CuO/CeO2-Al2O3催化剂中CuO高温迁移和固相反应的研究

采用原位XRD、激光Raman光谱和TPR技术研究了不同温度焙烧的CuO／CeO2-Al2O3催化剂中CuO物种的存在形式及其高温固相反应。结果表明，300℃焙烧催化剂CuO以晶相和非晶相形式存在于CeO2-Al2O3的表层。600℃焙烧催化剂，表层CuO部分迁移到CeO2内层，并与载体Al2O3反应生成CuAl2O4。800℃焙烧催化剂，除了极少景CuO以晶相和非晶相形式存在于CeO2-Al2O3的表层外，大部分CuO迁移到CeO2内层，与载体反应生成CuAl2O4的量明显增加。900℃焙烧催化剂。所有的Cu物种都以CuAl2O4形式存在。表明高温焙烧有利于CuO向CeO2内层迁移及内层CuO与载体Al2O3反应生成CuAl2O4。     

CO催化氧化中氧化铜对CeO2的调变作用

采用柠檬酸络合法制备并应用XRD、ICP和微反活性等方法研究了Cu－Ce－O催化剂体系,当体系中铜含量较少,焙烧温度较低时,以萤石矿型结构存在,CuO掺杂进入CeO2的晶格中;当铜含量较多,焙烧温度较高时,除了以萤石矿型结构存在外,还伴随有单斜晶系CuO的生成,焙烧温度高达1000℃时,体系无其它结构型式的晶相形成,研究发现少量的CuO使体系催化氧化CO的活性大大提高;只有极少量的CuO进入CeO2的晶格内部,该催化剂最佳配方是Cu／（Cu＋Ce）原子百分比为15％,700℃焙烧4h,其中起高催化氧化作用的是由CuO掺杂调变而成的萤石矿型复合氧化物,其组成为Cu0.06Ce0.94O1.94。     

CuO/CeO_2-Al_2O_3催化剂中CuO物种的原位XRD、Raman和TPR表征

采用原位XRD、激光Raman光谱和TPR(程序升温还原)技术研究了CuO(w,%)/CeO2-Al2O3催化剂中CuO物种的存在形式及其CuO物种的迁移.低温焙烧(300℃)催化剂,CuO以高分散和晶相两种形式存在于CeO2-Al2O3载体表层.随着焙烧温度的升高,CuO开始从表层向CeO2内层迁移.处于内层的CuO部分以晶相形式存在,部分与Al2O3载体反应生成CuAl2O4.高温有利于表层CuO向CeO2内层迁移,同时促进CuAl2O4生成.结果表明结合原位XRD、激光Raman光谱和TPR技术可以有效地观察催化剂中CuO物种的存在形式和分布.     

ZrO2∶Tb3+纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2:Tb3+纳米晶.通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2:Tb3+纳米晶.当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯Zr02是以四方相和单斜相同时存在.说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用.由ZrO2:Tb3+)的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm:在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F4能级跃迁,以491,545nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2:Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了.     

氧化铈负载CuO催化材料对甲烷燃烧的催化作用

以甲烷催化燃烧为目标反应, 考察了CuO/CeO2催化材料的催化活性, 研究了催化材料中铜含量, 制备方法及焙烧温度对催化活性的影响. 结果表明, CuO/CeO2催化材料对甲烷燃烧反应呈现出较高催化活性, 适当温度下焙烧催化剂有利于提高催化剂的催化活性. 随着催化剂中氧化铜含量的改变, 甲烷完全燃烧的温度改变较大. 对于浸渍法样品, 当CuO% (质量分数)>13.0% 时, 复合物本体有CuO晶相出现, 而不是以高分散形式分布在复合物表面, 导致催化活性下降, 完全燃烧温度升高. 最佳CuO含量CuO% 约为8.0%.     

二氧化碳加氢合成二甲醚的研究ZrO2含量对Cu-ZnO-SiO2-ZrO2催化剂的影响

考察了CO2加氢合成CH3OCH3反应中ZrO2含量对Cu-ZnO-SiO2-ZrO2催化剂的影响. 采用TPR, XRD, BET和TEM等技术对催化剂的结构形态、表面性质和ZrO2的作用进行了研究. 结果表明,催化剂中加入ZrO2能提高催化剂的比表面积及CO2转化率和CH3OCH3产率,降低最佳反应温度; ZrO2含量以2%～3%为佳. 催化剂中的CuO以三种形式存在: 小晶粒CuO, 聚集的无定形CuO及均匀分散的无定形CuO. ZrO2的作用是将均匀分散的无定形CuO转变成聚集的无定形CuO, 增加活性中心数目,还可使小晶粒CuO的晶粒变得更小.     

