焙烧温度对Cu/ZrO2和Cu-La2O3/ZrO2催化性能的影响

Cu／ZrO2催化剂作为一种新型的甲醇合成催化剂,和Cu-Zn-Al催化剂相比,具有优良的催化活性[1,2]．Cu／ZrO2催化剂中活性中心及合成甲醇的反应机理与Cu-Zn-Al催化剂有较大差别,铜锆分散度及界面大小对甲醇合成活性有重要影响,如Keoppel等人研究发现,当Cu／ZrO2催化剂焙烧温度达到923K,ZrO2发生晶化,严重影响铜锆界面从而显著降低催化剂的活性[3]．ZrO2作为p型半导体,在催化剂中不仅起对催化剂活性组分进行支撑和分散作用,它可与催化剂活性组分产生独特的相互作用．近年来,铜锆之间的相互作用及协同效应日益受到人们重视[4…     

ZrO2对Cu/CeO2-ZrO2水煤气变换催化剂结构、性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Cu／CeO2-ZrO2水煤气变换（WGS）催化剂。用N2物理吸附、XRD和H2-TPR手段研究了ZrO2组分对催化剂的织构、物相、还原性能、热稳定性以及WGS反应活性的影响。结果表明。添加ZrO2组分均提高了催化剂的比表面积。且随ZrO2含量的增加，孔径逐渐向小孔集中，即大孔数量减少，小孔数量增加。最可几孔径移至1．9nm左右，并逐渐增强。ZrO2的加入能有效地抑制CeO2晶粒的长大，同时适量的ZrO2可使铜铈基催化剂在WGS反应过程中保持较高的Cu分散度。从而使其具有较高的活性和稳定性。当催化剂中ZrO2含量为10％。反应温度为200℃时，WGS应中CO的转化率达到73．7％。     

La与Cu／ZrO2作用形式对合成醇催化剂性能的影响

研究了镧与Ｃｕ／ＺｒＯ２ 的相互作用对ＣＯ加氢反应性能的影响。结果表明,镧能显著提高催化剂的活性,降低反应温度。镧的添加方式对催化剂活性和选择性的影响规律为： 共沉淀＞ 浸渍＞机械混合。ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＵＶ－ ＶＩＳ等表征结果表明,稀土镧有助于提高铜组分的分散度,且添加方式直接影响铜的分散状态     

浆态床合成甲醇CuO/ZnO/Al2O3催化剂的表面性质

采用并流共沉淀法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuO/ZnO/Al2O3催化剂,考察了其浆态床CO加氢合成甲醇的催化性能.通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原及X射线光电子能谱等方法对催化剂表面性质进行了表征.结果表明,催化剂具有体相和表面高分散两种不同还原性质的CuO,表面CuO的含量及其与ZnO的相互作用使催化剂活性增大.当催化剂中Cu/Zn≤1时,随着铜含量的增加,表面高分散的CuO量增加,CuO和ZnO之间相互作用增强,催化剂的活性也随之增大;当催化剂Cu/Zn>1时,增加的铜量主要体现为体相CuO含量的增加,且ZnO结晶度提高,CuO和ZnO之间的相互作用减弱,催化剂的活性随铜含量增大而减小.     

Mn助剂对CuFeZrO2低碳醇合成催化剂的修饰作用

利用程序升温还原和原位漫反射红外光谱技术研究了Mn修饰的CuFeZrO2催化剂的结构特性,并测试了催化剂的CO加氢合成低碳醇的反应性能.研究表明，适量添加锰助剂有利于提高催化剂的反应活性,提高产物中C2＋醇的含量,抑制甲烷的生成,但随锰含量的增加催化剂的活性和选择性呈现先增加后下降的趋势.程序升温还原的测试表明,锰助剂通过与铜的相互作用使铜的还原变得困难,影响铜在催化剂上的状态,随锰的加入量的增加这种作用得到加强.铜分散度的测定表明锰促进了铜的分散,利用探针分子CO在催化剂上吸附的漫反射红外光谱研究发现,锰助剂可以提高组分间的相互作用,影响铜的电子性质,从而增加了CO在铜上的吸附.     

