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新型纳米复合催化剂的研究进展

新型纳米复合催化剂的研究进展
新型纳米复合催化剂的研究进展

含钼催化剂研究进展

含钼催化剂研究新进展 摘要含钼催化剂广泛用于多种化工生产过程,在含钼精细化学品的研究与开 发中占有重要地位。简要介绍了我国近年来一些含钼催化剂的研究进展和有关文献1前言 催化是现代十分重要的化工技术,据统计,发达国家近三分之一的国民经济总 产值来自催化技术。含钼催化剂在催化领域占有重要地位,广泛用于石油加工和化 工生产,如合成气制造、基本有机合成和精细化工产品等的的生产。因此,长期以 来国内外对含钼催化剂的创新和改进不断进行。这也引起我国钼业界的广泛关注, 逐渐成为我国钼深加工领域的一个新的发展方向。现仅就我国近年来含钼催化剂的 一些新进展作简要介绍。 2烷烃的化学加工催化剂 2.1烷烃芳构化催化剂 四烷无氧脱氢芳构化,为甲烷活化和转化的一个新的研究热点。王林胜等在1 993年首次报道一种以HZSM-5分子筛为载体的含钼催化剂使甲烷于无氧条件下高选择性地转化为苯。该催化剂是甲烷芳构化反应的典型催化剂。此后,对这种催化剂 的研究活跃。舒玉瑛等用机械混合、机械混合后焙烧、机械混合后微波处理等方法 制备这种催化剂,并考察了其对甲烷芳构化反应的催化性能。结果表明:机械混合 法、固相反应法和微波处理法制备的Mo/HZSM-5催化剂,比一般浸渍法能明显提高 芳烃的选择性和减少积碳生成;在不同制法的Mo/HZSM-5催化剂上,Mo物种落位不同,机械混合法、固相反应法和微波处理法能使Mo物种较多地落位于分子筛外表面 ,这对甲烷芳构化反应有利,并明显减少积碳的生成。 王军威等用浸渍法、机械混合法和水热法制备了Mo/HZSM-5催化剂,并考察了 钼含量和反应时间对丙烷芳构化反应的影响,深入研究了Mo物种对HZSM-5分子筛结构和酸性的作用。 最近,田丙伦等报道了对Mo/MCM-22催化剂用于甲烷无氧芳构化的研究结果。MCM-22为晶粒呈片状、含两种孔道结构的高硅沸石分子筛。同Mo/HZSM-5催化剂相比,Mo/MCM-22催化剂稳定性更好,苯产物的选择性较高 。用浸渍法制备的Mo担载量为6%的Mo/MCM-22催化剂性能最佳。此外,还研究了添加钴对Mo/MCM-22催化反应性能和催化剂积碳性质的影响。 2.2烷烃选择氧化催化剂 甲基丙烯酸(MAA)是重要的有机化工原料,当前主要用烯烃为原料生产。然而,饱和烃较烯烃来源广泛,更经济易得,故近年来由异丁烷氧化制MAA已成研究 与开发的新方向。采用一般热表面催化法由异丁烷选择氧化制取MAA主要存在的问 题是MAA选择性低,浓度反应产物(COx)高达40%。激光促进表面反应法是很有应用前景的光催化合成新技术。最近,陶跃武等分别采用在铋钼复合氧化物、钒钼复 合氧化物表面上激光促进异丁烷选择氧化制MAA,取得选择性达到90%和无COx产生的良好结果。

纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研究进展

纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研 究进展 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

纳米载体的限域效应对催化性能影响机制的研究进展自上世纪末以来, 纳米科学和技术有了长足的进展,其中纳米材料的一个重要特性是,将体系的尺寸减小到一个特定的范围(如 1~100 nm)时,在不添加任何其他组分的情况下,纳米体系的电子结构会发生变化。量子力学已经证明,大量原子组成的固体材料的价电子为连续的“能带”,当这类体相材料在某一方向上被缩小,特别是缩小到纳米尺度时,电子在该方向的运动就受到空间的束缚和限域,这种限域效应将会改变电子运动特性、导致体系电子结构特别是价电子结构的改变,从而可能会产生量子突变。这种体系尺寸对电子特性的调变为催化剂的催化特性进行调控提供了一种很好的途径[1]。. 近几年,部分研究团队在利用纳米材料的限域效应对催化剂的改性以及催化过程的研究等方面开展了创新性的研究工作,并且大量具有影响力的研究报道和文章被发表出来,其中中国科学院大连化学物理所包信和院士团队在这方面的工作开展的较早也很突出。该团队在铂金属颗粒表面加载了过渡金属氧化物,制备出了具有界面限域效应的TMO/Pt非均相逆催化剂(Oxide-on-Metal Inverse Catalysts),利用界面限域效应对催化体系结构和电子特性的影响作用,改善了在催化过程(特别是在催化氧化反应)中传统非均相催化剂容易出现的催化活性中心的失活以及催化功能的失效等问题[2]。 图1两种金属催化体系的结构示意图 (A)传统的氧化物作为载体的金属催化体系(Oxide supported metal system) 和 (B)过渡金属纳米氧化物倒载型催化体系(oxide-on-metal system)

