CuY制备方法对其催化甲醇氧化羰基化活性中心的影响

以Cu(NO₃)₂为铜源,以NaY和HY分子筛为载体,通过溶液离子交换法和等体积浸渍法制备了不同的无氯CuY催化剂,并进行了气相甲醇氧化羰基化催化活性研究。通过浸渍法制备的催化剂Cu含量为10%,而以NaY和铜氨溶液离子交换制备的催化剂Cu含量只有6.3%,但其催化活性和选择性均较好。通过催化剂的Cu元素分析、低温氮吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、XPS和TPD等表征表明,溶液离子交换法制备的催化剂,Cu物种以离子的形式高度分散于分子筛骨架结构中,较好地保持了分子筛晶体结构,并对甲醇有较强的吸附能力,催化活性较高,而将等体积浸渍Cu(NO₃)₂溶液后的HY或NaY分子筛,在400 ℃焙烧过程中,发生了固体离子交换反应,形成了连接于分子筛骨架的Cu²⁺,但以HY为载体更容易进行固体离子交换,未交换的铜物种以CuO的形式分散到分子筛表面。在600 ℃高温活化中,催化剂中Cu²⁺可部分还原为活性物质Cu⁺,但以NaY和铜氨溶液离子交换制备的催化剂Cu²⁺自还原能力最大。     

CuO纳米片催化H2O2氧化降解亚甲基蓝

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为保护剂, 采用水热法成功制备了CuO纳米片. 将制备的CuO纳米片在H₂O₂存在下用于催化氧化降解亚甲基蓝, 探讨了其在不同反应条件(如温度、氧化剂浓度及催化剂用量)下对亚甲基蓝降解反应的影响. 该催化反应符合一级动力学模型, 活化能为54.0kJ/mol. CuO纳米片表现出非常高的催化活性, 但其稳定性与重复利用性有待于进一步提高.     

Cu对K-LaZrO2异丁醇合成催化剂的影响

采用X射线衍射(XRD)、程序升温脱附(TPD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术及富集法考察了K-LaZrO₂和K-CuLaZrO₂催化剂结构、CO和H₂在锆基催化剂上的吸附行为及异丁醇合成活性的影响. 结果表明, 催化剂添加Cu后, 与Zr形成较好的固溶体, 促进了CuO的分散, 且抑制了ZrO₂结晶, 增强Cu-Zr相互作用, 提高了催化活性. CO-TPD结果显示, 引入Cu后, 催化剂表面CO吸附量明显增加, 有利于碳链增长; H₂-TPD结果显示, 与活性相关的低温脱附氢量也明显增加. 另外, FTIR及富集法结果发现, Cu的引入促进了表面C₁物种的形成, 增加了表面C₁物种含量, 促进了碳链增长, 明显改善了异丁醇的选择性. 在p=10.0 MPa, 空速(GHSV)=3000 h^-1, T=360℃, V(H₂)/V(CO)=1:1条件下,异丁醇选择性达到48.5%.     

固相浸渍法和湿浸渍法制备CuO/CeO2催化剂及其CO氧化性能的对比研究

采用固相浸渍法和常规湿浸渍法制备了一系列CuO/CeO₂催化剂,并结合X射线衍射（XRD）、氢气-程序升温还原（H₂-TPR）、激光拉曼光谱（LRS）、原位漫反射红外光谱（in situ DRIFTS）、X射线光电子能谱（XPS）等手段考察了制备方法对催化剂结构性质及其在CO氧化反应中性能的影响. XPS和H₂-TPR结果表明,固相浸渍法更有利于得到高分散的铜物种,并促进CuO物种的还原. LRS结果表明,相比于湿浸渍法,固相浸渍法能产生更多氧空位,而这些氧空位可以活化参与反应的O₂. CO氧化活性测试结果表明,当铜负载量相同时,固相浸渍法制备的催化剂相比于湿浸渍法表现出更好的催化性能. 结合多种表征结果发现,催化剂CO氧化性能与其表面氧空位和Cu⁺-CO浓度紧密相关,提出了CuO/CeO₂催化剂在CO氧化反应中可能的协同作用机制.     

