超临界流体干燥法制备超细镧锰铝气凝胶研究

以La2O3,Mn(NO3)2和Al(NO3)3·9H2O为主要原料,用"溶胶凝胶"法结合"超临界干燥技术"分别制备260℃超细镧锰和镧锰铝气凝胶;煅烧制备850℃超细镧锰和镧锰铝气凝胶。用XRD,TEM等手段对样品进行表征,重点考察pH值、温度等因素对制备的影响,并用CO与NO的反应来比对镧锰气凝胶和镧锰铝气凝胶的催化活性。结果表明:(1)制得镧锰气凝胶为疏松、具有较好分散性的棕黑色粉末;260℃时,镧锰气凝胶由絮状物包裹着若干球形大颗粒组成,球形颗粒直径小于80nm;而絮状物尺寸范围跨度较大,大的约为500nm×150nm,小的直径约为几个纳米;850℃时,镧锰气凝胶结晶度提高,颗粒感增强,并且颗粒间发生一定程度的烧结,煅烧产物为LaMnO3+λ和Mn3O4,球形颗粒粒径小于20nm;(2)镧锰铝气凝胶外观疏松、分散性好、呈棕色;260℃时,镧锰铝气凝胶结晶度较低;850℃时,镧锰铝气凝胶结晶度提高,主要晶相物质包括:LaMnO3+λ,La2O3、不同价态氧化锰和γAl2O3;(3)铝的引入,改变了气凝胶微结构单元,降低了起燃温度,但同时也降低了NO的最终转化率;(4)超细镧锰气凝胶对CO与NO反应有较好的催化活性。     

铈掺杂对超细LaMnO_(3+λ)催化性能的影响

以Ce2(CO3)3,La2O3和Mn(NO3)2为原料,用"溶胶-凝胶"法结合"超临界干燥"技术,将铈掺入超细LaMnO3+λ气凝胶中。用TG-DTA,XRD,TEM,FT-IR等手段对样品进行表征;并用"2CO+2NO=2CO2+N2"反应测试铈掺杂对超细LaMnO3+λ催化活性的影响。结果显示:260℃时,镧铈锰气凝胶为疏松、絮状且具有较好分散性的棕色粉末,由大量直径小于10 nm的球形颗粒组成;850℃热处理后,镧铈锰气凝胶为粒径小于20 nm的类球形颗粒,晶相成分为LaMnO3+λ,La2O3和CeO2;铈掺杂增加LaMnO3+λ晶格的氧空缺数量,改善氧化还原催化的气氛条件,提高超细LaMnO3+λ的催化活性。     

超临界流体干燥法制备超细钙钛矿型LaMnO3+λ

以La2O3和Mn(NO3)2为原料, 用"溶胶-凝胶"法结合"超临界干燥技术"制备镧锰气凝胶, 在600, 800 ℃下煅烧镧锰气凝胶, 制备超细钙钛矿型LaMnO3+λ, 用XRD, TEM, DTA, TG等手段对样品进行表征; 并分别用CH4和CO气体的氧化反应来检测LaMnO3+λ的催化活性. 结果显示 (1) 制得镧锰气凝胶为疏松、具有较好分散性的棕色粉末; 其中镧以氢氧化镧形式存在, 而锰以非晶态形式存在; (2) 镧锰气凝胶由针柱状晶体和散落在四周的絮状物组成, 针柱状晶体的长度约为几个微米, 粗端宽度约为100 nm, 细端宽度30 nm; 而絮状物尺寸范围跨度较大, 大片絮状物尺寸范围约为500 nm×150 nm, 小颗粒的直径仅为几个纳米; (3) 镧锰气凝胶600 ℃下煅烧得LaMnO3, 800 ℃下得LaMnO3.15; (4) 超细钙钛矿型LaMnO3+λ气体净化催化剂对CH4和CO气体具有较好的催化活性.     

