Pd/SAPO-34催化剂上CO低温氧化反应

 采用水热法合成了小晶粒的 SAPO-34, MnSAPO-34 和 CuSAPO-34 分子筛, 并以它们为载体采用浸渍法制备了一系列不同 Pd 含量的催化剂用于催化 CO 氧化反应. 结果表明: 分子筛载体、催化剂制备条件、反应条件、Pd 含量及预还原等对催化剂的活性影响较大. 催化剂活性随焙烧温度的增加而降低, 而随着反应温度的升高而提高, 担载在 SAPO-34 上 Pd 含量为 1.35% 时性能最佳. X射线衍射和透射电镜结果表明 Pd 物种高度分散于催化剂上, 粒子粒径在 2~8 nm; X射线光电子能谱及氢气程序升温还原结果表明, 高度分散的 Pd2+ 物种是 CO 氧化反应活性位. 随着反应进行被还原为 Pd0 物种, 因而导致催化剂活性下降. H2 预还原处理催化剂致使活性下降的实验结果也支持了这一结论.     

过渡金属对分子筛担载Pd催化剂上CO氧化性能影响

分别采用共浸和连续浸渍法制备了一系列添加过渡金属的Pd-M-Ox-NaZSM-5(M=Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Mo，Zr等)负载型催化剂．以CO氧化为探针反应，考察了不同制备方法对CO氧化性能影响，结果表明共浸法制备的各催化剂其活性明显优于连续浸渍法．详细考察了反应温度、Fe含量、氢气预还原、空速以及水蒸气等对共浸Pd-Fe-Ox-NaZSM-5催化剂上CO氧化行为影响，并应用XRD和XPS等手段对催化剂体相结构和表面状态进行了表征．结果表明：加入Fe2O3可明显提高Pd/NaZSM-5催化剂活性，且催化CO氧化的转化率随反应温度及Fe含量增加而增加；空速增加以及H2预还原作用导致Pd-Fe-Ox-NaZSM-5活性有所降低；催化剂对水蒸气较为敏感．XRD测试结果表明催化剂中Pd组分处于较高分散状态，以红铁矿形式存在的Fe2O3的引入，促进了Pd物种在NaZSM-5载体上的分散．表面XPS分析证实Fe2O3与Pd物种间存在较强的相互协同作用，且催化剂表面Pd物种处于较高氧化状态．Pd的高分散及其与Fe2O3的相互协同作用是共浸催化剂具有高活性的关键因素．     

PdO-CeO2复合氧化物催化剂的CO低温氧化

采用共沉淀法制备了一系列不同Pd含量的PdO-CeO2复合氧化物催化剂, 并考察了该催化剂的CO低温氧化反应催化性能. 运用X射线衍射(XRD), 物理吸附(BET), CO化学吸附, 程序升温还原(TPR), 脉冲反应等技术对催化剂进行了表征. XRD结果表明, 焙烧温度从400 ℃升高到800 ℃, 有利于CexPd1-xO2-δ固溶体的形成. 然而焙烧温度升至1000 ℃时, 导致Pd从固溶体中析出. 催化剂的CO氧化活性(TOF)与CexPd1-xO2-δ固溶体的含量存在一定的对应关系. 随着CexPd1-xO2-δ固溶体含量的增加, CO氧化的TOF值大, 可见CexPd1-xO2-δ固溶体的形成对CO氧化活性有着主要的贡献. 在催化剂焙烧温度相同的条件下, 催化剂的CO氧化活性与Pd粒子大小无对应关系. 脉冲反应进一步说明PdOx的CO氧化活性高于金属Pd.     

