BaO对蒽醌氢化制过氧化氢Pd/Al2O3催化剂性能的影响

采用湿浸渍法制备了用于蒽醌氢化生产H2O2的含BaO的Pd/δ,θ-Al2O3系列催化剂,利用X射线衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、氢-氧滴定和电子探针等技术手段考察了不同BaO含量对Pd/δ,θ-Al2O3催化剂性能的影响.结果表明,适量BaO的添加能抑制Al2O3的高温烧结,增大载体的比表面积,提高催化剂上金属Pd的分散度,减小Pd层厚度以及提高催化剂表面的Pd浓度,从而提高了催化剂的氢化活性.在钯负载量相同时,添加3%的BaO可使催化剂的活性提高25%左右.     

La2O3对Pd/Al2O3催化蒽醌氢化制H2O2性能的影响

 采用湿浸法制备了用于蒽醌氢化制H2O2的La2O3促进的Pd/Al2O3催化剂,并考察了不同La2O3含量对催化性能的影响. 采用XRD,N2物理吸附,CO2-TPD,H2-O2滴定和电子探针等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,加入适量的La2O3能够抑制高温焙烧时Al2O3晶粒的长大,增大催化剂的比表面积,提高金属Pd的分散度,增强载体表面碱性,提高催化剂表面的Pd浓度,减小Pd层厚度,从而提高催化剂的氢化活性. 加入La2O3可使催化剂的Pd负载量由0.281%降至0.188%,而催化剂活性提高了44%.     

稀土改性Pd/Al2O3催化剂的性能:甲醇分解的活性和选择性

用稀土金属氧化物CeO2和La2O3改性γ-Al2O3担载Pd制备了一系列甲醇分解催化剂，并考察了Pd盐前驱体（氯盐或硝酸盐），稀土种类（镧或／和铈），经的含量（0％－30％），浸渍方法（顺序浸渍或共浸渍）地催化剂性能的影响。结果表明：CeO2能提高Pd/Al2O3催化剂的甲醇分解活性，La2O3能提高催化剂的CO和H2选择性，而CeO2和La2O3在γ-Al2O3上对Pd的催化性能表现出一种协同作用。在10％的La2O3和22％的CeO2共同改性的催化剂上，250℃，甲醇液体空速1.8h^-1条件下反应甲醇转化率达到91．4％，CO（H2）的选择性几乎为100％。     

柴油车氧化催化剂的研制

通过添加稀土、过渡金属、碱土金属等开发了Pt/Mn-Zr基复合氧化物催化剂, 与传统Pt/Al2O3氧化催化剂相比, 提高了对CO, HC和PM的氧化性能, 制备出的Pt/Mn-Zr-A-O/γ-Al2O3(A＝La, Ce, Pr, Nd, Y, Ca, Mg, Fe, Co, Ni, Zn, Pd, Cu)结构的陶瓷蜂窝状催化剂安装在国产柴油车上达到GB 18352.2-2001标准(等同于欧洲II号排放标准)要求, 该产品现已批量投入市场.     

金属改性的Pd/γAl2O3催化剂在转移加氢中的应用

研究了Cu、La、Ba、Ce和Co等多种金属氧化物对Pd/γ-Al2O3催化剂在3,5-二羟基苯甲酸转移加氢制备3,5-二氧代环己烷羧酸反应中的活性影响,发现镧的改性效果最明显.得到的Pd-LaOx/γ-Al2O3催化剂在150℃下还原,催化3,5-二羟基苯甲酸转移加氢反应的转化率和选择性分别达到了90.6%和98.2%.在150℃下PdCl2被还原为Pd,而La保持氧化态.经TPR、SEM、TEM、XPS等手段分析后认为,引入的La使Pd具有适宜的粒度,低温还原时保持氧化态的La与载体产生相互作用,并对Pd的转移加氢活性的提高有利,而高温下被还原的La则对提高Pd的活性不利.     

稀土等碱性助剂对甲烷部分氧化制合成气整体式Ni/γ-Al2O3催化剂性能的影响

制备了整体式Ni/γ-Al2O3和添加稀土等碱性助剂的整体式Ni/γ-Al2O3催化剂. 研究了温度、烷氧比、空速和助剂等因素对甲烷部分氧化反应性能的影响,并利用XRD和TPR对催化剂进行了表征. 结果表明,催化剂活性随着温度的升高而增加;CH4转化率随着烷氧比的增加而降低;当空速为1×105 h-1时,整体式催化剂的催化性能最佳. 添加碱性助剂Ce,La,Na,Sr均有利于改善催化剂的还原性能,提高催化剂的活性. 其中添加稀土Ce,La可使副反应CH4+2 O2→CO2+2H2O 完全被抑制,从而使H2选择性达到100%.     

