六方相三氧化钼催化剂合成及其甲醇选择性氧化性能

合集下载

三氧化钼催化机理

三氧化钼催化机理

三氧化钼催化机理三氧化钼(MoO3)是一种重要的催化剂,在许多领域都有广泛的应用。

它具有优异的催化性能,特别是在氧化反应中表现出色。

本文将详细探讨三氧化钼的催化机理。

在催化剂中,催化活性位点是起到催化作用的关键。

对于三氧化钼催化剂而言,其活性位点主要是Mo(VI)和Mo(V)氧化态的中间体。

Mo(VI)位点在催化反应中起到氧化剂的角色,而Mo(V)位点则参与反应物的活化和中间产物的形成。

在催化反应中,三氧化钼首先需要被激活。

这个激活过程涉及到氧气的吸附和活化。

氧气通过与Mo(VI)位点反应,形成氧化物离子(O2-),同时Mo(VI)位点被还原为Mo(V)位点。

这个还原过程需要耗费能量,因此在催化反应中需要提供外部能量。

接下来,活化的氧化物离子将与反应物发生反应。

以催化氧化反应为例,反应物可以是有机物。

氧化物离子与反应物发生氧化还原反应,将反应物氧化并将电子传递给氧化物离子,使其还原为氧气。

这个过程中,Mo(V)位点起到了催化剂的角色,促进了反应的进行。

在反应过程中,三氧化钼还可能发生吸附和解吸附的过程。

当反应物吸附到催化剂表面时,它们与活性位点发生相互作用,形成吸附中间体。

这些吸附中间体可以进一步反应,生成产物,或者通过解吸附的方式离开催化剂表面。

除了氧化反应,三氧化钼还可以催化其他类型的反应,如还原、酸碱中和等。

在这些反应中,催化机理可能会有所不同,但总体上仍然涉及到活性位点的参与。

总结起来,三氧化钼的催化机理涉及到活性位点的形成和参与反应。

Mo(VI)位点起到氧化剂的角色,Mo(V)位点参与反应物的活化和中间产物的形成。

催化反应涉及到氧气的吸附和活化,反应物与活性位点的相互作用,以及产物的生成和解吸附。

通过深入理解三氧化钼的催化机理,可以更好地设计和优化催化剂,提高催化反应的效率和选择性。

三氧化钼的相对分子质量

三氧化钼的相对分子质量

三氧化钼的相对分子质量三氧化钼的相对分子质量是143.94。

三氧化钼是一种无机化合物,由一个钼原子和三个氧原子组成。

它的化学式为MoO3。

三氧化钼是一种重要的化工原料,广泛应用于工业生产中。

它具有许多优异的性质和用途。

下面将详细介绍三氧化钼的一些特性和应用。

三氧化钼是一种无色或淡黄色的固体。

它具有高熔点和高硬度,是一种不溶于水的化合物。

这使得它在高温和高压环境下具有稳定性,可以应用于各种特殊条件下的工艺过程。

三氧化钼具有良好的催化性能。

它可以作为催化剂用于各种化学反应中,例如氧化反应、脱氢反应和氧化脱硫反应等。

由于三氧化钼具有较高的催化活性和选择性,因此在石化行业、化学工业和环境保护等领域得到广泛应用。

三氧化钼还具有光催化性能。

它可以吸收可见光和紫外光,产生电子和空穴对,从而促进光催化反应的进行。

这使得三氧化钼在光催化水分解、光催化降解有机污染物和光电化学电池等领域具有潜在应用。

三氧化钼还具有较好的电化学性能。

它可以作为电极材料用于电化学储能器件,如锂离子电池和超级电容器等。

三氧化钼的高比表面积和优良的导电性能使得电化学储能器件具有更高的能量密度和更快的充放电速度。

总的来说,三氧化钼是一种多功能的化合物,具有催化、光催化和电化学等多种应用。

它在化工、能源、环保和材料科学等领域都有重要的应用前景。

随着科学技术的不断发展,三氧化钼的性能和应用还有待进一步研究和开发,相信将来会有更多新的应用领域被发掘出来。

三氧化钼的相对分子质量为143.94,它是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用价值。

通过研究和开发,可以进一步发掘其在催化、光催化和电化学等领域的应用潜力,为人类社会的发展做出更大的贡献。

三氧化钼结构式 -回复

三氧化钼结构式 -回复

三氧化钼结构式-回复三氧化钼是一种常见的无机化合物,其化学式为MoO3,由一个钼原子和三个氧原子组成。

它拥有一种特殊的结构,对于化学研究和应用具有重要意义。

在本文中,我们将逐步回答关于三氧化钼结构的问题,并探讨其在不同领域的应用。

首先,让我们来了解三氧化钼的结构。

三氧化钼的结构由钼原子和氧原子组成,它们以共价键连接在一起。

每个钼原子周围有六个氧原子,形成一个八面体的结构。

这种结构被称为八配位结构,意味着每个钼原子与八个邻近原子相连接。

在结构中,钼原子位于中心位置,而氧原子则环绕在周围。

这种八面体结构中心的钼原子与六个顶点上的氧原子之间存在共价键,确保了结构的稳定性和坚固性。

那么三氧化钼的结构对其性质有何影响呢?首先,由于钼原子与八个氧原子形成的共价键,使得三氧化钼具有较高的熔点和热稳定性。

这使得它在高温下能够保持结构的完整性,并且可以用于高温反应中作为催化剂。

其次,三氧化钼具有较高的硬度和抗腐蚀性,这使得它在材料科学领域具有重要的应用。

它可以被用作涂料、陶瓷和玻璃的添加剂,以增强材料的硬度和耐磨损性。

此外,三氧化钼还具有良好的光学特性,可以作为色素和染料的成分,用于制备颜料和油漆。

除了以上应用之外,三氧化钼还在催化剂领域具有广泛的应用。

由于其特殊的结构,它可以提供活性位点和表面积,促进化学反应的进行。

三氧化钼催化剂常用于氧化反应、选择性氧化和脱氧等反应中。

例如,在石化工业中,三氧化钼可以用作催化剂来提取硫化物,从而减少燃料的硫含量,降低环境污染。

此外,三氧化钼还可以催化甲烷的选择性氧化反应,将甲烷转化为甲醇或甲醛等重要化工产品。

最后,让我们来看看三氧化钼在能源存储领域的潜力。

随着可再生能源的发展,能源存储技术变得越来越重要。

三氧化钼可以作为电池材料,用于制造锂离子电池和超级电容器。

它的高能量密度和优良的循环稳定性使其成为一种理想的电池材料。

此外,三氧化钼还可以用作氢气产生的催化剂,促进储能领域的发展。

六方相氧化钨的合成及其电催化还原氢的研究

六方相氧化钨的合成及其电催化还原氢的研究

六方相氧化钨的合成及其电催化还原氢的研究
牟婉君;谢翔;李兴亮;张睿;唐慧;周官宏;魏洪源
【期刊名称】《人工晶体学报》
【年(卷),期】2014(43)8
【摘要】以钨酸钠为原料,硫酸胍为辅助剂,在强酸性反应体系通过水热法合成了氧化钨纳米纤维。

利用XRD、SEM、TEM、EDS等对产物进行了表征。

结果表明:当体系中钨酸钠与硫酸胍的摩尔比为6∶1时,在反应温度为170℃和反应时间48 h 的条件下获得六方晶系的氧化钨纳米纤维,纤维的平均直径为30 nm,长度为1~3μm。