碱液回流老化制备高表面积二氧化锆

 回流老化由ZrOCl2水解得到的ZrO（OH）2水凝胶，然后经焙烧制\r\n备了高比表面积的ZrO2．采用氮吸附、X射线衍射和FT－Raman光谱等技\r\n术，研究了老化温度、老化时间、碱液的碱度和搅拌速度以及焙烧气氛\r\n对ZrO2比表面积、晶相组成和晶粒大小的影响．结果表明，回流老化可\r\n明显提高ZrO2的比表面积和耐热性．用比色法分析了样品中Si4＋杂质\r\n的含量，结果表明，回流老化引起二氧化锆比表面积和热稳定性增大的\r\n主要原因是热碱溶液使玻璃容器中的Si4＋溶解并掺杂至ZrO2．样品中\r\nSi4＋杂质含量愈大，ZrO2的比表面积和热稳定性愈高，ZrO2的晶粒愈\r\n小．将ZrO（OH）2水凝胶在pH＝11．5的NH4OH溶液中于96℃回流老化2\r\n4h，再经600℃焙烧可获得比表面积高达305m2／g的无定形ZrO2；经80\r\n0℃焙烧可制得晶粒为5．2nm，比表面积为174m2／g的四方晶相ZrO2．     

制备方法对WO_3/ZrO_2结构的影响

用XRD、比表面测定、LRS定性和定量的方法对用Zr（OH）4和已晶化的ZrO2作载体制得的两类WO3／ZrO2催化剂进行了表征．揭示了样品比表面、载体物相、活性组分的存在状态与制备方法、WO3含量、焙烧温度之间的关系．结果表明，WO3能单层分散在ZrO2上；单层覆盖在Zr（OH）4上的WO3使载体在焙烧时晶粒生长受阻，形成介稳的四方ZrO2，并阻止载体微粒间的烧结，使从Zr（OH）4出发制得的WO3／ZrO2比表面明显增大，在WO3含量达到单层分散容量时以上作用表现得最充分；WO3与Zr（OH）4（或四方ZrO2）在高温（～800℃）可能发生了某种化学结合，开创出超强酸位．用以上观点可对文献中已报导的主要实验事实作出较满意的解释.     

制备方法对CuO-CeO2/ZrO2催化CO氧化性能的影响

以ZrO2为载体、采用不同的浸渍次序制备了3种CuO-CeO2/ZrO2催化剂并在不同的温度(500,650和800℃)下进行焙烧,利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR)及CO程序升温脱附(CO-TPD)技术对所制备的催化剂进行了表征,并采用色谱流动法考察了其催化CO低温氧化反应性能。结果表明,当焙烧温度为650℃时,3种催化剂的CO催化氧化活性均最佳,且三者的催化活性大小顺序为:CuO/CeO2/ZrO2>CuO-CeO2/ZrO2>CeO2/CuO/ZrO2。结合催化剂的表征和活性测试结果,我们认为高分散的CuO是CO的吸附中心,有利于CO的低温氧化反应,而大颗粒的CuO几乎对CO没有吸附作用,不利于CO的低温氧化反应。在3种催化剂中,CuO/CeO2/ZrO2催化剂具有最佳的低温还原特性和最大的CO2脱附峰面积,相应地具有最佳的催化氧化活性。     

高分散CuO/CeO2-Al2O3催化剂中铜物种的精细结构表征

采用化学吸附-水解法制备了系列CuO/CeO₂-Al₂O₃催化剂，运用XANES、EXAFS、XRD和H2-TPR等方法对催化剂的结构进行了表征，探讨了不同焙烧温度对催化剂中高分散Cu物种的微观局域结构、分散状态和存在形式的影响，并与样品的CO氧化性能关联。结果表明，500 ℃焙烧样品中Cu物种主要以高分散的CuO微晶形式存在，与载体及CeO₂的作用相对较弱；当焙烧温度提高至650 ℃，存在3种铜物种，即与Al相似文献   

铜基氧化锆载体合成甲醇催化剂的结构表征

以ＸＲＤ，ＥＸＡＦＳ和ＥＳＲ等手段考察了ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂及其还原态的结构，结果表明，在ＣｕＯ／ＺｒＯ２中铜以ＣｕＯ的形式存在，ＺｒＯ２载体对所负载的ＣｕＯ的结构有影响，ＣｕＯ的分散度与焙烧温度有关，在适当的温度下焙烧，负载于ＺｒＯ２上的ＣｕＯ可自发分散，在还原态试样中铜主要以有金属的形式存在，但是当试样中铜的含量小，铜的分散度高时有铜的氧化物存在，其Ｃｕ－Ｏ键距介于ＣｕＯ与ＣｕＯ２之间，Ｃｕ     

