CuO/γ-Al2O3催化吸附剂脱硝性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒.分析表明:SO2的存在可以提高CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性,SO2存在条件下,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性在载铜量8wt%时达到最高,达到95.7%.载铜量太高会使单位质量催化剂NO脱除率降低.在350℃时,硫酸盐化和未硫酸盐化的8wt%Cu催化吸附剂NO脱除率达到最高.NH3/NO摩尔比在1～1.2之间时,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性较高.     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂 ,采用铝阳极氧化法制备了Al2 O3 Al一体型载体 ,并将活性固体超强酸SO42 -/ZrO2 引入到Al2 O3 Al上 ,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al催化剂 .利用XRD、SEM、BET、XPS、NH3 TPD等手段对其进行了表征 .结果表明 ,所制得的阳极氧化铝膜厚为 5 6 μm ,SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点 .XRD结果表明 ,ZrO2 在Al2 O3 Al上处于高度分散状态 .将该固体酸用于乙酸 /乙醇酯化反应中 ,显示出较高的催化活性 ,且稳定性较好     

Er3＋-Yb3＋-Mo6＋共掺杂ZrO2-Al2 O3固溶体的上转换发光

采用共沉淀法制备了一系列Al2 O3含量由低到高的ZrO2-Al2 O3固溶体,并研究了固溶体的晶相结构以及稀土Er3＋在固溶体中的上转换发光增强机制。XRD结果表明固溶体为四方晶相ZrO2结构,Al2 O3的最高固溶度约为20 mol％。上转换发光光谱分析表明,Er3＋掺杂ZrO2室温下具有绿色上转换荧光发射,通过共掺杂Yb3＋和M o6＋离子,使得Er3＋掺杂ZrO2的绿色上转换发光强度增强了约20倍,获得了明亮的黄绿色上转换发光。基质ZrO2通过与Al2 O3固溶形成复合氧化物,由于产生的大量氧空位缺陷的能级与Er3＋的4 F7/2能级高度相接近,增强了Yb3＋-MoO2-4基团（2 F7/2,3 T2）能级向Er3＋的4 F7/2能级的能量传递。通过形成固溶体复合氧化物基质材料,使得Er3＋的绿色上转换发光在获得20倍增强的基础上又提高了8倍。绿色与红色上转换发光比例的变化也提高了材料的色纯度,上转换发光由黄绿色变为纯绿色。     

In2O3/CuO纳米异质结的制备和光催化性质研究

通过溶胶-凝胶结合静电纺丝过程制备了In₂O₃/CuO纳米异质结。XRD和Raman光谱的研究表明,随着前驱物中Cu/In比例的增加,CuO相的含量逐渐增加。吸收光谱研究表明,随着CuO含量的增加,复合纳米结构的可见光吸收明显增强。光催化实验研究结果表明,In₂O₃/CuO纳米异质结具有比单一相的In₂O₃和CuO更强的光催化性能,其主要来源于异质结所导致的增强的光生电子和空穴的分离效率。     

负载型纳米TiO2-Al2O3载体的液相合成及表征

采用沉淀法、共沉淀法、溶胶-凝胶法和改进的溶胶-凝胶法制备出TiO2-Al2O3复合载体,并用XRD、TEM、FT-IR等手段对其进行了表征。XRD结果表明,复合载体经550℃焙烧后,TiO2和Al2O3分别以锐钛矿和γ-Al2O3晶型存在,其中沉淀法和改进的溶胶-凝胶法制得载体的锐钛矿特征峰宽而尖锐;共沉淀法和溶胶-凝胶法制得的载体的锐钛矿特征峰表现不明显。TEM结果表明,TiO2为纳米粒子且均匀分布在Al2O3表面上,共沉淀法制备出的复合载体的粒子形貌表现为锐钛型TiO2粒子在γ-Al2O3上以单层或亚单层分散形式存在,而改进的溶胶-凝胶法制备出的复合载体中锐钛型TiO2和γ-Al2O3粒子形貌以更为清晰的橄榄状和絮状形式存在。FT-IR结果表明,4种方法制备出的复合载体酸性均主要表现为以L酸形式存在,仅含微量B酸。     

