音像负载型金属催化剂制备及应用李兴发

章 负载型金属催化剂概述 001

1.1 负载型金属催化剂的起源 001

1.2 负载型金属催化剂的特点 002

1.3 负载型金属催化剂的作用机理 002

1.4 负载型金属催化剂的应用 003

参考文献 004



第2章 负载型金属催化剂的制备 005

2.1 负载型金属催化剂制备简介 005

2.2 负载型金属催化剂常用载体 005

2.2.1 氧化铝 006

2.2.2 二氧化硅 007

2.. 二氧化钛 008

2.2.4 黏土 009

2.2.5 沸石 010

2.2.6 介孔硅材料 012

2.2.7 金属有机框架 013

2.2.8 碳材料 014

. 负载型金属催化剂的制备 018

..1 浸渍法 018

..2 沉淀法 019

.. 水热法 020

..4 原位法 021

..5 溶胶-凝聚法 021

.. 化学气相沉积法 021

.. 固相析出法 021

2.4 负载型金属催化剂制备方法的改进 022

2.4.1 配体络合法 022

2.4.2 溶剂化金属原子浸渍法 0

2.4.3 超临界流体法 0

2.4.4 微波辐法 024

参考文献 024



第3章 缓冲溶液法制备负载型金属催化剂 027

3.1 缓冲溶液制备法的提出 027

3.2 酸式缓冲溶液法制备催化剂 027

3.2.1 酸式缓冲溶液制备催化剂的过程 027

3.2.2 酸式缓冲溶液制备催化剂的表征 028

3.. 酸式缓冲溶液制备催化剂的能 029

3.2.4 酸式缓冲溶液制备催化剂的机制 032

3.3 碱式缓冲溶液法制备催化剂 034

3.3.1 碱式缓冲溶液制备催化剂的意义 034

3.3.2 碱式缓冲溶液制备催化剂的方法 034

3.3.3 碱式缓冲溶液制备催化剂的能 034

3.3.4 碱式缓冲溶液制备催化剂的表征 036

3.3.5 碱式缓冲溶液制备催化剂的能 037

3.3.6 碱式缓冲溶液制备催化剂的机理 040

3.4 缓冲溶液法制备催化剂的前景 043

参考文献 044



第4章 负载型金属催化剂在化工方面的应用 047

4.1 概述 047

4.2 负载型金属催化剂的主要应用 047

4.2.1 费托合成 047

4.2.2 催化加氢 049

4.. 生物质转化 050

4.2.4 甲烷重整 050

4.2.5 CO氧化 051

4.2.6 燃料电池 051

4.2.7 氢能储存 052

4.2.8 VOCs去除 053

参考文献 054



第5章 负载型金属催化剂在高级氧化方面的应用 055

5.1 高级氧化技术 055

5.2 负载型金属催化剂在湿式高级氧化方面的应用 055

5.2.1 湿式氧化技术 055

5.2.2 负载型金属催化剂在湿式氧化方面的应用 056

5.3 负载型金属催化剂在芬顿高级氧化方面的应用 057

5.3.1 芬顿氧化技术 057

5.3.2 负载型金属催化剂在芬顿氧化方面的应用 058

5.4 负载型金属催化剂在臭氧高级氧化方面的应用 059

5.4.1 臭氧氧化技术 059

5.4.2 负载型金属催化剂在臭氧氧化方面的应用 060

5.5 负载型金属催化剂在光催化高级氧化方面的应用 061

5.5.1 光催化氧化技术 061

5.5.2 负载型金属催化剂在光催化氧化方面的应用 062

5.6 负载型金属催化剂在过硫酸盐高级氧化方面的应用 063

5.6.1 过硫酸盐氧化技术 063

5.6.2 负载型金属催化剂在过硫酸盐氧化方面的应用 064

5.7 负载型金属催化剂在高级氧化方面的改进 064

5.7.1 催化剂物理结构的改变 064

5.7.2 特定活组分的形成 066

5.7.3 多金属的协同作用 067

5.7.4 拓宽适用pH 范围 068

5.7.5 提高氧化剂利用率 070

参考文献 072



第6章 负载型金属催化剂在提高氧化剂利用率上的应用 077

6.1 提高氧化剂利用率研究的必要 077

6.2 提高氧化剂利用率催化剂的研究实例 077

6.2.1 提高氧化剂利用率催化剂的制备 077

6.2.2 提高氧化剂利用率催化剂的能 078

6.. 提高氧化剂利用率催化剂的物理结构 080

6.2.4 提高氧化剂利用率催化剂的化学组成 084

6.2.5 制备条件对催化活的影响 088

6.2.6 反应条件对催化效率的影响 091

6.2.7 反应体系氧化剂利用率的计算与评估 093

6.2.8 提高氧化剂利用率催化剂的重复利用 095

6.2.9 提高氧化剂利用率催化剂的作用机制 097

参考文献 099



第7章 负载型金属催化剂在原位产生H2O2中的应用 105

7.1 原位产生H2O2的研究意义 105

7.2 原位产生H2O2催化剂的研究实例 106

7.2.1 原位产生H2O2催化剂的制备 106

7.2.2 原位产生H2O2催化剂的结构 106

7.. 原位产生H2O2催化剂的能 113

7.2.4 原位产生H2O2催化剂的稳定 116

7.2.5 原位产生H2O2催化剂的作用机理 116

参考文献 119



第8章 负载型金属催化剂在反应pH拓展上的应用 1

8.1 反应pH拓展的必要 1

8.2 反应pH拓展催化剂的设计实例 1

8.2.1 反应pH拓展催化剂的设计 1

