在镍系钙钛石型催化剂上的氨氧化 Ⅰ.催化剂La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)的结构与催化性能

研究了La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)(0≤x≤1)系列催化剂的固态性质与催化氨氧化反应性能的关系。发现在LaNiO_3中掺入Sr~(2+),在x≤0.3的范围内,催化剂保持钙钛石结构不变,但晶格发生了较大的畸变,氧空位有序化程度提高;在X>0.3的范围内,钙钛石结构逐步被破坏,出现La_2NiO_4相。此系列催化剂用于氨氧化反应,Ni~(3+)是主要的活性离子,O~-或O_2~(2-)离子为主要活性氧种,反应遵循Redox机理。     

Mn_xCo_(2.5-x)Al_(0.5)O_4尖晶石型三元复合氧化物催化分解N_2O(英文)

用溶胶凝胶法制备了一组Mn_xCo_(2.5-x)Al_(0.5)O_4尖晶石型三元复合氧化物,用于有氧气氛下的N_2O催化分解反应.用N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了结构表征,考察了催化剂组成、母液pH、K负载量等制备参数对其催化活性的影响.结果表明:K的加入弱化了催化剂表面的金属-氧化学键,有利于表面氧物种的脱除,改性催化剂有较高的催化活性和抗水性,其中母液pH=2、K/(Mn+Co)比为0.02的K/Mn_(0.2)Co_(2.3)Al_(0. 5)O_4催化剂活性较高,该催化剂在有氧、有氧有水气氛400℃连续反应50 h,N_2O转化率分别达98.5%和76.5%.     

钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅲ.Fe离子的状态及其对催化活性的影响

用Mossbauer,IR等技术及对样品磁化率与电导率的测量,研究了钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)体系中,活性金属铁离子在改变x时的价态和配位环境的变化及其对催化活性的影响。发现催化剂在0≤x<0.5～0.7范围内,其Fe—O键的相互作用较强,催化活性主要由催化剂的表面化学所控制;在0.7≤x≤1.0范围内,催化剂中Fe-O键相互作用减弱,氧空位出现有序化,在这一范围内,催化活性主要由催化剂的体相化学控制。     

Na_(3.3)Zr_(1.65-x)Ti_xSi_(1.9)P_(1.1)O_(11.5)系统钠快离子导体的合成及性能研究

具有三维离子通道的骨架结构的钠快离子导体NASICON(Na_(1+x)Zr_2Si_xP_(3-x)O_(12),0≤x≤3)固溶体系的研究,揭示了在1.8≤x≤2.4的组成范围内合成物的导电性最好(δ_(573.2K)(?)S·m~(-1)。因此被认为可应用于高温Na/S电池。然而该电池的初步研究表明NASICON对液钠是不稳定的,这种不稳定被认为是由于研究的样品NASICON中总含有ZrO_2杂质。为此人们曾为制备纯的NASICON单相作了不少的探索。     

镧钴镍复合氧化物催化剂的制备及催化甲烷燃烧活性研究

采用共沉淀法制备LaNi_(1-x)Co_xO_3系列催化剂(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0),研究B位离子Co的掺杂对钙钛矿LaNiO_3催化甲烷燃烧性能的影响。通过X射线衍射、比表面积测定、程序升温还原、扫描电镜、热重分析等对催化剂的结构和性能进行考察。以催化甲烷燃烧为目标,考察了催化剂的性能。研究结果表明,Co离子的掺杂会改变钙钛矿的晶型结构,改善催化活性,当x=0.8时,LaNi_(0.2)Co_(0.8)O_3的催化甲烷燃烧活性最高,其比表面积为22.4 m~2·g~(-1),T_(10%)(起燃温度)为475℃,T_(90%)(完全转化温度)为610℃。     

