镍基甲烷化催化剂中的助剂作用：Ⅰ.稀土氧化物添加剂的电子效应

本文应用BET、气相色谱,红外光谱,竞争加氢反应和XPS等方法,分别考察了镧,铈、谱、钕的氧化物作为添加剂,对镍在γ-Al_2O_3表面的分散度、甲烷化活性、CO在镍上的吸附态以及表面镍原子的电子状态的影响。结果表明:稀土氧化物添加剂不仅明显地提高金属镍的分散度和甲烷化活性,还可直按影响表面镍原子的电子状态。对不同稀土氧化物,这些效应各异。作者认为利用稀土氧化物添加剂调节表面镍原子的电子状态可能成为改进甲烷化催化剂活性的一个有效途经。     

镍基甲烷化催化剂中的助剂作用：Ⅱ重稀土氧化物添加剂的结构效应和？…

应用ＢＥＴ,气相色谱,红外光谱,竞争加氢反应和ＸＰＳ等方法,在以前工作的基础上继续考究了Ｙ２Ｏ３,Ｓｍ２Ｏ３,Ｅｕ２Ｏ３,Ｇｄ２Ｏ３,Ｔｂ４Ｏ７,Ｄｙ２Ｏ３,Ｔｍ２Ｏ３,Ｙｂ２Ｏ３作为添加剂,对镍在γ－Ａｌ２Ｏ３表面的分散度,甲烷化活性,ＣＯ在镍上的吸附态及表面镍原子的电子状态的影响。     

La2O3对Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂CO和CO2甲烷化的影响

采用浸渍法制备了一系列Ｎｉ－Ｍｏ－Ｌａ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂并测定了催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲 化活性采用ＴＥＭ,ＸＰＳ和ＣＯ化学吸附等手段研究了表面性质。结果表明,Ｌａ２Ｏ３的咖入提高了Ｎｉ－Ｍｏ／γ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲烷化活性,增加了催化剂中Ｎｉ的分散度,活性表面积及催化剂表面Ｎｉ原子的浓度,降低了电子结合能。     

Ni／γ—Al2O3,Ni／MgO,Ni／SiO2催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究

采用ＸＲＤ，ＵＶ－ＤＲＳ，ＸＰＳ，ＴＰＲ，Ｈ２－Ｏ２滴定和吡啶吸附－红外光谱等技术，研究了负载于具有不同酸碱性的γ－Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｍｇｏ载体上的镍催化剂表面物理化学性质，及其对甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应催化活性的影响。结果表明，在上述负载型镍催化剂上，影响重整反应活性和积炭量的主要原因不是催化剂表面酸碱性，而是金属镍在催化剂表面的分散度。     

La2O3—Ni／SrAl12O19催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究

采用ＸＲＤ，ＵＶ－ＤＲＳ，Ｈ２－Ｏ２滴定，ＴＰＲ，吡啶吸附红外光谱等技术，研究了Ｌａ２Ｏ３助剂对Ｌａ２Ｏ３－Ｎｉ／ＳｒＡｌ１２Ｏ１９催化剂的还原性，表面酸性，金属镍的分散度和抗烧结能力，以及对催化甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应性能的影响。结果表明，在负载型的镍催化剂中，添加Ｌａ２Ｏ３助剂，能够削弱金属组分与载体之间的相互作用，降低催化剂的还原性，提高金属镍在催化剂表面的分散度和在反应过程中的抗烧     

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅴ．甲烷脱氢积炭反应特征

采用ＴＧ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＡＸ和脉冲色谱技术，研究了Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３和Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂的甲烷脱氢积炭反应特征。结果指出，甲烷脱氢反应的积炭行为与催化剂上镍的分散状态有关。Ｎｉ－２催化剂上Ｎｉ的分散度小，晶粒大，甲烷脱氢形成的炭丝较长，主要以石墨型炭游离存在：而Ｎｉ／ＡＲＭ催化剂上Ｎｉ的分散度大，镍晶粒小，甲烷脱氢形成的炭丝较短，主要覆盖在催化剂活性中心表面。甲烷脱氢主要产生无定型炭和石墨型炭，其中无定型炭可以被ＣＯ２部分消除。在催化剂制备时，通过提高镍在催化剂表面的分散度，减小镍的晶粒大小，不仅可以提高催化剂的活性，而且可以提高ＣＯ２对积炭的消炭性能。     