Cu/ZrO2-Al2O3上表面氧物种脱附及其对催化性能的影响

采用ＸＲＤ,ＴＰＤ－ＭＳ和ＴＰＲ方法研究了ＺｒＯ２的改性对ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂上铜物种人散状态,表面氧物种的脱附和恢复性能,铜物种还原再氧行为的影响,并ＣＯ氧化反应为探针考察了催化剂的氧化活性,结果表明,ＺｒＯ２的存在的铜物种在γ－Ａｌ２Ｏ３载体上的分散容量降低,促进ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂上表面氧物种的脱附,同时有效地促进铜物种的还原,从而增加ＣＯ的氧化活性,实验还发现热处理条件对催     

Ni2 在炭包覆氧化铝表面存在状态及加氢性能

采用等体积浸渍法制备了以炭包覆氧化铝(CCA)为载体的Ni基催化剂.利用低温N2物理吸附、XRD、UV-Vis DRS、H2-TPR、H2-TPD等手段对催化剂进行表征,并考察了催化剂粗1,4-丁二醇加氢反应性能.结果表明,均匀分散在表面的炭可以有效阻止Ni2+进入氧化铝表面四面体及八面体空位,Ni2+以与载体具有中等强度相互作用的物种形式存在.随Ni含量的增加,镍物种晶粒尺寸发生明显变化,当Ni含量低于10%时,NiO以高分散状态存在于载体表面,Ni含量达到14%时催化剂中出现了NiO微晶,进一步提高Ni含量,NiO晶粒尺寸有所长大,但仍保持了较高的分散度.由于Ni的聚集程度较小,随着Ni含量增加,Ni的总活性比表面积增加,催化剂加氢活性提高,至Ni含量达17%时,催化剂表现出最佳的催化加氢活性.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/A12O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20%时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h-1条件下,甲醇转化率为95.5%,氢气选择性为100%.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0%以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/Al2O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20％时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250 ℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h －1条件下,甲醇转化率为95.5％,氢气选择性为100％.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0％以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

Dispersion of Ni^（2＋） Supported on Carbon Covered Alumina Surface and Hydrogenation Performance

采用等体积浸渍法制备了以炭包覆氧化铝（CCA）为载体的Ni基催化剂.利用低温N2物理吸附、XRD、UV-Vis DRS、H2-TPR、H2-TPD等手段对催化剂进行表征,并考察了催化剂粗1,4-丁二醇加氢反应性能.结果表明,均匀分散在表面的炭可以有效阻止Ni2＋进入氧化铝表面四面体及八面体空位,Ni2＋以与载体具有中等强度相互作用的物种形式存在.随Ni含量的增加,镍物种晶粒尺寸发生明显变化,当Ni含量低于10%时,NiO以高分散状态存在于载体表面,Ni含量达到14%时催化剂中出现了NiO微晶,进一步提高Ni含量,NiO晶粒尺寸有所长大,但仍保持了较高的分散度.由于Ni的聚集程度较小,随着Ni含量增加,Ni的总活性比表面积增加,催化剂加氢活性提高,至Ni含量达17%时,催化剂表现出最佳的催化加氢活性.     

Fe助剂对Cu/ZrO2甲醇水蒸气重整制氢催化剂的影响

利用XRD、TPR和EXAFS等手段，研究了Fe助剂对Cu/Fe2O3/ZrO3催化剂物化特性的影响，同时研究了对甲醇水蒸气重整反应活性和选择性的影响。结果表明，Fe对Cu/ZrO2催化剂结构有一定的修饰作用。添加Fe助剂后，铜的分散度提高，催化剂的起始还原温度提前，还原温度区间缩短；同时甲醇水蒸气重整制氢反应催化活性上升，氢选择性提高，产物中CO含量降低，但铁铜比应有一最佳值。     

MnOx在ZrO2上分散状态及对CO氧化的影响

Mn-O/ZrO2 catalysts were prepared by impregnation method and were characterized by XRD, TPR and TPD-MS. The oxidation activity of CO on these catalysts was also studied. The results indicated that the interaction between MnOx and ZrO2 would restrained the phase transformation of ZrO2, and raised the dispersion of MnOx species on ZrO2. The highly-dispersed MnOx on ZrO2 is predominant contributors in catalytic activity of the Mn-O/ZrO2 catalysts.     

