共沉淀法制备的镁铝氧化物催化剂上丙酮气相缩合反应

采用共沉淀法, 以氨水为沉淀剂制备了一系列具有不同Mg/Al摩尔比的镁铝氧化物催化剂, 考察了它们在丙酮气相缩合反应中的催化性能, 并通过XRD, XPS, ICP, TG-DTA和TPD等手段对催化剂的结构和性质进行了表征. 实验结果表明, 以反滴沉淀方式制备的Mg1.0AlO催化剂具有较高的反应活性和稳定性, 在反应温度为573 K条件下, 反应85 h后丙酮的转化率仍可以达到65%. 镁铝氧化物表面存在一定量强度和密度相互匹配的弱碱和强碱中心对提高催化剂的活性和稳定性有利.     

CuO-ZrO_2-CeO_2复合氧化物的催化性能研究

研究了氧化铜的加入对锆铈复合氧化物的结构与性能的影响 ,发现氧化铜的加入可降低氧化铈的还原温度 ,稳定复合氧化物的立方结构 ,提高对CO氧化的催化活性。增加铈含量能提高催化剂的活性 ,而硫酸盐等可使催化剂的活性降低。掺铜锆铈复合氧化物催化剂的活性几乎不受高温灼烧的影响 ,是一种具有较高热稳定性的催化剂。     

镁铝复合氧化物载体的制备与性质研究

以硝酸镁和硝酸铝为原料，用氨水溶液作为pH调节剂，采用共沉淀法制备了镁铝复合氧化物载体，研究了制备过程中镁铝比、pH调节剂种类、水解过程pH值的大小、反应温度、焙烧温度及回流晶化温度对复合氧化物载体理化性质的影响。并以RFCC汽油加氢脱硫为探针反应，考察了以镁铝复合氧化物为载体的催化剂选择性加氢脱硫性能。实验结果表明，在镁铝分子比为10、反应温度为80℃、pH值为9.5条件下制备的镁铝复合氧化物载体具有适宜的比表面积和均匀的孔分布，且晶型较完整，结晶度高。以该复合氧化物为载体制备的催化剂具有良好的RFCC汽油选择性加氢脱硫反应性能。     

高热稳定性的铈铝复合氧化物用于柴油机尾气中碳烟的消除

采用柠檬酸络合燃烧法制备了一系列铝铈复合氧化物(铝掺杂的氧化铈),并通过程序升温氧化反应在紧密接触的模式下研究了其催化氧化碳烟的活性.结果表明,氧化铝和氧化铈之间存在强烈的相互作用,部分铝可以进入氧化铈晶格形成铝铈固溶体,大部分铝以γ-Αl2O3形式存在.与纯氧化铈相比,铝铈复合氧化物具有较好的催化燃烧活性,这是由于γ-Αl2O3能作为"扩散阻碍"阻止氧化铈粒子之间的接触而增强其热稳定.晶格氧的活动性决定了铝铈复合氧化物的催化活性,当铝与铈的摩尔比为1:30时,复合氧化物的催化活性最高.     

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.     

Al的加入对CeZr固溶体催化剂结构及其乙苯脱氢活性的影响

为进一步提高铈锆固溶体储放氧性能,增强乙苯二氧化碳氧化脱氢反应性能,采用共沉淀法合成出氧化铝质量比为50%的铈锆铝氧化物催化剂。通过现代仪器分析表征技术,研究了Al加入对铈锆固溶体复合氧化物晶体结构、储放氧能力的影响。结果表明,Al的加入可起到"扩散阻碍"作用,且有效抑制铈锆固溶体晶粒长大,使得铈锆铝氧化物催化剂比表面积较铈锆固溶体增加了51.8 m~2/g,储放氧性OSC值提高了69.4μmol/g,将铈锆铝氧化物催化剂用在乙苯氧化脱氢5 h反应中,发现乙苯转化率提高了10%。     

CuO—ZrO20—CeO2复合氧化物的催化性能研究

研究了氧化铜的加入对锆铈复合氧化物的结构与性能的影响,发现氧化铜的加入可降低氧化铈的还原温度,稳定复合氧化物的立方结构,提高对CO氧化的催化活性,增加铈含量能提高催化剂的活性,而硫酸盐等可使催化剂的活性降低,掺铜锆铈复合氧化物催化剂的活性几乎不受高温灼烧的影响,是一种具有较高热稳定性的催化剂。     

