Pd/TiO_2催化剂对三氯生的催化加氢脱氯研究

采用沉淀-沉积法制备不同载体的Pd负载型催化剂,采用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)对材料进行表征;并以所得材料为催化剂对三氯生(TCS)的催化加氢脱氯反应进行了研究.结果表明,Pd/TiO_2型催化剂在TCS加氢脱氯反应中具有较好的效果,反应活性随着Pd负载量的提高而增强.当反应物初始浓度为0.016 mmol·L~(-1),pH值为10,催化剂0.36%Pd/TiO_2用量为20mg时,TCS在70 min可以完成脱氯过程.碱性条件下,p H的升高不利于反应的进行.当催化剂用量在15—25 mg时,催化剂质量标化的反应初活性没有明显变化,表明催化反应过程不受传质阻力的影响.当反应物初始浓度在0.009—0.02 mmol·L~(-1)时,反应初活性随浓度的提高显著增加,但进一步增加反应物的浓度时初活性没有明显提高,因此,TCS在Pd/TiO_2催化剂上的脱氯行为符合Langmuir-Hinshelwood模型,表明TCS的加氢脱氯受表面吸附所控制.催化反应的过程中生成多种脱氯中间产物,反应的最终产物为2-羟基二苯醚.     

改性碳纳米管负载Pd基催化剂对二氯乙酸的催化加氢脱氯

以壳聚糖(chitosan,CS)为单体,采用表面沉积交联法对多壁碳纳米管(CNT)改性得到壳聚糖修饰的碳纳米管(CS-CNT).分别以CS-CNT和CNT为载体,用硼氢化钠还原法制备Pd/CNT和Pd/CS-CNT负载型催化剂.采用元素分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、透射电镜(TEM)、比表面积与孔径分布测定仪(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等对材料进行表征,并对二氯乙酸的液相催化加氢脱氯反应进行了研究.结果表明,与Pd/CNT相比,Pd/CS-CNT对二氯乙酸有更高的催化活性.此外,该催化加氢脱氯反应受溶液pH及催化剂表面Pd颗粒的影响.二氯乙酸的催化加氢脱氯反应符合Langmuir-Hinshelwood模型,表明该反应过程由二氯乙酸在催化剂表面的吸附所控制.     

Fe_2O_3微纳米材料对八氯萘的热催化降解及其机制研究

本文研究了制备的α-Fe_2O_3微/纳米材料对八氯萘(octachloronaphthalene,CN-75)的催化降解活性及降解机制.在300℃下动力学研究发现,α-Fe_2O_3降解CN-75的反应行为呈现准一级动力学反应特征,反应速率常数为0.075 min~(-1).在α-Fe_2O_3催化下CN-75能够发生逐级加氢脱氯反应,生成一系列的七氯至二氯萘产物,且初始加氢脱氯优先发生在α位.此外,CN-75还能发生氧化开环反应生成甲酸、乙酸等中间产物.根据检测到的降解产物推测CN-75在α-Fe_2O_3上的降解反应历程为:CN-75→CN-73→CN-66/67→CN-54、CN-52、CN-51、CN-50→……→HCOOH+CH_3COOH.     

碳纳米管负载Pd基催化剂对水中2,4-二氯酚的催化加氢脱氯

对多壁碳纳米管(MWNTs)进行掺氮得到含氮的多壁碳纳米管N-MWNTs,分别以MWNTs和N-MWNTs为载体,采用浸渍法合成了催化剂Pd/MWNTs和Pd/N-MWNTs.使用透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、元素分析仪等对催化剂进行了表征,并对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的液相催化加氢脱氯反应进行了研究.结果表明,Pd/N-MWNTs对2,4-DCP具有更高的催化活性;该反应体系的催化反应过程不受传质阻力的影响;2,4-DCP在催化剂上的加氢脱氯行为符合Langmuir-Hinshelwood模型,即2,4-DCP的还原脱氯受表面吸附所控制.     

光电Fenton耦合转盘技术处理四环素废水

本实验中,我们开发了一种耦合紫外光催化和转盘技术的电Fenton反应器用于降解含有四环素的有机废水.在该反应器中,O_2首先在旋转的石墨阴极表面发生还原反应生成H_2O_2,随后H_2O_2被催化分解成活性自由基来降解矿化有机物.实验中了考察了pH,阴极电压,转速等实验条件对系统生成H_2O_2能力的影响.结果表明,在pH=3,阴极电压-0.8 V vs.SCE,转速为400 r·min~(-1)条件下,经过75 min反应H_2O_2的积累浓度有最大值(51.5 mg·L~(-1)).实验证明该系统对四环素有较好的降解和矿化效果.以1.0 mmol·L~(-1)的Fe~(2+)作为催化剂,紫外/电Fenton耦合转盘系统可以在45 min内将初始浓度50 mg·L~(-1)四环素降解94.2%且90 min时TOC的去除率为68.2%.紫外/电Fenton处理效果明显优于电Fenton系统.进一步实验分析发现,紫外线的引入可以通过两种途径来提升电Fenton的处理效果.一方面紫外光可以促进Fe~(3+)还原成Fe~(2+),加速体系铁离子循环,从而提升电Fenton的处理效果;另一方面还可以通过直接激发H_2O_2分解成活性自由基加速降解四环素.     