采用循环伏安法对样品的电催化性能进行分析,以硫酸胍为辅助剂获得的六方相氧化钨(hex-WO3)对氢具有很强的电催化还原活性,在燃料电池等领域具有潜在的应用价值。

【总页数】5页(P2102-2106)
【关键词】水热法;WO3;纳米纤维;电催化
【作者】牟婉君;谢翔;李兴亮;张睿;唐慧;周官宏;魏洪源
【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN304
【相关文献】
1.六方相三氧化钨纳米线的制备及其光催化性能研究 [J], 杨娇;刘伟;智星;尹翔
2.钽掺杂六方相氧化钨对Sr2+的吸附:Zeta电位的测量及吸附机理的研究 [J], 蹇
源;牟婉君;刘宁;彭述明
3.氧化钨/石墨烯的晶相调控及电催化析氢性能研究 [J], 陈雪莹;杨军;曹一凡;刘鑫悦;许占位;黄剑锋
4.氧化钨/石墨烯的晶相调控及电催化析氢性能研究 [J], 陈雪莹;杨军;曹一凡;刘鑫悦;许占位;黄剑锋
5.电催化氮气还原合成氨反应中抑制水解析氢竞争的研究进展 [J], 张婷;孙晓红;于宏兵;董恒
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

甲醇选择氧化金属氧化物催化剂的结构与其催化性能的关系

甲醇选择氧化金属氧化物催化剂的结构与其催化性能的关系

甲醇选择氧化金属氧化物催化剂的结构与其催化性能的关系陈文龙;刘海超【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2012(000)010【摘要】10.3866/PKU.WHXB201209146% 甲醇是一个重要的平台分子,实现其高效转化为能源和化学品的关键是揭示相关反应过程中催化剂的结构与催化性能之间的关系和反应机理。

围绕这个关键问题,以甲醇选择氧化为探针反应,本文总结了负载氧化钼、负载氧化钒和杂多酸等典型催化剂体系以及近年来发展的氧化铼、氧化钌等新催化剂体系在认识催化活性中心结构和反应机理,进而调控它们的氧化中心和酸中心等方面所取得的进展。

这些认识将有助于设计制备性能优异的新催化剂和实现甲醇到目标氧化产物的定向转化。

【总页数】12页(P2315-2326)【作者】陈文龙;刘海超【作者单位】北京大学化学与分子工程学院,绿色化学研究中心,分子动态与稳态国家重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871;北京大学化学与分子工程学院,绿色化学研究中心,分子动态与稳态国家重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871【正文语种】中文【中图分类】O643【相关文献】1.Pd/PMO-SBA-15催化剂催化苯甲醇选择氧化反应性能 [J], 刘成;谭蓉;银董红;喻宁亚;周裕旭2.氧化锆负载氧化钌催化甲醇低温选择氧化合成甲酸甲酯的活性催化剂结构 [J], 李为臻;刘海超3.负载型铼催化剂体系与甲醇选择氧化性能的关系 [J], 袁友珠;曹为;蔡启瑞;岩泽康裕4.低碳烷烃选择氧化金属氧化物催化剂的结构与其催化性能的关系 [J], 张胜红;刘海超5.ZrO2晶相对MoOx/ZrO2催化剂结构及其甲醇选择氧化性能的影响 [J], 张胜红;张鸿鹏;李为臻;张伟;黄华;刘海超因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

甲醇催化剂工程实训报告

甲醇催化剂工程实训报告

一、实训目的本次甲醇催化剂工程实训旨在通过实际操作,加深对甲醇催化剂工程的理论认识,提高实际操作技能,培养团队协作能力,为今后从事相关领域的工作打下坚实基础。

二、实训内容1. 实训背景甲醇作为一种重要的化工原料,广泛应用于合成氨、醋酸、甲烷氯化物等化工产品。

甲醇制烯烃(MTO)技术是将甲醇转化为乙烯和丙烯等烯烃类产品的关键技术,具有广阔的市场前景。

MTO催化剂是MTO技术发展的关键,其性能直接影响MTO反应的效率和产品质量。

2. 实训内容(1)MTO催化剂的基本原理MTO催化剂通常采用SAPO分子筛作为载体,通过负载活性组分,提高催化剂的活性和选择性。

实训过程中,我们学习了MTO催化剂的结构、组成、制备方法以及活性评价方法。

(2)MTO催化剂的制备实训中,我们学习了MTO催化剂的制备工艺,包括原料准备、混合、干燥、烧结等步骤。

我们亲手操作了MTO催化剂的制备过程,熟悉了各种仪器的使用方法。

(3)MTO催化剂的活性评价实训中,我们学习了MTO催化剂的活性评价方法,包括固定床反应器实验、动态反应器实验等。

通过实验,我们掌握了MTO催化剂的活性、选择性、稳定性等性能指标的评价方法。

(4)MTO催化剂的改性为了提高MTO催化剂的性能,我们学习了催化剂的改性方法,如负载金属、引入助剂等。

实训中,我们对MTO催化剂进行了改性实验,研究了改性方法对催化剂性能的影响。

(5)MTO催化剂的再生MTO催化剂在使用过程中会发生积炭、失活等现象,影响催化剂的性能。

实训中,我们学习了MTO催化剂的再生方法,如氧化、酸洗等。

三、实训过程1. 实训准备在实训前,我们查阅了大量相关文献,了解了MTO催化剂工程的基本知识。

同时,我们熟悉了实验室的仪器设备,掌握了实验操作技能。

2. 实训实施实训过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,认真记录实验数据。

在实验过程中,我们遇到了一些问题,通过查阅资料、请教老师等方式解决了这些问题。

3. 实训总结实训结束后,我们对实验数据进行了整理和分析,总结了MTO催化剂工程实训的收获。

多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化:一个绿色可循环的高效催化氧化体系

多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化:一个绿色可循环的高效催化氧化体系

多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化:一个绿色可循环的高效催化氧化体系苏浩;杨春【期刊名称】《应用化学》【年(卷),期】2014(031)008【摘要】以Keggin结构的几类杂多酸和三乙胺(TEA)为原料,通过简单的酸碱反应合成了相应杂多酸的TEA盐.并以它们作为催化剂,30% H2O2作氧化剂,在不使用长链相转移剂的条件下,研究了它们催化苯甲醇选择氧化制备苯甲醛的反应性能.结果表明,该类催化剂在苯甲醇的选择氧化反应中具有比相应杂多酸更高的催化活性或选择性.其中[TEAH] H2 PW12O40为最佳催化剂,在适宜的反应条件下,该催化剂上苯甲醇转化率可达99.5%以上,苯甲醛选择性达~100%.催化剂可以被分离和循环使用多次,活性、选择性基本不变.用水作溶剂,避免了有机溶剂的使用,是一个高效、绿色的苯甲醛选择氧化体系.【总页数】7页(P958-964)【作者】苏浩;杨春【作者单位】江苏省生物医药功能材料协同创新中心江苏省生物功能材料重点实验室南京师范大学化学与材料科学学院南京210097;江苏省生物医药功能材料协同创新中心江苏省生物功能材料重点实验室南京师范大学化学与材料科学学院南京210097【正文语种】中文【中图分类】O643.3【相关文献】1.WO3选择性催化氧化苯甲醇制苯甲醛 [J], 孙崇帅;李太衬;宫红;姜恒2.多孔铜基催化剂的制备及对苯甲醇的选择性催化氧化 [J], 张功尚;邢新峰;管瑜;周爱秋;张晓梅;许效红3.Fe基MOFs高选择性催化氧化苯乙烯和苯甲醇 [J], 黄仁昆;梁若雯;陈峰;颜桂炀4.Fe基MOFs高选择性催化氧化苯乙烯和苯甲醇 [J], 黄仁昆;梁若雯;陈峰;颜桂炀;;;;;;;5.富氮空心蠕虫状碳材料的合成及其苯甲醇非金属选择性催化氧化的高活性 [J], 安平;付宇;韦丹蕾;郭杨龙;詹望成;张金水因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