氮化物作为催化剂的研究进展

氮化物作为催化剂的研究进展 内容摘要:近年来,被誉为“准铂催化剂”的过渡金属氮化物因其优良的催化活性已受到世界各国学者的广泛关注。大量的研究表明,过渡金属氮化物在氨的合成与分解、加氢精制等许多涉氢反应中都表现出良好的催化活性。过渡金属氮化物的制备方法有高温法和程序升温氮化法, 程序升温氮化法的显著优点是可以制备出高比表面积的金属氮化物。研究人员不仅对金属氮化物催化剂的制备方法进行了大量的研究,并且发现负载型金属氮化物具有负载量低、比表面积大等优点。因此, 金属氮化物的负载化研究正成为目前的研究热点。 关键词:过渡金属、氮化物、催化剂、结构、性能、工业 Nitride as a catalyst research progress Grade: grade 09 Applied Chemistry Specialty Name: Hong Huaiyong number: 122572009003 Abstract:In recent years, known as the" Platinum" transition metal nitride because of its excellent catalytic activity has been subjected to extensive concern of scholars all over the world. A large number of studies show that, transition metal nitride in ammonia synthesis and decomposition, hydrogenation and so many wading hydrogen reaction showed good catalytic activity. Preparation of transition metal nitride has high temperature method and temperature-programmed nitridation, temperature-programmed nitridation method has the advantages of preparation of high specific surface area of the metal nitride. The researchers not only on the metal nitride catalyst preparation method was studied, and found that the load type metal nitride having load low, large specific surface area and other advantages. Therefore, a metal nitride load research is becoming the research hotspot at present. Key word:Transition metal, nitride, catalyst, structure, performance, industry 引言 过渡金属氮化物是元素N插入到过渡金属晶格中所生成的一类金属间充型化合物,它兼具有共价化合物、离子晶体和过渡金属三种物质的性质,从而表现出优良的物理和化学性能。它作为一类具有很高硬度、良好热稳定性和抗腐蚀特性的新型功能材料,已经在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀分机械领域得到应用。而且它在氨合成与分解、加氢脱硫/脱氮(HDS/HDN)、F-T合成等许多涉氢反应都具有优良的催化活性,不逊色于Pt和Rh等贵金属催化剂的性能,被誉为“准铂催化荆”。过渡金属氮化物作为一种有应用前景的新型加氢精制催化剂已引起人们的广泛关注,成为国际催化荆新材料领域的研究热点。本章概述了这一催化新材料的最新研究进展。 1.过渡金属氮化物的结构和电子特征 过渡金属氮化物是一种间充化合物,是由于氮原子填隙似的融进过渡金属的晶格中形成的,它们倾向于形成组成可在一定范围内变动的非计量间隙化合物。其固态化学特征类似于纯金属,具有简单的晶体结构特征。其中的金属原子形成

复合电镀工艺的简介

复合电镀工艺的简介 现代电镀网讯: 1、复合电镀的发展历程及特点 复合电镀是20世纪20年代发展起来的一种新的电镀镀种,到1949年才出现了第一个专利,这就是美国人西蒙斯(Simos)利用金刚石与镍共沉积制作切削工具的金刚石复合镀技术。此后复合镀获得各国电镀技术工作者的重视,研究和开发都十分活跃,发展到今天则成为电镀技术中一个非常重要的分支领域。 复合电镀的特点是以镀层为基体而将具有各种功能性的微粒共沉积到镀层中,来获得具有微粒特征功能的镀层。根据所用微粒不同而分别有耐磨镀层、减摩镀层、高硬度切削镀层、荧光镀层、特种材料复合镀层、纳米复合镀层等。 几乎所有的镀种都可以用作复合镀层的基础镀液,包括单金属镀层和合金镀层。但是常用的复合镀基础镀液多以镀镍为主,近来也有以镀锌和合金电镀为基础液的复合镀层用于实际生产。 复合微粒早期是以耐磨材料为主,比如碳化硅、氧化铝等,现在则发展为有多种功能的复合镀层。特别是纳米概念出现以来,冠以纳米复合材料的复合镀层时有出现。这正是复合镀层具有巨大潜力的表现。 2、复合电镀原理 复合电镀也叫包覆镀、镶嵌镀,是在金属镀层中包覆固体微粒而改善镀层性能的一种新工艺。根据被包覆的固体微粒的性质,而制作出不同功能的复合镀层。 在研究复合电镀共沉积的过程中,人信曾提出3种共沉积机理,即机械共沉积、电泳共沉积和吸附共沉积。目前较为公认的是由N.Guglielmi在1972年提出的两段吸附理论。Guglielmi提出的模型认为,镀液中的微粒表面为离子所包围,到达阴极表面后,首先松散地吸附(弱吸附)于阴极表面,这是物理吸附,是可逆过程,微粒逐步进入阴极表面,继而被沉积的金属所埋入。 该模型对弱吸附步骤的数学处理采用Langmuir吸附等温式的形式。对强吸附步骤,则认为微粒的强吸附速率与弱吸附的覆盖度和电极与溶液界面的电场有关。一些研究耐磨性镍金刚石复合镀层的共沉积过程显示,镍-金刚石共沉积机理符合Guglielmi的两步吸附模型,其速度控制步骤为强吸附步骤。到目前为止,复合电沉积和其他新技术、新工敢一样,实践远远地走在理论的前面,其机理的研究正在不断的发展中。 3、复合电镀的添加剂 复合电镀的基体镀层往往可以采用本镀种原有的添加剂系列,比如镀镍为载体的复合镀层,可以用到低应力的镀镍光亮剂等。但是根据复合电镀的原理,复合电镀本身也需要用到一些添加剂,以促进复合和微粒的共沉积,这些添加剂依其作用而分别有微粒电性能调整剂、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂等。 (1).电荷调整剂 由于微粒在电场作用下与镀层共沉积是复合镀的重要过程,让微粒带有正电荷有利于共沉积,但是大多数微粒是电中性的,需要通过一定处理让其表面吸附带正电荷的离子,从而成为荷电微粒,某些金属离子如Ti+、Rb+等可以在氧化铝等表面吸附,从而形成带正电荷的微粒,有利于与镀层共沉积。某些络盐、大分子化合物也有调整微粒电荷的功能。为了使微粒表面能与相应的化合物有充分的结合,所有复合镀都要求添加到镀液中的微粒进行表面处理,类似电镀过程中的除油和表面活化,以利以获得有利于共沉积的电性能。 (2).表面活性剂 在以碳化硅为复合微粒的复合镀中,加入氟碳型表面活性剂,有利于微粒的共沉积。因此有些表面活性剂也是一种电位调整剂。但表面活性剂还有分散剂的作用,这对于微粒在镀液中的均匀分布也是很重要的。还有一些表面活性剂由于有明显的电位特征而在特定的电位下才有明显的作用,这对梯度结构的复合镀是有利的。 (3).辅助添加剂 还有一些络合剂、抗氧化剂等对基础液有稳定作用的添加剂,在有利于复合镀液的稳定性的同时,可以有利于微粒的共沉积。同时,电镀过程中的添加剂与许多复配添加剂一样,

