田鹏飞
- 作品数：12 被引量：49H指数：5
- 供职机构：华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金高等学校学科创新引智计划更多>>
- 相关领域：理学环境科学与工程化学工程更多>>
- H2和O2在钯基催化剂上直接合成H2O2的实验及理论研究
- 过氧化氢(H2O2）是最重要的绿色氧化剂之一,目前其工业生产方法主要为蒽醌法,蒽醌法不仅有成本高、工艺复杂及产生有毒副产物带来环境污染等问题,而且其需要大规模生产才具有经济性,而很多领域仅需要小量或低浓度H2O2.
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- Pd(111),Pd(100)及Pd(110)表面H_2和O_2直接合成H_2O_2的密度泛函理论研究被引量：11
- 2013年
- 采用周期性密度泛函理论研究了H2和O2在Pd(111),Pd(100)及Pd(110)表面上直接合成H2O2的反应机理,对反应的主要基元步骤进行了计算和分析.结果表明,Pd(111)表面对H2O2直接合成的催化选择性最好,表面原子密度较低的Pd(100)表面和Pd(110)表面上含有O–O键的表面物种解离严重,不利于H2O2的生成.H2O2的选择性与含有O–O键表面物种的O–O键能和表面物种的结合能有关.含有O–O键的表面物种在表面的结合能越大,越容易发生解离,不利于形成H2O2.
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- 关键词：钯过氧化氢密度泛函理论
- Sb对Pd基催化剂用于常压直接合成H_2O_2的促进效应（英文）被引量：9
- 2018年
- H_2O_2作为一种高效绿色氧化剂,广泛应用于造纸、纺织、水处理等工业领域.目前蒽醌法是工业上生产H_2O_2的主要方法,相比之下,利用H_2和O_2直接合成H_2O_2,能耗低,污染小,适合与下游工艺技术进行耦合.而缺乏高性能催化剂是制约直接法合成H_2O_2工业化的主要原因.本文通过浸渍法制备了一系列负载型Pd-Sb/TiO_2双金属催化剂,并用于常压下H_2O_2直接催化合成反应.利用透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),H_2/O_2程序升温脱附(H_2/O_2-TPD),X射线衍射(XRD),原位CO吸附的傅里叶变换漫反射红外光谱(CO-DRIFTS)等手段对催化剂的电子和几何结构进行解析,深入研究了助剂Sb对该体系的促进作用.结果显示,与单金属Pd催化剂相比,适量金属Sb的加入有效提高了催化性能,抑制了副反应的发生.当Pd/Sb摩尔比为50/1(Pd50Sb)时,H_2O_2的选择性高达73%;但是当Pd/Sb为2时,催化剂对生成H_2O_2几乎没有活性.TEM和XRD证明,Sb的加入显著促进了Pd颗粒在载体TiO_2上的分散.XPS和H_2-TPD实验,发现,Sb改变了催化剂表面Pd^(2+)/Pd0的比例,抑制了金属Pd的氧化;同时,Sb主要以氧化态存在,在催化剂表面形成Sb_2O_3氧化层,覆盖表面的Pd活性位,从而抑制了反应中H_2在催化剂表面的活化以及H_2O_2加氢副反应的发生.O_2-TPD结果表明,随着Sb的加入,O_2的脱附峰明显减弱,表明Pd-Sb/TiO_2不利于O_2的解离吸附.此外,原位CO-DRIFTS实验结果表明,Sb均匀分布在Pd-Sb催化剂表面,致使有利于生成H_2O的连续Pd活性位明显减少,而有利于合成H_2O_2的单个Pd原子活性位明显增加.总的来说,Sb对Pd表面起到了显著的修饰作用,提高了催化剂表面O_2的非解离活化,从而促进了H_2O_2的高选择性合成.但是过量Sb的加入会抑制催化剂对H_2的活化作用,致使催化剂活性下降。
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- 关键词：双金属催化剂过氧化氢钯锑
- 羟基磷灰石负载钯催化剂用于H_2和O_2直接合成H_2O_2的动力学被引量：5
- 2014年
- H2和O2直接合成H2O2过程绿色环保,反应具有原子经济性,是最有潜力的H2O2合成新方法之一。采用等量浸渍法,将Pd负载于羟基磷灰石(HAp)载体上,得到了高分散的Pd/HAp纳米催化剂,Pd平均粒径2.5 nm。运用幂指数模型,研究该催化剂在H2O2加氢及H2和O2直接合成反应中的动力学,计算得到H2O2加氢、H2O2和H2O的生成反应的表观活化能及O2、H2表观反应级数。结果表明低温及高O2分压有利于H2O2的生成,而高H2分压则有利于H2O的生成。