氧气存在下用CO还原NO的研究

用共沉淀法合成了镁铝水滑石和含铜镁铝水滑石 ,通过热活化 ,得到了含铜催化剂(CuHT)和不含铜催化剂 (HT) .XRD研究表明两种催化剂中都存在着MgO和Spinel晶相 .在无氧体系中 ,与HT相比 ,CuHT对NO和CO反应具有高的催化活性和宽的活性温度窗口 .反应体系中少量氧气的引入对CuHT的反应活性无影响 ,但使HT的活性增加 ;氧气过量时 ,CuHT对NO和CO反应很快失活 ,而HT却保持着较高的活性 .     

碳酸二甲酯在固体碱上吸附和活化的原位红外光谱研究

采用原位红外技术研究了碳酸二甲酯在氧化镁、氟化镁、镁铝复合氧化物和氟改性的镁铝复合氧化物4种固体碱表面上的吸附和活化行为。结果表明:碳酸二甲酯以单、双齿两种形态吸附于固体碱的表面,双齿吸附的比单齿吸附的更易活化。碳酸二甲酯吸附于氧化镁和镁铝复合氧化物上活化生成甲氧基,吸附于氟化镁上活化生成甲氟基;而吸附于氟改性的镁铝复合氧化物上优先活化生成甲氟基,随着吸附表面温度的升高,逐渐有甲氧基生成,说明氟改性的镁铝复合氧化物是一种优良的甲基化反应催化剂。     

一种可作为FCC基质的新型改性镁铝尖晶石材料

镁铝尖晶石作为硫转移剂被广泛应用于流体催化裂化(FCC)过程中, 可降低再生烟气中的SO₂排放. 通过将镁铝尖晶石和Y分子筛纳米簇溶液混合在酸性条件下再次晶化的方法改性镁铝尖晶石, 改性后尖晶石的酸性明显提高. 改性尖晶石材料的酸性和碱性可通过改变体系的pH值得以调节. 实验表明, 此改性方法可以将分子筛的结构单元引入到尖晶石中, 从而使尖晶石的微孔比表面、酸性和水热稳定性明显提高. 与原尖晶石相比, 改性尖晶石裂化减压瓦斯油(VGO)的活性和产物选择性均得到改善, 同时还保留了部分碱性活性位, 仍具有一定的脱硫活性. 改性尖晶石裂化VGO的反应性能优于高岭土, 同时以改性尖晶石作为部分基质的FCC催化剂的反应性能也优于以高岭土为主要基质的FCC催化剂.     

H2O和SO2对Ce(1)Mn(3)Ti催化剂催化氧化NO性能的影响

为了提高MNO_x/TiO₂催化剂催化氧化NO的活性,在载体TiO₂上负载醋酸锰的同时掺杂了一定量的硝酸铈,构成了Ce(1)Mn(3)Ti催化剂,并对催化剂进行XRD、BET和XPS等表征。重点考察了H₂O和SO₂对催化剂活性的影响,通过FT-IR、SEM和BET等表征手段对毒化前后的催化剂组成及结构进行了分析。结果表明,Ce(1)Mn(3)Ti催化剂具有较好的活性,在空速41 000 h^-1、NO体积分数为300×10^-6及O₂含量10%的条件下,反应温度200℃时NO转化率可达58%,250℃时NO转化率达到最高值85%。单独加入4%H₂O使得催化剂活性降低,升高反应温度,H₂O对催化剂的影响减弱;同时通入4%H₂O和100×10^-6SO₂,在反应温度250℃时,NO转化率下降并维持在48%左右,停止通入后恢复到61%。H₂O和SO₂使催化剂活性物种硫酸盐化失活。     

SO2影响V2O5/AC催化剂脱硝活性的机理

通过O2和SO2瞬态响应实验,研究了有水条件下SO2抑制V2O5/AC(活性焦)催化剂脱硝的原因.结果表明,SO2与V2O5反应生成VOSO4,导致V2O5/AC催化剂的脱硝活性下降.VOSO4的量动态变化,既与气氛中SO2的浓度有关,也与催化剂已实现的脱硫量(或硫含量)有关.催化剂的微孔(d<1nm)有利于SO3的迁移和储存,从而有利于脱硝.     