稀土元素对ZrO_2-M_2O_3/MCM-41(M=La,Ce,Sm,Gd)氢转移催化活性的影响

通过浸渍法制备了5%ZrO2/MCM-41、5%ZrO2-5%M2O3/MCM-41(M=La,Ce,Sm,Gd)催化剂,考察其在苯乙酮氢转移还原生成α-苯乙醇反应中的催化活性,同时对样品进行XRD、N2吸附-脱附、吡啶吸附原位红外等表征分析,研究添加稀土金属氧化物对催化剂活性的影响机理。结果表明:ZrO2及稀土金属氧化物均以无定型态或粒度低于XRD检测限的细小晶粒较好地分散在MCM-41介孔分子筛内表面;加入稀土金属氧化物对ZrO2/MCM-41的催化活性有较大影响,催化活性按5%ZrO2-5%La2O3/MCM-415%ZrO2-5%Sm2O3/MCM-415%ZrO2-5%Gd2O3/MCM-415%ZrO2/MCM-415%ZrO2-5%Ce2O3/MCM-41降低。这一方面归因于加入稀土金属氧化物增强了催化剂表面Zr-OH、L酸中心及B酸中心的酸性,另一方面归因于La2O3的加入使催化剂表面酸中心数目明显提高,Sm2O3、Gd2O3的加入使催化剂表面酸中心数目有所降低,而加入Ce2O3使催化剂表面酸中心数目显著减少。     

镧、铈稀土氧化物对三效催化剂性能的影响

将La2O3和 CeO2两种稀土分别引入γ-Al2O3胶液中,将此两种溶液负载到堇青石蜂窝陶瓷体上,采用浸渍法负载贵金属Pd和 Rh,制得催化剂.分别对以上催化剂进行了活性评价,比表面积测定.结果表明,引入La2O3的催化剂比表面积远远大于未引入稀土的催化剂,引入La2O3, CeO2的混合稀土量与催化剂活性不是成正比关系, 一般胶与稀土的比例12∶ 1较为合适.适当加入一些碱土金属氧化物,过渡金属化合物,可起到提高催化剂的热稳定性及活性的作用.     

ZrO2及其含量对Pd/ZrO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Pd/ZrO2-Al2O3催化剂,并考察了ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化剂噻吩加氢脱硫(HDS)性能的影响,运用XRD和NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化剂的HDS性能有较大的影响,其中ZrO2含量为12wt%时Pd/ZrO2-Al2O3催化剂的活性最好。ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化活性的影响是通过增加Pd的分散度、H吸附量和催化剂的酸量、以及降低活性组分与载体的相互作用来实现。     

助剂对Pd/γ-Al2 O3催化剂上NO选择催化还原的影响

研究了含氧条件下钯催化剂上进行丙烯选择催化还原NO的反应,考察浸渍法制备的Pd/γ-Al2O3催化剂中加入碱(土)金属或稀土氧化物助剂对NO转化率的影响,并对催化剂进行了XRD表征及在氧化气氛中饱和吸附NO后的TPD研究.结果表明,助剂CeO2、 Li2O能较大幅度提高催化剂的低温活性,使NO的最高转化率增加1～3.5倍.Pd/CeO2-Al2O3、 Pd/Li2O-Al2O3催化剂有较高的Pd分散度及较强的NO解离吸附能力.并讨论了NO、 N2O、 NO2-和NO3-等吸附态物种在催化剂表面的形成及脱附特性对催化剂选择催化还原NO性能的影响.     