不同温度焙烧的Au鄄Pd SiO2 催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯

不同温度焙烧的Au鄄Pd  SiO2 催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯

文章编号:0253⁃2409(2012)08⁃0985⁃07 收稿日期:2011⁃11⁃03;修回日期:2012⁃02⁃17㊂ 基金项目:国家自然科学基金(20773155);山西省科技重大专项(20111101005);山西省自然科学基金(201101106⁃3)㊂ 联系作者:朱华青,Tel:0351⁃4046092;Fax:0351⁃4041153;E⁃mail:zhuhq@;王建国,Tel:0351⁃4046092;Fax:0351⁃4041153;E⁃mail:iccjgw@㊂不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯师瑞萍1,2,王 辉1,朱华青1,吴志伟1,秦张峰1,樊卫斌1,王建国1(1.中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原 030001;2.中国科学院研究生院,北京 100049)摘 要:以溶胶固定法制备了Au⁃Pd /SiO 2催化剂,考察了催化剂焙烧温度对甲醇选择氧化制甲酸甲酯反应性能的影响㊂在200~500℃,400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2具有最好的低温催化性能,在室温下就有活性,反应温度为100℃时甲醇转化率为25.3%,甲酸甲酯的选择性为100%㊂采用BET ㊁XRD ㊁UV⁃vis DRS ㊁XPS ㊁TEM 和DRIFTS 技术对催化剂进行表征,结果表明,催化剂中活性组分Au 和Pd 的高分散性,合适的Au 和Pd 粒径,Au⁃Pd 合金的形成以及Au 和Pd 之间的强相互作用力,有利于甲醇氧化为甲酸甲酯反应的进行㊂初步推测出了甲醇在Au⁃Pd /SiO 2上氧化为甲酸甲酯的反应机理,甲醇在Au⁃Pd /SiO 2催化剂上是通过甲氧基中间体得到甲酸甲酯的㊂关键词:甲醇;甲酸甲酯;焙烧温度;Au⁃Pd /SiO 2中图分类号:O 643.36 文献标识码:AMethanol selective oxidation to methyl formateon Au⁃Pd /SiO 2catalysts with different calcination temperaturesSHI Rui⁃ping 1,2,WANG Hui 1,ZHU Hua⁃qing 1,WU Zhi⁃wei 1,QIN Zhang⁃feng 1,FAN Wei⁃bin 1,WANG Jian⁃guo 1(1.State Key Laboratory of Coal Conversion ,Institute of Coal Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Taiyuan 030001,China ;2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China )Abstract :Au⁃Pd /SiO 2catalysts with different calcination temperatures were prepared by sol⁃immobilization method ;their catalytic performance in oxidation of methanol to methyl formate was investigated.Among 200~500℃,Au⁃Pd /SiO 2catalyst calcined at 400℃exhibits the best catalytic activity in the topic reaction at room temperature ,and 25.3%methanol conversion with 100%selectivity to methyl formate can be achieved at 100℃.They were characterized by BET ,XRD ,UV⁃vis DRS ,XPS ,TEM and DRIFTS.Good dispersity of Au and Pd ,proper particle size of Au and Pd ,the formation of Au⁃Pd bimetallic nanoparticles ,and strong interaction between Au and Pd in the Au⁃Pd /SiO 2catalyst are beneficial to the oxidation of methanol to methyl formate.Furthermore ,a preliminary reaction mechanism of methanol oxidation to methyl formate on the Au⁃Pd /SiO 2catalyst is inferred and methyl formate is gained from intermediate species methoxy in this reaction mechanism.Key words :methanol ;methyl formate ;calcination temperature ;Au⁃Pd /SiO 2 甲醇是一种重要的化工产品,甲醇与氧气反应可以生成甲醛㊁甲缩醛㊁甲酸甲酯(MF)等[1]㊂其中,MF 被誉为万能的化学中间体,可用于甲酸㊁甲酰胺㊁二甲基甲酰胺等精细化工产品的合成;还可以直接用作杀虫剂㊁杀菌剂㊁熏蒸剂㊁烟草处理剂和汽油添加剂等;同时,在医药方面上,MF 常用作磺酸甲基嘧啶㊁磺酸甲氧嘧啶等药物的合成原料,其研究已经成为碳一化学的热点问题㊂传统的MF 的工业合成方法主要是甲醇羰基化法[2]和甲醇脱氢法[3]㊂甲醇羰基化法是在甲醇钠作用下,甲醇与CO 在反应釜中直接反应得到MF,此方法中采用的甲醇钠催化剂具有强烈的腐蚀性,存在严重的环境污染问题,且对空气中的二氧化碳和水分非常敏感,特别容易失活;甲醇脱氢法是甲醇在Cu 基催化剂作用下直接脱氢或氧化脱氢得到MF,此反应过程是吸热反应,所需要的温度高,消耗能量大[3]㊂从整体能量消耗和过程效率上考虑,以上的两种工艺都存在一定的局限性,因此,研究一种简单高效的制备MF 的工艺具有非常重要的实际意义㊂甲醇氧化制MF 在热力学上是完全可行的,很多复合氧化物催化剂都用于此反应[4~6],但甲醇在这些复合氧化物催化剂上的反应温度都偏高㊂如甲醇在SnO 2⁃MoO 3复合物催化剂[5]上得到72%的甲醇转化率及90%的MF 选择性,但反应需要在160℃进行;Liu 等[3]将ReO x /CeO 2用于甲醇选择性氧化制MF,在240℃时,甲醇转化率为37%,MF 选第40卷第8期2012年8月燃 料 化 学 学 报Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.40No.8Aug.2012择性为90%㊂甲醇在这些催化剂上的反应温度都是在150℃以上,且MF的选择性也不是很高,因此,需要研究一种制备甲酸甲酯的高性能催化剂㊂近年来,贵金属催化剂的发展十分迅速,其中,金催化剂以它在低温下就有的高活性㊁高选择性以及环境友好等优点,成为了当今催化研究领域的前沿问题,金催化剂体系对很多重要的选择性氧化反应都有很高的活性及选择性[7~9]㊂Wittstock等[10]采用腐蚀脱除Au/Ag合金中部分银的方法制备了纳米金催化剂,并将其用于甲醇选择性氧化制MF的反应,发现其在20℃下就有很好的活性,此时甲醇转化率为10%,MF的选择性为100%㊂此外,另一重要的贵金属Pd催化剂也有利于醇的氧化反应, Lichtenberger等[11]发现Pd催化剂在室温下就对MF有高选择性㊂Kesavan等[12]则将Au⁃Pd双金属系列的催化剂用于多种选择性反应,发现Au⁃Pd催化剂可以促进一级CH键的氧化㊂因此,本研究采用溶胶固定法制备了Au⁃Pd/ SiO2催化剂,并对其在低温条件下的甲醇选择性氧化制MF的反应进行研究,考查了催化剂焙烧温度对甲醇转化率及MF选择性的影响㊂1 实验部分1.1 催化剂的制备Au⁃Pd/SiO2催化剂采用溶胶固定法[12]制备㊂将PdCl2和HAuCl4㊃4H2O溶液混合均匀,加入一定量的PVA(PVA/(Au+Pd)(m/m)=1.2)溶液,再加入新制备的NaBH4溶液(NaBH4/(Au+Pd)(n/n)= 5),得到深棕色溶胶㊂在强烈搅拌下加入载体SiO2 (209m2/g),搅拌2h后,用蒸馏水洗涤沉淀物至AgNO3溶液检测无Cl离子为止㊂沉淀物于120℃干燥,分别在200㊁300㊁400和500℃焙烧,得到不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂㊂1.2 催化剂的评价甲醇选择氧化反应性能评价在微型石英管(d= 6mm)反应器中进行㊂催化剂(40~60目)用量为0.25g,用等体积相同目数的石英砂稀释㊂反应气组成为20%MeOH㊁20%O2和60%N2,空速为22790mL㊃g-1㊃h-1,气体流量由质量流量计控制,甲醇由N2和O2的混合气通过33℃恒温的鼓泡器带入反应管中㊂反应前首先用N2吹扫催化剂以除去其表面的杂质,从室温开始以速率0.67℃/min升温,反应产物采用岛津GC⁃14C(H2作载气,CO及CO2经过炭分子筛柱分离,经由FID检测;其他物质经过Porapak⁃T色谱柱,利用TCD检测)在线取样分析㊂利用碳平衡可以计算反应的转化率及选择性㊂1.3 催化剂的表征催化剂中的Au及Pd的元素含量通过AtomScan⁃16电感耦合等离子发射光谱仪测定㊂N2物理吸附在Micrometrics Tristar3000自动物理吸附仪上进行;催化剂在110℃㊁100Pa下经过脱气处理;N2吸㊁脱附等温线在-196℃下进行,通过BET方程计算催化剂比表面积㊂XRD物相分析在AXS D8⁃Advance X⁃ray衍射仪上进行,使用Cu