铈改性NaZSM-5分子筛担载Pd催化剂上CO氧化性能研究

以浸渍法制备了一系列添加CeO2的Pd-Ce/NaZSM-5负载型催化剂．以C0氧化为 模型反应，考察了反应温度、Ce含量、预还原、空速及水蒸气等对C0氧化性能的影 响，并利用XIlD和朋等手段对催化剂体相及表面结构进行了表征．结果表明：加入 CeO2作助剂可明显提高催化剂的活性，且催化转化率随着反应温度及Ce含量的增加 而增加；随着空速的增加而降低；催化剂对水蒸气不敏感，在水蒸气存在的条件下 反应可连续进行720h以上保持C0完全转化；H2预还原作用使催化剂活性有所提高． XRD测试结果表明，催化剂中Pd组分处于高分散状态，Ceob的引入促进了N物种在 NaZSM—5载体上的分散．表面XPS分析证实催化剂表面Pd物种处于较高的氧化状态 ，且CeO2与Pd物种间存在协同作用．Pd的高分散及其与CeO2的相互作用是催化剂具 有高活性的关键．     

铈改性NaZSM-5分子筛担载Pd催化剂上CO氧化性能研究

以浸渍法制备了一系列添加CeO2的Pd-Ce/NaZSM-5负载型催化剂．以C0氧化为 模型反应，考察了反应温度、Ce含量、预还原、空速及水蒸气等对C0氧化性能的影 响，并利用XIlD和朋等手段对催化剂体相及表面结构进行了表征．结果表明：加入 CeO2作助剂可明显提高催化剂的活性，且催化转化率随着反应温度及Ce含量的增加 而增加；随着空速的增加而降低；催化剂对水蒸气不敏感，在水蒸气存在的条件下 反应可连续进行720h以上保持C0完全转化；H2预还原作用使催化剂活性有所提高． XRD测试结果表明，催化剂中Pd组分处于高分散状态，Ceob的引入促进了N物种在 NaZSM—5载体上的分散．表面XPS分析证实催化剂表面Pd物种处于较高的氧化状态 ，且CeO2与Pd物种间存在协同作用．Pd的高分散及其与CeO2的相互作用是催化剂具 有高活性的关键．     

PdO-CeO2复合氧化物催化剂的CO低温氧化

采用共沉淀法制备了一系列不同Pd含量的PdO-CeO2复合氧化物催化剂,并考察了该催化剂的CO低温氧化反应催化性能.运用X射线衍射(XRD),物理吸附(BET),CO化学吸附,程序升温还原(TAR),脉冲反应等技术对催化剂进行了表征.XRD结果表明,焙烧温度从400 ℃升高到800℃,有利于CexPd1-xO2-δ固溶体的形成.然而焙烧温度升至1000℃时,导致Pd从固溶体中析出.催化剂的CO氧化活性(TOF)与CexPd1-xO2-δ固溶体的含量存在一定的对应关系.随着CexPd,1-xO2-δ固溶体含量的增加,CO氧化的TOF值大,可见CexPd1-xO2-δ固溶体的形成对CO氧化活性有着主要的贡献.在催化剂焙烧温度相同的条件下,催化剂的CO氧化活性与Pd粒子大小无对应关系.脉冲反应进一步说明PdOx的CO氧化活性高于金属Pd.     

Pd/WO3-ZrO2催化剂的结构对乙烯直接氧化制乙酸的影响

利用浸渍法制备了一系列具有不同W/Zr比和不同WO3-ZrO2焙烧温度的1%pd/WO3-ZrO2催化剂.通过X射线衍射、N2吸附、氨程序升温吸附、吡啶吸附红外光谱和程序升温还原方法表征了催化剂的晶体结构、表面状态以及酸性.结果表明,制备条件对W和Pd的表面状态具有很人的影响.随着W/Zr比的增加和焙烧温度的提高,催化剂表而的WOx经历了从聚钨酸物种到聚钨酸/WO3晶体共存再到WO3品体颗粒的转化.W/Zr比为0.2且焙烧湍度为1073K的催化剂具有最多的聚钨酸物种,而该催化剂具有最好的活性.因此,聚钨酸物种的最决定了催化剂的活性.Pd的分散状态只依赖于WO3-ZrO2的焙烧温度.Pd物种分散性好,则乙酸选择性高,而分散性差的人颗粒Pd会导致乙烯的燃烧反应.     

