纳米Pd/Fe双金属对2,4-二氯酚的脱氯机理及动力学

采用纳米Pd Fe双金属对2,4 二氯酚(2,4 DCP)进行了催化还原脱氯处理.结果表明,纳米Pd Fe双金属具有较高的比表面积和反应活性,对2,4 DCP具有较好的脱氯效率.当纳米Pd Fe用量在6g·L-1时,2,4 DCP脱氯率达到90%以上;脱氯效率与pH值、温度、钯化率、Pd Fe投加量等因素有关.2,4 DCP在脱氯过程中先生成邻氯酚和对氯酚,而后继续脱氯生成苯酚,或由2,4 DCP直接降解成苯酚.2,4 DCP降解符合拟一级反应动力学.2,4 DCP催化还原脱氯反应的活化能为139 7kJ·mol-1.     

铈锆固溶物载Pd催化剂的构造特征及其活性

以共沉淀法和滤纸作为模板剂的模板法制备铈锆固溶物(Ce／Zr=1)负载Pd催化剂,用XRD对其进行晶相分析,两种方法均形成立方萤石结构．TPR实验揭示了滤纸模板法制备的铈锆固溶物高温老化催化剂更易被还原．催化剂表面Pd的分散度和活性评价实验表明,催化剂表面贵金属的分散度在一定程度上决定催化剂的活性,载体物性影响Pd的分散度,滤纸模板法制备的铈锆固溶物负载Pd催化剂有较高的Pd分散度,表现出比共沉淀法制备的铈锆固溶物负载Pd催化剂好的三效活性．     

温和条件下磁性Pd-MgFe2O4/MgAl(O)催化4-氯苯酚高效加氢脱氯

以镁铁尖晶石MgFe₂O₄为磁核,在磁核表层包覆MgAl水滑石后经高温焙烧形成MgAl （O）复合氧化物包覆的磁性载体MgFe₂O₄/MgAl （O）,进而负载纳米金属Pd制成磁性催化剂Pd-MgFe₂O₄/MgAl （O）.通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、比表面积（S_BET）和振动样品磁强计（VSM）等手段对催化材料进行表征.结果表明,MgFe₂O₄-LDH转化为磁性MgFe₂O₄/MgAl （O）载体有利于催化材料比表面积的增加、结构稳定性的提升及相应催化活性位点的增加,进而有利于提升4-氯苯酚高效加氢脱氯效率.研究进一步考察了催化剂负载量、催化剂用量、底物浓度、反应温度、反应溶剂等条件对4-氯苯酚降解效率的影响.结果发现,在优化反应条件下催化反应的转换频率TOF （0.04 s^-1）可媲美常温、常压、无碱性添加剂等温和条件下4-氯苯酚高效加氢脱氯反应的最佳文献报道水平.磁性催化剂Pd-MgFe₂O₄/MgAl （O）循环使用4次后仍保持很好的催化活性.     

Ce掺杂对Pd/γ-Al2O3催化燃烧甲苯性能的影响

通过等体积浸渍法制备了单金属Pd/γ-Al₂O₃催化剂和双金属Pd-Ce/γ-Al₂O₃催化剂,考察掺杂CeO₂对Pd/γ-Al₂O₃催化剂催化氧化甲苯性能的影响.并通过N₂吸脱附、SEM、H₂-TPR表征催化剂比表面积、表面形貌及氧化还原性能.结果发现,CeO₂的掺杂一定程度上降低了Pd/γ-Al₂O₃催化剂的比表面积,但增加了10nm孔径的孔密度,且催化剂仍保持介孔结构,当添加4% CeO₂时（质量分数,下同）,催化剂比表面积降至165m²/g,孔道存在一定程度的堵塞,阻碍污染物和反应产物的扩散,降低催化剂催化性能.H₂-TPR结果表明,Pd和Ce之间存在较强的协同作用,与PdO相邻的CeO₂更容易打开Ce-O键,相较于单金属0.2% Pd/γ-Al₂O₃,掺杂了0.3% CeO₂的催化剂具有更强的还原峰,表明CeO₂的引入为催化剂提供了更多的表面氧空位,增强了催化剂的催化氧化能力,其T₁₀和T₉₀与单贵金属催化剂相比分别降低10和40℃.     

Effect of different reduction methods on Pd/Al2O3 for o-xylene oxidation at low temperature

Pd/Al₂O₃ was pretreated by CO, H₂ and NaBH₄ reduction, respectively. The reduced catalysts were tested for o-xylene oxidation and characterized by power X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed decomposition of palladium hydride (TPDH). The characterizations indicate the pretreatments lead to distinct Pd particle sizes and amount of surface activated oxygen species, which are responsible for the catalytic performance. Compared with H₂ and NaBH₄ reduction methods, CO reduction shows a strong interaction between Pd and Al₂O₃ with smaller Pd particle size and more surface activated oxygen. It exhibited excellent catalytic performance, complete oxidation of 50 ppmV o-xylene at 85°C with a WHSV of 60,000 mL/(g∙hr).     