稀土氧化物对甲烷在Li—碱土金属氧化物催化剂上氧化偶联反应的影响

在Li—碱土金属氧化物催化剂的基础上研究了分别添加稀土氧化物(La,Ce,Pr,Nd,Sm)对甲烷氧化偶联反应的影响。结果表明:稀土氧化物的添加有助于提高C_2的选择性,其原因可能是稀土有利于甲基自由基的稳定。     

Pd/γ-Al2O3三效催化剂中CeO2-ZrO2-La2O3的作用

用浸渍法制备了CeO2-ZrO2-La2O3复合氧化物,用XRD,TG-DTA,拉曼光谱、H2-TPR和BET表面积测定等方法对合成的样品进行了表征,研究了在单钯Pd/γ-Al2O3催化剂中添加CeO2-ZrO2-La2O3对催化剂活性和热稳定性的影响.结果表明,在Pd/γ-Al2O3中加入三元复合氧化物有利于提高三效催化剂的热稳定性,有利于阻止γ-Al2O3在高温时的相变以稳定Al2O3结构,防止在高温条件下催化剂表面积的损失.在Pd的负载量为1 g*L-1条件下,测定了Pd/CeO2-ZrO2-La2O3/γ-Al2O3/蜂窝陶瓷催化剂对CO,C3H6和NO净化的三效活性,研究了催化剂的结构和三效催化活性之间的关系.结果表明,CeO2-ZrO2-La2O3的存在能明显提高Pd基催化剂对CO,C3H6和NO的三效净化活性,扩大催化剂的操作窗口,提高在富氧条件下对NOx的还原性能.     

CeO2-MOx（M=La^3＋,Ca^2＋）改性Pd/γ-Al2O3催化甲烷燃烧性能

采用沉积-沉淀法制备了固溶体CeO2-MOx=(M=La3+,Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂,利用XRD、Raman和XPS对催化剂进行了表征.结果表明,金属(M)离子进入CeO2的晶格,形成CeO2-MOx固溶体,Raman谱上463cm-1处对应于Ce-O键的F2g对称伸缩振动强度降低.其中,样品Pd/γ-Al2O3CeO2-CaO在615 cm-1处出现一小峰,样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-La2O3在320cm-1处出现的肩峰,都表明固溶体CeO2-MOx的形成使O2-亚晶格结构对称性降低.XPS分析表明,固溶体改性的Pd/γ-Al2O3催化剂中Pd的3d5/2结合能比正常价态的PdO的结合能高出0.5-0.6 eV,形成了一种高度离子化的.与载体具有强相互作用的Pd物种.催化甲烷燃烧实验证明,固溶体CeO2-MOx(M=La3+,Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂的低温活性和稳定性均高于未经改性的Pd/γ-Al2O3催化剂和仅用CeO2改性的Pd/γAl2O3催化剂,在空速为50000 h-1时,可使1%CH4-99%空气(体积分数)混合气中甲烷的10%转化温度降至254℃,转化率100%时的转化温度降至340℃.     

Pt/γ-Al2O3/CexZr1-xO2催化剂低温催化燃烧去除饮食油烟

以CexZr1-xO2固溶体做载体,制备了系列Pt/γ-Al2O3/CexZr1-xO2催化剂(x=1,0.75,0.5,0.25,0).应用Brunauer-Emmet-Teller(BET)比表面积分析、X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行相关表征,并系统研究了催化剂在饮食油烟催化燃烧中的催化活性.BET结果表叫催化剂的比表面积随Ce/Zr摩尔比的减小而减小.XRD结果表明贵金属Pt很好地分散在氧化铝和CexZr1-xO2固溶体上.H2-TPR结果发现催化剂Pt/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2的还原峰面积最大且氧离子的流动性最好.催化活性研究结果表明Pt负载在CexZr1-xO2固溶体上有利于油烟的催化燃烧,降低了反应温度.随着CexZr1-xO2固溶体中Ce/Zr摩尔比的变化,催化剂的活性顺序为Pt/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2＞Pt/γ-Al2O3/Ce0.25Zr0.75O2＞Pt/γ-Al2O3/Ce0.75Zr0.25O2＞Pt/γ-Al2O3/CeO2＞Pt/γ-Al2O3/ZrO2.     

KBH4还原法制备超细Pd/γ-Al2O3 催化剂及其在蒽醌加氢反应中的应用

 通过KBH4还原浸渍到载体上的Pd物种制备了超细Pd/γ-Al2O3 催化剂,并采用X射线衍射、高倍透射电镜、能谱、能量损失谱和电感耦合等离子体发射光谱等对其进行了表征. 结果表明,催化剂中活性组分Pd以纳米尺度的微晶形式存在,而不是Pd-B非晶态合金. 蒽醌加氢制双氧水反应证明,与浸渍焙烧法制备的PdO/γ-Al2O3 催化剂相比,经KBH4还原制得的Pd/γ-Al2O3 催化剂中钯的晶体颗粒更小,分散度更高,从而催化剂的活性更高,其氢化效率比PdO/γ-Al2O3 提高了35%.     