Fe2O3含量对Cu-Fe/铝土矿水煤气变换催化剂结构和性能的影响

利用具有高比表面积和介孔结构的改性铝土矿为载体,采用并流共沉淀法制备不同Fe₂O₃含量的Cu-Fe/铝土矿催化剂。以水煤气变换反应为探针反应,考察了催化剂性能。利用X射线荧光元素分析(XRF)、X射线粉末衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、CO程序升温脱附(CO-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征。结果表明:负载的Fe₂O₃能显著提高CuO/改性铝土矿催化剂的水煤气变换活性特别是热稳定性能,且随负载的Fe₂O₃含量增加而提高,当负载量为20%时达到最佳。其原因是负载的Fe₂O₃和CuO之间发生了相互作用,形成了类似于CuFe₂O₄复合氧化物,且随负载的Fe₂O₃含量的增加而增强,这种相互作用同时促进了CuO和Fe₂O₃的还原,抑制了CuO的烧结,进而提高了催化剂的性能。     

介孔氧化铝负载Ni-Co氧化物催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以非离子型三嵌段共聚物作为模板剂, 异丙醇铝为氧化铝的前驱物, 采用一锅法合成了一系列介孔氧化铝负载镍氧化物、钴氧化物以及镍-钴双金属氧化物催化剂, 并以介孔氧化铝为载体, 采用浸渍法制备了负载Ni-Co 氧化物催化剂. 采用N₂吸附-脱附、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线粉末衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)以及激光拉曼光谱(LRS)等技术对催化剂的结构与性质进行表征, 并考察了催化剂的丙烷氧化脱氢反应性能. 结果表明: 一锅法制备的各催化剂均有大的比表面积和规整的孔道结构, 且负载的金属氧化物高度分散; 而浸渍法制备的催化剂, 其载体的介孔结构被破坏并有Co₃O₄晶相生成. 在考察的催化剂中, 一锅法合成的介孔氧化铝负载Ni-Co 氧化物催化剂表现出最佳的丙烷氧化脱氢性能. 在450 °C、C₃H₈:O₂:N₂的摩尔比为1:1:4和空速(GHSV)为10000 mL·g^-1·h^-1条件下, 该催化剂上丙烯产率为10.3%, 远高于浸渍法制备的催化剂上所获得的丙烯产率(2.4%). 关联催化剂表征和反应结果, 讨论了催化剂结构与性能之间的关系.     

铁铜双金属催化剂选择性催化氧化氨为氮气

固定铜铁的总质量不变, 采用共浸渍法制备铜铁双金属催化剂. 为了更好地了解催化剂的性质, 分别用N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)方法对制备的催化剂进行表征. 研究发现在100000 h^-1空速下, 铜铁双金属催化剂呈现出好的活性和氮气选择性. 在低温区, 随着铜含量的增加, 活性和氮气的选择性增加, 然而在高温区氮气的选择性直接和铁的含量相关. 其中催化剂Fe_0.25Cu_0.75/ZSM-5, 在350℃氨的转化率达到最高, 在300℃氮气的选择性上升到97%. Fe_0.75Cu_0.25/ZSM-5 在500 ℃有很高的氮气选择性甚至可以达到98%. 并且所有的催化剂均产生很少的N₂O副产物. 表征结果显示催化剂的酸量和铜物种的含量可以影响催化剂的活性, 并且高的还原能力和铁含量有助于高温氮气选择性的提高.     

SBA-15负载高分散纳米NiO的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能

采用浸渍法通过改变焙烧气氛制备了系列NiO/SBA-15 (w_NiO=20%)催化剂, 并考察了催化剂的丙烷氧化脱氢(ODHP)反应性能. 实验结果表明, 与在静止和流动空气中焙烧的催化剂相比, 在1%NO/He (V_NO/V_He=1:99)气氛中焙烧的NiO/SBA-15-NO具有优异的低温丙烷氧化脱氢制丙烯性能, 在350 ℃时, 丙烷的转化率和丙烯收率分别约达29%和13%. 反应温度升至450 ℃时, 丙烯的选择性仍保持在45%左右. X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试结果表明, 1%NO/He气氛可有效抑制焙烧过程中NiO纳米颗粒的团聚, 使NiO物种高分散于SBA-15 的孔道中. H₂-程序升温还原(H₂-TPR)和O₂-程序升温脱附(O₂-TPD)测试结果表明, 随着NiO在SBA-15上分散度的提高, 催化剂的抗还原性增强, ODHP活性氧物种O-的含量增加, 进而使1%NO/He气氛中焙烧的NiO/SBA-15-NO在较宽的温度范围内(350-450 ℃)均具有良好的丙烯选择性, 并显著提高了催化剂的低温活性.     

