CeO2-Y2O3涂层和负载型Pd催化剂催化燃烧VOCs

制备了一种粘附在堇青石蜂窝陶瓷载体上的CeO2-Y2O3(CeY)复合氧化物新涂层. 以二氧化铈和柠檬酸钇为前驱体, 制备过程中无有害物质产生, 对环境友好. CeY涂层和Pd/CeY催化剂通过SEM、EDX、XRF和Raman光谱等表征. 结果表明, 此涂层的粘结强度高, 对活性组分的吸附性能好, 适合用来负载钯催化剂. Y2O3大部分进入了峰窝陶瓷的孔道内, CeO2和Pd物种则富集在载体的表面. 以CO、甲苯和乙酸乙酯的催化燃烧来评价Pd/CeY催化剂的性能, 此催化剂具有较好的催化活性和热稳定性. 500 ℃焙烧的催化剂, CO、甲苯和乙酸乙酯的T99(转化率99%以上所需的最低反应温度) 分别为150、220和310 ℃; 1050 ℃焙烧的催化剂, 它们的T99分别为180、250 和330 ℃. 高温焙烧的催化剂, 活性物种PdO的晶粒增大, 这可能导致催化剂的活性下降.     

Y2O3涂层负载Pd整体式催化剂的制备和催化性能

以Y(NO3)3为前驱体制备了Y2O3涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体.扫描电子显微镜、X射线能谱和超声波振荡等表征结果表明,Y2O3涂层不但具有良好的抗振荡性和粘结强度,而且具有很强的吸附催化剂活性组分(H2PdCl4)的能力,适合制备负载型Pd催化剂.以甲苯和乙酸乙酯完全燃烧为模型反应考察了催化剂的活性,发现以Y2O3涂层堇青石蜂窝陶瓷为载体的整体式Pd/Y2O3催化剂具有良好的催化活性和热稳定性,甲苯和乙酸乙酯催化燃烧的T99分别为210和300℃;催化剂经900℃焙烧4 h后,T99仅提高20℃,表明催化剂具有很高的热稳定性.催化剂的X射线衍射、拉曼光谱和程序升温还原结果表明,Pd/Y2O3催化剂经低温焙烧时,Y2O3和PdO均高度分散在堇青石蜂窝陶瓷的表面,而高温焙烧使催化剂活性组分PdO晶粒增大,从而导致催化剂活性下降.     

CeO_2纳米管负载Pd纳米颗粒催化CO低温氧化（英文）

高效负载型Pd催化剂的制备及其在CO低温氧化反应中的机理探究是近年来的研究热点.普遍认为,Pd催化剂上的CO氧化反应遵循Langmuir-Hinshelwood机理:首先,CO吸附于Pd物种表面;然后,CO与催化剂表面的晶格氧发生反应转化为CO_2,反应发生在金属-载体界面.另外,高分散的Pd活性物种有利于CO氧化反应.同时载体的形貌、暴露的晶面、氧空位以及孔结构等都是影响催化剂活性的重要因素.CeO_2纳米管具有独特的管状特征和较高的比表面积,是一种潜在的CO低温氧化催化剂载体.本文利用乙醇还原法,以CeO_2纳米管为载体,制备不同Pd含量的Pd/CeO_2-nanotube纳米催化剂,并利用N_2吸附脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、CO程序升温脱附(CO-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,探索纳米催化剂载体形貌对CO氧化反应活性的影响.氮气吸脱附结果表明,Pd/CeO_2-nanotube具有较高的比表面积(58.0 m~2/g),且存在介孔结构.XRD表征发现,Pd/CeO_2-nanotube的衍射峰对应立方萤石型结构的CeO_2的(111),(200),(220),(311)等晶面.TEM结果表明,Pd/CeO_2-nanotube具有均匀的纳米管形貌,其外径为40-60 nm,Pd纳米颗粒均匀分散在其表面.CO-TPD结果表明,Pd/CeO_2-nanotube在110℃附近具有很强的脱附峰,在370℃和600℃附近分别具有较宽和较弱的脱附峰,这表明该催化剂具有较多的吸附位,且具有很强的CO吸附能力;CO不可逆吸附量计算结果表明,该催化剂上的Pd具有很高的表面分散度(23.3%),Pd颗粒尺寸为7.3 nm.XPS表征显示,Pd以Pd~(2+)的形式分散于CeO_2纳米管的表面,且与载体发生相互作用,存在Pd-O-Ce键;同时该催化剂表面存在丰富的Ce~(3+),为反应提供更多的氧空位.0.9Pd/CeO_2-nanotube纳米催化剂在CO氧化反应中表现出优良的活性,能在100℃实现CO的完全转化;通过计算发现,该催化剂具有较高的TOF值(0.63s~(-1)),由Arrhenius曲线可得到该催化剂的活化能为26.5 kJ/mol.综上可见:金属活性组分的尺寸和分散度、载体的结构特征、CO吸附能力以及金属-载体间的相互作用决定催化剂的性能Pd/CeO_2-nanotube的高比表面积有利于Pd的分散;其强CO吸附能力有利于CO吸附于Pd物种表面;催化剂表面丰富的Ce~(3+)能为反应提供更多的氧空位,Pd-O-Ce键的形成能增强金属-载体间的相互作用,有利于CO与催化剂表面晶格氧发生反应.同时催化剂介孔结构有利于反应气体和产物气体的吸附和扩散,因此,Pd/CeO_2-nanotube纳米催化剂在CO氧化反应中表现出优良的活性.     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