水滑石衍生复合氧化物的CO催化还原NO的性能

研究了以含Co水滑石类化合物为前体、经焙烧制得的复合氧化物催化剂对CO催化还原NO的催化作用,结果表明,这样制得的催化剂的活性远远高于由传统方法制备的具有尖晶石结构的催化剂,反应分步进行,NO先与CO反应生成N2O和CO2,随着反应温度的升高,最终得到的是N2和CO2,在所考察的催化剂中,反应活性随催化剂中Co含量的增加而升高,随焙烧温度的升高而降低,催化剂中晶格缺陷对活性有重要影响。     

制备条件对Pd催化剂上C3H6选择性还原NO性能的影响

采用浸渍法和溶胶凝胶法,制备了Pd/AI2O3和Pd/AI2O3-CeO2样品,并测定了不同温度焙烧后催化剂的物相、比表面积及对丙烯选择性还原NO的活性。对于Pd/AI2O3,随着焙烧温度的提高,其NO的最大转化率逐渐下降,对应的反应温度在290－310℃左右,而溶胶凝胶法制备的样品活性略高于浸渍法制备的样品;对于Pd/AI2O3-CeO2,经600℃焙烧后,其NO的最大转化率为22％,900℃焙烧的催化剂样品上NO的最大转化率达到40％左右,对应的反应温度也逐渐下降,说明活性随焙烧温度的提高而明显提高,溶胶凝胶法和浸渍法制备的样品结果很接近,浸渍法制备了若干不同Pd负载量的Pd/AI2O3样品,活性测定的结果表明,Pd含量在0．5％左右的催化剂样品中具有最高的活性。     

预处理条件对Au/ZnO催化剂CO氧化性能的影响

采用沉积沉淀法制备了用于CO氧化的Au/ZnO催化剂, 并用程序升温还原(TPR), X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)技术对催化剂进行了表征. 结果表明: 采用沉积沉淀法可制备出高度分散的Au/ZnO催化剂; 提高焙烧温度导致金颗粒聚集长大, 样品经533, 673, 773 K焙烧后金物种的颗粒尺寸分别为2.7, 3.5, 3.7 nm. 催化剂的TPR表征结果中发现部分还原态的金物种在室温就可被氧化, 催化剂预先用流动空气处理可提高其氧化还原性, 样品经多次氧化还原循环后, 其氧化循环性能没有明显下降. CO的氧化反应结果表明, 焙烧温度强烈影响催化剂对CO的氧化活性, 533 K焙烧后的催化剂活性最高. 即使在反应气中含水3.1%(体积比)的湿气条件下, 反应300 h后, CO的转化率仍然保持在95%.     

负载型Au-Pd双金属催化剂的制备及其对CO氧化的催化活性

采用改性的等体积浸渍法制备了SiO2负载的Au-Pd双金属催化剂,考察了催化剂的焙烧温度对CO氧化反应活性的影响.与623,723和773K的条件下焙烧的催化剂相比,673K焙烧的催化剂具有良好的催化CO氧化活性,CO完全转化温度低于398K.应用N2物理吸附、X射线衍射、程序升温还原、CO程序升温脱附及X射线光电子能谱等技术对催化剂进行了表征.结果表明,673K焙烧的催化剂具有最大的比表面积和最小的孔径,存在Au0,Pd0和PdO相,AuxPdy合金相很少;而773K焙烧的催化剂上除了含有Au0,Pd0和PdO相外,还存在明显的AuxPdy合金相.具有大比表面积,小孔径,Au0,Pd0和PdO多相共存的催化剂可使CO的吸附量增加,催化活性提高;而AuxPdy合金相的生成并不能提高催化剂的催化活性.     