纳米催化剂

纳米催化剂

纳米催化剂进展 中国地质大学,材化学院,武汉430000 摘要:简要介绍了纳米催化剂的基本性质、其相对于其他催化剂的优势,并较详细地介绍了纳米催化剂类型、部分应用以及相对应类型催化剂例子的介绍,以及常见的制备方法及其表征手段,最后介绍了部分国内和国外纳米催化剂的应用,并对其发展方向进行一定的预测。 关键词:纳米催化剂应用制备催化活性进展 近年来, 纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域, 其中最典型的 实例就是纳米催化剂(nanocatalysts—NCs)的出现及与其相关研究的蓬勃发展。NCs具有比表面积大、表面活性高等特点, 显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性;此外, NCs还表现出优良的电催化、磁催化等性能,已被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。本文主要就近年来NCs 的研究进展进行了综述。 1.纳米催化剂的性质 1.1表面效应 通常所用的参数是颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等,有研究表明,当微粒粒径由10nm减小到1nm时, 表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加, 同时还会引起表面张力增大, 使表面原子稳定性降低, 极易结合其它原子来降低表面张力。此外,Perez等认为NCs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置, 这些位置对外来吸附质的作用不同, 从而产生不同的吸附态, 显示出不同的催化活性。 1.2体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时, 晶态材 料周期性的边界条件被破坏, 非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小, 使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化,如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 1.3量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时, 费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级, 此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化

加氢催化剂的研究进展2详解

加氢催化剂的研究进展 化工12-4 金贞顺 06122533 摘要 综述石油工业中各类加氢催化剂的研究进展,包括汽、柴油加氢催化剂,加氢裂化、加氢异构催化剂, 重油加氢催化剂等。以及加氢过程的各种基本反应(如加氢脱氮、加氢脱硫、烯烃加氢和芳烃饱和等)的热力学研究、基本反应动力学及与催化剂组成及结构特征间的关系、活性组分与载体间的相互作用、反应物分子平均扩散半径与催化剂空间结构的匹配、结焦失活的机理及其抑制措施等。 关键词: 加氢催化剂结焦失活载体 引言 随着环保法规和清洁柴油标准的日益严格,清洁油品的生产将是全球需要解决的重要问题。现有炼油工艺不断改进,创新并开发出一些先进技术以满足生产清洁柴油的需求。加氢裂化技术具有原料适应性强、产品方案灵活、液体产品收率高、产品质量好等诸多优点,催化剂则是加氢裂化技术的核心。重油加氢裂化分散型催化剂主要分为3大类:固体粉末添加剂、有机金属化合物及无机化合物。本文分别对加氢催化剂及载体的研究进展进行简要介绍。 1、汽柴油加氢催化剂研究进展 随着原油的劣质化和环保法规的日益严格,我国在清洁柴油生产方面面临着十分严峻的局面,所以迫切需要研制具有高效加氢精制的催化剂来满足油品深度加氢处理的要求[1-3]。日益提高的环境保护要求促进了柴油标准的不断升级。文中综述了国外炼油企业在柴油加氢催化剂方面的技术进展。 刘笑等综述了国内外有关FCC汽油中硫的存在形态、加氢脱硫反应原理及其催化剂的研究进展。一般认为,FC C汽油中的硫化物形态主要为嚷吩类化合物,且主要集中在重馏分中,汽油的加氢脱硫反应原理的研究也都集中在嚷吩