Effects of Zr/Ti molar ratio in SO42-/ZrO2-TiO2 calcined at different temperatures on its surface properties and glucose reactivity in near-critical methanol

Effects of Zr/Ti molar ratio in SO42-/ZrO2-TiO2 solid acid catalyst calcined at different temperatures on its surface properties and catalytic activity were thoroughly investigated in this paper. The physicochemical characteristics of prepared samples were determined by N2 adsorptiondesorption, XRD, NH3-TPD and XPS techniques, respectively. It was found that the crystallization temperature of the samples increased after the combination of ZrO2 and TiO2; and phase transformations from the anatase to the rutile of TiO2 species and the tetragonal to the monoclinic of ZrO2 species were effectively suppressed at higher temperature. The sample with a Zr/Ti molar ratio of 3/1 calcined at 450℃ showed the highest surface area and the most acid sites among all the tested samples. The acid site densities of samples were relatively closed to each other if they were calcined at the same temperature, however, decreased with the calcination temperature. The result indicates that the sulfur content in samples is a crucial factor to control the acid site density. Calcining the sample at 650℃ and higher temperatures resulted in a significant desorption of sulfate ion on the samples. The synthesized samples were evaluated as a potential catalyst for glucose conversion under the near-critical methanol conditions (200℃/4 MPa). The results suggested that the relatively weaker acid sites of the catalyst were more favorable for the accumulation of methyl glucosides, while the moderate acid sites were responsible for the formation of methyl levulinate. The catalytic activity for methyl levulinate production almost increases linearly with the catalyst acid site density. The catalyst deactivation is due to the loss of sulfate ion and the two catalysts with Zr/Ti molar ratios of 3/1 and 1/3 could effectively alleviate the deactivation caused by sulfate solution in the reaction medium and can be reused after calcination with the reuse rate of over 90% in terms of the methyl levulinate selectivity.     

Hydrogen generation using a CuO/ZnO-ZrO₂ nanocatalyst for autothermal reforming of methanol in a microchannel reactor

In the present work, a microchannel reactor for autothermal reforming of methanol using a synthesized catalyst porous alumina support-CuO/ZnO mixed with ZrO? sol washcoat has been developed and its fine structure and inner surface characterized. Experimentally, CuO/ZnO and alumina support with ZrO? sol washcoat catalyst (catalyst slurries) nanoparticles is the catalytically active component of the microreactor. Catalyst slurries have been dried at 298 K for 5 h and then calcined at 623 K for 2 h to increase the surface area and specific pore structures of the washcoat catalyst. The surface area of BET N? adsorption isotherms for the as-synthesized catalyst and catalyst/ZrO? sol washcoat samples are 62 and 108 ± 2 m2g?1, respectively. The intensities of Cu content from XRD and XPS data indicate that Al?O? with Cu species to form CuAl?O?. The EXAFS data reveals that the Cu species in washcoat samples have Cu-O bonding with a bond distance of 1.88 ± 0.02 ? and the coordination number is 3.46 ± 0.05, respectively. Moreover, a hydrogen production rate of 2.16 L h?1 is obtained and the corresponding methanol conversion is 98% at 543 K using the CuO/ZnO with ZrO? sol washcoat catalyst.     

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。     

CO Selective Oxidation in Hydrogen-Rich Gas over Copper-Series Catalysts

The performances of CO selective oxidation in hydrogen-rich gas over four catalytic systems of CuO/ZrO2, CuO/MnO2, CuO/CoO and CuO/CeO2 were compared. The reducibility of these catalysts and the effect of CuO and CeO2 molar ratio of CuO/CeO2 catalysts on the activity of selective CO oxidation are investigated by XRD and TPR methods. The results show that the catalysts with the exception of CuO/ZrO2 have the interactions between CuO and CoO, CeO2 or MnO2, which result in a decrease in the reduction temperature. Among the catalysts studied, CuO/ZrO2 catalyst shows the lowest catalytic activity while CuO/CeO2 catalyst exhibits the best catalytic performance. The CuO(10%)/CeO2 catalyst attains the highest CO conversion and selectivity at 140 and 160℃. The addition of 9% H2O in the reactant feed decreases the activity of CuO/CeO2 catalyst but increases its CO selectivity.     

