镧助剂对铜硅催化剂结构及其甘油氢解性能影响研究

在沉淀凝胶法制备的Cu/SiO2催化剂中采用浸渍法添加La助剂,制备了一系列不同La含量的Cu-La2O3/SiO2催化剂,利用BET、XRD、TPR、XPS和TEM对催化剂进行了系统表征,并在高压反应釜中对其进行了甘油氢解制备1,2-丙二醇活性评价,研究了La含量对催化剂高温热稳定性及甘油氢解活性的影响.结果表明:适量La的引入能明显抑制催化剂的高温烧结,维持催化剂的大比表面及活性组分的高分散,提高催化剂的结构稳定性;同时对减少反应过程中活性组分的流失也有很好的效果.铜镧之间存在着协同作用,经高温焙烧后得到加强,对Cu/SiO2催化剂的甘油氢解活性有很好的促进作用.     

新型聚合物载体茂金属催化剂

均相茂金属催化剂虽然有许多优点和特点,但也存在着某些不足之处,例如,不适于现在通用的气相和淤浆聚合工艺;要想达到足够的聚合活性需大量价格昂贵的MAO;相当多的均相茂金属催化剂不适于高温聚合（活性降低,分子极低）,不能很好地控制聚合物的形态,为了在工业上得到实际应用,必须将它们载体（非均相）化。通常采用的载体都是无机物,如SiO2、MgCl2、Al2O3等。由于无机载体表面具有酸性,负载茂金属催化剂活性有所降低,用聚合和作茂金属催化剂的载体很少有报道,我们研制了一种新型的聚合物载体茂金属催化剂,即可保持均相茂金属催化特点和优点,又能克服其缺点。其合成路线如下。     

具有Ru-M (M=Fe, Co, Ni, Mo)双金属活性中心的负载型氨合成催化剂

 研究了钾促进的双金属中心Ru-M (M=Fe, Co, Ni, Mo)氨合成催化剂.结果表明, Ru-Co催化剂活性最高, Ru和Co含量均为2%的Ru-Co催化剂具有最好的应用价值,其催化活性与Ru和Co含量均为4%的催化剂相近. 此外,还对以镁铝尖晶石、氧化镁和镁铝复合氧化物等不同氧化物为载体的Ru-Co双金属中心催化剂进行了对比研究. 结果表明,以高温煅烧制得的氧化镁作载体的催化剂活性最高.     

铁取代六铝酸盐的制备及其对甲烷燃烧的催化性能

 采用共沉淀-水热处理法制备了铁取代六铝酸盐(BaFexAl12-xO19-δ,x≤3)催化剂,并用XRD,SEM,UV-Vis和BET等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,经1000 ℃焙烧后催化剂开始出现少量六铝酸盐相,1100 ℃焙烧后六铝酸盐相为主要的晶相,当x＞3时催化剂中的杂质相不可忽略. Fe取代六铝酸盐中的Fe主要为Oh配位. 在x≤3范围内,随着Fe取代量的增加,催化剂对甲烷燃烧的催化活性逐渐升高,其中BaFe3Al9O19-δ的起燃温度最低(515 ℃); 继续增加Fe含量,催化剂的高温活性反而下降. 向Fe单取代六铝酸盐晶格中引入La制得的Ba0.5La0.5FeAl11O19-δ催化剂,其起燃活性与BaFeAl11O19-δ的基本相同,但高温活性有较大提高. 反应气组成对催化剂的活性有显著影响,提高O2分压可以降低催化剂的起燃温度,但对高温活性的影响不大. BaFe2Al10O19-δ催化剂在800 ℃下运行100 h没有发生失活现象.     