Kα射线(λ=0.15406nm),管电压为40kV,管电流为40mA,步长为0.02°,扫描速率为4°/min,20°~90°扫描㊂透射电镜(TEM)采用JEOL2100F观测,工作电压为200kV㊂催化剂首先用无水乙醇经过超声波分散在铜网炭支持膜上,然后再进行观测㊂UV⁃vis DRS在Cary300Scan UV⁃vis Spectrometer上进行(积分球CA⁃30I)㊂采用BaSO4作为参比样品,200~800nm扫描,扫描速率为100nm/min㊂XPS在Thermo ESCALAB250能谱仪上进行,以Al Kα(h n=1486.6eV)为X射线辐射源,功率为150W,500μm束斑,能量分析器固定透过能为20eV㊂使用XPSPEAK4.1软件对催化剂的能谱图进行分析㊂DRIFTS表征采用Nicolet380型红外光谱仪, MCT/A检测器(液氮冷却),分辨率为4cm-1㊂催化剂粉末用量大约为20mg㊂将催化剂放入样品池后密封,然后进行原位的预处理㊁吸附和反应㊂催化剂测试前先用O2/Ar(30mL/min)在120℃吹扫处理以除去其表面的杂质,然后冷却到室温,在Ar (30mL/min)吹扫下取背景进行测样㊂甲醇或MF 由载气(Ar或O2/Ar混合气)通过鼓泡器带入样品池,然后以5℃/min的速率升温,在不同温度下采集谱图㊂2 结果与讨论2.1 催化剂的性能评价图1为不同焙烧温度下的Au⁃Pd/SiO2催化剂上的甲醇选择性氧化反应性能评价㊂Au⁃Pd/SiO2催化剂在低温下就有活性,但此时反应转化率偏低;随着反应温度的升高,甲醇转化率显著增加,但当甲醇转化率接近最大值时,MF的选择性开始随着温度的升高而降低,此时出现副产物CO2㊂689 燃 料 化 学 学 报第40卷图1 不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂上甲醇氧化反应的转化率及甲酸甲酯的选择性Figure1Conversion of methanol(a)and selectivity to MF(b)for the oxidation of methanol to MF overAu⁃Pd/SiO2catalysts with different calcination temperatures 由图1可知,焙烧温度对催化剂的活性影响很大㊂未焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂在90℃时甲醇转化率为11.1%,MF选择性为100%,当温度升高后,甲醇转化率升高,但MF的选择性降低,到130℃时无MF产生;200℃焙烧的催化剂在80℃前MF的选择性为100%,80℃时甲醇的转化率可达到14.7%,但到90℃时已经无MF生成;300℃和500℃焙烧的催化剂反应窗口窄,从80℃起就无MF生成㊂400℃焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂催化性能最好,从室温开始就有活性,在100℃前甲醇的转化率随着温度的升高而逐渐增加,到100℃甲醇转化率达到了25.3%,MF的选择性为100%;100℃后MF的选择性开始降低,但直到200℃仍有MF产生㊂由此可见,400℃焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂具有最好的活性,产生MF的温度窗口宽㊂同时此双金属催化剂高温时产生的副产物只有CO2,未检测到甲缩醛㊁甲醛等副产物,MF很容易从产物中得到分离㊂2.2 催化剂的结构表征不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂的比表面积见表1,催化剂中的Au及Pd的质量分数(ICP检测结果)为0.20%和0.11%㊂从表1可见,各催化剂的比表面积差别不大,都为190~193m2/g㊂不同焙烧温度下的Au⁃Pd/SiO2催化剂的XRD谱图见图2,图2中只观察到了SiO2的XRD特征峰,并未观察到与Au及Pd元素有关的特征峰[13,14]㊂这些结果说明,Au和Pd都很好地分散在了载体SiO2表面,活性组分的高分散性有利于甲醇氧化反应的进行㊂表1 不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂的BET比表面积Table1 BET surface areas of Au⁃Pd/SiO2catalysts withdifferent calcination temperaturesSample Calcinationtemperature t/℃A BET/(m2㊃g⁃1) SiO2―209 Au⁃Pd/SiO2uncalcined193Au⁃Pd/SiO2200192Au⁃Pd/SiO2300193Au⁃Pd/SiO2400190Au⁃Pd/SiO2500193图2 不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂的XRD谱图Figure2 XRD patterns of Au⁃Pd/SiO2catalysts with different calcination temperaturesa:uncalcined;b:200℃;c:300℃;d:400℃;e:500℃2.3 TEM表征图3为300㊁400和500℃焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂的TEM照片㊂从图3中观察到,催化剂中的活性组分Au及Pd在载体上的分散性比较高㊂其中, 400℃焙烧的催化剂中的Au⁃Pd的粒径要大于300℃焙烧的催化剂的Au⁃Pd粒径㊂催化剂中活性组分粒径小,催化剂的氧化性比较高,很容易将甲醇氧化为副产物CO2,从图1中的活性评价结果中得到,300℃焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂产生MF的温度窗口很窄,很容易被氧化为CO2㊂500℃焙烧的催化剂中的活性组分聚集现象增多,使得其催化性能减弱㊂400℃焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂中活性组分很好地分散在了载体表面,且其粒径分布均匀㊂789第8期师瑞萍等:不同温度焙烧的Au⁃Pd/SiO2催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯 从以上结果中可以得出,合适的粒径有利于甲醇氧化向产生MF 的方向进行,避免或减少了甲醇的深度氧化㊂图3 不同焙烧温度的催化剂Au⁃Pd /SiO 2的TEM 照片Figure 3 TEM images of Au⁃Pd /SiO 2catalysts with different calcination temperatures(a):300℃;(b):400℃;(c):500℃2.4 UV⁃vis DRS 表征Au⁃Pd /SiO 2催化剂的紫外可见漫反射光谱图见图4㊂图4 (I)Pd /SiO 2和Au /SiO 2的紫外可见漫反射谱图;(II)不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的紫外可见漫反射谱图Figure 4 (I)UV⁃vis DRS of (a)Pd /SiO 2and (b)Au /SiO 2;(II)UV⁃vis DRS of Au⁃Pd /SiO 2with different calcinationtemperaturesc:uncalcined;d:200℃;e:300℃;f:400℃;g:500℃ 从图4⁃I 中观察到,催化剂Au /SiO 2在523nm处有特征峰,这是由于Au 表面的等离子体共振所引起的,当入射光的电场强度和Au 的导带电子发生耦合时,就会使Au 表面的局部电场强度增加,在520~550nm 产生了吸收峰,因此,Au /SiO 2中Au 元素是以单质Au 形式存在的[15~17]㊂Pd /SiO 2中的紫外可见漫反射光谱图未观察到明显的Pd 特征峰[18]㊂不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的紫外可见漫反射光谱图见图4⁃II㊂由图4⁃II 可知,各温度焙烧的催化剂都无金属Au 及Pd 的特征峰,说明Au 和Pd 可能是以双金属作用形式存在的㊂其谱峰位置相对Au /SiO 2的吸收峰向短波方向移动,这是由于催化剂中的Au 与Pd 的相互作用引起的,Pd 的电子密度大于Au 的,催化剂表面电子密度增加而使其峰位置发生了蓝移[19,20]㊂此外,随着焙烧温度的提高,谱峰的位置发生蓝移的程度是不同的,说明催化剂中的Au 和Pd 周围的电子环境不同,即两者之间的相互作用不同㊂2.5 XPS 表征图5是单金属催化剂Au /SiO 2与不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的Au 4f XPS 谱图㊂由图5可以看出,催化剂Au /SiO 2中的Au 主要是以Au 0(83.4㊁86.9eV)形式存在,还有部分Au δ+(83.9㊁87.6eV)㊂不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂主要以Au 0形式存在,Au 主峰4f 7/2的位置相比Au /SiO 2中的83.4eV 发生了偏移,都向低结合能的方向移动,未焙烧的Au⁃Pd /SiO 2和200㊁300㊁400㊁500℃焙烧的催化剂中的Au 4f 7/2从83.4eV 分别位移到83.1和83.2㊁83.0㊁82.9㊁83.1eV㊂其中,400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2中的Au 4f 7/2偏移位置最大,说明在催化剂中加入Pd 后Au 周围的电子环境发生了改变,并且400℃焙烧的催化剂中的Au 电子环境变化最大㊂ 图6是单金属催化剂Pd /SiO 2与不同温度焙烧889 燃 料 化 学 学 报第40卷的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的Pd 3d XPS 谱图㊂图5 Au /SiO 2和不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的Au 4f XPS 谱图Figure 5 X⁃ray photoelectron spectra of Au 4f in Au /SiO 2andAu⁃Pd /SiO 2with different calcinationtemperatures图6 