制备方法对新型锡锆固溶体催化剂结构及其选择催化一氧化氮还原性能的影响

 固定SnO2含量为60％，采用不同沉淀方法和在不同沉淀条件下制备了锡锆固溶体催化剂Sn0．45Zr0．55O2，考察了沉淀过程对其结构和性能的影响．控制尿素浓度为总金属离子（Sn4＋＋Zr4＋）浓度的20倍，采用均相沉淀法制备的锡锆固溶体Sn0．45Zr0．55O2对催化NO还原具有最高活性和较好的重复性，在350℃下最大NO转化率达到74％．XRD，Raman，XPS，BET比表面测定和孔结构分析表明，沉淀条件不同，沉淀物的成核及生长过程不同，对SnO2与ZrO2之间的固溶度、催化剂表面元素分布、比表面和孔道结构以及催化活性都有较大的影响．ZrO2在SnO2（r）晶格中较高的固溶度、Sn在催化剂表面一定程度的偏析以及催化\r\n剂较大的孔径均有利于提高对NO还原反应的催化活性．     

一氧化氮选择还原锡锆固溶体催化剂的结构特性

采用双股并流共沉淀方法制备了SnO2含量从10％至90％的锡锆体系DeNOx催化剂,用XRD、微区电子衍射、FT-Raman及FT-IR等技术深入研究了锡锆体系氧化物的结构及其随组成的变化规律.结果表明，由于Sn4＋与Zr4＋离子半径接近,SnO2与ZrO2易于形成固溶体,并随组成变化表现出不同的结构特征.纯ZrO2为单斜相,当少量Sn4＋（SnO2 ≤ 20％）进入ZrO2晶格时形成四方相富锆固溶体,Sn4＋起到稳定ZrO2四方相的作用;随着SnO2含量的增大,结构从无定形或微晶态的富锆固溶体(含SnO2 30～50％)经富锆固溶体与金红石结构的富锡固溶体在55％ SnO2含量的共存状态变化到具有金红石结构的富锡固溶体（SnO2 ≥ 60％）.FT-Raman和FT-IR光谱测试证明,Zr进入SnO2晶格使得Sn－O键的结合减弱,Sn离子上的有效正电荷减小,降低了SnO2对丙烯的燃烧能力,从而提高了对NO的还原活性.     

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   

Sn/Al2O3催化剂结构与选择性催化还原NO性能

以不同沉淀剂和铝盐与SnCl4共沉淀制备了Sn/Al2O3催化剂.考察了催化剂在富氧条件下催化丙烯选择性还原NO的性能,借助于X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)和程序升温还原(TPR)等方法研究了催化剂性能与结构的关系.发现以NH3.H2O和NH4HCO3为沉淀剂、NH4Al(SO4)2为铝盐制备的Sn/Al2O3催化剂催化活性最高,NO转化率达90.9%,最佳催化活性温度为350℃.该催化剂的比表面积为254 m2/g,孔体积为0.878 cm3/g,孔径分布曲线在3~8 nm出现双峰,Sn物种主要以晶态SnO2存在,且表面Lewis酸酸量增加.     

SnO2—Al2O3复合氧化物催化剂的一氧化氮选择催化还原性能

采用双股并流共沉淀方法制备的锡铝复合氧化物,对有氧条件C3H6选择还原NO反应有较高的催化活性和较宽的反应温度区间。具有最佳配比（Sn:Al(摩尔比）＝1：1.94）的锡铝复合氧化物样品,在反应温度350℃时可使NO转化率达71％,XRD、H2－TPR及NH3－TPD的研究结果表明,锡与铝难以形成氧化物固溶体, 而SnO2是以微晶形态分散于无定形的Al2O3上,Al2O3的中等强度酸性与SnO2微晶适度的氧化还原性能相结合,使锡铝复合氧化物具有较高的催化活性。     

镧、铈对Pt, In/Al2O3催化剂选择性还原NO性能的影响

采用溶胶-凝胶法(SG)制备了掺杂少量La或Ce的Pt/Al2O3贵金属催化剂和In2O3/Al2O3氧化物催化剂, 并考察了La或Ce对催化剂的比表面和晶相结构和丙烯在这些催化剂上选择性还原NO的活性. 结果表明, 掺杂少量的La或Ce, 可以改变催化剂的热稳定性, 富氧条件下丙烯选择性催化还原NO的反应中, La或Ce的掺杂对催化活性和催化活性温度窗口没有明显改善.     

Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95对低贵金属Pt-Rh型三效催化剂性能的影响

采用共沉淀技术制备了Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95固溶体, 其织构和结构性能以及氧化还原性能分别采用BET、XRD和程序升温(TP)技术进行了表征. 制备了低贵金属Pt-Rh型三效催化剂, 考察了Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95对催化剂性能的影响. XRD和BET的结果表明, 经600 ℃焙烧5 h后, Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95具有与Ce0.50Zr0.50O2相似的立方结构和高的比表面积；经1000 ℃焙烧5 h后, 仍能保持稳定的立方结构和47.25 m2•g−1的比表面积, 表现出优越的织构性能和高的热稳定性. H2-TPR和O2-TPO的结果表明, Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95具有比Ce0.50Zr0.50O2更好的氧化还原性能. 和含Ce0.50Zr0.50O2的催化剂相比, 含Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95的催化剂具有较宽的工作窗口, 优越的低温起燃性能, 较强的水气变换能力；催化剂经1000 ℃高温水热老化5 h后, 仍具有良好的催化活性, 表现出了优异的抗老化性能.     

金属氧化物掺杂对锡锆固溶体催化剂的一氧化氮选择性还原性能的影响

 锡锆固溶体催化剂Sn0．55Zr0．45O2具有较好的NO选择性还原性能．本文在此基础上对其进行金属氧化物掺杂，发现用浸渍法掺入碱性金属元素Y，La，Ba和Zn以及用研磨法加入α－Mn2O3可以提高Sn0．55Zr0．45O2的NO选择性还原性能，用浸渍法掺入过渡金属元素Ce，Ag，Cu，Mn及Ni降低了母体催化剂的活性，而浸渍硫酸镓由于在表面引入B酸位使催化剂严重积碳而大大降低了催化剂的NO选择性还原性能．文中给出了活性改善体系的最佳掺杂量，并测定了其抗水性能．在反应气中不含水的条件下，添加2％Ba的样品活性最高，而掺杂1％Zn样品具有最好的抗水性能．对丙烯氧化反应和NO氧化反应的研究表明，抑制还原剂 丙烯的完全燃烧或促进NO氧化为NO2可能有利于NO选择性还原反应的进行．     

Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95/La-Ba-Al2O3质量比对整体式铁基催化剂上稀薄甲烷燃烧的影响

采用共沉淀法和胶溶法分别制备了高性能的储氧材料Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95(OSM)和耐高温高比表面的La-Ba-Al2O3,并以它们为载体,制备了一系列整体式铁基催化剂.考察了该系列催化剂对甲烷稀薄燃烧的催化性能.并用低温N2吸附-脱附,储氧量(OSC)测试,X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)等测试手段考察了不同Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95/La-Ba-Al2O3质量比对催化剂特性的影响.活性测试结果表明,当Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95/La-Ba-Al2O3质量比为1:1时新鲜和老化催化剂的活性均最好,新鲜催化剂可在50000h-1的高空速条件下使含量为1%(体积分数)的甲烷在446℃起燃,553℃完全转化;低温氮气吸附-脱附测试结果和H2-TPR表明,不同的Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95/La-Ba-Al2O3质量比使催化剂表现出不同的织构性能和还原性能;XRD测试结果表明,OSM以均一固溶体存在,Fe高度分散在载体上.综合以上表征手段得出:合适的Ce0.45Zr0.45Y0.07La0.03O1.95/La-Ba-Al2O3质量比导致催化剂具有优异的稀薄甲烷催化燃烧活性和热稳定性.     

Zr改性MnO_x/MWCNTs催化剂的结构特征与低温SCR活性

以ZrO(NO3)2·2H2O为前驱体对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行了改性并负载MnOx制备了MnOx/ZrO2/MWCNTs催化剂.考察了Zr对催化剂低温选择性催化还原(SCR)反应活性的影响,并通过多种分析手段对催化剂的结构进行了表征.结果表明Zr的添加对催化剂的低温SCR活性具有显著的促进作用,当Zr负载量为30%时,催化剂活性最佳.X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附的表征结果分析表明,适量的Zr改性促进了MnOx在载体表面的分散,增强金属氧化物与MWCNTs之间的作用,也能增加催化剂的比表面积、孔容和孔径.X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)的分析结果则显示,Zr能提高催化剂表面化学吸附氧浓度,促进Mn3+转化为Mn4+,从而使催化剂表面的活性位点增多,氧化还原能力增强,同时还提高了催化剂表面酸性位点的数量和强度,促进了NH3的吸附,是MnOx/ZrO2/MWCNTs催化剂低温SCR活性提高的主要原因.     