氧化还原预处理对一氧化碳低温氧化Pd/CeO2-TiO2催化剂性能的影响

研究了氧化还原预处理对溶胶-凝胶法制备的CeO2-TiO2复合氧化物负载Pd催化剂上CO低温氧化性能的影响，并对催化剂的稳定性进行了考察。H2-TPR结果表明，83 ℃的耗氢峰是PdO和载体中CeO2共同还原的结果，高温还原后Pd与载体之间相互作用加强。经高温氧化(500 ℃)低温还原(150 ℃)预处理的催化剂CO低温氧化活性最好，在反应气组成为0.5% CO＋1.6% O2＋6.0%N2＋Ar，空速为30 000 mL·g－1·h－1，程序升温反应显示CO完全转化温度为48 ℃，这种预处理方式能够形成适宜的载体与金属间相互作用。稳定性实验在室温下进行，反应气组成为0.6% CO＋14.7% O2+55.3％N2＋Ar，Pd/CeO2-TiO2催化剂具有较好的低温反应稳定性，100%CO转化率可持续12 h。     

Chemical state study of palladium powder and ceria-supported palladium during low-temperature CO oxidation

The chemical state of Pd at the surfaces of two sizes of Pd powders and ceria-supported Pd during low-temperature CO oxidation has been studied using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). During oxidation in O(2), metallic Pd powder is converted into PdO, and the thickness of the PdO layer increases with increasing reaction temperature. A similar Pd oxidation process occurs during the catalytic CO oxidation reaction, but the extent of the Pd oxidation is less due to the presence of CO which is a reducing agent. The reaction rate data indicate that the larger size Pd powder is about three times more active than the smaller size Pd powder on a surface area basis at 160 degrees C. Catalytic CO oxidation data obtained from 10 wt % Pd supported on nanocrystalline ceria powder indicate that there is a strong chemical interaction between the ceria and the supported Pd. The Pd is present as PdO on the fresh catalyst. During reaction, small amounts of Pd metal and PdO(2) are formed at 50 degrees C while less Pd metal and only a small amount of PdO(2) are present after running the reaction at 110 degrees C. At 50 degrees C, the catalytic activity decays rapidly due to accumulation of carbonate or bicarbonate species on the surface. This decay does not occur at 110 degrees C due to decomposition of the bicarbonate species.     

Pd/Ce/Al/蜂窝陶瓷催化剂制备方法的研究

本文应用溶胶－凝胶技术对蜂窝陶瓷表面进行涂层,然后负载活性组分,以CO氧化作模型反应,考察了催化剂干燥方法,浸涂原液类型以及助剂CeO2对汽车尾气净化催化剂活性的影响,并应用TPR、XPS等手段对其进行表征,由催化剂活性测试结果表明,干燥方法对催化剂活性影响不大,加入分散剂的氧化铝溶胶作浸渍原液的催化活性最高,同时活性评价实验结果还表明,加入CeO2作助剂的催化剂的活性明显提高,这可能是由于PdO与CeO2之间发生的协同效应所致,XPS谱图结果显示,CeO2与PdO之间存在协同作用,且Pd处于较高的氧化状态,这可能起因于从Pd到Ce的电子转移作用,Ce处于较低的还原状态,导致Ce-O键结合强度的降低。H2－TPR表征结果同样证实了PdO与CeO2之间存在协同效应,CeO2的引入,促进了PdO的还原,而PdO的存在降低了CeO2表面氧的还原温度,同时此现象也支持了XPS结论。     

介孔Al2O3负载PdO催化甲烷燃烧反应性能

采用浸渍法制备了介孔Al2O3(M-Al2O3)负载PdO催化剂,考察了其催化CH4燃烧反应性能.结果表明,以M-Al2O3为载体的PdO催化剂活性比普通Al2O3载体高得多,这很可能与M-Al2O3的孔道结构对PdO物种的限域作用有关.随着PdO/M-Al2O3催化剂焙烧温度的升高,甲烷催化燃烧活性先增加后降低,其中700oC焙烧的催化剂活性最高,400oC反应时CH4转化率为91%.此时Pd物种主要以PdO颗粒形式高度分散在载体的介孔孔道内,而高温焙烧时,Pd物种主要以Pd和PdO的混合晶相存在.尽管900oC焙烧制得的催化剂上CH4的转化率降低,但TOF值最大,这可能与该催化剂中同时存在金属Pd和PdO有关.     