Fe3O4改性的Ru/γ-Al2O3催化剂的原位液相加氢性能

采用分步浸渍法制备负载型Ru-Fe₃O₄/γ-Al₂O₃ 催化剂, 并利用透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱与X射线光电子能谱(XPS)表征催化剂的纳米颗粒粒径分布、晶相组成、表面结构及吸附物种等性质. 将Ru-Fe₃O₄/γ-Al₂O₃催化剂用于3,4-二氯硝基苯选择性原位液相加氢反应, 考察了反应条件对催化活性的影响, 并讨论了不同制备条件下催化剂的稳定性能. 结果表明, 在473 K、液压3 MPa、原料质量分数2%, 乙醇/水体积比75:25 的反应条件下, 3,4-二氯硝基苯的转化率为100%, 3,4-二氯苯胺的选择性高达96.4%. Fe₃O₄含量对催化剂稳定性能有显著影响, 当Ru和Fe 的质量分数分别为2%和6%时, 催化剂可稳定200 h以上. 表面吸附CO与积碳是导致催化剂失活的主要原因, 以Fe₃O₄作为高效的助剂, 进行水汽转换(WGS)反应与费托合成(FTS)可移除CO, 而采用煅烧法去除表面积碳. 晶相变化与纳米颗粒的聚集可能导致催化剂部分失活, 其原因以及再生方法需进一步考察.     

载体对钒铬氧化物催化剂结构及催化3-甲基吡啶氨氧化反应活性的影响

通过等体积浸渍法制备了Nb₂O₅,MgF₂,TiO₂和SiO₂负载和未负载的钒铬氧化物催化剂,并应用X射线衍射、N₂吸附-脱附、H₂程序升温还原和NH₃程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明,催化剂比表面积较大时有利于CrVO₄-I(单斜)的生成,比表面积较小则有利于CrVO₄-III(斜方)的生成. 在310-400℃下3-甲基吡啶氨氧化制备3-氰基吡啶反应中,具有较高催化活性的催化剂与V物种还原性较高和表面活性位数量较多有关; 而高的3-氰基吡啶选择性则与催化剂表面较低的酸性密切相关. 升高反应温度可大幅度提高催化剂的活性,且其选择性基本不变.     

Pt/Ce0.6Zr0.4O2催化剂在水煤气变换反应中的电导研究

采用浸渍法制备了不同载体(Ce0.6Zr0.4O2,CeO2和ZrO2)负载的Pt基水煤气变换反应(WGSR)催化剂, 并对其进行了活性评价. 利用X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR)和原位电导等技术对样品进行了表征. 结果表明, Ce0.6Zr0.4O2固溶体具有比CeO2更高的氧转移能力, 因此促进了Pt/Ce0.6Zr0.4O2催化剂的WGSR活性.     

三氧化二铝含量对Ni／Zr0.4Ce0.6O2—Al2O3催化剂的CH4—CO2重整反应性能影响

采用水热合成法,制备了不同Al2O3含量的Ni/Zr0.4Ce0.6O2-Al2O3催化剂,采用X－射线衍射（XRD）和扩展X光吸收精细结构（EXAFS）,对催化剂样品进行结构表征;考察了Al2O3的加入对催化剂结构和CH4－CO2重整反应活性的影响。结构表征和活性测试表明,催化剂中存在的主要晶相是Zr0.4Ce0.6O2.Al2O3的加入,使催化剂颗粒度变小,镍的分散度提高,并使反应活性有明显改进;而过量Al2O3的加入,却容易导致积炭。     