Pd /SiO 2和不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂的Pd 3d XPS 谱图Figure 6 X⁃ray photoelectron spectra of Pd 3d in Pd /SiO 2andAu⁃Pd /SiO 2with different calcination temperatures 由图6中可以看出,催化剂Pd /SiO 2中的Pd 主要是以Pd 0(335.2㊁340.7eV)形式存在,还有部分的Pd 2+(336.2㊁341.4eV)㊂不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂也是主要以Pd 0形式存在,由于Pd3d 的主峰3d 5/2和Au 4d 5/2有重合,因此,此处的Pd 3d 峰的变化是通过观察次峰Pd 3d 3/2的偏移来确定㊂双金属催化剂中的Pd 3d 3/2的位置相比Pd /SiO 2中的340.7eV 发生了偏移,向低结合能的方向移动,未焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂和200㊁300㊁400㊁500℃焙烧的催化剂中Pd 3d 3/2从340.7eV 位移到340.2和340.0㊁339.9㊁339.4㊁339.6eV,400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2中的Pd 3d 3/2偏移位置最大㊂ 由上可知,双金属催化剂中的Au 及Pd 的电子环境都发生了改变㊂Lee 等[21]认为,当Au 及Pd 形成合金体系时,两者之间会按照电子互补模型发生电子转移,Au 得到sp 电子,失去d 电子,而Pd 得到d 电子,失去sp 电子,这样使Au 4f 7/2和Pd 3d 3/2芯能级的结合能都向低结合能方向移动㊂因此,从Au4f 7/2和Pd 3d 3/2结合能的减少现象可以说明催化剂中形成了Au⁃Pd 合金[21,22],㊂其中,400℃焙烧的催化剂中结合能位移最大,说明Au 与Pd 的电子转移最多,Au 和Pd 相互作用最强,使催化剂表面对甲醇氧化产物的吸附能力变弱,防止产物的进一步氧化,有利于甲醇氧化产生MF,抑制甲醇深度氧化为副产物CO 2㊂因此,400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂反应温度窗口最宽,催化性能最好㊂2.6 DRIFTS 表征2.6.1 甲醇的吸附400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上甲醇吸附的DRIFTS 见图7㊂图7 400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2在不同温度下甲醇吸附的DRIFTSFigure 7 DRIFT spectra of methanol adsorbed on Au⁃Pd /SiO 2(400℃)at different temperatures a:40℃;b:60℃;c:80℃;d:100℃;e:120℃;f:140℃;g:160℃;h:180℃;i:200℃从图7中可以观察到,甲醇的吸附峰,2970cm -1处为甲氧基的ν(CH 3),2933㊁2860及1029cm -1的峰归属于甲醇的νas (CH 3)㊁νs (CH 3)和ν(CO)[3,23,24]㊂从图7中可以看出,室温下就有甲氧基的吸收峰出现,说明甲醇在低温就可以发生分解,产生的甲氧基基团更容易参与下一步的反应㊂2.6.2 MF 的吸附图8为400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上MF吸附的DRIFTS㊂由图8可知,2950和2928cm -1处的吸收峰为MF 中CH 3的对称及不对称伸缩振动;1764和1737cm -1处的吸收峰是甲酸甲酯的ν(C =O)和νas (COO⁃)的吸附;1210和1160cm -1归属为甲酸甲酯中ν(CO)和γ(CH 3)的吸附;1475和989第8期师瑞萍等:不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯1442cm -1为甲酸甲酯中δas (CH 3)和δa (CH 3)吸附[3,25]㊂随着温度的不断升高,MF 的吸收峰强度逐渐减弱,且归属于水的峰1600cm -1的峰强度增加,说明MF 随着反应温度的升高而发生了分解,根据反应结果的评价可知,MF 可能分解产生了H 2O 和CO 2㊂图8 400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2在不同温度下甲酸甲酯吸附的DRIFTSFigure 8 DRIFT spectra of methyl formate adsorbed onAu⁃Pd /SiO 2(400℃)at different temperatures a:40℃;b:60℃;c:80℃;d:100℃;e:120℃;f:140℃;g:160℃;h:180℃;i:200℃2.6.3 甲醇与氧气的共吸附图9为甲醇与氧气在400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上共吸附的DRIFTS 谱图㊂其中,3250和1650cm -1是反应产生的H 2O 的吸收峰㊂2950和2842cm -1处的吸收峰为生成物MF 和反应物甲醇的CH 3的对称及不对称振动吸收峰;1450和1407cm -1归属为MF 的δas (CH 3)㊁δa (CH 3)吸收;1196和1112cm -1分别为MF 的ν(CO)和γ(CH 3)吸收峰;在1014cm -1处观察到的峰是甲醇的ν(CO)吸收峰,由于反应产生的水及MF 的影响,其峰位置发生了一定程度的偏移,且ν(CO)的峰强度一直随着甲酸甲酯的产生而升高,随后又随着CO 2的特征峰2339和2368cm -1的产生而降低,这可能是由甲醇的过度氧化引起,同时也可能是由于甲酸甲酯在高温下发生分解而引起㊂在室温条件下,就有代表MF 的吸收峰产生,表明在低温条件下,Au⁃Pd /SiO 2催化剂上就发生了甲醇选择性氧化为MF 的反应,60℃后MF 的特征峰强度开始随着温度的升高而减小,说明MF 在高温下发生了反应㊂由以上的红外漫反射谱图信息推断,甲醇在Au⁃Pd /SiO 2催化剂上氧化为MF 的反应机理可能是遵循下列的过程[26]:2CH 3OH+O →2CH 3O+H 2O (1)CH 3O →HCHO+H(2)HCHO+CH 3O →HCOOCH 3+H (3)H+CH 3O →CH 3OH(4)2H+O →H 2O(5)HCOOCH 3+4O →2CO 2+2H 2O (6)CH 3OH+5O →2CO 2+2H 2O(7)首先,甲醇吸附于催化剂表面,随后分解为甲氧基(Eq.1),甲氧基中的C-H 键断裂生成甲醛和氢原子(Eq.2),甲醛进一步与活化的甲氧基反应生成产物MF (Eq.3),活化的甲氧基与H 又重新生成甲醇(Eq.3),反应过程中的H 与O 最后生成H 2O (Eq.4)㊂随着温度的升高,甲醇或者是MF 会被进一步氧化为CO 2(Eq.6&Eq.7)㊂甲醇在此催化剂上是通过甲氧基中间体生成MF 的㊂甲醇选择性氧化制MF 的反应需要催化剂具有一定的氧化性,但是催化剂的氧化性不可以太强,否则甲醇会深度氧化为其他副产物㊂双金属Au⁃Pd /SiO 2催化剂在低温下可以吸附氧,催化剂具有很好的低温活性,同时氧化产物易从其表面脱附,避免了产物的进一步氧化,因此,催化剂具有很好的MF 选择性㊂图9 400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2在不同温度下甲醇与氧气共吸附的DRIFTS Figure 9 DRIFT spectra of methanol adsorption in MeOH /O 2/Ar flow on Au⁃Pd /SiO 2(400℃)atdifferent temperaturesa:40℃;b:60℃;c:80℃;d:100℃;e:120℃;f:140℃;g:160℃;h:180℃;i:200℃3 结 论采用溶胶固定法制备了双金属负载型Au⁃Pd /SiO 2催化剂㊂在200~500℃,400℃焙烧的Au⁃Pd /SiO 2具有最好的低温反应活性,在室温下就对甲醇氧化为MF 的反应有活性,100℃时甲醇转化率为99 燃 料 化 学 学 报第40卷25.3%,MF 选择性为100%,转化率随着温度的升高而升高㊂甲醇在Au⁃Pd /SiO 2催化剂上氧化制MF 的反应副产物只有CO 2,使MF 非常容易从产物中分离出来㊂催化剂中活性组分Au 和Pd 的高分散性,合适的Au⁃Pd 粒径,Au⁃Pd 合金的形成以及Au 和Pd 之间强的相互作用力,有利于甲醇氧化为甲酸甲酯反应的进行㊂甲醇在Au⁃Pd /SiO 2催化剂上是通过甲氧基中间体形成甲酸甲酯的㊂参考文献[1] HUGHES M D ,XU Y J ,JENKINS P ,MCMORN P ,LANDON P ,ENACHE D I ,CARLEY A F ,ATTARD G A ,HUTCHINGS G J ,KINGF ,STITT E H ,JOHNSTON P ,GRIFFIN K ,KIELY C J.Tunable gold catalysts for selective hydrocarbon oxidation under mild conditions [J ].Nature ,2005,437(7062):1132⁃1135.[2] GEÂRARD E ,GOÈTZ H ,PELLEGRINI S ,CASTANET Y ,MORTREUX A.Epoxide⁃tertiary amine combinations as efficient catalysts formethanol carbonylation into methyl formate in the presence of carbon dioxide [J ].Appl Catal A ,1998,170(2):297⁃306.[3] LIU J L ,ZHAN E S ,CAI W J ,LI J ,SHEN W J.Methanol selective oxidation to methyl formate over ReO x /CeO 2catalysts [J ].Catal Lett ,2008,120(3/4):274⁃280.