焙烧温度对CuO/Fe2O3/ZrO2甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用XRD、TPR和EXAFS等手段，考察了焙烧温度对CuO/Fe2O3/ZrO2物化性能和甲醇水蒸气重整制氢活性及其选择性的影响。结果表明，催化剂中氧化铜的晶粒随着焙烧温度的提高而增大，铜的配位环境发生变化。在焙烧温度623K－723K范围内，对甲醇水蒸气重整反应的甲醇转化率和氢选择性影响较小，其结构参数变化值较小。当焙烧温度提高到923K时，催化剂的活性因ZrO2晶化和铜组分的聚焦而显著降低。结果铁的加入使ZrO2的相变温度向后推移，并且有效地阻止了CuO颗粒的聚集。     

含Y或La助剂的CuO／ZrO2合成甲醇催化剂的性能和结构研究

通过ＣｕＯ／ＺｒＯ２及含Ｙ或Ｌａ助剂的ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂对ＯＣ／Ｈ２合成甲醇性能的研究，发现稀土助剂能有效地提高该催化剂的活性。ＸＲＤ结果说明，ＣｕＯ｜ＺｒＯ２中加入Ｙ或Ｌａ助剂可使氧化铜处于较高的分散状态。ＴＰＲ结果揭示ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂中存在着在室温就很容易被氧人的铜，它在催化剂中含量的增加导致催化剂活性的提高，是关切的活性组份。助剂的加入使这种易被氧化的铜含量增加。ＸＰＳ表面分析结果     

铜的表面氧在甲醇水蒸气重整反应中的作用

研究了Cu和ZrO₂/Cu模型催化剂的甲醇水蒸气重整制氢的反应性能, 结果表明, 纯铜催化剂的反应初始活性随着还原温度的增加而显著降低, 并且在失活后的催化剂反应体系中通入少量的氧, 可恢复催化剂的活性. 相对于Cu, ZrO₂/Cu催化剂的活性和稳定性显著增加. 催化剂的TPR, XPS以及原位FT-IR表征结果表明, 导致催化剂活性迅速降低的原因为催化剂表面氧物种的逐渐消耗. ZrO₂在反应过程中可以稳定铜表面氧以及Cu^＋物种, 从而显著提高了反应活性和稳定性.     

CuO在ZrO2上的分散状态及其对催化性能的影响

用ＸＲＤ、ＴＰＲ和ＴＰＤ－ＭＳ等手段表征了浸渍法制备的ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂，发现ＺｒＯ２上高度分散的氧化铜具有显著的易被还原和再氧化的特性，从而催化剂具有高的ＣＯ氧化活性。     

ZrO2修饰Cu催化剂对甲醇吸附原位红外表征

通过原位红外漫反射实验比较研究了甲醇在Cu及ZrO2/Cu催化剂表面的吸附与反应,并且采用不同还原温度来处理催化剂,改变催化剂表面的氧含量,并进一步研究甲醇吸附和反应性能随着催化剂表面氧含量的变化规律.结果表明,甲醇在Cu催化剂表面反应生成吸附态甲醛物种,进一步生成CO2,而在ZrO2/Cu表面形成甲酸盐物种,并与表面氧进一步反应生成CO2.随着催化剂还原温度的升高,反应中间物进一步生成CO2的反应速率变慢,说明催化剂表面的氧物种含量决定着催化剂甲醇吸附中间物种的形成及反应速率.     

引入SiO2对SO4^2—／ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO4^2-/ZrO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO4^2-/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响。引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,减弱SO4^2-/ZrO2体系的超强酸性,但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利。     

载体制备方法对合成甲醇催化剂的影响

通过比较以超临界干燥法和以普通空气中干燥得到的氧化锆为载体的ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂，发现前者对ＣＯ／２Ｈ２合成甲醇的活性优于后者。ＸＲＤ和ＴＰＲ结果表明以超界干燥法制得的氧化锆为载体的催化剂ＣｕＯ的分散度比空气中干燥所得的氧化锆为载体的催化剂高。