在MoO3／SiO2及其添加体系上甲烷部分氧化制甲醛的研究

在常压下，以Ｏ２作氧化剂，评价了不同ＭｏＯ３／ＳｉＯ２（２─１５Ｍｏｗｔ％）催化剂对甲烷选择氧化为甲醛的反应性能，发现ＳｉＯ２上担载的活性组分有一个最佳值，对应最佳催化活性．分别考察了添加Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ氧化物对ＭｏＯ３／ＳｉＯ２催化剂甲烷选择氧化制甲醛的活性和选择性的调变作用．ＭｏＯ３／ＳｉＯ２添加体系使甲烷的转化率都有所提高，但甲醛选择性有不同程度的下降，其中比较好的是ＭｏＯ３·Ｖ２Ｏ５／ＳｉＯ２催化剂，并研究了不同Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｖ）（原子比）对反应活性和选择性的影响，发现Ｖ２Ｏ５添加量有最佳值．采用ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＣＯ２─ＴＰＤ等技术对催化剂进行表征并关联反应性能进行了讨论．     

稀土氧化物对甲烷蒸汽转化反应NiO／α—Al2O3催化剂的影响

用微型反应器和XRD等技术研究了稀土氧化物(RE_xO_y)对甲烷水蒸汽转化反应NiO/α-Al_2O_3催化剂性能的影响。结果表明,制备方法(如浸渍顺序)和稀土氧化物的种类均影响催化剂组份镍的分散度。稀土氧化物是通过抑制镍的晶粒长大、金属镍的氧化以及NiO-Al_2O_3间的相互作用,改善了催化剂的活性、稳定性和抗高温水蒸汽作用的能力。稀土氧化物对镍系催化剂的稳定效应与金属和添加剂间的相互作用有关。     

EFFECTS OF ALKALI AND RARE EATTH METAL OXIDES ON THE THERMAL STABILITY AND THE CARBON DEPOSITION OVER A NiO/Al_2O_3 CATALYST

采用固定床流动反应装置、ＣＯ吸附、ＴＧ、ＴＰＯ、ＸＰＳ和ＸＲＤ等手段考察了ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３和ＬｉＮｉＬａＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的甲烷部分氧化反应。实验结果表明，ＬｉＮｉＬａＯ／Ａｌ２Ｏ３对甲烷部分氧化反应具有较高的反应活性。锂和镧的添加不仅改善了活性组分镍的分散度，而且提高了ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３的抗积碳能力和热稳定性     

CH3OH,C2H4在有序和缺陷Nb2O5表面的吸附

为了解氧化铌的表面化学，发展了不同种金属单晶底物定向生长氧化物薄膜技术以克服电子能谱研究氧化铌表面的实验困难．在超高真空系统中用ＨＲＥＥＬＳ，ＵＰＳ研究了ＣＨ３ＯＨ和Ｃ２Ｈ４在氧化铌模型表面的吸附．结果表明，ＣＨ３ＯＨ和Ｃ２Ｈ４在有序表面和缺陷表面的吸附行为表现出很大的不同，氧空穴对吸附有重要影响．     

稀土氧化物对Ni／α—Al2O3催化甲烷部分氧化制合成气反应的影响

研究了稀土金属氧化物（Ｌａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｐｒ６Ｏ１１和Ｎｄ２Ｏ３）对Ｎｉ／α－Ａｌ２Ｏ３催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应的影响．Ｘ光粉末衍射和活性考察结果表明，稀土氧化物使Ｎｉ／α－Ａｌ２Ｏ３催化剂的稳定性有显著提高．稀土氧化物与活性组份Ｎｉ之间的相互作用抑制了催化剂表面Ｎｉ晶粒的生长和迁移，由于这种作用也抑制了催化剂表面积炭的生成．在实验中还发现ＣｅＯ２容易进行Ｃｅ３＋Ｃｅ４＋氧化还原反应而对反应具有催化活性．     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ．镍系催化剂的反应性能

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷氧化的结果证实了催化剂设计中的预测：（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子．只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲烷部分氧化活性．第四周期元素中只有镍具有这样的性质．Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化性能最好．催化剂ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－ＭｎＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３的反应活性和选择性顺序，与金属Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ上ＣＯ和Ｈ２脱附的顺序是一致的     

负载型贵金属催化剂的制备化学－载体等电点对Pd／A1_2O_3催化剂结构与催化性能的影响

本文通过化学修饰的方法改变了γ－Ａｌ_２Ｏ_３载体等电点（ＩＥＰＳ），并用具有不同等电点的Ａｌ_２Ｏ_３作载体，以（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ４为活性组分前身制备了一系列Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，在固定床微反色谱装置上考察了其对ＣＯ氧化的催化活性，用Ｈｉ—Ｏ_２滴定、紫外漫反射光谱（ＤＲＳ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）中的能量色散谱（ＥＤＸＳ）等方法对上述催化剂进行了表征，结果表明：Ａｌ_２Ｏ_３的等电点（ＩＥＰＳ）对所得催化剂中金属分散度和浓度分布都有明显影响，ＩＥＰＳ越高。活性组分越靠近外表面，在相同担载量下，其分散度也越高。这主要是由于载体ＩＥＰＳ的改变，导致了（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ_４在γ－Ａｌ_２Ｏ_３上吸附机理的变化，并使所得催化剂对ＣＯ氧化的催化活性发生了规律性的变化。     

