阴离子环境对铁基高温变换催化剂结构与性能的影响

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铁基金属有机框架材料的制备及其催化性能研究

铁基金属有机框架材料的制备及其催化性能研究

铁基金属有机框架材料的制备及其催化性能研究随着环保政策的不断强化,石油储备的日益枯竭,替代能源和清洁能源的需要越来越迫切。

其中,生物质能源是一种可再生、清洁、低成本的替代能源。

然而,生物质能源的利用效率限制了其在实际中的应用。

因此,研究高效催化剂成为了生物质能源转化和利用的关键之一。

铁基金属有机框架材料(Fe-MOFs)是近年来备受关注的催化剂材料。

Fe-MOFs具有良好的催化稳定性、多孔性、高度可调性等优良性质。

同时,Fe-MOFs 还具有丰富的活性位点,具备各种催化反应的应用潜力。

Fe-MOFs的制备方法多种多样,目前主要分为静态(如水热法和溶剂热法)和动态(如机械法和超声法)两类方法。

静态法制备的Fe-MOFs不会造成太大的机械损伤,利于保持结构稳定性,但反应时间较长。

动态法制备Fe-MOFs时,由于机械刺激强烈,容易破坏晶体结构,但反应时间较短,具备快速制备Fe-MOFs的优势。

在Fe-MOFs的催化性能研究方面,其催化剂的选择对反应的性能有着至关重要的影响。

自然界中铁是丰富的、低廉的资源之一,其物化性质也十分适宜作为催化剂基础元素。

铁离子可以作为Lewis酸和Brønsted酸参与反应,并且还可以与氧气、氢气等气体发生氧化还原反应等。

因此,铁离子具备了催化多种反应的潜力。

在Fe-MOFs的催化性能研究中,通过不同的载体、孔道大小和反应物的匹配,可以实现Fe-MOFs催化裂解生物质等反应的高效转化。

总的来说,铁基金属有机框架材料具备很高的应用和研究价值。

在今后生物质能源转换和应用过程中,Fe-MOFs有望发挥重要的作用。

值得注意的是,随着人工智能技术的飞速发展,模型计算在材料研究中扮演着越来越重要的角色。

因此,未来铁基金属有机框架材料在催化性能研究中的应用,不仅局限于实验研究,理论计算的方法和技术也将得到广泛应用。

综上,Fe-MOFs的制备和催化性能研究,也将为解决生物质能源转化及利用领域的问题,提供前所未有的机会。

铁铬系高温变换催化剂晶体生长和催化性能的研究

铁铬系高温变换催化剂晶体生长和催化性能的研究
等 表 征 手 段 研 究 了 中 和 终 点 p 和 熟 化 过 程 对 前 驱 体 、 原 态 催 化 剂 的 结 构 与 活 性 H 还 的 影 响 . 验 结 果表 明 , p 控 制 在 9 l 间 , 剂铬 进 入 YF 2 晶格 , 入 八 试 当 H ~ 水煤气变换反应; 铁铬系催化剂; 氧化铬; 结晶; 结构; 中图分类 号 : Q 2.2 文 献标 识码 : T 468 A 水煤 气变 换 反 应是 经 济 上 可行 、 术 上成 熟 的主 要 制 氢途 径 , 今 已有 近 百 年 的 历史 . eC 技 迄 F — r系氧 化物 催化 剂是 工业 上 主 要 的水 煤 气 高温 变 换反 应 催 化剂 , 用 温 度 3 0 4 0 ℃C 4 该 催 化 剂 中氧 化 使 2 ̄ 5 13  ̄. 铬 含量 高达6 %~ 1 ; 人体 及环 境造 成极 大危 害 , 4 对 去掉 铁铬 系 催化 剂 中的铬 组分 , 用其 他 助剂及工 选
性 方面 差距 尤 其 明显 。 献 ( 3 为 4 方 法 影 响催 化 剂 的 活性 , 文 7认 备 比如 :H 值 , 淀过 程 等 . 了研 制 p 沉 为
无铬铁系高变催化剂 , 首先必须要确定氧化铬在催化剂合成、 使用过 程中的存在形态 , 对催化剂的性能 与结 构有 何影 响等 问题。 文着 重研 究 了氧化 铬对 催化 剂结 构和 性 能的影 响 , 本 以便为 研制 无铬 铁 系高变
8 ( 7/ 各成 分均 为氧 化物 )活性 测试 结果 达到 了已工业 化 的铁铬 系催化 剂 水平 , 且该 催化 剂选 择性要 9 5 , 并
比铁 铬 系 催 化剂 的高 . a is a等 人 用 浸 渍 法 研 制 出钌一 氧 化 物 催 化 剂 , 现 在 中 温 区到 高 温 区 Bs k n 铁 发 (0  ̄3 0℃) 有较 高 的催化 活性 。 30 5 具 通过 催 化剂 表征 发现 对 催化 的活 性 影 响最 大 的是 金 属钌 的 平均粒 度, 载体性 质强 烈影 响 Ru粒 度 的分 散程度 。 然有 一些 无铬 铁 系高变 催 化剂 的研 究及 工业 应用 , 虽 但直 到 现在 , eC 系 氧 化 物 催化 剂 仍 占 有 主导 地 位 . 中最 主要 的原 因是 无 铬 铁 系 高变 催化 剂的 性 能与 F—r 其 F — r系氧 化 物催 化 剂相 比 , 能上 仍 然存 在一 定 的差 距 , 别 是 长 时间使 用 过 程 中机 械强 度和 热稳 定 eC 性 特