的加氢脱硫反应上。传统的HDS催化剂由于烯烃饱和率过高不适于FCC汽油的加氢脱硫,可通过改变催化剂的酸性来调整其HDS/HYD选择性。发展高活性、高选择性的催化剂仍是现今研究的热点,同时还应足够重视硫醇的二次生成而影响脱硫深度的问题。 赵西明综述了裂解汽油一段加氢把基催化剂的研究进展。提出在裂解原料劣化的形势下,把基催化剂的研究重点是制备和选择孔容较大、孔分布合理、酸性弱、比表面积适中的载体,并添加助催化剂。从控制拟薄水铝石的制备过程和后处理方法以及添加扩孔剂等角度出发,评述了近年来大、中孔容Alt及其前驱物拟薄水铝石的制备方法。任志鹏等[4]介绍了裂解汽油一段选择加氢催化剂的工业应用现状及发展趋势,综述了新型裂解汽油一段选择加氢Ni系催化剂的研究进展。提出在贵金属价格上涨和裂解原料劣化的形势下,Ni系催化剂是未来裂解汽油一段加氢催化剂的重点发展方向。而Ni系催化剂的研究重点是制备和选择比表面积适中、酸性低、孔体积大、孔分布合理的载体,选择合适的Ni盐前体及浸渍方法,添加第二种金属助剂以及开展硫化和再生方法的研究。 孙利民等介绍了镍基裂解汽油一段加氢催化剂的工业应用状况及研究进展,指出了提高裂解汽油一段镍基催化剂加氢性能的途径及该领域最新发展趋势。文献[5-6]介绍了柴油加氢精制催化剂的研究进展,近年来,随着柴油需求量增加、原油劣化程度加深和环保要求的日益严格,满足特定需求的超低硫柴油仍存在很大挑战,柴油加氢精制催化剂的研制和开发取得较大进展。介绍了载体、活性组分、助剂和制备方法(液相浸渍法、沉淀法和溶胶一凝胶法)等因素对催化剂活性的影响,结果表明,溶胶一凝胶法较其它方法有较优的一面。具体探讨了溶胶一凝胶法的制备条件对催化剂活性的影响,也为设计、开发高活性加氢精制催化剂积累了经验。 马金丽等介绍了柴油加氢脱硫催化剂研究进展。降低柴油中硫含量对于减少汽车尾气排放从而保护环境具有十分重要的意义。介绍了加氢脱硫催化剂的研究进展。张坤等介绍了中国石化抚顺石油化工研究院开发的最大柴油十六烷值改进技术(MCI)、和中国石化石油化工科学研究院研发的提高柴油十六烷值和

纳米复合电镀

纳米复合电镀 1208030123侯天润 引言:随着技术的发展,对材料性能的要求更为严格和挑剔,单一材料难以满足工业生产的某些特殊性能,需要多种材料复合。因此开发各种新型结构与功能材料,是目前材料科学中的一个重要研究方向。近年来,高速发展起来的复合镀层以其独特的物理、化学、生物及机械性能,成为复合材料的一枝新秀,正日益过得广泛的关注和应用。复合电镀技术自20世纪60年代开始应用于工业领域以来,日益受到人们的重视。复合电镀又称为分散电镀、镶嵌电镀,是用电镀的方法使金属(如Ni,Cu,Ag,Co,Cr等)与不溶性固体微粒(如Al2O3、SiC、ZrO2、WC.SiO2、BN、Cr2O3、SiN4、B4C等)共沉积获得复合材料的一种工业过程。不仅电沉积复合镀层在不断发展,而且利用复合化学镀技术也可以制备出一系列性能广泛变化的复合镀层,复合镀层在强化材料表面性能方面具有显著的效果[1]。但由于其加入的固体颗粒多为微米级,其性能不能满足科技的飞速发展的要求,应用范围受到了一定的限制。自纳米材料诞生以来,国内复合镀的研究逐渐增多,随着认识的深入和纳米材料科学的迅猛发展,人们意识到纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能,包括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、点、磁性质[2],若化合物颗粒尺寸减小到纳米量级,理论上将可以大幅度提高镀层中的化合物复合量,更重要的是纳米颗粒的引入将有可能给镀层性能带来意想不到的改变,这一性能的改变将有可能更多的体现功能性能特性上。现已支出包括金属、非金属、有机、无机和生物等各种纳米复合材料[3],成为科技发展前沿具有挑战性的研究点。 纳米复合电镀工艺研究: 镀工艺主要包括镀液 PH,搅拌速度,镀液温度、电流密度。电流特性、电镀速度和纳米电镀沉积技术这些参数的不同,会对复合镀层的表面形貌、结构及性质产生很大的影响 [4]。 纳米电镀沉积技术:电镀的基本原理就是在电场作用下,带电离子沉积在被镀物上镀层质量与镀液中的离子浓度和工艺参数密切相关。沉积的原理为吸附,第一步镀液中的颗粒在阴极表面形成吸附层;第二步颗粒在强力搅拌下通过流动层;第三步颗粒通过扩散层到阴极表面;第四步弱吸附;第五步为强吸附。随着工业生产自动化程度的日渐提高、工艺参数的选择及各种添加剂的合理使用,一种所谓纳米晶镀层结构已经得到实际应用,使得镀层的硬度、耐磨性有显著提高,光洁度和致密性得到改善,气孔率大幅度下降,出现“无气孔镀层”概念,这对于用于电接触材料的贵金属镀层有着重要意义[5]。镀液的PH:镀液的PH会造成纳米微粒表面不同的带电情况,进而影响复合镀层的表面形貌甚至结构,最终导致复合镀层性质的显著变化。例如,PH=4.8时得到的镀层的孔隙度要低于其它试样,但晶界容积率达到最大,就使得纳米微粒在Ni矩阵中得到很好的分散,进而提高了复合镀层的机械性质。镀液的搅拌速度:电镀过程中,为了使微粒在镀液中达到充分、均匀的悬浮状态以及便于微粒向阴极表面的输送,必须依靠搅拌的作用,因此搅拌速度即转速的大小对微粒在复合镀层中的含量、镀层的表面结构和性能的影响较大。镀液温度:一般在20℃(常温)-65℃范围内进行调整,温度高,沉积