燃料电池铂钴锰合金催化剂的制备及性能

为提高PtCo/C合金催化剂的电化学性能,采用微波法合成铂钴锰催化剂前驱体,经高温热处理形成合金,最后通过酸处理得到铂钴锰合金催化剂(PtCoMn/C)。电化学测试结果表明:适量锰的添加可提升PtCo/C催化剂的活性和耐久性。PtCo Mn/C催化剂在0.9 V(vs RHE)电压下的质量比活性(MA)达到0.666 A·mg_Pt^-1,是传统Pt/C的2.66倍,是PtCo/C催化剂的1.30倍。在30 000圈催化剂加速耐久性测试中,PtCoMn/C合金催化剂的电化学活性面积(ECSA)和质量比活性(MA)仅下降6.9%和27.1%,均远低于Pt/C催化剂。     

氯离子及水蒸气对Pd／Al2O3催化剂甲烷燃烧性能的影响

考察了残余Cl-及水的添加对负载型Pd/Al2O3催化剂甲烷燃烧性能的影响.结果表明,含Cl-的催化剂活性较低,水的加入可使催化剂迅速失活,在高温下通过N2吹扫可使催化剂再生.采用N2吸附、X射线荧光分析、红外光谱和热重分析对催化剂进行了表征.结果表明,Cl-的存在会降低Pd在载体上的分散度,且对Pd/Al2O3催化剂的活性有强烈的抑制作用;添加的水会覆盖催化剂活性位并与PdO生成催化活性较低的Pd(OH)2,从而使得催化剂活性下降。     

满足欧Ⅲ排放标准的摩托车用三效催化剂

以性能优异的铈锆固溶体和耐高温高比表面积的氧化铝为载体材料制成Pt/Pd/Rh型三效催化剂,分别在模拟快速老化条件和实车条件下对其进行了活性和耐久性考察. 结果表明,催化剂的两种载体材料均表现出良好的抗高温老化性能. 催化剂表现出良好的低温活性、宽的空燃比窗口和高的耐久性能. 整车实验结果表明该催化剂能够满足欧Ⅲ标准的排放限值和耐久性要求.     

Pt-Sn/Al2O3催化剂中Sn的存在状态对丙烷脱氢反应的影响

考察了不同Sn/Pt比的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂(络合型)的丙烷脱氢反应性能。并应用原位Mossbauer谱,TPR,O_2吸附等手段对催化剂进行了表征。结果初步表明Pt-Sn/Al_2O_3经过还原后,Sn的还原状态对该催化剂的丙烷脱氢活性及稳定性有极大的影响。在550℃以下还原,Sn以氧化态形式存在,有利于丙烷脱氢反应的活性及选择性,在600℃以上高温还原时,零价锡出现使催化剂活性组分铂的表面中毒而降低活性。当Pt含量一定时,Sn载量愈高,在高温下还原时生成的Sn~0愈多;低Sn载量的Pt-Sn/Al_2O_3无论高温还原还是低温还原都不易生成Sn~0。     

M调变六铝酸盐MNiAl_(11)O_(19-δ)的制备和对CO_2重整甲烷制合成气的催化性能(英文)

通过Ｍ的调变作用,制备了一系列六铝酸盐ＭＮｉＡｌ_（１１）Ｏ_（１９－δ）（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ和Ｂａ）作为二氧化碳重整甲烷制合成气反应新催化剂,探索了它们的结构和催化性能。结果表明,这些催化剂在高温下对二氧化碳重整甲烷制合成气反应都表现出良好的催化活性和稳定性,在７８０℃下反应２小时,甲烷和一氧化碳转化率均在９３．４％和９１．２％以上,没有发现活性组分Ｎｉ的高温烧结和催化剂失活。同时,不同Ｍ调变对六铅酸盐催化剂的催化活性有不同影响。     

低温液相合成甲醇用铜铬硅催化剂的制备与表征

采用共沉淀方法制备了一种含Cu,Cr,Si三种组分的复合氧化物催化剂用于低温液相合成甲醇。用TG－DTG对催化剂前体做了表征,用XRD,BET,H2－TPR,松装比测试等方法对合成用催化剂作了系列表征并在间歇式高压反应釜中考察了催化剂的活性、选择性和稳定性。结果表明：铜铬硅催化剂的反应活性、选择性和稳定性都明显优于铜铬催化剂。其前体中只是一个高温热不稳定体,而铜铬催化剂中具有低温和高温两个热不稳定体。两种催化剂都以无定型形存在;加入硅后得到的铜铬硅催化剂结构更加疏松、比表面积更大,其H2－TPR的还原温度更低。     