中温变换催化剂总结

中温变换催化剂总结

中温变换催化剂1、研究进展早期的变换催化剂的研究工作在于提高活性,降低活行温度下限,抑制生成碳黑、甲烷的副反应,也就是提高催化剂的选择性。

后来在以Fe2O为主体的基础上,对添加Cr、Al、Cu、Zn、CO、Ni、Mn和K的氧化物进行了大量研究工作,从而发现它们可以提高催化剂的活性、改善催化剂耐热及抗毒性能。

最后确定了以Fe2O3为主体,Cr2O3为主要添加剂的Fe-Cr系催化剂,一般含Fe2O380~90%,含Cr2O37~14%,并含有K2O、Al2O3等成分。

国内主要的中变催化剂:B107、B109、B112、B113、B114、B115、B116、B117、WB-2、WB-3、DGB、B118、B121等,其特性见下表:铁的氧化物是中变催化剂的活性组分,但纯Fe3O4的活性温度范围很窄,而且在低汽气比条件下有可能发生过度还原而变为FeO,甚至还原到铁,从而引起CO的甲烷化和歧化反应。

工业上用的中变催化剂都是添加Cr2O3的,它起稳定剂的作用,可以防止和延缓催化剂因高温烧结而使晶粒长大和表面积减小,当Fe2O3还原成Fe3O4时,Cr2O3可提高活性相Fe3O4的分散度,增大比表面积。

导致催化剂活性增加。

铬的氧化物还起另外一个作用,在一般条件下,从Cr3+转变为Cr是非常困难的,而Fe3+还原为Fe是比较容易的,因而在反应条件下Cr3+可以防止铁氧化物的过度还原。

2、物理结构与活性和强度的关系中变催化剂中的Fe2O3需经还原成Fe3O4后才具有活性,但在还原过程中铁的氧化物或盐类都会发生变化,并对最终催化剂的活性和强度有很大的影响。