硫酸化剂和制备方法对锆基固体酸催化剂的结构和性能的影响

采用沉淀法制备ZrO2氧化物,用氯磺酸和硫酸对其进行改性制备了Zr基固体酸催化剂,以XRD、BET和NH3-FTIR等手段考察了制备条件对催化剂晶相结构和表面性质的影响,研究了催化剂结构与其对棕榈油酯化反应的催化活性之间的关系.NH3-FTIR表明催化剂表面有B酸和L酸中心的生成.硫酸化剂的种类及其引入顺序都将影响催化剂的晶相结构和孔结构.酸的引入将阻止ZrO2·nH2O在焙烧时直接向单斜相ZrO2转变,氯磺酸将使ZrO2·nH2O转变为四方相ZrO2,而硫酸将导致四方相ZrO2和Zr(SO4)2·5H2O的生成.以氯磺酸改性的四方相和单斜相ZrO2基催化剂均具有很高的催化酯化活性,比硫酸改性的S-Z固体酸催化活性高.CS-ZrO2固体酸催化活性最高,在醇油比6:1、催化剂用量7 wt%、温度338 K和常压下反应2 h,棕榈油的酯化率可达98.9%.     

Cu-Zr-Ce-O催化剂上CO选择性氧化及再生研究

采用共沉淀法制备了一系列Cu-Zr-Ce-O复合氧化物催化剂，考察了ZrO2加入量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响，并通过DSC-TPR、XRD和SEM手段对催化剂进行了表征。结果表明，添加ZrO2的Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂在160 ℃～200 ℃，具有99％以上的CO转化率，并且催化剂的选择性相对较高。适量ZrO2的加入能够细化催化剂的颗粒，提高催化剂的热稳定性，改变催化剂的聚结方式。经氮气、氢气及氧气再生处理后的Cu1Zr1Ce9Oδ催化剂，催化活性有所不同，其中经氧气处理后的催化剂，表面吸附氧体积分数较高，活性恢复较好。     

SnO2-Nb2O5/MgAl2O4/α-Al2O3催化环氧乙烷水合制乙二醇

采用水热稳定的MgAl2O4尖晶石对-αAl2O3载体表面进行修饰,采用具有较强亲水性能的SnO2对活性组分Nb2O5进行修饰,制备了SnO2-Nb2O5/MgAl2O4/-αAl2O3催化剂,并用于环氧乙烷水合制乙二醇反应.采用X射线衍射、红外光谱和程序升温脱附研究了Sn/Nb摩尔比对催化剂酸性、环氧乙烷在催化剂表面的吸附状态和吸附强度以及催化剂性能的影响.结果表明,Sn/Nb摩尔比明显影响催化剂的组成和结构;催化剂的结构不同,环氧乙烷在催化剂表面的吸附强度存在明显差别,催化剂的催化性能明显不同.     

ZrO2在Rh/γ-Al2O3催化剂中对NO催化还原反应的作用

测定了含ZrO2的Rh/γ-Al2O3催化剂上NO+C2H4和NO+C2H4+O2的反应活性,并应用TPR、XRD、BET比表面等表征了ZrO2的加入方式和晶型对Rh/γ-Al2O3催化剂活性和结构的影响。结果表明,ZrO2的加入一定程度地抑制了Rh3+与γ-Al2O3之间的相互作用和γ-Al2O3的相变,提高了催化剂的热稳定性,明显提高了850℃老化样品的NO+C2H4反应活性。对于NO+C2H4+O2反应,含ZrO2样品的选择还原活性却较低,表明反应机理不同,而且ZrO2对C2H4的深度氧化有促进作用,但老化后活性下降幅度比不含ZrO2的样品小。     

CeO2-ZrO2复合氧化物对金属蜂窝整体催化剂性能的影响

 用浸渍法制备了不同比例的CeO2－ZrO2复合氧化物，并用XRD，H2－TPR和BET等研究了复合氧化物的晶相、还原性能及热稳定性．结果表明，所制备的CeO2－ZrO2复合氧化物形成了固溶体，Ce0．6Zr0．4O2比Ce0．90Zr0．10O2更容易被H2还原；1100℃老化后，晶胞参数无明显变化，比表面积仍有11．8m2／g．模拟二冲程摩托车尾气组成，对用贵金属Pt，Pd，Rh与CeO2及CeO2－ZrO2固溶体所制备的催化剂进行了活性评价．结果显示，1100℃老化后，催化剂仍具有很高的氧化活性．在贫氧区，Pt－Pd－Rh／Ce0．6Zr0．4O2－Al2O3对碳氢化合物氧化的催化活性则有一定的优势，是一种具有较高热稳定性的催化剂．     

Sol-gel法制备S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SiO_2及其微波辐射下催化合成乙酸正丁酯的研究