V2O5-CeO2/TiO2催化剂上低温氨选择性催化还原NO的性能

考察了V2O5-CeO2/TiO2催化剂中V、Ce活性组分的担载量和焙烧温度对催化剂低温催化还原NO活性的影响及其在单独SO2、H2O和两者共存气氛下的抗毒化性能。结果表明,焙烧温度400℃下制备的5V30Ce/TiO2催化剂具有良好的低温催化还原NO活性,空速为10000h-1,165℃时NO转化率达99.2%;500℃以下低焙烧温度时,添加的Ce不与V相互作用,在催化剂表面主要以CeO2形式存在,有利于增大催化剂比表面积,增强V2O5在催化剂上的分散度,提高催化活性。而在500℃以上较高焙烧温度下,Ce与V会形成CeVO4,对活性提高不利。催化剂具有良好的低温抗水中毒性能,但受SO2毒化作用明显,其在SO2、H2O共存气氛下中毒程度较单独SO2下浅。     

表面Mo修饰提高CeTiO_x催化剂低温脱硝性能（英文）

近年来,以雾霾为代表的大气污染问题严重影响到经济社会的可持续发展.其中,氮氧化物(NOx)的大量排放是导致雾霾天气的重要原因之一.氨选择性催化还原(NH3-SCR)是目前消除氮氧化物的主流技术,低温NH3-SCR更是广泛应用于钢铁、焦化、水泥、玻璃、陶瓷和垃圾焚烧等行业的烟气排放治理.传统的V2O5-WO3/Ti O2催化剂活性温度高(300–400 oC)且钒具有生物毒性,因此亟待开发环境友好的低温非钒基脱硝催化剂.最近, Ce Ti Ox基催化剂由于在中高温段(250–400 oC)表现出优异的脱硝性能而得到广泛关注.然而,该催化剂仍面临低温活性差及抗硫性能差的问题,制约了其工业化应用.研究显示,添加过渡金属可提高Ce Ti Ox基催化剂的脱硝活性和抗硫中毒性能,这主要是因为过渡金属的添加可以有效改善催化剂的氧化还原性能和表面酸性.Mo O3作为一种可以提供大量酸性位的氧化物,常被用作助剂改善钒钨钛催化剂的活性.研究显示, Mo O3的引入可以促进催化剂中钒物种的分散度以及提高表面酸性.基于此,我们制备了一系列不同Mo含量的Mo O3/Ce Ti Ox催化剂,以期提高Ce Ti Ox催化剂的低温脱硝性能及抗SO2中毒能力,并着重研究表面Mo的修饰对Ce Ti Ox催化剂物理化学性质的影响.研究发现,表面Mo修饰可以显著提高Ce Ti Ox的低温催化活性,其脱硝效率在150 oC即可达到80%,同时抗SO2中毒能力也得到增强.进一步借助X射线衍射、比表面积测定、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附和X射线光电子能谱等方法对催化剂进行了全面表征分析.结果显示,表面Mo修饰对Ce Ti Ox催化剂物理化学性质的影响与其脱硝性能有着密不可分的关系.首先,钼物种主要是以Mo O3的形式存在于Ce Ti Ox表面,其最佳的负载量为4wt.%.其次,表面Mo的沉积显著提高了催化剂的表面酸量,尤其是Br?nsted酸位的数量,而表面酸位的增加有利于催化剂吸附与活化反应物种NH3;同时,表面Mo修饰还减弱了硝酸盐在催化剂表面的吸附,进一步促使NH3-SCR反应按照Eley-Rideal机理顺利进行.最后,该催化剂在H2O和SO2存在的条件下仍具有最佳的脱硝性能,因而有望用于实际含SO2的低温烟气脱硝.     

Selective catalytic oxidation of NO with O2 over Ce-doped MnOx/TiO2 catalysts

A series of Ce-doped MnOx/TiO2 catalysts were prepared by impregnation method and used for catalytic oxidation of NO in the presence of excess O2. The sample with the Ce doping concentration of Ce/Mn=1/3 and calcined at 300°C shows a superior activity for NO oxidation to NO2. On Ce(1)Mn(3)Ti catalyst, 58% NO conversion was obtained at 200°C and 85% NO conversion at 250°C with a GHSV of 41000 h-1, which was much higher than that over MnOx/TiO2 catalyst (48% at 250°C). Characterization results implied that the higher activity of Ce(1)Mn(3)Ti could be attributed to the enrichment of well-dispersed MnOx on the surface and the abundance of Mn3+ and Ti3+ species. The addition of Ce into MnOx/TiO2 could improve oxygen storage capacity and facilitate oxygen mobility of the catalyst as shown by PL and ESR, so that its activity for NO oxidation could be enhanced. The effect of H2O and SO2 on the catalyst activity was also investigated.     