Pt-CeO_2/SiO_2催化剂用于室温湿空气中CO氧化反应（英文）

开发室温CO氧化催化剂的主要挑战是CO自中毒和慢的表面动力学,同时湿气的存在也可导致催化剂失活.本文开发了高活性CeO_2促进的Pt基催化剂4%Pt-12%CeO_2/Si O_2,用于室温湿气(湿度10%–90%,25°C)中CO氧化反应,在低CO浓度(500 ppm)和高CO浓度(2500 ppm)时,CO转化率高于99%.优化了催化剂制备变量,如Pt和CeO_2负载量、CeO_2沉积方法、CeO_2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件.采用CO/H_2化学吸附、O_2-H_2滴定、X射线衍射和BET比表面积测定表征了催化剂的表面特性,并将其与催化剂活性相关联.结果表明,CeO_2沉积方法对催化剂活性影响显著,当用浸渍法沉积CeO_2时,所得催化剂的反应速率(5.77μmol/g/s)比用沉积沉淀法(1.96μmol g~(-1)s~(-1))或CeO_2嫁接法(1.31μmol g~(-1)s~(-1))制得催化剂的高3倍.O_2-H_2滴定结果表明,当用浸渍法沉积CeO_2时,CeO_2和Pt的紧密结合导致了催化剂的高活性.催化剂载体的选择也非常重要,硅胶负载的催化剂活性(5.77μmol g~(-1)s~(-1))是氧化铝负载的(1.05μmol g~(-1)s~(-1))5倍.当反应受内扩散控制时,催化剂载体的粒径和孔结构影响非常大.另外,CeO_2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件对催化剂活性的影响至关重要.当Pt和CeO_2含量分别大于2.5和15 wt%时,所得催化剂在室温条件下活性高(TOF0.02 s~(-1)),稳定性好(反应15 h,CO转化率≥99%).     

CeO2改性Ag-V2O5/TiO2催化剂的甲基吡啶氧化脱甲基性能

以锐钛矿TiO_2为载体,考察了CeO_2改性对Ag-CeO_2-V_2O_5/TiO_2催化3-甲基吡啶氧化脱甲基性能的影响,并优化了催化剂组成与制备条件.结果表明:Ce掺杂改性不仅能够与V物种作用形成Ce VO_4,而且促进V_2O_5分散,改善活性组分的氧化还原性能,从而提高3-甲基吡啶脱甲基转化率与选择性,改善Ag-V_2O_5/TiO_2催化性能.适宜的催化剂组成为V_2O_5负载量15%,Ce/V的摩尔比0.33,Ag质量分数1.0%.过高的焙烧温度将导致TiO_2载体向金红石型转变,Ag-CeO_2-V_2O_5/TiO_2适宜制备条件为450℃焙烧4 h.     

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.     