铈锰/硅基气凝胶载体的制备及其在合成碳酸二苯酯中的应用

分别采用原位合成法、浸渍法制备不同组成的铈锰/硅基气凝胶载体,利用XRD、BET、TEM、EDS、FT-IR等手段对其结构进行表征.结果表明:采用浸渍法制备的铈锰/复合硅基气凝胶,铈锰金属氧化物为纳米尺寸颗粒,孔道保留较为完整.以苯酚催化氧化羰基化合成碳酸二苯酯反应,考察了铈锰/硅基复合气凝胶载体载钯催化剂的催化性能,结果表明以浸渍法制备组分为m(Ce+Mn)/m(SiO_2)=20%载钯催化剂,在反应压力5 MPa、反应温度75℃、反应时间6 h时,碳酸二苯酯单程收率可达21.58%,选择性为99.27%.     

模板沉淀法制备高比表面积MnOx-CeO2催化剂及其CO低温氧化活性

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, Ce(NO3)3和Mn(NO3)2为前驱体, 通过沉淀法制备了一系列晶粒小于5 nm的高比表面积MnOx-CeO2催化剂, 并考察了催化剂的CO氧化反应性能. 采用XRD、Raman光谱、TPR和N2气吸附脱附等手段对催化剂的比表面积、晶粒大小和物相组成进行了表征. 当Mn摩尔分数≤34%时, 催化剂的比表面积在160~170 m2/g之间; 当锰含量进一步提高后, 催化剂的比表面积呈下降趋势. 当Mn摩尔分数≤34%时, XRD只检测到CeO2物相, 而Raman光谱则检测到α-Mn2O3的存在. 催化剂上表现出较好的CO氧化活性, 这主要归因于高比表面积. 随着锰含量的增加, 催化剂的轻化频率(TOF)下降, 表明高分散、小晶粒的氧化锰物种是催化剂的活性物种. H2-TPR结果表明, 催化剂的CO氧化活性还与催化剂中高价锰物种有关. 焙烧温度升高使催化剂的晶粒增大、比表面积减小, 同时催化剂中锰的平均价态降低, 导致CO氧化活性下降.     

静电纺丝法制备LaFeO3微纳米纤维

采用静电纺丝技术并结合溶胶-凝胶方法制备了LaFeO3微纳米纤维. 用差热-热重分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱和场发射扫描电镜(FE-SEM)对样品进行了表征. 实验结果表明, 390 ℃时钙钛矿结构的LaFeO3晶体开始形成, 同时伴有少量微弱的La2O2CO3和Fe2O3杂相存在, 600 ℃煅烧获得正交钙钛矿结构的LaFeO3微纳米纤维, 其纤维直径分布在300~600 nm之间, 其平均直径约为420 nm, 平均晶粒尺寸为28 nm.     

溶胶-凝胶法制备La0.8Sr0.2CoO3纳米材料

以La(NO3)3·6H2O, Sr(NO3)2, Co(NO3)2·6H2O为原料, 用EDTA作为胶溶剂, 采用溶胶-凝胶法制备La0.8Sr0.2CoO3纳米粉体. 利用TG-DTA, FT-IR, XRD, TEM等技术手段对凝胶制备过程、热分解机制、粉体形貌进行了研究, 并探讨了最佳的煅烧温度. 研究结果表明, 溶胶-凝胶法可以制得均一钙钛矿结构的La0.8Sr0.2CoO3氧化物, 最佳热处理温度为700 ℃, 粒径约为20 nm.     

La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的制备及其NO2气敏性能

利用高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3钙钛矿复合氧化物粉体。采用XRD,TEM对粉体物相组成及颗粒形貌进行表征,并以制备的两种粉体作为敏感材料分别制成管状传感器,测试了其NO2气敏性能。结果表明：采用高温固相反应法和溶胶-凝胶法在不同焙烧温度下,均可制得单相La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3粉体,采用溶胶-凝胶法在800℃焙烧2 h得到的粉体粒径约为20 nm;传感器输出电动势信号对NO2浓度之间呈良好的线性关系;溶胶-凝胶法制得粉体的气敏性能优于高温固相反应法制得粉体的气敏性能。     