研究表明,催化剂活性随Cr2O3的量增至14%而达到最大值,一般在实际生产中,工业上中变催化剂的Cr2O3含量都小于14%。

另外Cr2O3进入了Fe3O4的晶格以后,形成了固溶体。

这种Fe3O4-Cr2O3与Fe3O4相比,具有较高的分散度和比表面积以防止Fe3O4的再结晶。

阴离子对mof结晶过程的影响

阴离子对mof结晶过程的影响

阴离子对MOF(金属有机框架)结晶过程的影响是一个复杂而深入的课题。

MOF是一种由金属离子或金属团簇与有机配体相互连接形成的具有开放孔道结构的晶体材料。

其结构的高度多样性和可调性使其在气体存储、分离、催化等领域具有广泛的应用前景。

阴离子的影响主要体现在以下几个方面:调控制备条件:阴离子可以显著影响MOF的结晶过程。

例如,溶液的pH值、温度、压力等制备条件,以及阴离子的种类和浓度,都会对MOF的合成和结构产生影响。

一些阴离子,如硫酸根、氯离子等,可以通过与金属离子或有机配体形成配合物,从而影响MOF的成核和生长过程。

稳定结构:某些阴离子,特别是那些具有高配位能力的阴离子,如硫氰根、氰根等,可以与金属离子形成稳定的配位键,从而影响MOF的结构和稳定性。

这种作用有时会使MOF 在特定的环境条件下表现出优异的性能。

导向合成:一些阴离子在MOF合成过程中可以作为一种“导向剂”,它们通过与特定配体相互作用,影响MOF的晶体结构和孔道尺寸。

这种导向作用有时会使MOF表现出特定的物理和化学性质。

调节功能:阴离子还可以通过影响MOF的电子结构和化学活性,从而调节MOF的功能。

例如,一些具有强氧化性的阴离子,如高氯酸根、硝酸根等,可以通过氧化修饰MOF的活性位点,从而改变其催化性能。

形貌控制:在某些情况下,阴离子可以影响MOF的形貌。

通过控制生长过程中的阴离子浓度,可以合成具有特定形状和尺寸的MOF纳米结构。

总的来说,阴离子对MOF结晶过程的影响是全方位的,从制备条件的调控到结构稳定性和功能的调节,都起着重要的作用。

这种影响不仅取决于阴离子的具体种类和性质,还与MOF的组成和结构、制备条件等因素密切相关。

因此,为了更好地理解和利用阴离子对MOF 的影响,需要针对具体的体系和目标进行深入的研究和探索。

《铁基催化剂的制备及其大电流析氧性能的研究》

《铁基催化剂的制备及其大电流析氧性能的研究》

《铁基催化剂的制备及其大电流析氧性能的研究》一、引言近年来,铁基催化剂因其在众多领域,尤其是能源与催化反应中的重要地位,得到了广泛的研究。

尤其在电解水、能源储存及能源转换等领域中,其高活性及良好的选择性等特点得到了科研人员的极大关注。

本文主要研究了铁基催化剂的制备方法,并对其在大电流条件下的析氧性能进行了深入探讨。

二、铁基催化剂的制备铁基催化剂的制备方法多样,其中以化学还原法、共沉淀法、溶胶凝胶法等为主。

本文采用了一种改良的溶胶凝胶法来制备铁基催化剂。

首先,我们选择了适当的铁源和配体,然后通过溶胶凝胶过程将它们转化为稳定的凝胶。