Doping of Ceria-Zirconia Solid Solution with Rare-earth Elements

The increasingly restrictive regulations on car exhaust emissions will necessitate the development of a new generation of three way catalysts (TWC) with better performance1. Ceria (CeO2) is the main component of the current TWC: its key role is to compensate the fluctuations in the exhaust stream composition, therefore, allowing to expand the air/fuel(A/F) operating window of catalytic converters2. This property is related to its oxygen storage capacity (OSC), associated to the redox couple Ce4+/Ce3+. However, CeO2 alone is easy to sinter to lost OSC at high temperature3.Ceria-zirconia (CexZr1-xO2) solid solutions by incorporation of Zr4+ in the CeO2 lattice have enhanced OSC and greater thermal stability, which are becoming the key materials for the new generation of TWC4. OSC of ceria-zirconia solid solutions can be further improved by the addition of M3+ dopants5. Besides Ce, other rare-earth elements such as Pr and Tb can vary their oxidation state. Pr and Tb are particularly suitable for making solid solutions with cerium because the known structure of PrO2 and TbO2 is of the cubic fluorite type, and the ionic radii of Pr4+ and Tb4+ are close to that of Ce4+6.In this paper, Ce0.6Zr0.3M0.1O2 (M=Y, La, Pr, Tb) were prepared by co-precipitation technique and characterized by a series of methods. Meanwhile, palladium-only TWCs were prepared by slurry coating and their catalytic activity was evaluated under the condition of simulated exhaust in the lab.XRD and FT-Raman spectra results show Ce0.6Zr0.3M0.1O2 have cubic fluorite structure which keep unchanging at high temperature. The different dopant ion radii brought different effect on the cell parameter of Ce0.6Zr0.3M0.1O2. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results show that the binding energy of Ce3d, Zr3d and O1s for Ce0.6Zr0.3M0.1O2 rose compared with that for Ce0.6Zr0.4O2, indicating dopant elements changed chemistry environment of solid solutions which was available to improve redox performance From TPR results, doping La can not change redox performance of solid solution, but doping Y decreased reduction temperature. Doping Pr and Tb notably improved redox performance of solid solutions due to appearance of low-temperature reduction peak in TPR profile which come from mobility of bulk oxygen.Compared with Pd/Ce0.6Zr0.4O2, doping Y and La unchanged A/F characteristic of TWCs, but doping Pr and Tb widen A/ F operating window and make HC, CO and NO have higher conversion.The light-off temperature of Pd/Ce0.6Zr0.3La0.1O2 was corresponded to that of Pd/Ce0.6Zr0.4O2.However, the light-off temperatures of Pd/Ce0.6Zr0.3M0.1O2 (M=Y, Pr, Tb) were lower than that of Pd/Ce0.6Zr0.4O2, which kept much lower after high temperature treatments. Among Pd/Ce0.6Zr0.3M0.1O2 (M=Y, La, Pr, Tb), Pd/Ce0.6Zr0.3Tb0.1O2 showed wider A/F operating window,higher conversion, lower light-off temperature and better high-temperature resistance     

制备方法对CuO—Ce0．7Zr0．3O2催化剂的氧缺位和CO氧化活性的影响

采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶 浸渍法两种方法制备了CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂,并对催化剂进行了XRD、Raman等表征,考察了催化剂的CO氧化性能.研究结果表明,溶胶-凝胶法制备的CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂的CO氧化活性明显高于溶胶-凝胶 浸渍法制备的CuO/Ce0.7Zr0.3O2催化剂,CuO-Ce0.7Zr0.3O2催化剂容易形成氧缺位和表面高分散CuO的颗粒较大,从而提高催化活性.     

CH_4/CO_2重整制合成气Ni/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂性能研究

以水热法合成的介孔铈锆固溶体为载体,采用浸渍法制备了Ni/CexZr1-xO2催化剂,使用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)和热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等测试手段对催化剂进行了表征。通过对比以ZrO2,CeO2,Ce0.6Zr0.4O2和Ce0.33Zr0.67O2为载体的Ni基催化剂性能,发现铈锆固溶体独特的氧化还原性质可以提高活性组分的分散度,增强催化剂的抗积炭性能,从而提高催化剂对甲烷二氧化碳重整制合成气的选择性。     

负载Pd密偶催化剂的载体效应

采用尿素水解法或吸附沉淀法制备了金属氧化物载体,并用浸渍法负载0.5%Pd制得了Pd/Sn0.4Zr0.6O2,Pd/ZrO2,Pd/SnO2,Pd/SnO2-Al2O3和Pd/Al2O3催化剂.采用原位漫反射红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱和程序升温还原等方法对催化剂结构进行了表征,探讨了不同载体对表面PdOx物种化学吸附性质和氧化还原性能的影响,并与样品的丙烷氧化活性相关联.漫反射红外光谱表明,在Pd/SnO2-Al2O3中,Sn对Al2O3表面的Pd原子簇起到稀释作用,促进了Pd的分散,使得其CO线式吸附强度明显高于Pd/Al2O3,但Pd过高的分散度不仅减少了表面Pd-PdO活性位对的数目,而且使反应中间物种Pd-OH之间脱水困难,因而阻塞了活性位,降低了其循环氧化还原活性;而在Sn0.4Zr0.6O2复合氧化物载体中,SnO2有效地阻止了四方晶相ZrO2向稳态单斜晶相转变,且复合载体的比表面积较ZrO2和SnO2有所增加,其表面PdOx物种的分散度适中.此外,Sn0.4Zr0.6O2复合氧化物负载的Pd的价态介于Pd0与Pd2 之间,表面氧空位较多,促进了丙烷中C-H键的活化,使比表面积较低的Pd/Sn0.4Zr0.6O2具有最好的催化丙烷氧化能力,相反比表面积较高的Pd/SnO2-Al2O3活性很差,说明分散度适中且具有较低氧化态的PdOx(0相似文献   