在(100)SrTiO3上用PLD制备YBa2Cu3O7-δ/Eu2CuO4/LaNiO3三层结构

钙钛矿结构的金属氧化物LaNiO3与高温超导体YBa2Cu3O7-δ有着相近的晶格常数，并且有良好的导电性．我们在(100)SrTiO3基片上，用脉冲激光沉积法(PLD)成功的制备了单取向的LaNiO3，其表面起伏的均方根为1nm，电阻温度特性呈金属性．在此基础上，我们又原位制备了YBa2Cu3O7-δ／Eu2CuO4／LaNiO3三层结构．实验分析表明，高温超导薄膜YBa2Cu3O7-δ单一取向，临界温度在85K以上，超导转变宽度小于1．5K．这一结构对于研究高温超导体的准粒子注入和采用SIS或SINIS结构构成高温超导约瑟夫森结等方面有着重要意义．     

α-Al2O3(0001)基片表面结构与能量研究

对α-Al2O3(0001)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型,在三维周期边界条件下的κ空间中,采用超软赝势平面波函数描述多电子体系.应用基于密度泛函理论的局域密度近似,计算了不同表层结构的体系能量,表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定.对由10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化,得到晶胞参数值(a0＝0.48178nm)与实验报道值误差小于1.3%.进一步计算了超晶胞(2×2)表面弛豫,弛豫后原第2层O原子层成为最表层; 对不同表层O,Al原子最外层电子进行了布居分析,表面电子有更大的概率被定域在O原子的周围,表面明显地表现出O原子的电子表面态.     

CuO/Cu2(OH)3Cl的制备及其光催化降解染料光谱性能研究

以CuCl2和NaOH为原料、微波液相加热法制得CuO/Cu2(OH)3Cl粉体作为光催化剂,XRD和FTIR进行了表征.用光度分析法测定了不同光源、溶液的酸度、催化剂的用量、光照时间等条件对染料脱色率的影响.结果表明,用太阳光作为光源照射4h,溶液的酸度为pH8,CuO/Cu3(OH)3 Cl的用量为40 mg/50 mL,氨基黑、靛蓝二磺酸钠等染料脱色率达到90%以上.加入Fe3 ,H2O2等其他物质可提高染料的脱色率.通过红外光谱和紫外光谱分析,表明染料分子在催化剂和光照条件下发生了降解.     

MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究

用浸渍法制备了一系列不同Mo含量的MoO3/Al2O3催化剂.测量了这些样品的正电子湮没寿命谱(PALS)与符合多普勒展宽(CDB)谱,以研究其孔洞结构以及Mo分散.正电子寿命测量结果表明,Al2O3载体中存在两种不同尺寸的孔洞.掺入MoO3之后,Mo原子主要进入Al2O3的大孔中,使孔洞体积减小.符合多普勒展宽谱结果表明,当MoO3的质量含量仅为3%时,多普勒展宽谱即发生了显著的改变.这表明Mo已分散至Al2O3的孔洞中,使得正电子测量所得到的电子动量分布发生改变.在MoO3含量达到18%之后,Al2O3中大孔的体积减小到尺寸与小孔相当,此后正电子寿命和多普勒展宽谱不再随MoO3含量变化,表明Mo分散逐渐达到饱和.     

CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂选择性催化脱除NO机理研究

利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂在200～450℃范围内脱硝效率保持在70%以上.利用程序升温方法研究了催化剂对NH3的氧化性能,活性组分负载量增多,加强了催化剂对NH3氧化性能.红外表征显示NH3被吸附在催化剂的L酸位和B酸位.NO以多种硝酸盐物种在催化剂表面吸附.吸附态NH3参与SCR反应,但吸附态NO物种仅部分参加SCR反应.     