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.     

Sn0.5Ti0.5O2催化剂上SO2、NO和CO反应的机理

Sn0.5Ti0.5O2催化剂对NO＋CO反应活性不高， 350 ℃时NO的转化率只有50％,但反应气中含有SO2时， NO的转化率接近100％,说明SO2对Sn0.5Ti0.5O2催化剂上的NO＋CO反应具有促进作用. XPS表征发现,SO2＋CO、SO2＋NO＋CO反应后催化剂表面有微量硫存在，而反应前没有检测到硫的存在.结合反应性能测定、瞬变应答实验、XRD、TPD研究等，发现催化剂上的表面硫参与了NO的催化还原反应，是NO＋CO反应更重要的活性中心.据此，提出了SO2＋NO＋CO反应的氧化还原反应机理.     

NO reduction and CO oxidation over Cu/Ce/Mg/Al mixed oxide catalyst in FCC operation

Simultaneous NO reduction and CO oxidation in the presence of O₂, H₂O and SO₂ over Cu/Mg/Al/O (Cu-cat), Ce/Mg/Al/O (Ce-cat) and Cu/Ce/Mg/Al/O (CuCe-cat) were studied. At low temperatures (<340 °C), the presence of O₂ or H₂O enhanced the activity of CuCe-cat for NO and CO conversions, but significantly suppressed the activity of Cu-cat and Ce-cat. At high temperature (720 °C), the presence of O₂ or H₂O had no adverse effect on the NO and CO conversions over these catalysts. The addition of SO₂ to NO+CO+O₂+H₂O system had no effect on the reaction of CO+O₂ over Cu-cat, but deactivated this catalyst for NO+CO and CO+H₂O reactions; over Ce-cat, all of these reactions of NO+CO,CO+O₂ and CO+H₂O were suppressed significantly; over CuCe-cat, NO+CO and CO+O₂ reactions were not affected while the reaction of CO+H₂O was slightly inhibited.     

稀土盐酯化催化剂失活原因的探讨

实验发现，稀土盐作为酯化反应催化剂，重复使用时活性有较大幅度的下降。本文采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）及程度升温分解（ＴＰＤＥ）等手段，结合四水硫酸铈（Ⅳ）催化合成乙醇单乙醚醋酸酯的反应活性测定，对鹇催化剂和经不同预处理的催化剂进行了研究，讨论了催化剂失活的原因。结果表明，四水硫酸铈（Ⅳ）的催化活性与表面质子酸性质有关。在反应过程中，催化剂发生结晶水的丢失，铈离子价态的降低及晶体结构的变化，使催化剂的质     

CexTi1-xO2负载锰基催化剂的制备及其低温NH3选择催化还原NO

用共沉淀法制备了CexTi1-xO2复合氧化物载体。XRD和低温N2吸附-脱附结果指出,当0.2≤x≤0.4时,CexTi1-xO2载体主要以无定形态存在,且Ce0.4Ti0.6O2的比表面积和孔容最大。Mn-Fe/CexTi1-xO2系列催化剂低温NH3选择性催化还原(SCR)NO活性结果表明,Mn-Fe/CexTi1-xO2的活性随着Ce含量的增加先增大后减小,其中Mn-Fe/Ce0.4Ti0.6O2的活性最佳,在41000 h-1空速下,催化剂在75℃起燃,NO转化率在113℃时即超过90%。而XRD和XPS分析结果指出,Mn-Fe/Ce0.4Ti0.6O2催化剂主要以无定形或微晶的形式存在,催化剂表面Mn和Fe与载体间存在强相互作用,且催化剂表面存在Ce3+/Ce4+氧化还原电对和较多的化学吸附氧,有利于NO氧化成NO2,同时催化剂表现出了较好的抗H2O和SO2性能。