聚丙烯催化剂研发进展及发展趋势

聚丙烯催化剂研发进展及发展趋势(一) 自20世纪50年代Ziegler-Natta(Z-N)催化剂问世以来,聚丙烯催化剂经过不断 改进得到了很大的发展,目前已经从需要脱灰、脱无规物的第一代催化剂发展到高活性、高立构规整性的高效第五代催化剂。催化剂的活性已由最初的几十倍提高到几百万倍,聚丙烯等规指数已达98%以上,生产工艺得到了简化。目前,催化剂仍是推动聚丙烯技术发展的主要动力,Z-N催化剂和单活性中心催化剂都将继续发展。Z-N催化剂将在高活性、高定向性的基础上向系列化、高性能化发展,不断开发性能更好的新产品;茂金属和非茂单活性中心催化剂(SSC)在聚丙烯领域的应用得到深入发展,其发展目标是进一步实现技术的工业化和启动需求量较大的通用产品市场。 1 Ziegler-Natta催化剂 目前,世界上PP生产所用的大多数催化剂仍是基于Ziegler-Natta(Z-N)催化体 系,即TiCl 3 沉积于高比表面和结合Lewis碱的MgCl 2 结晶载体上,助催化剂是 Al(C 2 H 5 ) 2 Cl等烷基铝类化合物,其特点是高活性(通常在50kgPP/g催化剂左右)、 高立构规整性、长寿命和产品结构的稳定性好。20世纪90年代以来,美国、西欧和日本等世界主要的PP生产商研究开发工作的重点主要集中于该类催化剂体系的改进上。 早在第一代Z-N催化剂出现后,人们就发现添加第三组分(多为给电子体,又称 为Lewis碱)对烯烃聚合行为和聚合物性能都会产生很大的影响。只有改变催化剂中的给电子体(分为内给电子体和外给电子体两类),才能最大可能地改变催化剂活性中心的性质,从而最大程度地改变催化剂的性能。因此,新型给电子体的开发一直是5开发的热点。 1.1内给电子体 目前,内给电子体主要有1,3-二酮、异氰酸酯、1,3-二醚、烷氧基酮、烷氧基 酯、丙二酸酯、琥珀酸酯、1,3-二醇酯、戊二酸酯、邻苯二甲酸高级酯、卡宾类化合物以及环烷二元酸酯等,其中使用最多的是1,3-二醚、琥珀酸酯和1,3-二醇酯类。 (1)以1,3-二醚类化合物为内给电子体的催化剂。1,3-二醚类化合物内给 电子体是由Basell公司开发的。以1,3-二醚类化合物为内给电子体的丙烯聚合 催化剂具有高活性、高氢调敏感性及窄相对分子质量分布等特点,并且在聚合过程中不加入外给电子体时仍可以得到高等规度的PP。在较高温度和较高压力下,用该类催化剂可使丙烯抗冲共聚物中的均聚PP基体具有较高的等规度,提高了结晶度。即使熔体流动指数很高时,PP的刚性也很好,非常适合用作洗衣机内桶专用料。目前,Basell公司已经开发了一系列基于二醚类内给电子体的催化剂,据称催化剂的活性超过100 kg/g(以每克催化剂生产的聚合物的质量计),聚合物的等规指数大于99%。

金属催化剂的研究进展

金属催化剂的研究进展 1前言 催化技术作为现代化学工业的基础,正日益广泛和深入地渗透于石油炼制、化学、高分子材料、医药等工业以及环境保护产业中,起着举足轻重的作用。长期以来,工业上使用的传统催化剂往往存在着活性低、选择性差等缺点,同时常需要高温、高压等苛刻的反应条件,且能耗大,效率低,不少还对环境造成污染。为此人们在不断努力探索和研究新的高效的环境友好的绿色催化剂[1]。本文重点讲解金属催化剂的作用机理,以及金属催化剂在甲醇气相羰基化合成碳酸二甲酯的应用、茂金属催化剂的应用以及金属催化剂在乙烯环氧化合成环氧乙烷的应用。 2金属催化剂的作用机理 2.1 金属催化剂的吸附作用 众所周知,吸附是非均相催化过程中重要的环节,过渡金属能吸附O2、C2H4、C2H2、CO、H2、CO2、N2等气体,强化学吸附能力与过渡金属的特性有关,是因为过渡金属最外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子,容易与气体分子形成化学吸附键,吸附活化能较小,能吸附大部分气体,需主要的是d轨道半充满或者全充满,较稳定,不易与气体分子形成化学吸附键。由此可知,过渡金属的外层电子结构和d轨道对气体的化学吸附起决定作用,有空穴的d轨道的金属对气体有较强的化学吸附能力,而没有d轨道的金属对气体几乎没有化学吸附能力,由多相催化理论,不能与反应物气体分子形成化学吸附的金属不能作催化剂的活性组分。 催化反应中,金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子,从而使后者能够在金属表面上发生化学反应,金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关,一般情况下,处于中等强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性,因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂,不易参与反应;而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附[2]。 2.2 金属-载体间的相互作用 我们课题组研究的是甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯,使用的是负载型