Selective CO oxidation in hydrogen-rich gas over CuO/CeO2 catalysts

A series of CuO/CeO₂ catalysts with different Cu-Ce compositions were synthesized by co-precipitation method and characterized by X-ray diffraction, H₂-TPR, CO-TPD, SEM and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. The effects of Cu-Ce composition and water vapor on the catalytic properties for the selective CO oxidation in the hydrogen-rich gas were investigated. The results indicated that CuO (10%)/CeO₂ catalyst remained the maximum CO conversion and selectivity at 140 and 160 °C, while the performance of CuO/CeO₂ catalysts deteriorated with the CuO molar ratio further increased. The interfacial CuO and CeO₂ interaction and synergistic effect enhanced the redox properties of CuO/CeO₂ catalyst and the highly dispersed copper species were proposed as the active sites for the selective CO oxidation. The blockage of catalytic active sites by absorbed water and the formation of CO-H₂O surface complexes reduced the activity of CuO (10%)/CeO₂ catalyst. The decreasing of surface lattice oxygen and absorbed oxygen species and the agglomeration of copper particles were the plausible interpretations for the deactivation of CuO (10%)/CeO₂ catalyst.     

水蒸汽对Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂上CO2+CH4重整反应的影响

用水热合成法制备了Ni/CeO2 ZrO2 Al2 O3 催化剂 .进行了添加和不添加水蒸汽的CH4 +CO2 催化重整反应 ,测试了活性和稳定性 ,测量了积碳量 ,并用XAFS手段测试了催化剂Ni的K吸收边 .结果表明 ,在反应过程中有CeAlO3 的生成 ,但积碳是无水蒸汽添加的反应活性降低的原因 .反应气中添加水蒸汽能够减少积碳 ,从而提高催化反应的稳定性 .由于碳原子插入Ni晶格 ,无水蒸汽反应后的最近邻Ni Ni配位数有较大幅度的减少 .添加了水蒸汽的反应 ,最近邻Ni Ni配位数比反应前减少幅度小 ,这主要是由于在反应气中添加水蒸汽减少了积碳 ,从而稳定催化剂中活性Ni金属结构的结果     

甲烷部分氧化制合成气Pt/Al_2O_3催化剂的表征及其反应性能评价

采用浸渍法制备了3种不同负载量的Pt/Al2O3催化剂,考察了催化剂的甲烷选择氧化性能,并用程序升温还原技术,程序升温脱附技术以及微型脉冲催化色谱技术对催化剂进行表征。结果表明,随着Pt的负载量升高,甲烷催化氧化的性能也越好,对CO与H2的选择性也越高。其中,在750℃原料气组成CH4/O2为2∶1,4%Pt负载量的催化剂,甲烷转化率达到98%以上。     

CaO-SiO_2-Al_2O_3渣系连铸保护渣结构的拉曼光谱研究

在高铝钢连铸过程中,钢水中的Al与CaO-SiO2基连铸保护渣中的SiO2反应导致保护渣中SiO2含量降低而Al2O3含量大幅增加,CaO-SiO2基转变为CaO-SiO2-Al2O3基连铸保护渣而影响高铝钢连铸,所以研究CaO-SiO2基向CaO-SiO2-Al2O3基保护渣转变过程中结构上发生的变化有助于开发出满足高铝钢连铸需求的保护渣。本文利用拉曼光谱研究了CaO-SiO2基和CaO-SiO2-Al2O3基连铸保护渣的结构特点。研究结果表明,CaO-SiO2基保护渣主要由Q0,Q1,Q2和Q3等微结构单元构成的硅酸盐网络结构;当转变为CaO-SiO2-Al2O3基保护渣后,渣样中的网络破坏体优先用于破坏硅酸盐网络结构,当渣中SiO2含量较低时,部分网络破坏体会促进Al 3+形成[AlO4]四面体结构。渣中生成的[AlO4]四面体会进入硅酸盐网络结构形成铝硅酸盐网络结构,以Al-O-Al或Al-O-Si等方式连接,导致渣样结构变得复杂多变。使用Li2O对Na2O和CaO对MgO等摩尔替代研究表明相同价态离子之间的替换能够改变[AlO4]四面体在硅酸盐网络结构上的连接方式,导致CaO-SiO2-Al2O3基保护渣渣样结构易受成分变化而改变;CaF2对CaO等摩尔替代研究发现,当渣中CaF2小于13mol%,CaF2促进渣样网络结构解体,当高于13mol%时,CaF2又会导致渣样聚合度增加。由此可见,在设计CaO-SiO2-Al2O3基保护渣时,既要考虑不同种类离子对渣样结构产生的影响,又要考虑离子含量的影响。     