铁取代六铝酸盐的制备及其对甲烷燃烧的催化性能

 采用共沉淀-水热处理法制备了铁取代六铝酸盐(BaFexAl12-xO19-δ,x≤3)催化剂,并用XRD,SEM,UV-Vis和BET等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,经1000 ℃焙烧后催化剂开始出现少量六铝酸盐相,1100 ℃焙烧后六铝酸盐相为主要的晶相,当x＞3时催化剂中的杂质相不可忽略. Fe取代六铝酸盐中的Fe主要为Oh配位. 在x≤3范围内,随着Fe取代量的增加,催化剂对甲烷燃烧的催化活性逐渐升高,其中BaFe3Al9O19-δ的起燃温度最低(515 ℃); 继续增加Fe含量,催化剂的高温活性反而下降. 向Fe单取代六铝酸盐晶格中引入La制得的Ba0.5La0.5FeAl11O19-δ催化剂,其起燃活性与BaFeAl11O19-δ的基本相同,但高温活性有较大提高. 反应气组成对催化剂的活性有显著影响,提高O2分压可以降低催化剂的起燃温度,但对高温活性的影响不大. BaFe2Al10O19-δ催化剂在800 ℃下运行100 h没有发生失活现象.     

乙酸自热重整制氢用类水滑石衍生Zn-Ni-Al-Fe-O催化剂研究

采用共沉淀法制备了Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_xFe_(1-x)O_(4.5±δ)(x=1/0.5/0)系列类水滑石型镍基催化剂,用于乙酸自热重整制氢,并利用XRD、H_2-TPR、BET、XPS等表征手段对催化剂进行了表征。结果表明,Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_(0.5)Fe_(0.5)O_(4.5±δ)催化剂在乙酸自热重整中乙酸转化率维持在100%,氢气产率为2.39 mol-H_2/mol-HAc。Zn-Al水滑石前驱体经焙烧后形成了ZnO为骨架的复合氧化物,铁的适量添加增大了催化剂的比表面积,经还原后形成Fe NiZn合金,Fe以及Zn的给电子作用提高了Ni的抗氧化能力,催化剂的抗氧化烧结和抗积炭能力得到提高。     

六铝酸盐SrNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)催化CO_2重整甲烷制合成气性能表征

制备了一系列六铝酸盐SrNiyAl12 -yO19-δ(y =0 .3,0 .6 ,0 .9,1.0 )催化剂 ,并用XRD ,XPS和TGA技术对其结构和性能进行了表征 .结果表明 ,该系列催化剂具有相同的晶体结构 ,当Ni调变量既y在 0 相似文献   

La_(2-x)(Sr,Th)_xCuO_(4±λ)系催化剂的表征及对CO+NO反应催化性能的研究

合成了x值不同的La2 -xSrxCuO4±λ( 0 .0≤x≤ 0 .1 )和La2 -xThxCuO4±λ( 0 .0≤x≤ 0 .4)两系列K2 NiF4型复合氧化物催化剂 ,用XRD和IR研究了催化剂的晶体结构 .利用化学分析和XPS等方法测定了该系列含Cu氧化物中Cu离子的平均价态、非化学计量氧 (λ)和催化剂的表面和体相组成 .通过控制B位Cu离子的价态和氧化物的非化学计量氧在一定范围内有规律的变化 ,考察对NO +CO反应的催化性能 ;利用MS TPD法研究了该系列氧化物对NO和CO +NO等小分子的吸附和活化性能 ,在此基础上探讨了含Cu的A2 BO4型复合氧化物对NO +CO反应中的催化作用本质 .发现在低温反应条件下 ,NO分子的活化是控制步骤 ,催化剂的活性与低价离子及其含量有关 .在较高反应温度下 ,NO的吸附为控制步骤 ,催化活性与氧空位有关     

搀杂六铝酸盐LaMxAl12-xO19+δ上甲烷催化燃烧研究

采用共沉淀法制备了系列金属Mn搀杂的六铝酸盐LaMnxAl12-xO19+δ(x分别为0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 5.0)催化剂, 采用BET, TG-DTA, XRD进行了物性表征, 并以甲烷催化燃烧为目标反应, 研究了Mn搀杂量对催化剂活性的影响. 结果表明 LaAl12O19+δ催化活性较低, 随着Mn的引入, 催化活性逐步提高. 当x=1.5时, 催化活性达到最大值, 为理想搀杂量. 焙烧温度对晶型及催化活性有重要影响, 1200 ℃时可以形成完整的六铝酸盐晶型, 并具较高的催化性能. 所得较好催化剂起燃温度T10%为418 ℃, T90%为663 ℃.     