在凝胶形成过程中,通过控制pH 值、温度和时间等参数,我们得到了均一稳定的催化剂前驱体。

经过后续的热处理和活化步骤,我们得到了所需的铁基催化剂。

三、催化剂表征与性质我们对制备得到的铁基催化剂进行了详尽的表征和性质分析。

通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段,我们观察到了催化剂的微观结构和形貌。

同时,我们还通过氮气吸附-解吸实验和X射线光电子能谱(XPS)等手段,对催化剂的比表面积、孔结构以及表面元素组成和价态进行了分析。

四、大电流条件下的析氧性能研究我们将制备得到的铁基催化剂应用于大电流条件下的析氧反应中,并对其性能进行了深入研究。

首先,我们设定了不同的电流密度和反应时间等实验条件,观察了催化剂在反应过程中的表现。

实验结果表明,在相同的实验条件下,我们的铁基催化剂在析氧反应中表现出了良好的活性和稳定性。

特别是在大电流条件下,其析氧性能明显优于其他同类催化剂。

这主要得益于其良好的微观结构、高比表面积以及表面元素的优化配置等因素。

五、结论本文研究了铁基催化剂的制备方法,并对其在大电流条件下的析氧性能进行了深入探讨。

通过改良的溶胶凝胶法,我们成功制备了具有良好结构和性质的铁基催化剂。

在大电流条件下,该催化剂表现出了良好的析氧性能,有望在能源转换和储存等领域得到广泛应用。

不对称催化反应中的阴离子效应

不对称催化反应中的阴离子效应

主要内容



引言 离子型金属配合物催化剂中阴离子对催化剂活 性的影响 手性阴离子诱导的不对称催化反应 总结与展望
总结与展望



最近的研究结果表明,在离子型过渡金属络合 物催化剂体系中,阴离子通过离子对间的弱相 互作用不仅显著影响催化剂的活性,甚至对产 物的立体构型起决定性的作用。 这一认识上的突破将为我们设计和优化催化剂 体系增加了一个强有力的手段。 然而不同过度金属的电子性质和配位方式各异, 阴离子对其影响力也会有很大差别,这需要我 们进一步加深对离子对作用的认识。
% ee 7(R) 7(S) 10(R) 10(R) 2(R) <1
Yield, % 86 88 43 41 90 78
D. B. Llewellyn, D. Adamson, B. A. Arndtsen, Org. Lett., 2000, 2, 4165-4168
OH 3mol%L(AuCl)2, 3mol%AgX 1
动力学研究
Ⅰ阴离子对反应速率的影响
催化剂活性比较:3f>3d>3e>3a>>3b>3c
动力学研究
Ⅱ含不同阴离子的催化剂对水敏感度的比较
Ⅲ 催化剂用量对反应速率的影响
主要内容



引言 离子型金属配合物催化剂中阴离子对催化剂活 性的影响 手性阴离子诱导的不对称催化反应 总结与展望
Cl Cl 1) [Ir(COD)Cl]2, CH2Cl2, reflux R2 R1 2) CinchonidiniumΔ-TRISPHAT, H2 O Ph2HP Ir N Cl O R2 R1 Cl Cl Cl Cl 4 Cl Cl O O O P O O O Cl Cl