高效 CeO2-MnOx-Al2O3催化剂的制备、表征及催化消除 NO性能

机动车在给人类生活带来便利的同时,也造成了严重的大气污染.其尾气净化成为人们关注的焦点.一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HCs)是机动车尾气中的三大典型污染物,主要通过三效催化(TWC)技术进行脱除. TWC技术涉及几个重要的催化反应,其中 CO催化还原 NO由于能够同时消除 CO和 NO两种污染物而引起研究者的极大关注.研究表明,负载型贵金属催化剂在该反应中显示出优异的催化性能,但存在资源匮乏、价格昂贵以及热稳定性欠佳等不足.因此,低价、高效的过渡金属氧化物催化剂成为近年研究重点.稀土金属氧化物 CeO2由于具有良好的氧化还原性能、较高的储释氧容量以及丰富的表面氧空位而被广泛用于 CO催化还原 NO反应.研究表明,对 CeO2进行离子掺杂可进一步增大其比表面积,改善其氧化还原性能和储释氧容量.并且,我们在先前的研究中还发现,将具有多种可变价态的钛离子或锡离子掺入 CeO2晶格由于掺杂离子能与 Ce4+/Ce3+发生电子转移而更有利于改善 CeO2的理化性质.此外,锰氧化物(MnOx)在氧化还原气氛中容易实现不同价态之间的切换,从而在一些重要的氧化还原反应中表现出优异的催化性能.近年来,有研究者将 CeO2与 MnOx相结合制备了 CeO2-MnOx催化剂用于 NO消除、碳烟燃烧和挥发性有机物(VOCs)氧化等反应,并取得一些有意义的结果.然而,对于实际应用来说, CeO2-MnOx催化剂存在比表面积偏小等不足.众所周知,γ-Al2O3是一种常用的具有高比表面积和高热稳定性的催化剂载体材料,可有效增大催化剂比表面积.我们前期研究结果表明,通过共沉淀法将 Al3+掺入铈基复合氧化物的晶格相比于以γ-Al2O3为载体更有利于改善铈基复合氧化物的理化性质和催化性能.因此,我们通过简单的氨水反滴加共沉淀法制备了一系列 CeO2-MnOx-Al2O3(Ce：Mn：Al摩尔比=6：4：x,x =0.25,0.5,1,2)复合氧化物催化剂用于 CO催化还原 NO反应.并运用 X射线衍射、拉曼光谱、氮气物理吸附、氢气程序升温还原、X射线光电子能谱以及原位漫反射红外光谱等表征技术对上述催化剂进行了系统分析.重点考察了 Al3+掺杂量对 CeO2-MnOx-Al2O3复合氧化物催化剂理化性质和催化性能的影响.结果表明,在 CeO2-MnOx复合氧化物中掺入少量 Al3+会导致其晶粒尺寸减小,从而增大其比表面积和孔体积,并增加 Ce3+和 Mn4+的含量.比表面积和孔体积增大有助于催化剂与反应物分子之间充分接触; Ce3+和 Mn4+含量增加能分别促进 CO物种吸附以及吸附态 NO物种脱附、转化和解离.这些变化有利于提高 CeO2-MnOx复合氧化物在 CO催化还原 NO反应中的催化性能.最后,基于催化剂的理化性质表征及其催化性能评价,我们尝试提出了一个可能的催化反应机理,以进一步理解 CeO2-MnOx-Al2O3复合氧化物催化剂在 CO催化还原 NO反应中的优异性能.     

制备条件对Cu-MnO_x低温液相甲醇合成性能影响

采用并流共沉淀法制备Cu-MnOx催化剂,用于合成气CO/CO2/H2为原料的低温液相甲醇合成.研究了制备条件对Cu-MnOx结构及催化性能的影响,XRD、H2-TPR、CO-TPD表征显示,制备过程中的沉淀p H、煅烧温度等影响Cu-Mn Ox中CuO的分散性、还原性能和对CO的吸附能力.沉淀p H为7、煅烧温度450℃制备的铜锰摩尔比为1∶1的Cu-Mn Ox铜锰相互作用强,CuO分散好,形成的Cu1.5Mn1.5O4晶相利于中间产物甲酸酯的生成,并且其对CO的吸附能力强,H2还原温度适中,利于在预还原条件下生成较多Cu+,因此,表现出最好的催化性能.在170℃、5 MPa反应条件下,以K2CO3为助剂、乙醇为溶剂,碳转率为71.8%,甲醇选择性55.9%,同时生成了较多的碳链增长产物,说明CO在该催化剂上可发生解离吸附,为乙醇等C2+低碳醇的合成提供参考.