纳米光催化剂研究现状与展望

年月纳米光催化剂研究现状与展望 马成乡 太原学院山西太原030032 摘要:随着水污染环境问题的日益严重,纳米光催化剂的研究也逐渐的开展起来。本文在分析影响纳米光催化剂性能因素的基础上,探讨了纳米光催化剂的研究现状,并对该材料的发展进行了相关探讨。 关键词:纳米光催化剂;影响因素;研究现状 随着我们国家经济的不断发展,生态环境的污染呈现出不断恶化的趋势,各种环境污染事件开始被社会媒体广泛的暴露出来。在种类比较多的环境污染物中,有机物的比例占到了50%以上。其中天然有机物对环境水体的污染比较小,大多数人工有机物对水体环境的污染程度较大。光催化技术与其他治理环境污染的技术相比,并不需要进行二次净化处理,而且这种纳米光催化剂可以循环使用。 一、影响纳米光催化剂的因素研究 影响纳米光催化剂的性能的因素主要体现在以下几个方面:1.催化剂的晶体结构:通常用作光催化剂的TiO 2具有两种晶体结构,分别为锐钦矿型和金红石型。有的研究结构表明,如果在锐钦矿型的晶体上进行金红石型晶体的生产,能够有效的促进锐钦矿型晶体多污染物的吸收。2.纳米催化剂粒径的影响:催化剂粒径的大小对其催化性能具有着比较重要的影响。很多研究结果表明,随着催化剂粒径的降低,光谱能够响应的范围也就越来越广。尤其当光催化剂离子达到纳米级别时,将会具有更高的氧化还原能力。但是随着纳米粒径的进一步减小,光的载流子在表面符合的概率会进一步增加,也就意味着光催化剂性能的下降。3.比表面积的影响:在反应物质比较充足的情况下,表面积越大,催化剂的活性也就越高;另外催化剂表面的活性中心是并不稳定的。 在反应体系与催化剂的反应条件方面主要影响因素表现在以下几个方面:1.反应的温度:一般来说温度对于光子的表面迁移和吸附以及解吸并不会产生比较明显的影响,所以在某种程度上问对对光催化反应的影响比较小。光催化剂在光的作用下进行各类有机物的催化反应过程时,反应速率与温度比较符合阿伦尼乌斯方程的描述。2.溶液PH 值得影响:溶液的PH 值对半导体的能带分布和表面的性质具有较高的影响。徐成杰等人在研究TiO2在降解有机物的过程中发现,当溶液的PH 值为7时,其降解的效率达到最低。3.光强度的影响:当环境中光的强度较低时,降解速率与光照强度程线性关系;中等光照强度,两者呈现平方根线性关系;当进一步增加光照强度时,催化速率的增加并不明显。 二、纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究 当前纳米的光催化性能研究主要集中在TiO 2的光催化剂掺杂改性研究。在很多学者的研究之中,为了进一步减少自由电子与空穴相互复合的概率,可以在二氧化钛中掺杂少量的稀土离子。非金属离子的掺杂可以使得辐射光谱的范围进一步增强,进而可以提高可见光的利用效率。最近十年以来,双组份甚至是多组分掺杂已经成为纳米光催化剂TiO 2改性研究的热点。美国华盛顿大学的S AKATania 等学者采用溶胶凝胶法制备了La-N-TiO 2光催化剂,ES R 实验研究表明,这种经过掺杂改性的催化剂在500-678nm 光源的照耀下,对于乙醛的降解具有优异的效果。 最近几年以来半导体复合光催化剂的研究引起了学者的广泛注意。从本质上来说,半导体复合就是指一种物质粒子对另外一种物质粒子的修饰。目前的研究结果表明复合半导体比单一半导体具有更好的光催化效果。Tang 等人制备了CaIn 2O 4复合半导体,在亚甲基蓝120min 的脱色实验内,其脱色率可以达到96%。T ony 等人研制除了Fe 2O 3-S nO 2、CuO-SnO 2等类型的复合纳米半导体光催化剂。 三、展望 纳米光催化剂对当前环境问题的解决提供了比较合理的方案,但是目前环境中的光催化剂研究还停留在实验室阶段,并没有得到广泛的应用。目前影响纳米光催化性能的因素主要包括了催化剂的晶体结构、比表面积、反应温度、PH 值等因素;其次对纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究现状进行了一定的分析,指出在以后的污水处理方面,应该设计比较简单的工艺组合反应来处理废水中的污染物,使得纳米光催化剂能够真正的从实验室走向社会。 参考文献: [1]GuoX.,Yang J.,Deng Y.et.al Hydrothermal synthesis and photoluminescence of hierarchic al lead tungstate superstructures re f f ects of reaction temperature and surf actanats[J].European Journalof Inorganic Chemistry,2013,2010(11):1736-1742. [2]SeguraPA,Frane oisM,Ga gnonC,etal.Reviewof theoeeurreneeo f anti-inf eetivesin contaminatedwastew atersandnatUr alanddrinkingw a ters[J].EnvironHealthpersP,2012,117(5):675-684. 管理创新 2014129