Ce~(4+)掺杂钙钛锆石(CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7)相变行为的研究

采用高温固相反应法制备了CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7(0.0≤x≤1.0)系列钙钛锆石样品,借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、背散射电子像(BES)和能谱(EDS)分析,对其相变行为进行了研究。结果表明:随着Ce~(4+)掺杂量的增加,钙钛锆石(CaZrTi_2O_7)表现出有规律的向烧绿石(CaCeTi_2O_7)转变。当x≤0.2时,CaZr_(1-x)Ce_xTi_2O_7样品为单一的钙钛锆石-2M相;0.3≤x≤0.5,部分钙钛锆石-2M结构发生重排(ZrO_7→ZrO_8, TiO_5→TiO_6)向钙钛锆石-4M结构转变,两种晶型共存。Ce~(4+)取代Zr~(4+)量达到60%～70%(0.6≤x≤0.7)时,钙钛锆石-2M相消失;钙钛锆石-4M向烧绿石转变,烧绿石为次晶相;而0.8≤x≤1.0时,样品转变为单一烧绿石相,且烧绿石晶格中阴阳离子的有序化程度随着x取值的增加而增加。这种相变规律也由样品晶粒的BES和EDS分析得到证实。     

Bi-Mo-Nb复台氧化物的结构与对丙烯氧化的催化活性

本文用XRD,IR,Raman,SEM和ESR等方法研究了系列氧化物Bi_2Mo_(3-3x)Nb_(2x)O_(12-4x)(X=0.00,0.02,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)的结构和对丙烯氧化的催化活性,结果表明,在X≤0.25范围内,催化剂基本保持典型的α-Bi_2Mo_3O_(12)结构,少量Nb~(5+)的掺杂,可取代晶格中的Mo~(6+),产生氧空位,无序分布的氧空位的浓度先随X值的增加而增加,当X=0.15时达最大值,催化剂对丙烯氧化的催化活性与这种氧空位的浓度成正比,反应遵循Redox机理.     

低温熔盐法制备球状多孔La_(1-x)Sr_xMn_(0.8)Fe_(0.2)O_3(0≤x≤0.6)及其催化CO氧化性能（英文）

汽车尾气中CO,HC,NO_x,硫化物及其颗粒粉尘严重危害人们身体健康和大气环境,是大气环境的主要污染源之一.目前,尾气净化是其减排的最主要方式.汽车尾气催化剂的发展经历了几代的研究,一直以来广泛采用Pt,Pd和Rh等贵金属,但因其资源匮乏,价格昂贵,容易被S和P中毒,因此人们逐渐将目光投向非贵金属催化剂的研发.钙钛矿复合氧化物因具有独特的物理化学性质以及灵活的"化学剪裁"特性而在材料研究等领域颇受青睐,有望成为贵金属催化剂的替代品.一般而言,催化剂的比表面积越大,表面活性位点越多,其催化活性越高,且会明显降低起燃温度.目前,一些制备工艺,如水热法、共沉淀法、微乳液法和硬模板法,虽可在一定程度上提高催化剂的比表面积,但却存在费时、耗能及制备工艺复杂等缺点.因此,如何简单有效地制备出大比表面积的钙钛矿型催化剂依然是一个难题.本文以合成的分级多孔δ-MnO_2微球为模板,采用熔盐法制备出球状多孔La_(1-x)Sr_xMn_(0.8)Fe_(0.2)O_3(0≤x≤0.6)钙钛矿氧化物,研究了球状多孔钙钛矿氧化物的形成过程和合适的制备温度,以及B位Fe_3+掺杂量为20%时A位Sr~(2+)掺杂量对钙钛矿催化剂结构和催化活性的影响.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N~2吸附-脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线能谱(XPS)等方法对催化剂进行了表征.在固定床石英管反应器上评价了催化剂催化CO氧化活性及稳定性,采用气相色谱联接氢火焰离子化检测器检测了产物和反应物的组成.结果表明,以分级多孔δ-MnO_2微球为模板,采用熔盐法在450oC反应4h制备出的球状多孔La_(1-x)Sr_xMn_(0.8)Fe_(0.2)O_3(0≤x≤0.6)钙钛矿氧化物具有良好的结晶性、较大的比表面积(55.73m~2/g)和孔体积(0.37cm~3/g).其球状多孔结构的形成可分为两个阶段:原位形成钙钛矿相和纳片表面析出钙钛矿晶粒及钙钛矿晶粒的再生长.另外,FT-IR光谱表明,Fe~(3+)和Sr~(2+)成功进入A,B位.同时,CO转化曲线表明,B位Fe~(3+)的掺杂量为20%时,A位Sr~(2+)的掺杂量高于30%时可以明显改善催化剂催化CO氧化活性:La_(1-x)Sr_xMn_(0.8)Fe_(0.2)O_3(0≤x≤0.3)的T_(50)和T_(90)分别在180和198℃左右;而La_(0.55)Sr_(0.45)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3和La_(0.4)Sr_(0.6)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3的T_(50)均低于125℃;La_(0.55)Sr_(0.45)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3的T_(90)为181℃,而La_(0.4)Sr_(0.6)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3却仍低于125℃.XPS结果则证明,较高的催化活性得益于La_(0.4)Sr_(0.6)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3表面存在较多的Mn+、氧空位及吸附氧.最后,La_(0.55)Sr_(0.45)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3和La_(0.4)Sr_(0.6)Mn_(0.8)Fe_(0.2)O_3的稳定性测试结果表明,采用熔盐法以δ-MnO_2为模板在450℃焙烧4h制备的多孔球状钙钛矿具有较好的催化稳定性.虽然催化剂制备工艺简单,周期短,但比表面积最大只有55.73m~2/g,为硬模板法的1/2,因此提高比表面积将是今后研究的方向.     