稀土氧化物固体碱催化剂的表面性质Ⅰ．稀土氧化物表面活性中心的表征

采用ＴＰＤ－ＭＳ，ＩＲ等技术研究了Ｌａ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ２及参照氧化物Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，ＭｇＯ表面的酸碱性，氧活性及表面羟基．结果表明，上述稀土氧化物表面上不仅存在着两种碱中心，还有酸中心存在，且其表面都存在活性氧中心，表面的性质同碱土氧化物ＭｇＯ类似，但与Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２等有较大差别     

稀土氧化物固体碱催化剂的表面性质Ⅰ.稀土氧化物表面活性中心的表征

采用ＴＰＤ－ＭＳ，ＩＲ等技术研究了Ｌａ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ２及参照氧化物Ａｌ２Ｏ３ＺｒＯ２，ＭｇＯ表面的酸碱性，氧活性及表面羟基，结果表明，上述稀土氧化物表面上不仅存在着两种碱中心，还有酸中心存在，且其表面都存在的活性氧中心表面的性质同碱土氧化物ＭｇＯ类似，但与Ａｌ２Ｏ３ＺｒＯ２等有较大差别。     

钙钛矿型复合氧化物Ca_xSr_（1－x）TiO_3催化剂上的甲烷氧化偶联反应

在固定床反应器上，评价了不同温度下钙钛矿型复合氧化物ＳｒＴｉＯ３和ＣａＴｉＯ３的组成变化对甲烷氧化偶联反应的影响．同时，利用ＸＰＳ和ＣＯ２－ＴＰＤ对催化剂的结构及其氧物种的反应特性进行了表征．结果表明：ＳｒＴｉＯ３和少量Ｃａ掺杂的ＣａｘＳｒｌ－ｘＴｉＯ３有利于在较低温度（９２３Ｋ）下催化反应的活性和选择性，而ＣａＴｉＯ３体系则在高温（１０７３Ｋ）下表现出较好的活性和选择性．钙钛矿型复合氧化物ＳｒＴｉＯ３和ＣａＴｉＯ３组成变化对不同温度下反应活性的影响与ＣＯ２－ＴＰＤ的脱附谱图有很好的平行关系．     

Ni-W/Al2O3表面NiWO4化合物的生成及其对加氢反应活性的影响

采用ＰＡＳＣＡ,ＥＳＣＡ,ＴＡ和微型反应色谱等技术研究了Ｎｉ－Ｗ／Ａｌ２Ｏ３催化体系。本工作是文献［４］工作的继续。由于固体表面在原子水平上的不均匀性,钨分散在氧化铝的“活性表面”上,并形成“微晶岛”。当钨以一个单分子层分散时,Ｗ／Ａｌ２Ｏ３表面仍然存在未被钨占据的“惰性表面”。在这种情况下,当镍分散到Ｗ／Ａｌ２Ｏ３中时,镍将优先占据这些“惰性表面”,并同其相邻的钨原子结合生成ＮｉＷＯ４化合物。Ｎ     

甲烷部分氧化制合成气

对镍铜甲烷部分氧化催化剂的制备化学研究表明，在Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ｍｇＯ、ＴｉＯ２、Ｙ型分子筛等载体中，具有较好氢溢流功能的Ａｌ２Ｏ３所担载的镍铜催化剂，有最佳的反应性能、载体的产物溢物功能对反应中合成气的生成是有利的，对ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３催化剂，组分Ｃｕ的最佳含量是Ｃｕ／Ａｌ＝０．２／４（原子比），Ｎｉ／Ａｌ（原子比）在１／４－１．５／４范围内催化剂均保持最佳的反应性能，此时，甲烷转化     

La—Th—O系催化剂的结构与甲烷氧化偶联催化性能的关系

研究了Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ二元氧化物的组成、结构及其对甲烷氧化偶联反应催化性能的影响；用ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ“ＳＥＭ等方法对催化剂进行表征，Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ系列催经剂随Ｌａ／Ｔｈ原子比的变化，可生成ＬａｘＴｈ１－ｘＯ２－δ固溶体，具有萤石结构的ＬａｘＴｈ１－ｘＯ－２－δ相是甲烷氧化偶联反应的主要活性相。     

La－Th－O系催化剂的结构与甲烷氧化偶联催化性能的关系

研究了Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ二元氧化物的组成、结构及其对甲烷氧化偶联反应催化性能的影响；用ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ等方法对催化剂进行表征。Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ系列催化剂随Ｌａ／Ｔｈ原子比的变化，可生成Ｌａ＿ｘＴｈ＿（１－ｘ）Ｏ＿（２－δ）固溶体。具有萤石结构的Ｌａ＿ｘＴｈ＿（１－ｘ）Ｏ＿（２－δ）是甲烷氢化偶联反应的主要活性相。