FT-IR与微量吸附量热联用研究BaO/Al_2O_3催化剂表面酸碱性质

运用红外光谱与微量吸附量热联用技术研究了焙烧温度对BaO/γ-Al2O3表面酸碱性的影响。结果表明,γ-Al2O3经1000℃焙烧转化为θ-Al2O3和α-Al2O3,BaOγ-Al2O3经高温焙烧后生成BaO·Al2O3和BaO·6Al2O3等物相。600℃焙烧后,BaO/γ-Al2O3的表面酸性比γ-Al2O3的稍有下降,而碱性却大为增强。经1000℃焙烧后,表面的酸碱性则均大为降低,只有少量较弱的酸碱性位。     

Low-temperature Catalytic Reduction of Nitrogen Monoxide with Carbon Monoxide on Copper Iron and Copper Cobalt Composite Oxides

通过共沉淀法, 在低温下制备了铜铁复合氧化物CuO/Fe2O3和铜钴复合氧化物CuO/Co3O4．利用GC微反应器评价了这些复合氧化物的催化活性和热稳定性,结果表明, CuO/Fe2O3和CuO/Co3O4的NO100%转化温度分别为80和90 ℃,该催化活性和热稳定性在较宽的温度和较长的时间范围内都能得以保持．此外,还系统研究了试剂的摩尔比率、NaOH的体积、陈化时间、煅烧温度和煅烧时间对该复合氧化物催化活性的影响．     

制备条件及添加稀土对SO42- /ZrO2 -Al2O3固体超强酸酸性影响的研究

用共沉淀法制备了SO4^2-/ZrO2-Al2O3固体超强酸，并采用低温陈化和 添加稀土La对其制备方法进行改进，通过样品催化正丁烷异构化反应考察了该固体超强酸中nZr和nAl的最佳配比为1：2，该法制备的样品的IR显示，在1393cm^-1处的吸收峰强度较常温陈化样品大大增加，XRD分析表明，低温陈化和加入稀土添加剂的样品在650℃焙烧温度下，出现了亚稳态的ZrO2四方晶相的晶体是表面酸性和催化活性增加的微观原因，样品催化合成八乙酸蔗糖酯反应结果同样证明，在相同的时间内，低温陈化和添加稀土添加剂的样品具有较好的催化活性。     

CH4、CO2、O2制合成气用Ni-Ce/Al2O3催化剂的XPS研究

用XPS表征浸渍法制备的Ni-Ce／Al2O3催化剂,并与活性评价结果相关联,研究了添加Ce对催化剂性能的影响,探讨了催化剂失活的原因。结果表明,稀土Ce在反应过程中存在着部分还原变价过程(Ce^4 e→Ce^2 ),Ce^3 能够迁移至A12O3晶格,增强载体Al2O3的抗烧结能力,提高催化剂的稳定性;Ni-Ce/Al2O3催化剂表面的Ni和Ce在反应过程中向体相迁移,以及Ni晶粒的烧结是造成催化剂活性逐步下降的主要原因。