水介质中催化剂Raney Ni催化2-氯酚加氢脱氯

选择水作为反应介质,以氢气为氢源,研究了Raney Ni催化下、水溶液中2-氯酚的加氢脱氯,调查了溶剂、碱助剂和碱金属或碱土金属氯化物对加氢脱氯反应的影响.发现在水体系中,2-氯酚更容易被加氢脱氯,水作为反应介质时显著改善了加氢脱氯的反应环境,消除了无机氯化物在催化剂表面的吸附和累积,使催化剂保持了高活性.     

Fe(Ⅲ)-Salen功能化纳米Fe_3O_4复合材料的合成及其对三氯苯的催化降解性能

采用溶剂热制备了氨基功能化纳米Fe_3O_4磁性复合材料(NH2-nFe_3O_4),并进一步通过缩合、配位等反应得到Fe(Ⅲ)-Salen功能化纳米Fe_3O_4复合材料(nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen).通过元素分析(EA)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等手段对其进行了组成、结构、形貌、磁性等表征.结果表明,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen平均粒径为约200 nm,饱和磁化强度为24.8 emu·g-1.催化剂为nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen,研究了其在可见光/H_2O_2类Fenton体系催化降解水中2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的性能.研究发现,当nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen用量≥0.8 g·L~(-1),溶液pH值为4.0—7.0,H_2O_2浓度为8.16—40.8 mmol·L~(-1)时,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen/H_2O_2/可见光体系可以实现对浓度50.0 mg·L~(-1)(253.2 mg·L~(-1))的TCP溶液在5 min内近100%降解,较普通Fenton反应体系有更宽的pH适用范围.循环使用5次后,该催化体系对TCP的降解率仍能保持95%以上,nFe_3O_4@Fe(Ⅲ)Salen是有优异潜力的水中TCP绿色催化剂.     

双负载双金属催化剂催化有机卤化物水相脱卤研究

通过把起相转移作用的聚乙二醇链固载在硅胶上（SiO2-PEG600）,再将聚乙稀吡咯烷酮（PVP）络合双金属Pd-Cu(PVP-PdCl2-CuCl2)后负载其中,制成一种新型双负载双金属水相脱卤催化剂PVP－PdCl2-CuCl2/SiO2-PEG600。以甲酸钠为氢转移试制,在水相中催化有机卤化物脱卤,研究结果表明：反应温度为800℃,Pd∶Cu=2∶1（摩尔比）,反应介质pH≈11.7左右时,该催化剂对芳香氯化物及α－氯代酮、酯具有良好的催化脱氯和重复使用性能。     

甲醇分解催化剂的探索——加入KNO_3的效果

为了获得性能优良的甲醇分解催化剂,用固定床流动反应装置研究了在M/Al_2O_3、Rh,M/Al_2O_3、M,K/Al_2O_3和Rh,M,K/Al_2O_3(M是贱金属元素)系催化剂上甲醇反应时的转化率和产物分布。 不含钾的催化剂上甲醇转化率高,脱水是主反应;Rh虽可提高催化剂的甲醇分解选样性,但生成副产物甲烷。在含2mg·atom/g·Al_2O_3钾的催化剂上,甲醇脱水反应受抑制,几乎只有分解反应。Ni,K/Al_2O_3催化剂上甲醇的反应性和选择性能优良,它可与Rh,Ni,K/Al_2O_3催化剂相当,有希望开发成不含贵金属的实用甲醇分解催化剂体系。     

Al_2O_3负载Pd-Cu催化剂催化1,2-二氯乙烷加氢脱氯性能

采用共浸渍法制备了一系列Al2O3负载金属Pd、Cu催化剂.通过元素分析（ICP）、氮气吸脱附（BET）、X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等技术对催化剂进行了表征,并以1,2-二氯乙烷气相加氢脱氯为探针反应,考察了Pd-Cu/Al2O3催化剂的钯铜比、反应温度、反应时间等因素对催化活性以及反应产物乙烯选择性的影响.结果发现,提高Cu负载量可在催化剂中形成Pd-Cu合金,并促进催化剂对乙烯的选择性.此外,当温度为250℃,Pd、Cu负载量分别为0.78%和1.9%时的Pd-Cu/Al2O3催化剂对1,2-二氯乙烷的催化加氢脱氯效果最佳,最终产物乙烯的选择性可达到80%以上.