负载型Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其脱氢性能

通过超声辅助共沉淀法制备了具有高比表面积、大孔容和大孔径的CeO_2-Al_2O_3复合载体,并以此制备了一系列负载型Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂,采用XRD、氮吸附、NH3-TPD、SEM和TEM等方法对复合载体和催化剂进行了表征;以甲基环己烷为模型化合物,考察了Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂的脱氢性能,研究了载体中Ce/Al物质的量比及反应温度对其催化脱氢性能的影响。结果表明,当Ce/Al物质的量比为0.5时,Pt/CeO_2-Al_2O_3催化剂在450℃下具有较高的脱氢性能;甲基环己烷转化率达到88.53%,甲苯的选择性达94.63%。     

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/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.     

Preparation and characterization of a novel washcoat material and supported Pd catalysts

A nanosized Ce_0.5Mn_0.5O_1.5 powder was successfully synthesized by macromolecule surfactant modified method and then it was used as the cordierite honeycomb washcoat of VOCs combustion catalysts. The effect of Ce-Mn-O powder with different Ce/Mn molar ratio on the catalytic activity and the cohesive ability of washcoat on the cordierite honeycomb substrate was also investigated. The structure and catalytic properties of Ce_0.5Mn_0.5O_1.5 washcoat were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM), differential thermal analysis and thermo-gravimetric analysis (TG/DTA), and N₂ adsorption and desorption techniques. The results indicated that the Ce_0.5Mn_0.5O_1.5 powder belongs to a novel washcoat with the advantages of strong cohesiveness, high surface area and without agglomeration even after 1000°C calcination. The total oxidation temperature for toluene, acetone and ethyl acetate over the 0.1 wt % Pd/Ce_0.5Mn_0.5O_1.5/cordierite honeycomb catalysts was at 200, 220 and 220°C, respectively. Compaired with the catalysts without Ce_0.5Mn_0.5O_1.5 washcoat, the catalyst with Ce_0.5Mn_0.5O_1.5 as washcoat on the cordierite honeycomb could improve the dispersion of PdO and shows a good catalytic activity for toluene, acetone and ethyl acetate.     

Pd基无涂层整体式催化剂上甲苯催化燃烧净化研究

采用化学镀法在堇青石蜂窝陶瓷基体上制备了Pd基无涂层整体式催化剂Pd/cord,并对其在甲苯催化燃烧净化反应中的催化性能进行了研究.结果表明,Pd/cord催化剂在钯负载量较低(如为0.24％)时,即可使甲苯从201℃起燃后,突跃到226℃完全转化,表现出良好的甲苯催化燃烧净化性能.该类催化剂在空速6000h-1 ～4...     

(CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3)-(La_2O_3-Al_2O_3)复合氧化物负载的Pd密偶催化剂:载体焙烧温度的影响

采用同时共沉淀法制备了(CeO2-ZrO2-Al2O3)-(La2O3-Al2O3)新型复合氧化物(CZA-LA),考察了焙烧温度对CZA-LA负载的Pd密偶催化剂的影响,并采用N2吸附-脱附法和X射线衍射对其进行了表征.结果表明,随着焙烧温度的升高,尽管CZA-LA样品的比表面积降低,但即使在1000°C焙烧5h后,其比表面积仍能保持在122m2/g左右;另外,CZA-LA样品的孔体积降低幅度不大,当在700℃及更高温度下焙烧后基本上保持稳定.以不同温度焙烧5h后的样品为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列整体式Pd/CZA-LA密偶催化剂(Pd含量2.0g/L).催化剂对消除模拟汽油车尾气中C3H8活性测试结果表明,各新鲜催化剂的活性相差不大,均具有较低的起燃温度T50和完全转化温度T90.当催化剂经老化处理后,以1000°C焙烧的载体负载的Pd催化剂活性最高,T50和T90分别为310和341℃,ΔT仅为31℃,仅比新鲜催化剂的高7℃.可见,该催化剂表现出优异的催化活性和抗老化性能,可以满足欧Ⅳ及更高标准的用于汽油车尾气净化的密偶催化剂的性能要求.     

CuxCo1-x/Al2O3/堇青石整体式催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

以堇青石蜂窝陶瓷为基底,A12O3浆料为过渡胶体,Cu和Co为催化活性组分,制备了一系列CuxCo1-x/Al2O3/堇青石(x=0～1)整体式催化剂.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征.以甲苯为模型化合物.在微型固定床反应器上评价了催化剂的催化性能.结果表明,当Cu含量较...     

