有机酸在γ-Al2O3表面自发单层分散及苯甲酸-γ-Al2O3表面结构的研究

有机酸如苯甲酸,水杨酸,邻-或对-苯二甲酸,酒石酸均可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散,分散的临界温度取决于有机酸分子中极性基团的数目和极性的强弱。XRD,Raman,FT-IR,UV-vis和TG对苯甲酸-γ-Al~2O~3体系的表征结果表明,苯甲酸在室温下即可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散;分散后,苯甲酸分子间的氢键缔合结构垮塌;苯甲酸的羧基与γ-Al~2O~3表面羟基发生相互作用并缩水形成类似羧酸盐的结构;分子中的苯环与载体表面没有直接的相互作用。XRD相定量测得的分散阈值为1.1mmol苯甲酸/100m^2γ-Al~2O~3,与按苯环垂直表面计算所得的最大分散容量1.2mmol/100m^2相近。     

有机酸在γ-Al~2O~3表面自发单层分散及苯甲 酸-γ-Al~2O~3表面结构的研究

有机酸如苯甲酸,水杨酸,邻-或对-苯二甲酸,酒石酸均可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散,分散的临界温度取决于有机酸分子中极性基团的数目和极性的强弱。XRD,Raman,FT-IR,UV-vis和TG对苯甲酸-γ-Al~2O~3体系的表征结果表明,苯甲酸在室温下即可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散;分散后,苯甲酸分子间的氢键缔合结构垮塌;苯甲酸的羧基与γ-Al~2O~3表面羟基发生相互作用并缩水形成类似羧酸盐的结构;分子中的苯环与载体表面没有直接的相互作用。XRD相定量测得的分散阈值为1.1mmol苯甲酸/100m^2γ-Al~2O~3,与按苯环垂直表面计算所得的最大分散容量1.2mmol/100m^2相近。     

甲烷部分氧化制合成气Pt-Ni/Al~2O~3催化剂的研究

研究了Ni/Al~2O~3,Pt/Al~2O~3和一系列Pt-Ni/Al~2O~3催化剂对甲烷部分氧化制合成气的催化作用,发现Pt-Ni/Al~2O~3催化剂显示了比Ni/Al~2O~3和Pt/Al~2O~3更高的活性和稳定性。H~2-TPR,CO-TPD,CO~2-TPD,SEM,XPS和XRD等结果证明:Pt和Ni之间存在较强的相互作用,Pt和部分Ni形成固溶体合金并且Pt在催化剂表面富集。Pt和Ni之间的相互作用提高了催化剂的活性和稳定性,甲烷在Pt-Ni/Al~2O~3上的催化部分氧化具有不同于在Pt/Al~2O~3和Ni/Al~2O~3上的反应性能。     

CuO/CeO2/γ-Al2O3催化剂表面相互作用及Denox活性

作为“三效催化剂”的“储氧”组分,CeO2助剂既起到γ－Al2O3载体的作用,也能促进活性组分的分散。因此催化剂表面CeO2的状态及其与被载组分之间相互作用的研究已引起人们的广泛兴趣。但迄今,CeO2在γ－Al2O3表面上的分散容量以及其与催化剂活性组分相互作用的实质还存在很多争议。本文通过改变CeO2的担载量,研究了γ-Al2O3表面上CeO2的形态对CuO的分散状态、还原性能以及催化活性的影响,并结合嵌入模型,对实验结果进行了讨论。     

焙烧温度对CeO2改性Pd/Al2O3甲醇分解催化剂性能的影响

考察了焙烧温度对Pd/Al2O3和CeO2改性Pd/Al2O3甲醇分解催化剂反应性能的影响.在300℃～700℃范围内焙烧,Pd/Al2O3和Pd/CeO2/Al2O3催化剂的活性都呈现出先升高后降低的趋势.XRD结果表明高温焙烧时活性组分Pd在γ-Al2O3载体表面发生聚集是Pd/Al2O3催化剂活性降低的原因,而XPS结果却表明,Pd在CeO2改性γ-Al2O3载体表面的浓度与Pd/CeO2/Al2O3催化剂的活性变化并非呈现一致关系,TPR表明活性组分Pd和助剂CeO2在γ-Al2O3上产生了一定的相互作用.从而认为Pd的分散度以及Pd和CeO2之间的相互作用共同决定催化剂的甲醇分解性能.     