Characterization of trimetallic Pt-Pd-Au/CeO2 catalysts combinatorial designed for methane total oxidation

In the present work, the role and the effect of platinum and gold on the catalytic performance of ceria supported tri-metallic Pt-Pd-Au catalysts have been studied. The optimum composition of these tri-metallic supported catalysts has been discovered using methods and tools of combinatorial catalyst library design. Detailed catalytic, spectroscopic and physico-chemical characterization of catalysts in the vicinity of the optimum in the given compositional space has been performed. The temperature-programmed oxidation of methane revealed that the addition of Pt and Au to Pd/CeO2 catalyst resulted in higher conversion values in the whole investigated temperature range compared to the monometallic Pd catalyst. The time-on-stream experiments provided further evidence for the high-stability of tri-metallic catalysts compared to the monometallic one. Kinetic studies revealed the stronger adsorption of methane on Pt-Pd/CeO2 catalysts than over Pd/CeO2. XPS analysis showed that Pt and Au stabilize Pd in a more reduced form even under condition of methane oxidation. FTIR spectroscopy of adsorbed CO and hydrogen TPD measurements provided indirect evidences for alloying of Pt and Au with Pd. CO chemisorption data indicated that tri-metallic catalysts have increased accessible metallic surface area. It is suggested that advantageous catalytic properties of tri-metallic Pt-Au-Pd/CeO2 catalysts compared to the monometallic one can be attributed to (i) suppression of the formation of ionic forms of Pd(II), (ii) reaching an optimum ratio between Pd0 and PdO species, and (iii) stabilization of Pd in high dispersion. The results also indicate that Pd0 - PdO ensemble sites are required for methane activation.     

焙烧温度对柴油车氧化催化剂Pt-Pd-（x）ZrO2/Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3性能的影响

制备了氧化铝、铈锆固溶体复合氧化物负载铂、钯的双金属催化剂Pt-Pd/ Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3,并添加3% ZrO2助剂改性,用于柴油车尾气中CO、HC和NO的催化氧化,其中贵金属负载量仅为0.68 wt%。考察了制备过程中焙烧温度对催化剂性能的影响。催化剂活性评价结果表明,与未添加ZrO2的催化剂比较。添加ZrO2明显提高了催化剂的低温氧化活性,而且焙烧温度对催化剂的氧化性能有较大影响。焙烧温度为800 ?C时,CO和C3H6的起燃温度最低,分别为168、189 ?C,焙烧温度为700 ?C时,NO转化为NO2的转化率最高,最大转化率为36%,具有较好的热稳定性。通过XRD、N2吸附-脱附、CO化学吸附、XPS、H2-TPR等表征手段考察了催化剂物理化学性质随焙烧温度的变化情况,并分析了与催化剂活性之间的关系,得到贵金属分散度、表面化学吸附氧含量、催化剂的还原性质对氧化性能有重要影响,发挥协同作用。进而可以通过优化焙烧温度提升柴油车氧化催化剂性能,对提高工业应用柴油车尾气后处理系统的净化效率有重要意义。     

焙烧温度对Pd-Cu/凹凸棒土CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pd-Cu/APT催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上,考察了焙烧温度对催化剂CO常温催化氧化性能的影响。通过N2-物理吸附、XRD、TG、FT-IR和H2-TPR等手段对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,随焙烧温度升高,Pd-Cu/APT中载体逐步脱水,进而引起催化剂结构和织构变化,其中,Cu物种由Cu(OH)Cl逐渐向CuO转变,同时,高分散的Pd物种与Cu物种间相互作用先增强后减弱。经300℃焙烧的催化剂比表面积大,Cu物种以Cu(OH)Cl形式存在,且具有良好的分散状态,与Pd物种之间产生较强的相互作用,显著提高了其还原性能。在空速6 000 h-1、CO体积分数0.5%、水蒸气体积分数3.3%的反应条件下,常温可将CO完全转化800 min以上。焙烧温度高于或低于300℃均引起CO常温催化氧化性能的下降。