La2O3/γ-Al2O3在柠檬醛与丙酮缩合反应中的催化性能研究

用La2O3负载量不同的La2O3/γ-Al2O3催化柠檬醛和丙酮反应,采用GS/MS、LC/MS、13C NMR等方法鉴定反应产物,并研究了La2O3负载量对反应产物分布、La2O3/γ-Al2O3催化剂的结构性质和酸碱性质的影响.得出以下结论:La2O3是以无定形态负载在γ-Al2O3上;随着La2O3负载量的增加,催化剂比表面积减少,孔径分布趋于均一.La2O3/γ-Al2O3表面增加的弱酸位点密度有利于柠檬醛转化率的提高,增加的中强碱位点密度有利于PSI产率提高;而强碱位点的形成和密度增加对柠檬醛自身缩合生成PCS有促进作用.催化剂循环使用性较好.     

La2O3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al2O3的影响

用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ-Al2O3催化剂, 用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气, 考察了La2O3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al2O3的结构及催化性能的影响. 运用XRD、H2-TPR、BET及TEM等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, La2O3对催化剂Ni/γ-Al2O3的影响主要取决于其含量. 载体中La2O3的添加增强了Ni与Al2O3之间的相互作用. 添加适量的La2O3能使催化剂具有更好的可还原性, 并能增加金属Ni的分散性, 抑制反应过程中Ni的烧结, 提高载体对CO2的吸附能力, 从而改善了催化剂的抗积炭性, 使催化剂具有较好的活性及稳定性. 反之, 过量La2O3的掺杂会使催化剂的抗积炭性及活性下降. 当La2O3含量为6%(w)时, 催化剂中Ni晶粒具有较好的分散性、还原性及抗积炭性, 从而使催化剂具有更好的活性及稳定性.     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2-TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明,n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ-Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni-Ce-Pd/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

La2O3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al2O3的影响

用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ-Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了La2O3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al2O3的结构及催化性能的影响.运用XRD、H2-TPR、BET及TEM等手段对催化剂进行了表征.结果表明,La2O3对催化剂Ni/γ-Al2O3的影响主要取决于其含量.载体中La2O3的添加增强了Ni与Al2O3之间的相互作用.添加适量的La2O3能使催化剂具有更好的可还原性,并能增加金属Ni的分散性,抑制反应过程中Ni的烧结,提高载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的抗积炭性,使催化剂具有较好的活性及稳定性.反之,过量La2O3的掺杂会使催化剂的抗积炭性及活性下降.当La2O3含量为6%(ω)时,催化剂中Ni晶粒具有较好的分散性、还原性及抗积炭性,从而使催化剂具有更好的活性及稳定性.     

CeO2-MOx (M=La3+, Ca2+)改性Pd/γ-Al2O3催化甲烷燃烧性能

采用沉积-沉淀法制备了固溶体CeO2-MOx(M=La3+, Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂, 利用XRD、Raman和XPS对催化剂进行了表征. 结果表明, 金属(M)离子进入CeO2的晶格, 形成CeO2-MOx固溶体, Raman谱上463 cm-1处对应于Ce—O键的F2g对称伸缩振动强度降低. 其中, 样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-CaO在615 cm-1处出现一小峰, 样品Pd/γ-Al2O3-CeO2-La2O3在320 cm-1处出现的肩峰, 都表明固溶体CeO2-MOx的形成使O2-亚晶格结构对称性降低. XPS分析表明, 固溶体改性的Pd/γ-Al2O3催化剂中Pd 的3d5/2结合能比正常价态的PdO的结合能高出0.5-0.6 eV, 形成了一种高度离子化的, 与载体具有强相互作用的Pd物种. 催化甲烷燃烧实验证明, 固溶体CeO2-MOx(M=La3+, Ca2+)改性的Pd/γ-Al2O3催化剂的低温活性和稳定性均高于未经改性的Pd/γ-Al2O3催化剂和仅用CeO2改性的Pd/γ-Al2O3催化剂, 在空速为50000 h-1时, 可使1%CH4-99%空气(体积分数)混合气中甲烷的10%转化温度降至254 ℃, 转化率100%时的转化温度降至340 ℃.