氧氯化催化剂的组成和分散状态

对氧氯化催化剂C_uCl_2/γ-Al_2O_3的XRD相定量和差热分析表明, 倦化剂的活性组分C_uCl_2以单层分散于载体表面, 最大分散量(阈值)约为O.13gC_uCl_2/gγ-Al_2O_3(γ-Al_2O_3比表面约为170 m~2g~)。TG, XRD和HCI的化学吸附实验表明, 催化剂中活性组分的存在状态和化学组成(CI/Cu比)可随催化剂的处理条件和所处气氛而变化; 在HCl气氛下CI/Cu<2的催化剂可恢复Cl/Cu比为2或大于2; 倦化剂吸附HCl的位置在未被CuCl_2覆盖的γ-Al_2O_3表面上。     

CuO/Mn2O3 /γ-Al2O3催化剂的制备、表征及其在CO氧化反应中的性能研究

采用浸渍法在γ-Al2O3载体上分步负载改性剂Mn2O3和活性组分CuO,制备了一系列不同配比的CuO/Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,并运用CO+O2模型反应、XRF、XRD、H2-TPR、in-situ FTIR等手段表征了催化剂的活性和物理化学性质。活性测试结果表明,锰氧化物对γ-Al2O3载体的改性能有效地提高CuO/γ-Al2O3催化剂在CO+O2模型反应中的催化活性。XRD结果表明,锰氧化物对γ-Al2O3载体的改性可以促进氧化铜在载体表面的分散,从而提高了分散态氧化铜的含量,不过这与活性变化的趋势并不完全一致。进一步结合H2-TPR、in-situ FTIR表征结果 ,我们发现,分散态铜、锰氧化物的还原性质也是影响其催化活性的重要因素,催化剂中分散态铜、锰物种越容易被还原,其对CO+O2模型反应的催化活性就越高。     

脉冲电磁场辅助浸渍法制备CoMo/γ-Al_2O_3加氢脱硫催化剂

利用脉冲电磁场(PEMF)辅助浸渍法和常规等体积浸渍法制备了一系列CoMo/γ-Al_2O_3加氢脱硫催化剂样品。以噻吩、2-甲基噻吩或苯并噻吩为模型化合物,在微反装置上评价了催化剂的加氢脱硫活性,经200 V脉冲电磁场处理的催化剂上各硫化物的转化率均比常规催化剂明显提高。采用XRD、BET、H_2-TPR和TEM等方法表征了催化剂样品的表面状态和物化性质。结果表明,适当强度的脉冲电磁场与制备体系内带电粒子的交互作用有助于催化剂活性组分的分散,使活性组分在γ-Al_2O_3载体表面分布更为均匀,同时削弱了活性组分MoO_3同载体间的较强相互作用,降低了催化剂表面钼物种的还原温度,促进了CoMoS活性相的形成。     

MO(M=Cu和Ni)/TiO2/-Al2O3催化剂在CO+O2反应中的活性

采用X射线衍射(XRD),程序升温还原(TPR)等表征手段考察了TiO2改性对CuO(或NiO)在γ-Al2O3表面上分散以及还原性能的影响,同时检测了这些改性的催化剂在CO+O2反应中的活性.结果表明:TiO2的改性使得CuO和NiO在γ-Al2O3载体上的分散复杂化,产生了多种状态的氧化铜(氧化镍)物种.当负载量低于其在γ-Al2O3上的分散容量(0.56 mmol Ti4+/100 m2γ-Al2O3)时,TiO2的加入主要是抑制了CuO和NiO在γ-Al2O3载体上的分散;而当负载量远大于其分散容量时,出现了CuO和NiO在晶相TiO2(锐钛矿)上的分散.无论其负载量如何,TiO2的加入促进了CuO的还原.因此,在250℃的CO+O2反应中,改性的催化剂中具有更多的活性位,因而显示出更高的活性;相反,TiO2的改性则抑制了NiO的还原.因此,在350℃的CO+O2反应中,可还原的氧化镍的量明显少于未经改性的催化剂,导致改性催化剂的活性降低.     

