层状双金属氢氧化物（LDHs）具有层内离子可变、层间阴离子可交换以及反应表面较大的特点，因而表现出优异的电催化析氢和析氧性能。此外，基于LDHs的衍生物能够实现催化剂材料的多功能化和性能的增强，使其在众多领域均表现出显著的优势和良好的应用前景。系统分析了LDHs层板结构的可调变性、可剥层及组装性、结构记忆效应等性质，以及剥层法、共沉淀法和水热合成法等LDHs高效电催化剂的常用制备方法，综述了LDHs及其复合衍生物在电解水析氧反应、析氢反应、乙醇电催化氧化反应、氧还原反应等电催化领域的应用研究，并对LDHs所涉及的问题和解决方案进行了分析及展望。
钴基催化剂活化过一硫酸盐（PMS）具有催化活性高、操作简便、易回收和成本较低等优点，因此近年来在高级氧化技术领域备受关注。综述了钴基催化剂的典型合成方法，包括固相法、气相法和液相法等；介绍了用于活化PMS的钴基催化剂的类型，包括具有特殊形貌的钴氧化物、负载型钴氧化物和钴基复合金属氧化物；阐述了钴基催化剂活化PMS在环境修复中降解有机染料、内分泌干扰物以及药物和个人护理品的研究进展；总结了目前钴基催化剂活化PMS存在的一些不足，并对该领域今后的研究提出了展望。
大气中CO2质量分数于2021年创下历史新高（414.7
采用原位水热法、离子交换法、浸渍法制备了系列Y沸石包覆Ru金属催化剂，讨论了采用原位水热法合成过程中Ru金属的添加顺序及不同合成方法对沸石物性及催化性能的影响；采用XRD、XRF和SEM等方法表征了沸石的组成和结构性质；采用H2?TPR、H2?TPD、TEM、CO?IR和XPS等表征方法表征了沸石中Ru金属的存在状态；采用NH3?TPD和Py?IR表征了沸石的酸性质。结果表明，Ru金属的添加顺序对原位水热法合成的沸石影响较小；原位水热法合成的沸石包覆金属效果最好；在异丁烷异构化制正丁烷的反应中，所得Ru@HY?Si具有最高的异丁烷转化率及正丁烷选择性，在反应温度为673 K、质量空速为4 h-1时催化活性最佳。
二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes），因具有高效的吸附催化性能、较宽的光吸收范围和良好的导电性等优点，已成为具有广泛应用前景的明星材料。掺杂Ni原子的Nb2C材料具有优异的光催化性能，为了探索Ni掺杂Nb2C提高光催化性能的内在机制，基于密度泛函理论（DFT），研究了Nb2C及其Ni功能化形式（即Ni?Nb2C）的电子结构性质及其对CO2气体分子的吸附性能。结果表明，Nb单原子被Ni单原子取代，导致Ni原子周围的电荷密度增加和基底电荷密度的再分配，从而改善了光催化CO2的电子环境，提高了对CO2气体的光催化性能。
催化热解是木质素资源化利用的一种有效途径。采用溶剂热法合成三元金属?有机框架（MOF）前驱体，通过焙烧调控制得钙钛矿Ca1?x Nd x CoO3（CNC?x），考察了其催化甘蔗渣木质素（BL）热解性能和再生性能，分析了气液相产物组成分布规律。结果表明，800 ℃焙烧制得的CNC?0.3表现出良好的催化BL热解性能，在温度为200~500 ℃时，热解活化能由64.24 kJ/mol降低至58.92 kJ/mol；与BL热解相比，气相产物收率降低，固相产物收率增加，液相产物收率由15.11%提高至17.94%；液相产物主要包括苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、苯醚类等芳香基含氧化合物，芳香基含氧化合物的总选择性比纯BL热解时提高了11.0%；经过5次循环再生，CNC?0.3仍具有良好的结构和催化稳定性。
以六水合硝酸镍（Ni(NO3)2·6H2O）为镍源、六水合硝酸钴（Co(NO3)2·6H2O）为钴源、尿素为沉淀剂，采用水热法制备NiCo2O4纳米棒，然后浸渍还原RuCl3，得到了NiCo2O4/Ru复合催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试技术，对复合催化剂的物相、形貌进行了表征。通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试手段，对催化剂的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的催化性能进行了研究。将NiCo2O4/Ru复合催化剂作为正极组装锌空电池，使用蓝电电池测试仪评价了其开路电压、充放电性能和循环稳定性等指标。结果表明，NiCo2O4/Ru复合催化剂在电流密度为10.0 mA/cm2时，析氧过电位为420 mV，氧还原半波电位为0.77 V，且具有较高的ORR/OER双功能催化活性；由NiCo2O4/Ru复合催化剂组装的锌空电池开路电压为1.37 V，峰值功率密度为143 mW/cm2，且能稳定循环50 h。
以γ?Al2O3为载体、Ni为活性组元，通过引入助剂Mo改善Ni系催化剂金属分散度，制得NiMo/γ?Al2O3催化剂（NiMo系催化剂）。采用BET、XRD、H2?TPD、H2?TPR、透射电镜等多种表征手段对催化剂进行了物性表征，并利用加氢装置对催化剂性能进行评价，考察了金属分散度对催化剂催化活性的影响。结果表明，Mo的引入可有效减弱Ni与载体的相互作用，H2?TPR谱图低温还原峰明显前移，峰强度增强，催化剂活性比表面积由0.7 m2/g增加到15.3~16.1m2/g，金属分散度由0.80%提高到18.59%，增加了催化剂表面金属活性中心数量，提高了催化剂表面金属分散度；在相同的工艺条件下处理催化裂化重汽油，NiMo系催化剂较Ni系催化剂脱硫率提高了15.7%，烯烃饱和率提高了4.9%，脱硫选择性降低了3.4%。由此可见，NiMo系催化剂兼具较好的脱硫性能和脱硫选择性。
为解决钯（Pd）催化剂在选择性加氢中对目标产物选择性差的问题，添加第二金属M（M为Mn、Fe、Co、Ni），通过简单共还原法合成了PdM/C双金属合金催化剂；以3?硝基苯乙烯为模型分子，以H2作为氢源，研究了第二金属对Pd基催化剂选择性加氢性能的影响规律；采用XRD、TEM、气相色谱等方法对Pd基催化剂进行了表征与测试。结果表明，以纯Pd/C为催化剂，3?硝基苯乙烯加氢反应1.5 h，其转化率为100%，3?硝基苯乙烷的选择性仅为29%，过度加氢产物3?氨基苯乙烷的选择性为71%；引入第二金属后，PdM/C对3?硝基苯乙烷的选择性提升到75%~100%。其中，PdFe/C能将3?硝基苯乙烯完全加氢转化成3?硝基苯乙烷，且反应10次后，3?硝基苯乙烯的转化率仍保持在100%，3?硝基苯乙烷的选择性为99%，能够有效地避免过度氢化，实现3?硝基苯乙烯选择性加氢制备3?硝基苯乙烷。
网站版权 © 2021《石油化工高等学校学报》编辑部
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发