以Zr O(NO3)2和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备固体超强酸S2O82-/Zr O2-Si O2催化剂,以微波辐射下冰醋酸和正丁醇合成乙酸正丁酯为探针反应,探究了催化剂制备条件对催化活性的影响及反应条件对酯化反应的影响。运用Hammett指示剂法,BET法,XRD,TEM和FT-IR对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的最佳制备条件为nZr∶nSi=1∶10,焙烧时间3.0h,焙烧温度550℃,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.6 mol·L-1。微波辐射下酯化反应最优条件为:醇酸摩尔比2.2∶1,催化剂0.8g,反应时间35min,功率600W,此时产率为93.5%。该法制得的催化剂酸强度H0≤-13.16为超强酸,催化剂比表面较大,Si O2为无定形态,Zr O2为四方晶相,Zr O2在Si O2上分布相对均匀,且Si O2分布较为松散,基本呈多孔网状结构。     

掺杂TiO2纳米粉的合成、表征及催化性能研究

 考察了制备方法对掺杂Fe2O3,ZrO2或SnO2的TiO2纳米粉的XRD谱及催化性能的影响．结果表明,用共沉淀法制备的Fe2O3·TiO2对其XRD谱强度的影响较大,而负载法制备Fe2O3／TiO2对其XRD谱的强度无影响;两种方法制备的掺杂ZrO2或SnO2的TiO2样品对XRD谱均无影响．TEM结果表明,TiO2纳米粉的晶粒均匀,粒径为14～18nm．苯酚水溶液的光催化氧化分解反应结果表明,与TiO2样品相比,负载型Fe2O3／TiO2的催化活性明显较高,但ZrO2／TiO2,SnO2／TiO2和共沉淀型Fe2O3·TiO2的催化活性变化不大．可以认为,对掺杂Fe2O3的TiO2催化剂,负载法是较好的制备方法．     

Cu/La/CeO2-Al2O3的制备及其对丙烯选择性还原NO的催化活性

将Al(NO3)3-Ce(NO3)3混合溶液滴入到NH4HCO3-NH3.H2O混合溶液中,采用共沉淀法制备了CeO2-Al2O3复合载体.采用等体积浸渍法分别浸渍助剂La和活性组分Cu,制备了Cu/La/CeO2-Al2O3催化剂.考察了催化剂在富氧条件下对丙烯选择性还原NO反应的催化活性,并借助扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射、比表面积测定、红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱和程序升温还原等方法研究了催化剂活性与结构之间的关系.结果表明,CeO2-Al2O3复合载体能显著增大催化剂的比表面积和孔径,增加表面Lewis酸酸量,改善催化剂的还原性能;助剂La能进一步增大催化剂的比表面积和孔径,增加表面Br nsted酸酸量,显著提高催化剂的热稳定性;催化剂的粒径较小,对丙烯选择性还原NO反应具有较高的催化活性,最高催化活性时的温度较低.     

苯乙酮氢转移反应中ZrO2/MCM-41和ZrO2/AC的催化性能对比

采用浸渍法制备了分别以活性炭(AC)和全硅MCM-41介孔分子筛负载的ZrO2催化剂,并对其进行了XRD、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱、差热-热重分析和吡啶吸附原位红外光谱等表征,考察了其在以异丙醇为氢源还原苯乙酮为α-苯乙醇的Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)反应中的催化活性,并与水合ZrO2进行对比.研究了载体对催化剂活性的影响.结果表明,ZrO2经MCM-41负载后,与载体发生强相互作用,可能形成Si—O—Zr键,ZrO2在载体表面呈高分散的无定形态,Zr—OH数目显著增加,L酸性增强,并形成B酸中心,使催化剂活性显著高于水合ZrO2;ZrO2负载在AC上后,与载体未发生强相互作用,ZrO2在载体表面未呈高分散状态,增加的Zr—OH数目相对较少,L酸性较弱,未形成B酸中心,催化活性未明显增加,但在较高焙烧温度(400～600℃)下,其仍能保持稳定的催化活性,这可归因于ZrO2/AC中AC孔道疏通及AC石墨层对苯乙酮上苯环的吸附作用,使活性位附近的反应底物浓度显著增大.     

Au／Fe2O3／Al2O3催化剂上丙烯选择催化还原NO

以浸渍法制备的Fe2O3/γ-Al2O3为载体,采用均相沉积沉淀方法制备了Au/Fe2O3/Al2O3催化剂.该催化剂在丙烯选择催化还原NO反应中显示出很好的低温催化活性,300℃时NO被选择还原为N2的转化率可达43%,而在Au/Al2O3催化剂上,NO的转化率仅为21%.水蒸气的加入对催化剂活性的影响较小.X射线衍射结果表明,Au和Fe2O3高度分散在Al2O3载体上.吸附氢气的程序升温还原结果表明,Au与Fe2O3之间存在着强相互作用,Au的存在促进了Fe2O3的还原,Au和Fe2O3之间的协同作用可能是Au/Fe2O3/Al2O3催化剂在丙烯选择还原NO反应中具有较高低温催化活性的原因之一.