载体的结构对Ru/Al2O3催化剂金属分布状态的影响

以5种γ-Al2O3为载体制备负载型钌催化剂.利用N2物理吸附和CO化学吸附等实验手段测定载体的比表面、孔径分布以及催化剂的金属分散度,研究γ-Al2O3载体的表面织构对Ru/Al2O3催化剂活性金属分布状态的影响.结果表明活性金属在γ-Al2O3载体中的分散不完全取决于载体的比表面,载体的比孔容、孔结构对活性金属的分布起着重要作用.     

负载型三氧化钼催化剂表面结构和表面酸位的激光Raman光谱研究

测定了MoO3/γ-Al2O3、MoO3/TiO2、MoO3/SiO2的激光Raman谱. 通过MoO3/γ-Al2O3、MoO3/TiO2在吡啶吸附前后、氨水提取前后的谱图对比说明, 单层分散的MoO3, 即特征峰为～950cm^-^1的"二维聚钼酸"中钼的配位状态不是单一的,其中一种表面含钼物种(Mo-1)不吸附吡啶, 不溶于氨水, 不显示较强的表面酸性; 另一种表面含钼物种(Mo-2)可吸附吡啶, 溶于氨水, 与催化剂的表面酸位密切相关. 我们认为Mo-1为四面体配位的钼; Mo-2为八面体配位的钼. MoO3/SiO2中的MoO3能100%被氨水溶去, 其酸位数与表面Mo^6^+数之比接近1, 是由其中Mo-2的比例较高, 载体与活性组分之间的相互作用较弱这两个因素所造成的。     

TiO2微粒功能化多孔Al2O3膜的光电化学研究

用恒电位法制备了多孔Al2O3薄膜,通过在Al2O3薄膜孔内水蒸汽水解钛酸异丙酯生成了锐钛矿型TiO2微粒,制备出了Al2O3与TiO2微粒的复合薄膜．用XRD,SEM,光电化学方法进行了研究．实验表明：该复合薄膜具有光电转换特性,在光催化、光电化学太阳能转换中具有应用价值．     

TiO2-Al2O3作为Mo催化剂担体的研究

Tio。－AI。oa二元氧化物的制备at艺大体可分为两种．一种是利用液相浸渍或气相沉积方法将Tio。担载在AI。0。上，使Tio。主要覆盖在AI。0。表面上［‘－1另一种是通过Ti盐和AI盐混合溶液共沉淀方法使Tio。和AI。0。均匀混合在一起【‘－’1．不同的制备工艺对Tio。－AI。03的表面结构和表面性质有很大影响问．我们曾报导用TICly蒸气化学气相沉积方法制备出了D02在1川2O3表面呈现十分均匀分布的DoZ一周。03复合氧化物担体＊’1．本文进一步考察D0。在周。0。表面的沉积对川。0。孔结构的影响，以及Ti02－A1203作为加氢精制MO催…     

PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢催化性能

用微型催化反应装置评价, 并结合X射线粉末衍射(XRD)、表面积和孔结构测试、程序升温还原(TPR)、氢化学吸附和热重分析等方法研究了负载型PtSn/γ-Al2O3, PtSn/MCM-41和PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢反应催化性能. 发现PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较PtSn/MCM-41催化剂高的丙烷脱氢反应活性和较PtSn/γ-Al2O3催化剂高的反应稳定性. 实验结果表明, 纯硅MCM-41载体表面的锡物种因与载体相互作用较弱故易被还原, 导致铂金属分散度和催化剂的丙烷脱氢活性较低. 用Al2O3修饰MCM-41可以增强Sn物种与Al2O3/MCM-41载体之间的相互作用, 提高PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂铂金属分散度和丙烷脱氢催化活性. 并且, 积炭后的PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较高的铂金属表面裸露度, 故具有较高的丙烷脱氢反应稳定性. PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂优良的丙烷脱氢催化性能可能不仅与Sn-载体Al2O3/MCM-41较强的相互作用有关, 而且与Al2O3/MCM-41载体的介孔结构有关.     