高温超导材料的晶体结构与性能分析

高温超导材料的晶体结构与性能分析

高温超导材料的晶体结构与性能分析在现代科技领域中,高温超导材料一直备受研究者的关注。

高温超导材料具有超低电阻和磁场抗性等独特的电学特性,因此在能源传输、磁共振成像以及电子器件等领域都有着广泛的应用前景。

高温超导材料的晶体结构是其性能关键因素,下面我将对其进行分析。

首先,我们来看高温超导材料的晶体结构。

高温超导材料主要包括铜基、铁基和钠基三大类。

其中,铜基超导材料是最早被发现的一类,晶体结构为层状结构。

这种层状结构由铜氧平面和氧氧平面交替排列组成,其中铜氧平面有着特殊的四方对称结构。

铁基超导材料的晶体结构则较为复杂,由复杂的铁砷和铁硒层构成,这种结构使得铁基超导材料具有更高的临界温度和超导转变温度。

而钠基超导材料的晶体结构类似于铜基超导材料,同样也是由层状结构组成。

接下来,我们来分析高温超导材料的性能。

高温超导材料的主要性能指标包括临界温度和超导转变温度。

临界温度是指在该温度以下,材料表现出完全的超导性。

而超导转变温度则是指在该温度以下,电阻会突然变为零,即材料开始表现出超导性。

高温超导材料的临界温度通常在液氮的温度范围内,这使得它们在实际应用中具有较高的可行性。

高温超导材料的性能优劣与其晶体结构密切相关。

晶体结构可以影响材料的电子结构,从而影响其导电特性。

例如,铜基超导材料的层状结构使得电子在铜氧平面上能够自由移动,从而提高了导电性能。

铁基超导材料的复杂晶体结构则使电子能带结构变得更加复杂,从而增强了其超导性。

钠基超导材料的晶体结构与铜基超导材料类似,因此也具有良好的超导性能。

除了晶体结构之外,高温超导材料的性能还受到晶格畸变和杂质掺杂等因素的影响。

晶格畸变可以通过改变晶体结构中的原子位置来调控材料的超导性能。

杂质掺杂则通过引入杂质原子来调节材料的电子结构,从而改变超导性能。

这些方法可以有效地提高高温超导材料的临界温度和超导转变温度。

总之,高温超导材料的晶体结构与性能紧密相关。

通过对其晶体结构的分析,我们可以更好地理解其超导性能的来源和机制。

阴离子对TiO2晶形的影响及光催化性能研究

阴离子对TiO2晶形的影响及光催化性能研究
S E M 显 示 Ti O 2 一 S 、 T i O2 - F、 Ti O2 一 C l 和 T i O2 一 P分 另 l l 呈 粒子 、 十 面体 、 刺球和 不规
则 块状. X RD 图谱表 明 Ti O 2 - S和 T i O 2 一 F为 锐钛 矿 晶 型 , , r i O2 一 C l 为金 红石 晶
文 章 编 号 :1 6 7 4 — 0 4 7 5 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 1 8 6 — 1 1
中 图分 类号 :0 6 4
文 献标 识码 : A
自1 9 7 2年 F u j i s h i ma 和 Ho n d a 等发 现 Ti O2 能光 解水 以来 , 全 世界 掀起 了 Ti O 2 应用 的研究 热潮 . T i O 可作 为添加 材料 广 泛应 用 于 涂料 、 油漆 、 塑料 等 领域 ; 也 可 以作 为光 催 化材 料应用 于环 境治理 、 有机 合成 、 光解 水等领 域. 目前 制 备纳米 Ti Oz 的方法 主要有 气
第3 1 卷
第 3期
影 像 科 学 与 光 化 学
ma g i n g S c i e n c e a n d Ph o t o c h e mi s t r y
Vo l | 3 1 No . 3
Ma v, 2 01 3
2 0 1 3年 5月
阴离 子对 T i O2 晶 形 的 影 响及 光 催 化 性 能 研 究
相氢氧 焰水 解法 、 醇盐水 解 法 、 溶胶一 凝 胶法 、 水 热法 、 化 学 与 电化 学 氧化 法等 。 ] , 其 中水
热法由于能直接制得结晶良好且高纯的粉体, 可应用于各种晶型 T i O z 的制备 . 在水热
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前驱体 的结构影 响较 大 , 最 终导致 成品催化 剂性 能相差很 大 。S O i 一环境 下制备 的催化 剂 活性 较 好 , 5 0 0  ̄ C耐 热 1 8 0 m i n后 3 5 0  ̄ C的 活性 可 达 2 4 .
5 2 %, 而c 1 一 环境下制备 的催 化剂活 性较差 , 5 0 0 ℃ 耐热后 3 5 0  ̄ C的活 性为
1 9 0
内蒙古工业大学学报
于定量蒸馏水 中配制成 浓度为 1 . 5 m o  ̄l ( 以F e 计) 的混合 液 , 充 分溶解 混合后 , 置于 7 5 q C 的恒温水 浴锅 中 , 搅 拌速率保持在 3 0 0 r a d / m i n , 用5 %的 N a O H溶 液进行沉淀 , 最终 p H值控制在 9 . 0~1 0 . 0 , 在 同一温 度条件 下热煮 2 . 5小时 , 所得到 的沉淀 物前驱体经洗涤 、 过滤后 空气气 氛下于 1 2 0  ̄ C干燥 3 h , 3 0 0  ̄ C焙烧 3 h后制得 催化剂样 品。所 制备催化剂样 品以 F e — R e ( R e 为s O 、 C 1 、 N O 、 S O +N O 、 S O +C 1 、 N O 3 +C 1 ) 表示 。