[4] AI M.The production of methyl formate by the vapor⁃phase oxidation of methanol [J ].J Catal ,1982,77(1):279⁃288.[5] BUSCA G ,AHMED S ,ELMI ,FORZATTI P.Mechanism of selective methanol oxidation over vanadium oxide⁃titanium oxide catalysts :AFT⁃IR and flow reactor study [J ].J Phys Chem ,1987,91(20):5263⁃5269.[6] ROYER S ,SÉCORDEL X ,BRANDHORST M ,DUMEIGNIL F ,CRISTOL S ,DUJARDIN C ,CAPRON M ,PAYEN E ,DUBOIS J.Amorphous oxide as a novel efficient catalyst for direct selective oxidation of methanol to dimethoxymethane [J ].Chem Commun ,2008,7(6):865⁃867.[7] WANG H ,ZHU H Q ,QIN Z F ,LIANG F X ,WANG G F ,WANG J G.Deactivation of a Au /CeO 2⁃Co 3O 4catalyst during CO preferentialoxidation in H 2⁃rich stream [J ].J Catal ,2009,264(2):154⁃162.[8] YI N ,SI R ,SALTSBURG H ,FLYTZANI⁃STEPHANOPOULOS M ,ENERGY ENVIRON.Active gold species on cerium oxide nanoshapesfor methanol steam reforming and the water gas shift reactions [J ].Energy Environ Sci ,2010,3(6):831⁃837.[9] HUTCHINGS G J.Nanocrystalline gold and gold palladium alloy catalysts for chemical synthesis [J ].Chem Commun ,2008,10(7):1148⁃1164.[10] WITTSTOCK A ,ZIELASEK V ,BIENER J ,FRIEND C.M ,BÄUMER M.Nanoporous gold catalysts for selective gas⁃phase oxidativecoupling of methanol at low temperature [J ].Science ,2010,327(5963):319⁃322.[11] LICHTENBERGER J ,LEE D ,IGLESIA E.Catalytic oxidation of methanol on Pd metal and oxide clusters at near⁃ambient temperatures [J ].Phys Chem Chem Phys ,2007,9(35):4902⁃4906.[12] KESAVAN L ,TIRUVALAM R ,RAHIM M A B ,SAIMAN M I B ,ENACHE D I ,JENKINS R L ,DIMITRATOS N ,LOPEZ⁃SANCHEZ JA ,TAYLOR S H ,KNIGHT D W ,KIELY C J ,HUTCHINGS G J.Solvent⁃free oxidation of primary carbon⁃hydrogen bonds in toluene using Au⁃Pd alloy nanoparticles [J ].Science ,331(6014):195⁃199.[13] TAN L F ,CHEN D ,LIU H Y ,TANG F Q.A silica nanorattle with a mesoporous shell :An ideal nanoreactor for the preparation of tunablegold cores [J ].Adv Mater ,2010,22(43):4885⁃4889.[14] XU J ,WHITE T ,LI P ,HE C H ,YU J G ,YUAN W K ,HAN Y F.Biphasic Pd⁃Au alloy catalyst for low⁃temperature CO oxidation [J ].JAm Chem Soc ,2010,132(30):10398⁃10406.[15] WANG A Q ,CHANG C M ,MOU C Y.Evolution of catalytic activity of Au⁃Ag bimetallic nanoparticles on mesoporous support for COoxidation [J ].J Phys Chem B ,2005,109(40):18860⁃18867.[16] LU C L ,PRASAD K S ,WU H L ,HO J A ,HUANG M H.Au nanocube⁃directed fabrication of Au⁃Pd core⁃shell nanocrystals withtetrahexahedral ,concave octahedral ,and octahedral structures and their electrocatalytic activity [J ].J Am Chem Soc ,2010,132(41):14546⁃14553.[17] XU J G ,WILSON A R ,RATHMELL A R ,HOWE J ,CHI M F ,WILEY B J.Synthesis and catalytic properties of Au⁃Pd nanoflowers [J ].Acs Nano ,2011,5(8):6119⁃6127.[18] WU M L ,CHEN D H ,HUANG T C.Synthesis of Au /Pd bimetallic nanoparticles in reverse micelles [J ].Langmuir ,2001,17(13):3877⁃3883.[19] HU J W ,ZHANG Y ,LI J F ,LIU Z ,REN B ,SUN S G ,TIAN Z Q ,LIAN T.Synthesis of Au @Pd core⁃shell nanoparticles withcontrollable size and their application in surface⁃enhanced raman spectroscopy [J ].Chem Phys Lett ,2005,408(4/6):354⁃359.[20] MULVANEY P ,GIERSIG M ,HENGLEIN A.Surface chemistry of colloidal gold :Deposition of lead and acompanying optical effects [J ].JPhys Chem ,1992,96(25):10419⁃10424.[21] LEE Y S ,JEONY Y S ,CHUNG Y D ,LIM K Y ,WHANG C N ,OH S J.Charge redistribution and electronic behavior in Pd⁃Au aloys [J ].J Korean Chem Soc ,2000,37(4):451⁃455.[22] PRITCHARD J ,KESAVAN L ,PICCININI M ,HE Q ,TIRUVALAM R ,DIMITRATOS N ,LOPEZ⁃SANCHEZ J A ,CARLEY A F ,EDWARDS J K ,KIELY C J ,AND HUTCHINGS G J.Direct synthesis of hydrogen peroxide and benzyl alcohol oxidation using Au⁃Pd catalysts prepared by sol immobilization [J ].Langmuir ,2010,26(21):16568⁃16577.[23] RASKÓJ ,BONTOVICS J ,SOLYMOSI F.FTIR study of the interaction of methanol with clean and potassium⁃doped Pd /SiO 2catalysts [J ].J Catal ,1994,146(1):22⁃33.[24] GRISELDA G C ,ADRIÁN L ,BONIVARDI A L ,BALTANÁS M A.FTIR study of the adsorption of methanol on clean and Ca⁃promotedPd /SiO 2catalysts [J ].J Catal ,2001,201(2):213⁃220.[25] LOCHARV.FT⁃IR study of methanol ,formaldehyde and methyl formate adsorption on the surface of Mo /Sn oxide catalyst [J ].Appl CatalA ,2006,309(1):33⁃36.[26] XU B Q ,LIU X Y ,HAUBRICH J ,MADIX R J ,FRIEND C M.Selectivity control in gold⁃mediated esterification of methanol [J ].AngewChem Int Ed ,2009,48(23):4206⁃4209.199第8期师瑞萍等:不同温度焙烧的Au⁃Pd /SiO 2催化剂上甲醇选择性氧化制备甲酸甲酯。