CuO/Ce0.5Ti0.5O2的制备与表征及其对NO+CO反应的催化活性

以Ce0.5Ti0.5O2为载体, 采用浸渍法制备了不同负载量的CuO/Ce0.5Ti0.5O2催化剂, 通过TPR、XRD和激光Raman光谱等技术对其进行了表征, 并在色谱-微反装置上考察了催化剂对NO+CO反应催化性能. 结果表明, CuO/Ce0.5Ti0.5O2催化剂对NO+CO反应的活性与CuO负载量有关; 500 ℃焙烧的催化剂, 当CuO的负载量(w)为22%时, 催化剂的活性最好; 14%CuO/Ce0.5Ti0.5O2在700 ℃焙烧具有最佳催化活性, 这可能与复合载体形成了CeTi2O6的结构有关. TPR结果表明, CuO在Ce0.5Ti0.5O2上出现了四种还原能力不同的物种, α和β峰是载体表面高度分散的CuO物种, γ峰是与Ce0.5Ti0.5O2相互作用较强的孤立CuO晶簇的还原峰, δ峰是载体表面晶相CuO的还原峰; XRD结果表明700 ℃焙烧的样品中已出现了新复合氧化物CeTi2O6的晶相峰, 随焙烧温度的升高, 此晶相峰也变得更加明显, 这说明高温焙烧有利于Ce与Ti发生固相反应而形成CeTi2O6结构; Raman结果表明, 焙烧后的Ce0.5Ti0.5O2并不是简单的TiO2和CeO2的复合, 而是形成了新的晶相结构, 这也进一步验证了CeTi2O6结构的生成.     

氯化铵对TiO2纳米晶的形成、 结构及性能的影响

以四氯化钛为原料, 通过氯化铵诱导晶化和热挥发分解法制备了二氧化钛纳米晶, 经粉末XRD, TEM, IR和比表面积及热重分析等手段进行了表征. 通过对粒子生长动力学分析, 在700 ℃以下存在两种生长势, 400 ℃时出现转折, 400 ℃以下粒子生长所需活化能为8.23 kJ/mol; 400 ℃以上粒子生长需活化能为45.71 kJ/mol. 于200 ℃时灼烧样品的表面积最大, 对甲基橙光催化降解活性最高.     

ZrO2添加方法对CuO-ZnO-ZrO2催化剂性能的影响

研究了ZrO₂的两种加入法所得CuO-ZnO-ZrO₂催化剂对CO₂加H₂合成CH₃OH反应催化活性的影响,得到催化剂的最佳含量组成及各种操作条件下的活性规律。采用BET、XRD、TPR、XPS等手段对催化剂表面晶相组成、活性组分存在状态进行了探讨。     

锌基复合脱硫剂脱硫性能的研究

采用共沉淀法和机械混合法制备了Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZCM(Z=ZnO、C=CuO、M=MnO2)复合氧化物，并对两种氧化物的脱硫能力进行了分析，同时也将这二种氧化物与单一的ZnO、MnO2和CuO的脱硫能力进行比较。利用XRD和FPD(火焰光度计)分别对复合氧化物的物质组成、结构和脱硫性能进行了分析。实验证明，Zn-Cu-Mn在250℃～350℃具有良好的脱硫能力，且300℃的脱硫能力最佳；空速为7799h-1时穿透硫容较高。煅烧温度为400℃时，Zn-Cu-Mn的脱硫能力高于ZnO。煅烧温度升高，Zn-Cu-Mn复合氧化物的比表面积和脱硫能力下降，且生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。与Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZnO相比，ZCM复合氧化物的脱硫能力较低。煅烧温度为550℃时，ZCM体系中的MnO2分解为Mn2O3，当温度升至750℃时Mn2O3相消失，生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。     

Co-K-Mo/γ-Al2O3催化剂的合成低碳醇性能及其结构研究

氧化态Ｋ－ＭｏＯ３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中添加Ｃｏ（ＮＯ３）２后在空气中四个不同温度下焙烧再硫化,制得Ｃｏ－Ｋ－ＭｏＯ３／γＡｌ２Ｏ３催化剂,对其ＣＯ加氢合成低碳醇的催化反应性能进行了评价,运用ＸＲＤ,ＬＲＳ及ＥＸＡＦＳ等手段对催化剂及其氧化态前躯体的结构进行了表征,活性测试结果表明加Ｃｏ后于５００－６５０℃焙烧制得的催化剂活性较高,且使Ｃ２＋醇比例增加,结构分析结果显示加Ｃｏ后３５０℃焙烧时,Ｃ