纳米复合镀技术

!!!!!!!!!!!!!!!!" " " " 知识介绍 纳米复合镀技术 王为郭鹤桐 (天津大学化工学院应用化学系 天津 300072) 王 为 女,40岁,博士,教授,从事纳米材料和功能材料的制备技术及应用研究,E-maiI :wwangg200l@https://www.doczj.com/doc/be3564045.html, 国家自然科学基金资助项目(5007l040)2002-08-22收稿,2002-09-26修回 摘 要纳米粒子具有的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等,使其表现出很多独特的 物理及化学性能。采用液相金属电沉积技术,通过将纳米粒子引入金属镀层中形成的纳米复合镀层,显示出优越的机械性能、电催化性能、耐腐蚀性能等,正逐渐成为研究的热点。本文介绍了纳米复合镀层的制造技术及纳米复合镀层的结构以及纳米复合镀层的研究现状。 关键词 纳米微粒 纳米复合镀技术 纳米复合镀层 Development of Nano-composite Plating Technoloyg Wang Wei ,Guo Hetong (Department of AppIied Chemistry ,SchooI of ChemicaI Engineering and TechnoIogy ,Tianjin University ,Tianjin 300072,China ) Abstract When the size of particIes is decreased to nano-scaIe ,the particIes wiII possess many speciaI characteristics as guantum size effect ,surface effect ,macro-guantum tunneI effect.Liguid eIectrodeposition technoIogy can be used to fabricate nano-composite pIating by adding the nano-particIes into the eIectrodeposition soIution.Nano-composite pIating is showing more and more exceIIent performance ,such as mechanicaI performance ,cataIytic performance ,corrosive protective performance and so on.AII of this has bought a wide range investigation on it.In this review ,a smaII part is given to introduce the manufacture technoIogy and the structure of nano-composite pIating ,and the attention wiII be put on its recent deveIopment. Key words Nano-particIes ,Nano-composite pIating ,Manufacture technoIogy 采用电镀或化学镀的方法,在普通镀液中加入纳米微粒,搅拌状态下使纳米粒子与基质金属共沉积而得到的复合镀层,称为纳米复合镀层。纳米复合镀层的制造技术称为纳米复合镀技术。 随着纳米材料学的发展,人们对纳米粒子性质的认识不断深化。纳米粒子具有很多独特的物 理及化学性能[l ,2] ,包括量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等,如何使其得 到开发及实际应用,正日益成为研究的重点。将纳米微粒引入金属镀层中赋予金属镀层以纳米粒子独特的物理及化学性能的纳米复合镀技术,是纳米材料技术与复合镀技术完美结合的结果,是复合镀技术发展进程中的一次质的飞跃。尽管纳米复合镀技术的研究始于20世纪90年代,但纳米复合镀层所表现出的诸多优异性能已使纳米复合镀技术迅速成为电镀技术发展的又一热点。在表

煤焦油加氢催化剂的研究进展_雷振

Jan.2014现代化工 第34卷第1期Modern Chemical Industry 2014年1月 煤焦油加氢催化剂的研究进展 雷 振1,胡冬妮2,潘海涛3,陆江银 1*(1.新疆大学石油天然气精细化学品教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046; 2.中国石油新疆培训中心,新疆乌鲁木齐830046; 3.中国神华煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司,新疆乌鲁木齐830049) 摘要:介绍了煤焦油的性质及特点,以及国内外煤焦油加工的现状。从加氢催化剂载体的角度,阐述了传统γ-Al 2O 3、改性 γ-Al 2O 3、多孔材料的特征以及它们在加氢催化反应中的应用。最终结合煤焦油催化加氢特点,展望了介-微孔复合材料作为催化剂载体的优势所在一具有适当的孔径、比表面积及酸性。 关键词:煤焦油;加氢催化剂;载体中图分类号:TE621文献标志码:A 文章编号:0253-4320(2014)01-0030-04 Research progress of coal tar catalytic hydrogenation LEI Zhen 1,HU Dong-ni 2,PAN Hai-tao 3,LU Jiang-yin 1* (1.Key Lab of Oil &Gas Fine Chemicals ,Ministry of Education ,Xinjiang University ,Urumqi 830046,China ; 2.Xin Jiang Training Centre of CNPC ,Urumqi 830046,China ;3.Shenhua Xinjiang Coal Chemical Co.,Ltd.,Urumqi 830049,China )Abstract :The properties and characteristics of coal tar and the present situation of coal tar processing are introduced in this paper.The characteristics of traditional γ-Al 2O 3, modified γ-Al 2O 3,porous materials and their application in catalytic reactions are elaborated from the perspective of the carrier of hydrogenation catalyst.Finally ,combining with the characteristics of catalytic hydrogenation of coal tar ,the advantages of meso-micro pore composite materials as carrier of the catalyst ,having proper pore diameter ,specific surface area and acidity ,are prospected. Key words :coal tar ;hydrogenation catalysts ;supporter 收稿日期:2013-08-05;修回日期:2013-11-12基金项目:国家自然科学基金项目(21163019) 作者简介:雷振(1987-), 男,硕士生;陆江银(1964-),男,教授,从事石油天然气加工及多相催化的研究,通讯联系人,jiangyinlu6410@163.com 。 目前中国能源的基本情况是“缺油、少气、富煤”,石油燃料油品的消费量逐年增加。据国家统 计局2011年的数据[1] 显示, 国内石油消费量2011年达到4.56亿t 。石油进口依存度由2010年的58.7%提高到59.8%,成品油净进口量比2010年增长48.1%,柴油呈现净进口。在这样一个严峻的能源格局下,寻找新途径发展新能源成为解决能源短缺及单一性的重要举措。而我国是煤炭大国,发展煤化工工业,利用低温煤焦油和发展中高温煤焦油深加工燃料产品,具有非常重要的战略和现实意义。 煤焦油加氢轻质化包括加氢裂化和加氢精制,即对煤焦油加氢脱金属、脱硫和脱氮,加氢饱和,最终实现轻质化达到国家燃料油环保要求。加氢催化剂在加氢轻质化中扮演着重要的角色,高性能加氢催化剂的开发显得尤为重要,而新型材料的研究开发则是加氢催化剂性能提升的基础。本文中通过对近几年煤焦油加氢轻质化的研究以及加氢催化剂的发展做一综述,为煤焦油轻质化的更高效利用提供 一定的理论方向。 1我国煤焦油的性质及特点 煤焦油是煤干馏过程中得到的黑褐色黏稠产 物,主要含有苯、甲苯、二甲苯等芳烃,以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物)、含氮和含硫的杂环化合物等很多有机物。按焦化温度不同,可分为高温焦油(900 1000?)、中温焦油(600 1000?)和低温焦油(450 650?)。相比石油原料,其具有较高的C /H 比,还富含好多重金属、含氮 化合物以及胶质。表1[2] 显示了典型的中低温煤焦油性质及组分 [2] 。 表1 典型中低温煤焦油的性质及组成 项目 密度 (20?)/(kg ·m -3) 质量分数/% 残炭 酚 硫 氮 饱和烃 芳烃胶质+沥青质中低温煤焦油 980.0 4.01 5.30.330.7921.0 54.0 25.0 ·03·