燃料电池铂钴锰合金催化剂的制备及性能

为提高PtCo/C合金催化剂的电化学性能,采用微波法合成铂钴锰催化剂前驱体,经高温热处理形成合金,最后通过酸处理得到铂钴锰合金催化剂(PtCoMn/C)。电化学测试结果表明:适量锰的添加可提升PtCo/C催化剂的活性和耐久性。PtCoMn/C催化剂在 0.9 V(vs RHE)电压下的质量比活性(MA)达到 0.666 A·mg_Pt^-1,是传统 Pt/C 的 2.66 倍,是 PtCo/C 催化剂的 1.30 倍。在30 000圈催化剂加速耐久性测试中,PtCoMn/C合金催化剂的电化学活性面积(ECSA)和质量比活性(MA)仅下降6.9%和27.1%,均远低于Pt/C催化剂。     

以氨水和碳酸铵为沉淀剂制备氧化铝的对比研究

γ-Al2O3，是一种常用的催化剂载体，它具有比表面大和价廉易得等优点。但对于很多高温反应体系，如汽车尾气催化净化，其热稳定性在很大程度上影响了汽车尾气净化催化剂的活性和稳定性，因此提高γ-Al2O3的高温热稳定性对保持汽车尾气净化催化剂的反应活性、延长催化剂的使用寿命非常重要。     

甲烷氧化偶联Mn_2O_3-Na_2WO_4/SiO_2催化剂——Ⅲ.高温(700—800℃)XRD和XPS研究

在本工作的研究报导Ⅰ和Ⅱ(见本期477页和481页)中,已对Mn_2O_3-Na_2WO_4/SiO_2催化剂活性相的表面分散状态、表面氧种和表面结构进行了详细表征。但甲烷氧化偶联反应在高温(700—800℃)下进行。本文进一步对该催化剂在此反应高温下的XRD和XPS研究表明,其表面状态较室温下有显著变化,结合前文的室温下表征结果,使我们对高温反应条件下该催化剂组分间协同作用、表面活性氧种和活性位结构性质有了进一步的理解,并有可能对其甲烷催化活化机理进行较为深入的探讨。     

甲烷的催化燃烧: La,Ce和Y离子对高比表面MnO2改性作用

在高比表面ＭｎＯ２前体中添加Ｌａ，Ｃｅ和Ｙ等离子，用ＢＥＴ，ＸＲＤ和Ｈ２－ＴＰＲ等技术研究了其对ＭｎＯ２的改性作用，结果表明，与未加助剂的ＭｎＯ２催化剂相比，Ｌａ／ＭｎＯ２，Ｃｅ／ＭｎＯ２和Ｙ／ＭｎＯ２催化剂对甲烷催化燃烧的活性有所降低，但３种离子均有效地阻止ＭｎＯ２在高温下结晶，提高催化剂的热稳定性，使其在高温下可维持较大的比表面积，综合考虑催化剂的活性和稳定性，Ｙ离子对ＭｎＯ２的改性作用最佳。     

氧化铝负载Co基F-T合成催化剂还原性能

采用XRD、TPR、XPS和H2-TPD等技术对Co/Al2O3催化剂的还原性能进行了研究.还原温度低时,催化剂中Co物种还原不充分,活化不够,催化剂的F-T合成反应活性偏低;高温还原时,由于催化剂中金属钴颗粒聚集和增大使活性组分的有效活性面积减小,催化剂的F-T合成反应活性下降.还原温度在400～500℃之间存在最佳...     

CO的吸附和歧化反应及其在变换-甲烷化反应中的作用

本文用脉冲色谱法考察了CO在Ni基变换-甲烷化催化剂上的吸附和歧化反应,观察到歧化反应的转化率在380℃有一极大值。在低于380℃时,CO 的歧化系一级反应。在400℃时,向催化剂上连续注入200个CO 脉冲后,CO 的歧化率基本不变。歧化形成的表面碳在催化剂上形成多层覆盖,且具有良好的变换-甲烷化反应活性。高温陈化使表面碳与H_2和H_2O 的反应活性降低。     