S_2O_8~(2-)/ZnFe_xAl_(2-x)O_4的制备及催化合成乙酸正丁酯

通过(NH4)2S2O8溶液浸渍法制备了S_2O_8~(2-)/ZnFe_xAl_(2-x)O_4固体催化剂。通过XRD、TG-DSC、IR和N_2吸附-脱附的分析方法对催化剂进行了表征,并考察了催化剂的制备条件。实验结果表明,S_2O_8~(2-)/ZnFe_xAl_(2-x)O_4-仍具有载体的尖晶石结构特征,BET表面积为37.65m~2/g,颗粒堆积后的平均孔径约为12.47nm。将S_2O_8~(2-)/ZnFe_xAl_(2-x)O_4应用于制备乙酸正丁酯的反应,研究表明,催化剂的催化活性与制备条件有关,当采用0.15mol/L(NH4)_2S_2O_8溶液浸渍ZnFe_(0.15)Al_(1.85)O_4,温度为550℃焙烧5h条件下制备的催化剂,可使乙酸的酯化率达到93.47%。     

xLi2MnO3-(1-x) Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2(0.5 ≤ x ≤ 0.8)的结构和电化学性能

采用喷雾干燥法结合后续的热处理,成功地制备了一系列新型的基于富锂层状固溶体Li_2MnO_3和Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_2结合的xLi_2MnO_3-(1-x)Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_2(0.5≤x≤0.8)材料,并对其晶体结构、表面形貌、元素价态以及电化学性能进行了一系列的研究。实验结果表明,随着x值的增大,材料的晶体结构逐渐从层状的Li[Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)]O_2过渡到类Li_2MnO_3结构。对样品进行淬火处理对晶粒的微观晶体结构和元素价态产生复杂影响,这种变化使得淬火的样品表现出较好的电化学性能。其中x=0.6的样品淬火后表现出较好的电化学性能,100次循环后可逆容量可达209 mAh·g~(-1)。     

Ag/TiO_(2-x)N_x与TiO_(2-x)N_x可见光催化降解丙烯的活性对比

利用纳米管钛酸(NTA)和氨水的水热反应制得TiO_(2-x)N_x系列催化剂,并进一步通过热分解-机械研磨的方法在TiO_(2-x)N_x表面附着上银颗粒,制得Ag/TiO_(2-x)N_x系列催化剂.采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征和分析.光催化氧化丙烯的实验对比了TiO_(2-x)N_x与Ag/TiO_(2-x)N_x两个系列催化剂的可见光催化活性,考察了氧空位、晶型结构、氮含量和银颗粒对催化剂可见光催化活性的影响.结果表明,催化剂锐钛矿的晶型越好,氧空位含量越高,催化剂的可见光催化活性越好;贵金属银的电子捕获能力使得Ag/TiO_(2-x)N_x的可见光催化活性远高于TiO_(2-x)N_x催化剂.     