水溶液中相转化制备六方相三氧化钼及其电化学嵌锂性质

水溶液中相转化制备六方相三氧化钼及其电化学嵌锂性质

水溶液中相转化制备六方相三氧化钼及其电化学嵌锂性质宋继梅;胡媛;宋娟;郑化桂
【期刊名称】《安徽大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2007(032)002
【摘要】三氧化钼(MoO3)以三种常见的物相存在:正交相、六方相和单斜相,前者为热力学稳定相,后两者为热力学介稳相.相对于稳定的正交相MoO3,介稳的六方相MoO3较难制备.笔者采用对已商品化的正交相MoO3再次结晶的方法制得了纯六方相MoO3.通过透射电镜(TEM)观察可知产物为均匀的纳米棒.实验结果表明合成的六方相MoO3的首次放电容量比商品化的正交相MoO3高.六方相MoO3有望成为理想的锂离子电池阴极材料.
【总页数】4页(P75-78)
【作者】宋继梅;胡媛;宋娟;郑化桂
【作者单位】安徽大学,化学化工学院,安徽,合肥,230039;安徽大学,化学化工学院,安徽,合肥,230039;安徽大学,化学化工学院,安徽,合肥,230039;中国科学技术大学,化学系,安徽,合肥,230026
【正文语种】中文
【中图分类】O743.5
【相关文献】
1.层状化合物三氧化钼的制备及其电化学脱嵌锂性质研究 [J], 宋继梅;杨捷;宋娟;郑化桂
2.化学沉淀法制备六方相、正交相三氧化钼及其电化学性能 [J], 张万松;张文欣;钟寿仙;林春丹;张鹏
3.聚合物前驱体法制备立方相WO3薄膜的光电化学性质 [J], 李文章;李洁;王旋;张姝娟;陈启元
4.超声法制备六方相三氧化钼及其表征 [J], 张竹慧
5.水热合成法制备六方相三氧化钼(h-MoO_3)及其电化学性能 [J], 宫方方;李继文;魏世忠;徐流杰
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

浅谈石油加氢精制催化剂用高纯三氧化钼的制备原理及生产工艺

浅谈石油加氢精制催化剂用高纯三氧化钼的制备原理及生产工艺

浅谈石油加氢精制催化剂用高纯三氧化钼的制备原理及生产工艺马孝飞技术中心摘要:对催化剂用高纯三氧化钼的制备原理以及生产工艺做了简单的分析,提出了生产过程中需要解决和避免的问题。

关键词:热解、晶型、温度、通风、溶解Abstract :Of high purity molybdenum trioxide catalyst preparation principle and the production process to do a simple analysis, the production process need to address and avoid problems.Key words :pyrolysis, crystal, temperature, exhaust ,dissolved,一、前言金属钼是一种不可再生的矿产资源,我国钼资源储量居世界第二。

钼具有优异的性能,可应用于化工、钢铁、生物、电子、医药和农业等领域。

随着工业化水平的发展,钼的应用领域不断扩大。

其中钼系催化剂已在石油、医药等工业领域广泛应用。

钼系列催化剂的特点是:具有不易中毒,使用寿命长;在催化反应过程中具有很高的活性、好的选择性和机械强度;不仅可处理一般原油,而且对品质低劣的重质油也很有效。

因此,石油化工生产离不开催化剂,催化剂是炼油和石油化工技术的核心,在催化剂领域含钼催化剂占据着十分重要的地位,特别是石油加氢精制、加氢脱硫催化剂,需要在特定浸渍体系、浸渍条件下中具有高溶性的高纯三氧化钼(MoO3),其在催化剂中所占比例可达20%以上,因此三氧化钼(MoO3)其及其化合物是石油化工和化学工业中一类非常重要且用量较大的的原料,发挥着愈来愈重要的作用。

二、生产原理高纯三氧化钼可以分为两种,一种为催化剂用高纯三氧化钼,颜色为蓝灰色,另外一种为深加工用高纯三氧化钼,颜色为淡黄色。

制备方法主要体现在热分解温度的不同。

高纯三氧化钼可以利用热分解钼酸铵来制取,钼酸铵在空气中加热焙解,使钼酸铵失去结晶水和氨转变为三氧化钼。

水热合成法制备六方相三氧化钼(h—MoO3)及其电化学性能

水热合成法制备六方相三氧化钼(h—MoO3)及其电化学性能
( 1 . S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g,He n a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g yI Lu o y a n g 4 7 1 0 0 3 ,Ch i n a 2 .He n a n En g i n e e r i n g Re s e a r c h Ce n t e r f o r We a r o f Ma t e r i a l s I Lu o y a n g 4 7 1 0 0 3 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t : He x a go na l mo l y bd e nu m t r i ox i d e ha s be e n s y nt h e s i z e d b y us i ng hy dr o t he r ma l me t h—
第2 3 卷第 1 期
2 0 1 3年 2月
粉 末 冶 金 工பைடு நூலகம்业
P 0W DER M ETALLURG Y I NDU S TRY
Vo 1 . 2 3 No . 1
Fe b. 2O1 3
水热合成法制备六方相三氧化钼 ( h — Mo O 3 ) 及 其 电化 学 性 能
o d a n d( N H 4 ) 6 Mo 7 Oz 4 a s r a w ma t e r i a l s .Th e s t r u c t u r e a n d mo r p h o l o g y o f t h e s a mp l e s we r e
应 温度 1 7 0 ℃, 反应 时 间 2 5 h时可得 到 直径 2 ~4 m、 长度 1 5 ~2 0 g m 的六 角柱 状 三氧化 钼粉 体 。以六 方相 三氧化钼 作 为锂 电池正 极 活性 物 质 , 采 用 电池测 试 系统对 h — Mo O。的 电化 学性

六方相MoO3的制备及其光催化活性

六方相MoO3的制备及其光催化活性

六方相MoO3的制备及其光催化活性
梅雪峰;宋继梅;王红;高菲
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2011(039)012
【摘要】采用低温水热法制备了六方相三氧化钼,利用XRD,FT-IR,SEM,TG 等手段对产物进行了表征。