甲烷的催化燃烧 La,Ce和Y离子对高比表面MnO_2的改性作用

在高比表面ＭｎＯ２前体中添加Ｌａ，Ｃｅ和Ｙ等离子，用ＢＥＴ，ＸＲＤ和Ｈ２ＴＰＲ等技术研究了其对ＭｎＯ２的改性作用．结果表明，与未加助剂的ＭｎＯ２催化剂相比，Ｌａ／ＭｎＯ２，Ｃｅ／ＭｎＯ２和Ｙ／ＭｎＯ２催化剂对甲烷催化燃烧的活性有所降低，但３种离子均有效地阻止ＭｎＯ２在高温下结晶，提高催化剂的热稳定性，使其在高温下可维持较大的比表面积．综合考虑催化剂的活性和稳定性，Ｙ离子对ＭｎＯ２的改性作用最佳．     

钾负载量对CuO/K_2CO_3/MgAl_2O_4催化剂高温NO_x储存还原性能的影响

制备了适用于高温氮氧化物储存还原(NSR)反应的Cu O/K_2CO_3/MgAl_2O_4非贵金属催化剂,考察了钾负载量对催化剂NSR性能的影响,发现钾主要以高分散K_2CO_3和体相K_2CO_3的形式存在.在稀燃条件下,NOx在体相K_2CO_3上形成了高温稳定的硝酸盐物种,而高分散K_2CO_3上形成的硝酸盐的高温稳定性则较差.当钾负载量较低时,催化剂的NOx储存能力有限,K_2CO_3主要以高分散形式存在,稀燃阶段形成的硝酸盐的热稳定性较低,高温NSR活性较低;而钾负载量过高时,K_2CO_3则会覆盖Cu O活性位,从而降低催化剂的NSR活性.在450℃的高温条件下,钾负载量为10%时,所制备催化剂的NOx储存还原能力最佳,NOx还原效率达到99.9%,是一种具有潜在应用前景的高温NSR催化剂.     

MgO/HZSM-5中MgO分散状态和催化性能的关系

以硝酸镁、醋酸镁为前身物,通过浸渍法制备了不同系列MgO/ HZSM-5催化剂,用XRD、XPS方法研究了MgO在HZSM-5上的分散状态,用NH3-TPD方法考察了催化剂的酸性,用常压连续流动微型反应装置考察MgO/ HZSM-5在甲苯甲醇烷基化反应中的催化性能.发现前身物不同,MgO在HZSM-5上的分散状态也不同,催化剂的活性和选择性与MgO分散状态密切相关.MgO负载量相同时,在以硝酸镁为前身物制备的催化剂中,MgO在HZSM-5内外表面均有分散,催化剂的对位选择性较高,而活性较低;在以醋酸镁为前身物制备的催化剂中,MgO较多分布在HZSM-5外表面,催化剂的活性较高,但选择性较低.使用醋酸镁为前身物,通过二次浸渍和高温水汽处理,适当改变MgO在分子筛表面的分布并使孔道窄化,可在活性降低较少的情况下显著提高催化剂对二甲苯选择性.     

Ce,La和Cs离子对CuY催化甲醇氧化羰基化活性中心的影响

将NaY分子筛在Ce, La和Cs的硝酸溶液中进行离子交换制得CeY, LaY和CsY分子筛, 然后在pH＝9.5的硝酸铜氨溶液中进行二次离子交换, 并在惰性气氛下于600 ℃高温活化得到CuCeY, CuLaY和CuCsY催化剂. 与CuY催化剂相比, 加入Ce, La和Cs催化剂的甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性均显著提高. 采用元素分析, XRD, H₂-TPR, CO-TPD, CH₃OH-TPD, XPS等对催化剂微观结构进行了表征分析. 结果表明, 阳离子Ce和La促进了Cu^2＋在分子筛超笼内的落位, 在高温活化中有利于转化为更多的活性物质Cu^＋, 从而提高了催化剂的活性|阳离子Cs阻碍了Cu^2＋在分子筛超笼内的落位, 不利于催化活性的提高. 但阳离子的引入, 减弱了催化剂对CO的吸附, 加强了对CH₃OH的吸附(CuCeY除外), 而CuCsY催化剂对CO的吸附最弱, 对CH₃OH的吸附最强, 使其催化活性最佳. 另外, 阳离子的引入加大了催化剂Cu^2＋的自还原难度, 但相比CuCeY, CuLaY催化剂, CuCsY催化剂中Cu^2＋自还原难度最小, 高温活化中更容易转化为活性物质Cu^＋, 利于其活性的提高.