钙钛矿型催化活性材料结构与性能的研究——Ⅱ.La_(k-x)Sr_xMn_wO_(3-δ)体系

应用多晶X射线衍射法研究了ABO_3型的[(La_(1-x)Sr_x)_(1-y)□_y][Mn_(1-(?))□_(?)](O_(3-δ□_δ]系列化合物的非完整结构。结构中存在空位,Mn~((?) )和Mn~(4 )的变价以及晶格畸变。在这个体系中对于CO完全氧化反应的催化活性是由二个相互独立的,即B位的Mn~(3 )含量和品格畸变所决定,但Mn~(3 )的量更为重要。随着Sr~(2 )含量的增加,Mn~(3 )含量下降,晶格畸变增大。因此,对这个体系引入Sr~(2 )取代La~(3 ),不能起到提高催化性活的调变作用。     

在金属复合氧化物钙钛矿型La1-xSrxCoO3-λ上的氨氧化

合成了一系列钙钛矿型La_(1-x)Sr_xCoO_(δ-λ)催化剂,研究了它们的晶体结构、氧吸附能力(TPD)、表面状态(XPS)和催化性质。X射线衍射分析证明,样品在x<0.5时出现轻微的畸变,呈菱形结构,在x>0.5时则为立方结构。非计量氧(λ值)随x值从0.045变化至0.389,表明有氧阴离子缺陷生成,这一结果并为XPS研究所确认。根据不同价态的钻离子含量的变化,认为有可能生成两种不同的缺陷:La_(1-x)Sr_xCo_(1-x)~(8 )Co_x~(4 )O和La_(1-x)Sr_xCo~(3 )V_(λ/2O2)O_(δ-λ),而其中Co~(4 )是不稳定的,这类催化剂的活性和热稳定性之所以优于CoCo_2O_4,可归因于CO~(3 )的含量和稳定性。     

Gd_xTm_(2-x)W_3O_(12)(x=0.5,1,1.5)的制备和负热膨胀性的研究

在Gd_xTm_(2-x)W_3O_(12)(x=0.5,1和1.5)系列固溶体中,当Gd的含量较低(x=0.5)时,其室温稳定相为正交相;当Gd的含量较高(x=1,1.5)时,其室温稳定相为单斜相,但在高温时转变为正交相。采用高温淬火的方法,使Gd_xTm_(2-x)W_3O_(12)(x=1,1.5)高温时的正交相保留至室温。通过TG-DSC和高温XRD研究了其吸水、相变和热膨胀性,结果表明:当x=0.5时,Gd0.5Tm1.5W_3O_(12)的吸水性较弱,而当x=1和1.5时,其吸水性增强;Gd_xTm_(2-x)W_3O_(12)(x=1,1.5)在500℃以下,其正交相是稳定的;Gd_xTm_(2-x)W_3O_(12)在200~500℃的区间均具有较大的负热膨胀性,并且其负热胀系数随着Gd的含量增加而增大。     

Mn_(1-x)(Li,Ti)_xCo_2O_4尖晶石型复合氧化物的制备、表征与催化性能

用柠檬酸配位燃烧法合成了Mn1-x(Li,Ti)xCo2O4系列尖晶石型复合氧化物催化剂,使用FTIR和XRD方法对催化剂结构进行表征,通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这些催化剂在模拟柴油机尾气条件下进行同时消除NOx和柴油碳黑反应的活性评价。结果表明,掺杂Li或Ti后的Mn1-x(Li,Ti)xCo2O4系列催化剂仍然保持了完整的尖晶石型复合氧化物结构,这些催化剂对同时消除柴油机尾气中的碳黑颗粒和NOx具有良好的催化性能,其中Li或Ti的掺杂量为x=0.05较佳,结合碳黑燃烧与NOx还原总的催化效果,Mn0.95Li0.05Co2O4具有最好的催化活性。