煅烧350℃后六方相三氧化钼发生相变变为正交相,
通过固体紫外-可见光谱测量两种物相样品的带隙能。

以合成产物为光催化剂,研
究其对亚甲基蓝染料的降解性能,六方相和正交相三氧化钼对亚甲基蓝的降解率分别为94.6%和81.2%,六方相光催化效果明显优于正交相。

【总页数】4页(P6-9)
【作者】梅雪峰;宋继梅;王红;高菲
【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039;安徽大学化学化工
学院,安徽合肥230039
【正文语种】中文
【相关文献】
1.硝酸辅助的六方相MoO3的制备及其光催化性质 [J], 宋继梅;梅雪峰;王红;高菲;赵绍娟;胡海琴
2.低温液相合成路线制备六方相MoO3纳米棒 [J], 杨保俊;周阿洋;柴多里;王磊;周涛
3.WO3中单斜相/六方相异相结的构建及提高光催化降解罗丹明B活性 [J], 卢圆
圆;刘果;张静;冯兆池;李灿;李智
4.静电纺丝法制备的V2O5/MoO3复合光催化剂的表征及其光催化降解邻苯二甲酸二甲酯活性 [J], 揣宏媛;周德凤;朱晓飞;李朝辉;黄唯平
5.增强可见光催化活性的Z型MoO3/Bi2O4复合光催化剂的制备 [J], 江天贵; 王楷; 郭婷; 吴晓勇; 张高科
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

亚稳六方相三氧化钨的液相合成及其性能研究

亚稳六方相三氧化钨的液相合成及其性能研究

亚稳六方相三氧化钨的液相合成及其性能研究无机纳米材料的研究和应用对社会的发展意义重大,以三氧化钨(WO3)为基体的无机材料因其独特的结构和性能引起了广泛的关注和研究。

本文主要采用条件温和,工艺简单的液相沉淀法,合成了一系列亚稳六方相三氧化钨纳米材料,并对其光致变色性能和光催化降解性能进行了探索研究,具体内容如下:1.在900C 下,通过常压下简单的水溶液法成功合成出由一维纳米单元组装而成的类球状亚稳六方相WO3 (h-WO3)分级结构。

合成过程中分别考察了酸量、反应时间、阳离子、表面活性剂、PVP用量及链长对样品的形貌及其相态的影响。

结果表明:酸量对样品的最终相态起到了至关重要的作用,在溶液pH=1-1.5(即WO42-/H+的摩尔比为1:2~1:2.25)范围内可得到纯h-WO3样品。

突破了h-WO3的合成需要高温高压这一难题,并对有机分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的作用机理进行了深入探讨。

在反应体系中,PVP分子在H+的进攻下,迅速质子化成为带正电的离子,PVP正离子与带负电的WO42-快速结合,在动力学驱动下快速形成亚稳相h-WO3晶核。

作为软模板的PVP分子在溶液中发生卷曲,促使样品形成了类球状的h-WO3分级结构。

对合成出的亚稳相h-WO3分级结构进行了光致变色性能测试,样品在可见光下展现了优异的可逆变色性能。

此工作对温和条件下亚稳相材料的合成及应用提供了新思路。

2.以钨酸钙、钨酸钡等为前驱体模板,用自牺牲模板法合成出球形亚稳h-WO3中空结构。

通过调节溶液中盐酸的量、酸的加入方式、前驱体的晶化程度及种类等因素实现了对产物形貌及相态的可控合成。

结果表明:前驱体模板的溶度积常数对模板形貌能否遗传具有至关重要的作用,控制模板的晶化程度及模板向产物的转变速度,能够获得形貌完整的中空结构WO3。

对样品进行了可见光、紫外光的光致变色性能和催化降解有机物的性能考察,亚稳相h-WO3中空结构的光致变色性能和降解性能均优于正交相WO3 (o-WO3)中空结构。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
oxidation reaction of m ethanol to ̄ rma ldehyde.Results indicated t h at t h e relatively pure hexagonal M oO3 cata lysts conf irm ed by XRD,FI'一IR,XPS,and Raman spectroscopy can be obtmned at a hydrothermal reaction temperature of 60-120℃ and a calcination temperature of 150-350 oC ,respectively,and t h e resulting h-M oO3 presented a morphology of hexa—pr ism with a diameter from I to 10 micrometer and a slenderness ratio of 5 ̄10.T h e synthesized h-MoO3 catalysts exhibited rather high low temperature reactivity for methanol oxidation to form aldehyde. Key words:hydrother m al synthesis;h-MoO3;methanol;select ive oxidation;formaldehyde
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘 要 :以钼 酸 为 原 料 .调 节 钼 酸 溶 液 pH 然 后 进 行 水 热 反 应 ,将 沉 淀 焙 烧 处 理 ,制 得 了 非 担 载 的 六 方 相 三 氧 化 钼 催 化 剂 。通 过 x 射 线 衍 射 (XRD)、扫 描 电镜 (SEM)、红 外 光 谱 (FTr—IR)、拉 曼 (Raman)光 谱 、x 射 线 光 电 子 能 谱 (XPS)、氢 气 程 序 升 温 还 原 (H2-TPR)g ̄ 氧 化 钼 催 化 剂 的 理化 性质 进行 表 征 ,通 过 甲醇 选 择 性 氧 化 生 成 甲醛 反 应 评 价催 化 剂 的催 化 活 性 。结 果 表 明 :在水 热 温 度 为 60~120℃、焙 烧 温 度 为 150 350 oC条件 下 ,制 得 了六 方 相 三 氧 化 钼 , 该 结果 被 XRD、FT—IR、XPS和 Raman光 谱 所 证 实 。 制 得 的 六 方 相 三 氧 化 钼 呈 六 棱 柱 形 ,直径 为 1~10 m、长径 比 为 5 10 制 得 的六 方 相 三 氧 化 钼 催 化 剂对 甲醇 选 择 性 氧 化 表 现 出 一定 的 活性
electron microscopy(SEM),Four ier transform infrared spectroscopy(FT—IR),H2 temperature pr ogrammed reduct ion(H2— 1'PR),X—ray photoelectron spectroscopy(XPS),and Raman spectroscopy.The catalyst S activity was evalued by the selective
Shi Guojun。,Xu Ergang ,Chen Binbin ,Shen Jianyi
(1.School ofChemistryandChemicalEngineedng,YangzhouUnwenity,Yangzhou 225002,China; 2.Schoolof Chemistry& Chemi ca lEngineering,NanjingUniversity)
关 键 词 :水 热 合 成 ;六 方相 三氧 化 钼 ;甲 醇 ;选 择性 氧化 ;甲醛 中 图分 类 号 :TQ136.12 文 献标 识 码 :A 文章 编号 :1006—4990(2016)03—0077—06
Synthesis of hexagonal M oO3 catalysts for selective oxidation of m ethanol to form aldehyde
A bstract:M etastable hexagonal m olybdenum trioxide was successfully synthesized using molybdic acid as precursor via a facile hydrothermal treatment followed by calcination.The products were characterized X —ray difraction(XRD),scanning
第 48卷 第 3期 2016年 3月
无 机 盐 工 业 INORGA NIC CH EM ICALS INDUSTRY
Vo1.48 No.3 M ar.,2016
方 ’
/ \












甲醇 选 择 性 氧 化 性 能水
石 国 军 ,许 二 岗 ,陈 宾 宾 。沈 俭 一 (1.扬 州 大 学 化 学 化 工 学 院 ,江 苏 扬 州 225002;2.南 京 大 学化 学化 工 学 院 )
过 渡金 属氧化 物 由于具 有独特 的结 构 和理化 性 质 而受 到越来 越多 的关 注 三氧化 钼作 为过 渡金 属 氧 化物 的一种 [1].由于其 独特 的性质 而被广 泛应用 于 多 相催 化 反应 [ 、光致 变 色材 料 I3]、电致 变 色材 料 【4]、 热致 变 色材 料 …、磁 性 材料 [s-、可充 电的锂 电池 、太 阳能 电池 7_、气 体传感 器 [s-、抗 菌剂 [ ]等方 面 。三 氧化 钼 主要 以三种 物相 存在 .包 括热力 学稳 定 的正交 相 ( 一MoO ) ]、亚 稳态 的单 斜相 (口一MoO ) “]和 六方 相 ( 一MoO ) ]。 一 般 认 为 [MoO6]正 八 面 体 是 所 有
相关文档
最新文档