成, 并 对其 结构 和 变换反 应催 化性 能进 行研 究 。
1 实验 部 分
1 . 1 催化 剂 制备
采用 共沉 淀法 制备 催化 剂样 品 。将 计 量 的各 种 不 同阴离 子铁盐 ( F e / F e ¨ =1 . 5 ) 在 一定 温度 下 溶
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 6— 2 1
基金项 目: 国家 自然科学基 金 ( 2 1 0 6 6 0 0 8 )、 内蒙古 自然科 学基金 ( 2 0 0 9 Z D O 1 ) 、 内蒙古 人才基 金及 内蒙古 工业大学 “ 煤化 工特 色学科 ” ( 2 0 0 8 N R C 0 0 6 ) 资助 作者简 介 : 姜 浩强 ( 1 9 8 7一) , 在读硕士研究生 ; 通讯联系人 : 刘全生 , l i u q s @i mu t . e d u . c n 研究方 向 : 煤化工 。
1 . 2 催化 剂表征
X R D采用 德 国 D 8 A d v a n c e型 x射 线衍 射 仪 , C u K a 辐射 , s i —L i 探测器, 4 0 K V× 4 0 m A, 扫描 范 围 : 1 5 。 ~ 8 0 。 , 扫描速率 2  ̄ / mi n ;比表 面积 采 用 A S A P 2 0 0 0 B 比表 面 仪 测 定 ; 采用 1 3 本 S h i ma d z u岛津 公 司 D T G 5 0 / 5 0 H 型热重 一差热 分析仪 进行样 品 的热分 析 , 扫描 温度 范 围 : 室温 ~ 9 0 0  ̄ C, 升 温速 率 1 0  ̄ C / m i n , 空 气气 氛 。
姜 浩强 , 何 润霞 , 武 芳 , 智科端 , 周晨 亮, 张万华 , 刘全 生
( 内蒙古工业大学化工学 院, 内蒙古工业催 化重点实验室 , 呼和浩特 , 0 1 0 0 5 1 ) 摘 要: 采用湿法共沉淀工艺制备 了不 同阴离子环境下 的铁基高温变换催
化剂 , 利用 X R D、 B E T 、 T G— D T A、 T E M和活性测试 等对催化 剂样 品的结构 和性 能进行 比较研究 。结果表 明 , 阴离子环境对催化剂制备过程 中所生成
展 。铁铬系催化剂是应用最广泛 的变换催化剂 , 其使用温度一般在 3 5 0— 4 8 0  ̄ ( 2 , 主要用于高温变换。 国内铁 系高温 变换催 化 剂经 过多 年 的研 究 , 与 国外 产 品 的差距 逐 渐减 小 , 但 在堆 密 度 、 低 温 活性 、 机 械强
度、 抗 热 冲击 和高 空速下 的活性等 方 面与 国外优 质产 品 ( 如I C I 、 S K系列 等 ) 仍存 在 一定 的差 距 。经 过分 析认 为 , 国内高温 变换催 化剂 的生 产 工 艺 和控 制 指标 与 国外基 本 上 相 同 , 之 所 以产 品 的性 能 存 在差 距 ,
主要是只注重了不 同组成及不同制备工艺所造成 的催化剂成品织构变化 的研究 , 却对 中和母 液在溶解 、 混合 等一 系列 过程 所发 生 的变化 缺乏认 识 和研究 , 对 其改 变 中 和过程 的特性 更 是缺 乏 深入 研究 , 即忽 略 了对形成催化剂主体织构有着重要影 响甚至是决定性作用 的中和母液及 中和过程的研究 , 特别是将催 化剂 性 能与 中和母 液性 质 和 中和 过程关 联 的研究 报 道 很少 。本 文 在相 关 参考 文献 L 3 和实 验 室前 期研 究工 作 的基 础上 , 以F e ¨/ F e =1 . 5 ( 摩尔比) 为基 础 , 不 同阴离子 环境 下进行 铁基 变换 催 化剂 的合
内蒙古工业大学学报
J OURNAL OF I NNER MONG0L I A
第3 2卷
第 3期
UNI VERS I T Y 0F 5 1 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 3— 0 0 0 6— 0 5
阴离 子环 境 对 铁 基 高温 变 换催 化 剂 结构 与 性 能 的影 响
6. 9 4% 。
关键 词 : 高温水煤气变换 ; 铁基催化 剂 ;阴离子环境 ; 活性
中 图分 类 号 : T Q 4 2 6 . 6 文献标识码 : A
烃类 化合 物 的水蒸 汽重 整与 水煤 气变 换反应 组 合是廉 价 制 取氢 气 的 主要方 式 。经 过 近一个 世 纪 的 研究 和 实践 , 工业 化 的变 换催 化剂 已基 本定 型 _ l J 。近 年来 由于燃 料 电池 技术 的飞速发 展 , 有关 变换 催化 剂 的研究 与开 发 又 重 新 引起 人 们 的兴 趣 与 关 注 。 因 此 , 近 1 0年 来 新 型 变 换 催 化 剂 也 有 了很 大 的发
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