8.2.2 反应pH拓展催化剂的制备 124

8.. 反应pH拓展催化剂的表征 124

8.2.4 反应pH拓展催化剂的活 131

8.2.5 反应pH拓展催化剂的稳定 133

8.3 反应pH拓展催化剂的作用机制 134

8.3.1 反应pH拓展催化剂的协同机制 134

8.3.2 反应pH拓展催化剂的转移机制 135

参考文献 138



第9章 负载型金属催化剂在苯酚降解中的应用 141

9.1 苯酚及其危害 141

9.2 苯酚降解中负载型金属催化剂的应用 141

9.3 影响负载型金属催化剂降解苯酚的因素 143

9.3.1 负载元素对苯酚降解的影响 143

9.3.2 催化剂浓度对苯酚降解的影响 144

9.3.3 氧化剂浓度对苯酚降解的影响 145

9.3.4 温度对苯酚降解的影响 145

9.3.5 初始pH值对苯酚降解的影响 146

9.3.6 无机离子对苯酚降解的影响 147

9.4 负载型金属催化剂降解苯酚的机理 148

9.5 负载型金属催化剂降解苯酚的重复利用能 149

参考文献 150



0章 负载型金属催化剂在过硫酸盐催化中的应用 152

10.1 过硫酸盐催化技术简介 152

10.2 过硫酸盐活化催化剂的研究实例 153

10.2.1 过硫酸盐活化催化剂的制备 153

10.2.2 过硫酸盐活化催化剂的表征 154

10.. 过硫酸盐活化催化剂的能 157

10.2.4 Al对过硫酸盐活化催化剂的影响 157

10.2.5 焙烧温度对过硫酸盐活化催化剂的影响 159

10.2.6 催化剂浓度对过硫酸盐催化效率的影响 162

10.2.7 氧化剂浓度对过硫酸盐催化效率的影响 163

10.2.8 溶液pH值对过硫酸盐催化效率的影响 164

10.2.9 无机盐对过硫酸盐催化效率的影响 167

10.2.10 负载型金属催化剂在过硫酸盐活化中的作用机制 168

参考文献 170



1章 负载型金属催化剂的失活及 172

11.1 负载型金属催化剂的失活 172

11.1.1 催化剂的失活 172

11.1.2 负载型金属催化剂失活机制 172

11.2 负载型金属催化剂的保护 177

11.2.1 预防中毒 177

11.2.2 防止烧结 178

11.. 机械能 178

11.3 负载型金属催化剂的 179

11.3.1 清洗 179

11.3.2 焙烧 180

11.4 案例分析 180

11.4.1 案例1：负载型金属催化剂失活 180

11.4.2 案例2：负载型金属催化剂 183

参考文献 184



2章 负载型金属催化剂的替代 186

12.1 负载型金属催化剂替代简介 186

12.2 负载型金属催化剂替代的研究实例 187

12.2.1 负载型金属催化剂替代物的制备过程 188

12.2.2 负载型金属催化剂替代物的表征 188

12.. 负载型金属催化剂替代物的催化活 191

12.2.4 制备条件对催化活的影响 192

12.2.5 反应条件对催化活的影响 195

12.2.6 活氧物种的鉴定 197

12.2.7 反应体系的适用 200

12.2.8 负载型金属催化剂替代物的作用机理 203

12.2.9 负载型金属催化剂替代物作用机制差异 205

参考文献 207

李兴发，太原理工大学，讲师，作者自2008年起从事环境催化材料的制备方面的研究工作，对催化剂的制备、催化剂的表征和检测方法以及污染物分析检测方法具备丰富的知识背景和研究基础。目前，承担和参与6项和省部级相关研究课题。申请者在工作中积累了丰富的运行经验，也对催化剂的制备和水处理污染物的降解中存在的问题和相应的解决方案有了一定的认知和明晰。相关主要研究成果发表SCI7篇，核心期刊3篇。

一本书读懂负载型金属催化剂的起源、制备、表征及应用。着重从水处理的角度出发，阐述了载体、金属、负载方法等方面对于催化活的影响，提供了制备高效、经济且易分离催化剂的理论依据和应用范例。在实例研究时，以催化反应体系中现存问题为切入点，以负载型催化剂为支撑，研究并论了载体类型、金属相态、载体与金属之间的相互作用、制备方法等因素如何影响催化反应中体系的pH适用范围、氧化剂利用率、催化剂重复利用以反应的安全，为关领域催化体系构建、负载型金属催化剂的制备、表征分析、机理的研究以及在高级氧化中的应用提供借鉴。

本书分负载型金属催化剂的介绍、制备及应用三大部分，共12章，主要介绍了负载型金属催化剂的起源、特点及作用机理；负载型金属催化剂的制备，包括载体的选择、制备方法的选择及制备方法的创新等；分别讨论了负载型金属催化剂在化工生产和环境保护方面的应用，提供了制备高效、经济且易分离催化剂的理论依据和应用案例。其中，在应用部分以催化反应体系中现存问题为切入点，以负载型催化剂为支撑，研究并论了载体类型、金属相态、载体与金属之间的相互作用、制备方法等因素如何影响催化反应中体系的催化效率、氧化剂利用率、催化剂重复利用以反应的安全；后讨论了负载型金属催化剂的失活、及替代等内容。

本书具有较强的技术应用和针对，可供从事负载型金属催化剂研究、制备及应用领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、化学工程、材料科学与工程及相关专业师生参阅。

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