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- 关键词：羟基磷灰石催化剂动力学
- 工业有机废水深度处理:非均相Fenton催化剂研究进展被引量：16
- 2021年
- 在众多水处理技术中,Fenton法能产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH),被认为是处理水中难生物降解有机污染物的有效方法。但是,传统的均相Fenton技术存在响应pH范围窄、催化剂活性组分不易回收分离、产生的铁泥会造成二次污染等问题,而非均相Fenton技术则可有效克服上述缺陷并具有良好工业应用前景。本文评述了Fenton反应,尤其是非均相Fenton技术近年来的发展情况,主要综述了其反应机理、反应活性的影响因素以及非均相Fenton催化剂研究现状。重点结合构-效关系、合成方法与反应机制探讨了国内外铁基与非铁基金属催化剂与碳基催化剂的发展进程以及其对于难降解有机物的处理效果。并总结了双氧水利用率、催化剂稳定性、反应的控速环节对非均相Fenton催化剂体系应用的影响与限制,为进一步改进催化剂的设计与制备方法提供了思路。
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- 关键词：自由基废水
- Ag表面乙醇选择性催化氧化的密度泛函理论研究
- 2019年
- 采用密度泛函理论计算对Ag(111)和Ag(211)表面乙醇催化氧化过程进行了系统性研究。研究发现原子氧物种是常温下乙醇氧化的关键中间体。在表面原子氧物种辅助下,乙醇O—H键和α-C—H键依次断裂,生成乙氧基中间体和乙醛产物(活化能(Ea)<38.0kJ/mol)。乙醛随后与表面原子氧和羟基氧物种作用,导致CCOO(在Ag(111)表面发生CCOO→C+CO2)和CH2COO(在Ag(211)表面发生CH2COO→CH2+CO2)中间体C—C键断裂生成CO2,该过程是速率控制步骤(Ea>95.5kJ/mol)。计算结果表明乙醇在Ag表面催化氧化过程为结构敏感反应,降低表面缺陷位数量可提高产物中乙醛选择性。
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- 关键词：分子模拟银催化部分氧化
- 动态现场原位(operando)表征技术在多相催化反应中的应用与进展被引量：3
- 2019年
- 动态现场原位(operando)表征是在接近过程工业反应条件下,揭示催化反应机理及工业催化剂结构演变的新兴动态结构解析技术。本文综述了operando表征技术在多相催化反应中的应用及发展趋势,从operando红外、operando拉曼、operando X射线衍射、operando穆斯堡尔谱、operando X射线吸收谱及operando X射线光电子能谱6个方面概述了operando技术的最新进展。此外,还介绍了正在兴起的operando联用技术,该技术综合多种operando技术为一体,能够在反应过程中对催化剂的结构全貌进行深度表征,实现工业催化剂的理性设计,将成为未来多相催化研究的重要手段。然而,目前operando技术的时间分辨率和空间分辨率仍需进一步提升,其巨大潜力依然有待开发。
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- 关键词：催化原位表征
- H2和O2在钯基催化剂上直接合成H2O2的密度泛函理论研究
- 过氧化氢(H2O2)是一种重要的化学品,其作为一种环境友好型的氧化剂被广泛用于污水处理、造纸、纺织及精细化工等领域.目前,工业上生产H2O2的方法主要为蒽醌氧化法,该方法工艺复杂,成本高,安全性低,还会产生大量有毒的副产...
- 田鹏飞欧阳李科敖灿徐晶韩一帆
- 关键词：过氧化氢钯密度泛函理论氢气
- 基于活性氧物种发生与调控的水污染控制环境催化体系
- 自然界和生物体内的氧代谢关系着环境污染物的固定与迁移,过程中活性氧物种的发生与调控关系则决定了氧代谢的路径和效率.构筑用于强化治理的环境催化体系理应从大自然中汲取经验.我们以催化活化分子氧、过氧化氢过程中活性氧物种的发生...
- 杨雪晶田鹏飞王金岭韩一帆汪华林
- 钯基催化剂用于常温常压直接法合成过氧化氢的研究
- 过氧化氢(H2O2)是一种重要的化学品,工业用途广泛.目前,H2O2的生产主要采用蒽醌自然氧化法,该过程存在生产成本高、环境污染、工艺复杂等缺点.催化氢气氧气直接合成H2O2被认为是最有潜力的替代路线之一,具有工艺简单、...
- 欧阳李科敖灿田鹏飞徐晶韩一帆
- 关键词：过氧化氢