Influence of CeO2 and La2O3 on properties of palladium catalysts used for emission control of natural gas vehicles

Pd/YZ-Al2O3 (Y and Zr modified Al2O3, and hereafter, labelled as Al) catalysts with 4 wt% additive CeO2 and/or La2O3 were prepared and characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), NO-temperature programmed desorption (NO-TPD), N2-adsorption/desorption (Brunauer-Emmet-Teller BET method), X-ray diffraction (XRD) and CO-chemisorption. Catalytic activities for CH4, CO and NO conversion were tested in a gas mixture simulated the emissions from natural gas vehicles (NGVs) operated under stoichiometric conditions. The results indicated that all catalysts exhibited excellent catalytic performances for CH4 and CO oxidation and the promoting effect of CeO2 or La2O3 was significant for NO conversion. XPS results showed that the electron density around Pd was increased by CeO2 and/or La2O3, the binding energy of Pd 3d decreased as the order: Pd/Al>Pd/Ce/Al>Pd/La/Al>Pd/CeLa/Al. The electron-rich Pd showed Rh-like catalytic properties which exhibited good activity for the reduction of NO. NO-TPD results showed that the addition of CeO2 and/or La2O3 increased NO adsorption on surface, and promoted the conversion of NO.     

Catalytic methanol decomposition to carbon monoxide and hydrogen over Pd/CeO2-ZrO2-La2O3 with different Ce/Zr molar ratios

The catalytic behaviors of Pd (1.4 wt%) catalysts supported on CeO2-ZrO2-La2O3 mixed oxides with different Ce/Zr molar ratios were investigated for methanol decomposition. Nitrogen adsorption-desorption (BET), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), H2 temperature-programmed reduction (H2-TPR), X-ray diffraction (XRD) and Pd dispersion analysis were used for their characterization. Pd/Ce0.76Zr0.18 La0.06 O1.97 catalyst showed the highest BET surface area, best Pd dispersion capability and strongest metal-support interaction. Moreover, XPS showed that there was lattice defect oxygen or mobile oxygen. According to the result of O 1s measurements the lattice defect oxygen or mobile oxygen helped to maintain Pd in a partly oxidized state and increased the activity for methanol decomposition. The Pd/Ce0.76Zr0.18La0.06O1.97 catalyst exhibited the best activity. A 100% conversion of methanol was achieved at around 260℃, which was about 20-40 ℃ lower than other catalysts     

超声波振动在Ce-Zr-La／Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料,在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理,并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂.对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征.对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征,并对催化剂进行了活性测试.BET结果表明,900 ℃焙烧后,超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1,而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1.超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm,相对较大,载体更加稳定.XRD测试结果表明,超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相,而未经过超声波处理的载体此时出现相分离,体相中有θ-Al2O3出现.以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小.H2-TPR测试中,超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高,而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂.活性测试结果说明,由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低,有更好的活性以及温度特性.     

超声波振动在Ce-Zr-La/Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料, 在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理, 并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂. 对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征. 对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征, 并对催化剂进行了活性测试. BET结果表明, 900 ℃焙烧后, 超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1, 而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1. 超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm, 相对较大, 载体更加稳定. XRD测试结果表明, 超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相, 而未经过超声波处理的载体此时出现相分离, 体相中有θ-Al2O3出现. 以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小. H2-TPR测试中, 超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高, 而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂. 活性测试结果说明, 由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低, 有更好的活性以及温度特性.     

Co3O4/CeO2的氧化还原性能及反应条件对其CO氧化活性的影响

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。运用XRD、BET和TPR表征手段,考察了不同钴铈比及焙烧温度对钴铈复合氧化物物理及化学性能的影响,并分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。结果表明,与纯的Co₃O₄相比,在不同比例的Co₃O₄/CeO₂均经723 K焙烧的各种催化剂中,钴铈原子比为9∶1的复合氧化物粒径较小,比表面积较大,说明适当比例铈的添加能使Co₃O₄具有较小的粒径。此氧化物经538 K温度焙烧制得的钴铈比为9∶1的复合氧化物中Co₃O₄平均粒径为7.2 nm, BET比表面积为167.6 m²/g。经TPR考察发现其具有最优的氧化还原性能。