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响     

乙酸乙酯在Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2负载的金属氧化物催化剂上的催化燃烧

制备了Fe, Co, Cu, Cr和Mn金属氧化物催化剂, 所用载体为Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2复合氧化物. 利用X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR), 储氧量测试, BET比表面测试和光电子能谱(XPS)表征了催化剂. 并利用活性测试表征了各种催化剂对乙酸乙酯催化燃烧能力. 各种表征结果证实, 由于催化剂Mn/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2, 质量比)具有最多的可还原物种, Cu/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)具有较多的可还原物种和最强的可还原能力, 使它们对乙酸乙酯催化燃烧表现出了最好的活性. 在催化剂Cu/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)和Mn/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)上, 乙酸乙酯于245 ℃转化了99%, 表明这两种催化剂具有广泛的应用潜力.     

Surface stabilized nanosized Ce(x)Zr(1-x)O(2) solid solutions over SiO(2): characterization by XRD, Raman, and HREM techniques

Ce(x)Zr(1)(-)(x)O(2) solid solutions deposited over silica surface were investigated by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (RS), and high-resolution transmission electron microscopy (HREM) techniques in order to understand the role of silica support and the temperature stability of these composite oxides. For the purpose of comparison, an unsupported Ce(x)Zr(1)(-)(x)O(2) was also synthesized and subjected to characterization by various techniques. The Ce(x)Zr(1)(-)(x)O(2)/SiO(2) (CZ/S) (1:1:2 mole ratio based on oxides) was synthesized by depositing Ce(x)Zr(1)(-)(x)O(2) solid solution over a colloidal SiO(2) support by a deposition precipitation method and unsupported Ce(x)Zr(1)(-)(x)O(2) (CZ) (1:1 mole ratio based on oxides) was prepared by a coprecipitation procedure, and the obtained catalysts were subjected to thermal treatments from 773 to 1073 K. The XRD measurements disclose the presence of cubic phases with the composition Ce(0.75)Zr(0.25)O(2) and Ce(0.6)Zr(0.4)O(2) in CZ samples, while CZ/S samples possess Ce(0.75)Zr(0.25)O(2), Ce(0.6)Zr(0.4)O(2), and Ce(0.5)Zr(0.5)O(2) in different proportions. The crystallinity of these phases increased with increasing calcination temperature. The cell a parameter estimations indicate contraction of ceria lattice due to the incorporation of zirconium cations into the CeO(2) unit cell. Raman measurements indicate the presence of oxygen vacancies, lattice defects, and displacement of oxygen ions from their normal lattice positions in both the series of samples. The HREM results reveal, in the case of CZ/S samples, a well-dispersed nanosized Ce-Zr-oxides over the surface of amorphous SiO(2). The structural features of these crystals as determined by digital diffraction analysis of experimental images reveal that the Ce-Zr-oxides are mainly in the cubic geometry and exhibit high thermal stability. Oxygen storage capacity measurements by a thermogravimetric method reveal a substantial enhancement in the oxygen vacancy concentration of CZ/S sample over the unsupported CZ sample.     

Ce0.5+xZr0.4-xLa0.1O2-Al2O3催化剂催化燃烧柴油车碳烟

采用共沉淀法制备了系列Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂-Al₂O₃催化剂, 其中0≤x≤0.4且Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂与Al₂O₃的质量比为1:1. 考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能, 并用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氧气程序升温脱附(O₂-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体. 当x=0.2时, Ce³⁺离子在催化剂表面有一定的富集, 此时催化剂具有最大的β氧脱附峰和最好的表面还原性能, 同时具有良好的催化碳烟氧化活性, 碳烟在该催化剂的起燃温度为360 °C, 具有较好的应用前景.