负载型TiO2-Al2O3复合载体在超深度加氢脱硫中的应用

运用HRTEM、FT-Raman、TPR等方法表征了Mo活性组分在负载型TiO2-Al2O3复合载体和Al2O3上不同形态和性质。比较了TiO2-Al2O3复合载体同传统Al2O3载体对CoMo催化剂结构的影响，并以4，6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）为探针考察了催化剂的超深度加氢脱硫（UHDS）性能。结果表明，在负载型TiO2-Al2O3复合载体中， MoO3同载体之间的相互作用较弱，这种弱的相互作用使MoO3更多的以八面体配位Mo物种（MoⅥ）及其二维的聚合物的形式存在。二维聚合物有利于形成具有更高活性的多层MoS2结构，明显提高催化剂的超深度加氢脱硫催化活性。     

Cl–改性对Ag/Al2O3催化剂结构及其催化C3H6-SCR和H2/C3H6-SCR反应性能的影响

以烯烃为还原剂的NOx选择性催化还原(HC-SCR)是重要的环境催化反应之一.Ag/Al2O3催化剂(SA)因在HC-SCR反应中表现高活性、高N2选择性及中等H2O和SO2耐受性等优点,而被广泛研究.SA催化剂中存在不同的Ag物种,包括孤立Ag+离子,带部分正电荷Agnδ+团簇和金属态Agn0团簇.文献研究结果表明,SA催化剂中Agnδ+团簇是催化HC-SCR反应的活性Ag物种,而Ag物种类型与Ag的负载量密切相关.因此文献中研究SA催化HC-SCR反应的结构-性能关系主要是通过改变Ag负载量来开展的,最优Ag负载量约为1％～2％.本文以Cl–改性的γ-Al2O3作为载体,采用传统的浸渍法制备了Ag/Al2O3-Cl催化剂(SA-Cl),通过XRD、TEM、H2-TPR、UV-Vis DRS以及XPS对催化剂进行了结构表征,并结合C3H6-SCR和H2/C3H6-SCR活性测试,建立催化剂结构-催化性能关系;同时利用原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)和在线同步辐射单光子电离质谱(SVUV-PIMS)研究了SA催化HC-SCR的反应机理.结构表征结果表明,在SA催化剂中,Ag负载量的提高主要是增加了Agn0物种,而在SA-Cl催化剂中,Ag负载量的提高主要是增加了Agnδ+物种,因此Cl?改性能促进SA催化剂中Agnδ+物种的形成.活性测试结果表明,在相同Ag负载量下,SA-Cl催化剂表现出比SA催化剂更好的HC-SCR催化性能.Cl?改性对SA催化剂中Ag物种的调控作用和HC-SCR催化性能的促进作用随Ag负载量的增加变得更为明显.原位DRIFTS结果表明,γ-Al2O3载体(Al位点)是NO氧化形成硝酸盐物种的主要活性位点;Agnδ+物种催化丙烯适度氧化主要生成乙酸盐类物种,可以还原表面硝酸盐物种;而Agn0催化丙烯过度氧化主要生成羧酸盐类物种,进而生成CO2,不能还原表面硝酸盐物种.由此可见,Agnδ+是催化HC-SCR反应的活性Ag物种,而Agn0是催化烃类完全氧化反应的活性Ag物种;Cl–改性能有效促进Agnδ+的形成,进而提高HC-SCR催化反应活性.在线SVUV-PIMS结果检测到H2/C3H6-SCR反应中存在气态中间物种丙烯腈(CH2=CHCN).–CN和–NCO物种被认为是HC-SCR反应的关键中间物种,能够直接与气相NO+O2反应生成N2.因此,CH2=CHCN的存在说明HC-SCR反应涉及到气相反应机理.基于SA和SA-Cl催化剂,进一步研究了H2对C3H6-SCR低温活性的促进作用.结果表明,H2的促进作用是通过作用于Agnδ+物种,而不是通过Agn0物种来实现的;H2的引入有利于低温下强吸附硝酸盐物种的脱附或分解以及中间体向–NCO和–CN物种的转化,从而提高HC-SCR低温催化活性.综上,基于Cl–改性的Ag/Al2O3-Cl催化剂,本文成功证实了Agnδ+物种是催化HC-SCR反应的活性Ag物种,并结合原位DRIFTS在线SVUV-PIMS谱分别鉴定了催化反应表面中间物种和气相中间物种.这些结果加深了对SA催化HC-SCR反应构-效关系和反应机理的基础理解.     