EDTA对Pd/Fe体系还原脱氯2,4-D的影响

针对Pd/Fe体系对含氯有机物催化还原脱氯过程中,零价铁易腐蚀并在颗粒表面形成钝化层,阻碍目标污染物的进一步脱氯去除,本研究利用乙二胺四乙酸(EDTA)与Fe2+和Fe3+的络合作用,消除Pd/Fe颗粒表面的钝化层,使还原脱氯过程得到持续进行.实验考察了EDTA的投加方式和投加量、p H、钯负载率、温度等因素对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)还原脱氯的影响.结果表明:1EDTA浓度为25.0 mmol·L-1、投加速率为20 m L·h-1时,苯氧乙酸(PA)生成率在20 min达到了90.7%.而未加EDTA的反应体系,反应210 min后,PA的生成率仅为74.5%;2EDTA可以络合Pd/Fe体系在催化脱氯过程中生成的Fe2+和Fe3+,防止或减缓了Pd/Fe颗粒表面钝化层的形成,提高了反应活性;3适宜的2,4-D催化脱氯条件为:浓度25.0mmol·L-1的EDTA溶液,投加速率20 m L·h-1、初始p H为4.2、钯负载率0.050%、温度30.0℃、搅拌速率200 r·min-1,反应210 min,20.0 mg·L-1的2,4-D几乎可完全转化为PA;42,4-D催化脱氯的中间产物主要是2-氯苯氧乙酸及微量的4-氯苯氧乙酸,最终产物为苯氧乙酸.     

Pd/CMK-3的合成、表征及对甲酸的电催化氧化性能研究

以中孔硅SBA-15为硬模板、蔗糖为炭源,合成了有序中孔炭CMK-3,并以此CMK-3为载体,采用络合还原法制备了负载量为20%的催化剂Pd/CMK-3.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的结果表明,CMK-3孔结构高度有序,呈现二维六方结构,Pd/CMK-3和Pd/AC(活性炭)催化剂中Pd纳米颗粒分散均匀,平均粒径分别为4.2 nm和4.5 nm;拉曼光谱测试表明,CMK-3比活性炭的石墨化程度更高,导电性更强;N2吸附/脱附实验表明,CMK-3具有典型的中孔结构,CMK-3的最可几孔径为4.5 nm,显著大于活性炭的0.54 nm,CMK-3的BET比表面积为1 114 m2.g-1,大于活性炭的871 m2.g-1.在对甲酸电催化氧化的循环伏安(CV)和计时电流(CA)测试中,Pd/CMK-3的初始催化活性显著高于Pd/AC,而两者在100 s后的计时电流稳定性则基本相当.     

电催化还原脱毒预处理丙烯酸盐废水

丙烯酸盐生物降解性好,但毒性较高,为解决含丙烯酸盐废水难以进行高负荷厌氧生物处理的问题,采用电催化还原技术预处理高浓度丙烯酸盐废水,考察了初始ρ(丙烯酸盐)、电流、废水pH、温度、ρ(对甲基苯磺酸盐)等对丙烯酸盐转化的影响. 结果表明:初始ρ(丙烯酸盐)、废水pH、电流对丙烯酸盐电催化还原为丙酸盐的过程影响较大,而废水温度和ρ(对甲基苯磺酸盐)的影响较小. 当废水初始ρ(丙烯酸盐)由5.0 g/L升至20.0～60.0 g/L时,丙烯酸盐转化速率由30.1 g/(L·h)升至51.9～54.6 g/(L·h),能耗下降近50%;随着操作电流从0.25 A升至2.00 A,丙烯酸盐转化速率由9.5 g/(L·h)线性增至85.1 g/(L·h),电流效率略有降低,能耗由2.0 W·h/g增至5.2 W·h/g;pH由2升至4时,能耗由6.6 W·h/g降至3.4 W·h/g;废水温度在30~50 ℃范围内、ρ(对甲基苯磺酸盐)在0~8.0 g/L范围内时,对丙烯酸盐的转化影响较小. 研究显示,在优化工艺条件(电流为1.00 A、废水pH为5、温度为30 ℃)下,电催化还原处理实际丙烯酸丁酯废水,电流效率达90%以上.      

Linear free energy relationships for dechlorination of aromatic chlorides by Pd/Fe

Reductive dechlorination rate constants for five chlorobenzenes in the presence of Pd/Fe as catalyst were determined experimentally. Linear free energy relationships (LFER) for the dechlorination rate constants of five chlorobenzenes and three chlorophenols were developed by partial least squares (PLS) regression based on quantum chemical parameters computed by PM3 Hamiltonian. The optimal LFER model obtained is

logk=−1.63+1.46×10⁻³ΔH_f−7.69×10⁻¹E_LUMO

where k stands for the dechlorination rate constants, ΔH_f is the standard heat of formation, and E_LUMO is the energy of the lowest unoccupied molecular orbital. The Q²_cum value of the model is 0.879, indicating good robustness and predictive power of the model.     

Synergistic effect of palladium and oxygen vacancies in the Pd/perovskite catalysts synthesized by the spc method

A series of oxygen-deficient perovskite-supported palladium catalysts were prepared by the “solid phase crystallization“(spc) ethod and investigated with XRD, TPR, TPD, TEM, XPS, BET analysis and CO oxidation. It was found that Pd/perovskite catalysts ynthesized by the spc method were more active for CO oxidation than the calcined LaCoo.95 Pdo.05 03, where Pd dispersed in the solid olution. H2-reducing treatment in the spc method could yield not only high-dispersed fine Pd particles on the perovskite surface but also xygen-deficient structure. In these perovskite-supported Pd catalysts, oxygen vacancies adsorbed, activated and supplied oxygen to the ctive Pd sites, where the oxidation occurred with adsorbed CO. The high activities were due to the cooperative action of Pd and oxygen acancies.