型催化剂
,
表面酸碱性
,
氧化还原性
,
异丙醇
,
脱水
,
脱氢
,
氧化脱氢