制备工艺条件对SO42-/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化剂性能影响

采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al-体型多孔氧化铝载体,再采用电沉积技术将TiO2沉积到氧化铝多孔的纳米孔道内,制备了催化精馏专用SO42-/TiO2-Al2O3-Al型固体酸催化剂,并以乙酸乙酯合成为模型反应,考察了水封条件,电沉积电压、电沉积时间等制备工艺条件对催化剂活性的影响.实验结果表明,适宜的制备条件为水封温度为50℃,水封时间为1 h,电沉积电压为6V,电沉积时间为30 min,在此制备条件下,醋酸转化率为31.34%.采用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)手段对所制备催化剂进行了表征.结果表明:阳极氧化铝膜的结构为无定型结构,TiO2在载体上呈高度分散状态.     

TiO2／Al2O3负载量对气相酯交换合成碳酸甲丙酯的影响

采用XRD、N2 physical adsorption、XPS、NH3-TPD和吡啶吸附IR等技术,对碳酸二甲酯和丙醇气固相合成碳酸甲丙酯的TiO2/Al2O3催化剂进行了表征.实验结果表明,TiO2/Al2O3表面的Lewis酸中心是反应的催化活性位,酸性主要来源于Al2O3,TiO2起修饰作用,有利于选择性生成碳酸甲丙酯.随着Ti负载量的增加,TiO2在Al2O3表面由高度分散状态向晶态转变,其比表面积逐渐降低,但是TiO2/Al2O3的表面酸性质没有受到显著影响,L酸量先是增加,而后略有下降.当Ti负载量为5%时,DMC的转化率及MPC的选择性分别达到54.3%和88.1%.     

Mechanism of heterogeneous oxidation of carbonyl sulfide on Al2O3: an in situ diffuse reflectance infrared fourier transform spectroscopy investigation

Heterogeneous reaction of carbonyl sulfide (OCS) on the surface of different types of alumina (Al(2)O(3)) at 298 K was investigated in a closed system and a flowed system using in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS). The effects of calcination temperature of the Al(2)O(3) on its catalyzed reactivity were studied. The crystal structure and surface area of the Al(2)O(3) were characterized using X-ray diffraction (XRD) and the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. This paper revealed that adsorbed OCS could be catalytically oxidized on the surface of Al(2)O(3) to form gas-phase CO(2) and surface hydrogen carbonate (HCO(3)(-)) and sulfate (SO(4)(2-)) species at 298 K. The surface hydroxyl (OH) species on the Al(2)O(3) had been found to be the key reactant for the heterogeneous oxidation of OCS. Furthermore, the surface hydrogen thiocarbonate (HSCO(2)(-)) species, an intermediate formed in the reaction of OCS with OH, can be observed on the thermal-treated Al(2)O(3). On the basis of these results, the reaction mechanism of heterogeneous oxidation of OCS on Al(2)O(3) is discussed.     

胶溶法制备镧-钡共稳定氧化铝的性能

以硝酸为胶溶剂, 两种拟薄水铝石为前驱体, 用胶溶法制备了镧-钡共稳定的氧化铝. 采用X 射线衍射(XRD)、表面分析仪(BET)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和NO2程序升温脱附(NO2-TPD)技术对所制备的镧改性和镧钡共改性氧化铝的结构特性和表面性能进行了表征. XRD结果表明, 改性氧化铝在1273 K焙烧后均以γ-Al2O3相存在. 当BaO添加量达到14%(w)时, 有少量BaCO3生成. BET结果表明, 在1273 K下焙烧5 h后, 5%(w)La2O3稳定的氧化铝(Ba-0)和5%La2O3与8%BaO共同稳定的氧化铝(Ba-8)均具有较大的比表面积, 各种氧化铝的吸附等温线表明它们的孔形状均为狭缝型孔和瓶型孔, 孔径分布曲线表明, 仅有样品Ba-8的孔径分布较宽, 孔径为6-10 nm, 其它三种样品的孔径均集中在10 nm; NH3-TPD结果表明, 随着氧化钡添加量的逐渐增多, 氧化铝表面的酸量、酸强度逐步减少. NO2-TPD结果表明, 添加BaO后载体对NO2的吸附量增多, 随着BaO含量的增多, 体相Ba(NO3)2增多. 由于样品Ba-8同时具有很好的织构性质、适中的表面酸量和酸强度分布及NO2吸附脱附能力, 使得以它为载体的催化剂具有最好的催化性能,丙烷的起燃温度和完全转化温度分别为526 K和593 K.