表面处理新技术-----纳米复合镀

表面处理新技术-----纳米复合镀 摘要:自纳米材料诞生以来,已制备出包括金属、非金属、有机、无机和生物等各种材料,成为科技发展前沿积极挑战性的研究热点。随着纳米材料科学的发展,人们对纳米粒子的性质认识不断深化。纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能,包括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性质。纳米材料具有这些奇特的性能,它的引入对复合镀工艺产生了重大影响,因此纳米复合镀技术已成为研究热点之一。纳米复合镀是在复合镀基础上发展起来的一种新工艺,它用纳米颗粒代替了传统复合镀中使用的微米颗粒。这里主要介绍纳米复合镀的研究现状及发展的前景和存在哪些问题。 关键词:纳米复合镀新技术研究现状发展问题 几种材料合理地组合后如果能做到综合各自的优点并弥补各自的缺点,就能产生一种更加优异的新型材料。复合镀层就是适应航空、电子、海洋、化工等工业对各种新型结构材料和功能材料的需求而迅速发展起来的,并在工程技术领域获得了广泛的应用。复合镀层是通过金属沉积的方法,将一种或数种不溶性固体颗粒、惰性颗粒、纤维等均匀地夹杂到镀液中,使之与金属离子共沉积而形成特殊镀层的一种沉积技术。基质金属与不溶性固体微粒之间的相界面基本上是清晰的,几乎不发生相互扩散现象,但确具备基质金属与不溶固体颗粒的综合性能。复合镀技术是改善材料表面性能的有效途径之一,而具有工艺简单、成本低、可常温操作、不影响主体材料内部性质等优点,因而在材料科学研究和开发中占有重要的地位。 纳米材料科学的发展给复合镀技术带来了新的契机。纳米材料是指由极细晶粒组成(一般在1-100纳米之间)的固体材料,由于纳米材料具有尺寸效应、表面效应、巨磁电阻效应、宏观隧道效应和量子尺寸效应等特性,使其呈现出比普通材料高得多的硬度、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性等优异性能。目前已经研究制备出多种不同的纳米复合镀层,常用的纳米粒子有Al2O3、ZrO2、MoS2、Si、SiC、Si3N4、和TiO2等,常用的金属有Ni、Cu、Cr和Co等。 纳米复合镀层即在镀液中加入纳米固体颗粒,通过与金属共沉积获得镀层,从而使镀层复合了纳米材料的特异功能。将纳米材料和复合镀技术相组合,获得具有耐磨、减磨、耐高温等特殊性能的纳米复合镀层,有利于纳米材料的扩大应用,进一步提高涂层技术,同时纳米颗粒在复合镀层中的应用也将有力的促进复合镀层的发展。 纳米粒子的分散性:表面活性剂有利于提高纳米微粒分散性。纳米微粒高的表面活性使其极易以团聚状态存在。团聚状态的纳米微粒往往也将失去其特有的物理及化学性能。它是纳米复合电镀关键技术之一。 在纳米复合镀液中添加表面活性剂,可在纳米微粒表面吸附,降低纳米微粒的表面能,能有效地减少纳米微粒的团聚,以及改善纳米微粒在镀液及镀层中的分散状况。对化学复合镀Ni-TiO2纳米复合镀体系中,从阳离子型、阴离子型和非离子型表面活性剂对TiO2纳米微粒分散性的研究结果表明:随添加表面活性剂的种类不同,镀液中纳米微粒的分散性相差很大,同样也显著影响镀层中纳米微粒的分散状况。添加非离子型表面活性剂的镀液及镀层中,

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