Ce0.5Zr0.5O2修饰的Ni/SiC、Fe/SiC和Co/SiC催化燃烧甲烷性能

以铈锆固溶体（Ce_0.5Zr_0.5O₂）修饰的高比表面积SiC为载体,采用两步浸渍法制备了Ni、Fe和Co基催化剂,研究了其在煤层气催化燃烧脱氧中的催化活性和稳定性. 利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、比表面积（BET）、热重分析（TGA）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）对催化剂进行了表征. 分析结果表明,Ni、Fe和Co部分进入Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体晶格内部,导致催化剂体相形成更多的缺陷;同时Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体有助于加速金属氧化物和金属之间氧化还原过程的进行,促进了氧吸附、传输和对甲烷的活化. 另外,SiC和Ce_0.5Zr_0.5O₂固熔体良好的抗积碳性能,有效避免了催化剂在富甲烷反应气氛中因积碳而失活,从而使三种催化剂均具有优良的催化燃烧脱氧活性和稳定性. 其中,Co/Ce_0.5Zr_0.5O₂/SiC活性最高,可在320 ℃活化催化甲烷,并在410 ℃实现完全脱氧.     

Pt/Ce0.6Zr0.4O2催化剂催化氧化碳烟过程中活性氧对NO-NO2循环及表面含氧物种的分解作用简

通过在Ce_0.6Zr_0.4O₂载体上浸渍Pt（NO₃）₂制得Pt/Ce_0.6Zr_0.4O₂催化剂,该催化剂在松散接触条件下,于NO+O₂或O₂气氛中均表现出比Pt/Al₂O₃更好的碳烟氧化性能. 进一步研究表明,Pt/Ce_0.6Zr_0.4O₂催化剂中的Pt 与Ce_0.6Zr_0.4O₂存在相互作用,使得催化剂在一定温度范围内对活性氧的利用率大为提高,从而促进了气氛中NO↔NO₂的循环,乃至碳烟与NO₂的反应和碳烟表面含氧中间物种的生成;更重要的是,这部分活性氧本身可加速含氧中间物种的分解. 因此,在NO + O₂的气氛中,Pt/Ce_0.6Zr_0.4O₂催化剂的碳烟起燃温度比Pt/Al₂O₃降低了34 ℃.     

微波辅助法制备铈锆固溶体在CO低温氧化反应中的应用

采用共沉淀法并分别结合室温老化、常规加热回流和微波辅助加热回流三种不同的处理方法制备了铈锆固溶体Co0.6Zr0.4O2,并以其为载体制备了CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂.采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原等技术对Ce0.6Zr0.4O2载体和CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂的织构特性和可还原性进行了表征,另外还考察了CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂对CO低温氧化反应的催化活性.结果表明,采用微波辅助加热回流处理方法制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2载体具有最大的比表面积(170.8 m2/g)和孔容(0.408 cm3/g),以其为载体所制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂,其CuO具有良好的分散性和低温可还原性,在CO低温氧化反应中表现出最好的催化活性.     

Ce0.5+xZr0.4-xLa0.1O2-Al2O3催化剂催化燃烧柴油车碳烟

采用共沉淀法制备了系列Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂-Al₂O₃催化剂, 其中0≤x≤0.4且Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂与Al₂O₃的质量比为1:1. 考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能, 并用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氧气程序升温脱附(O₂-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体. 当x=0.2时, Ce³⁺离子在催化剂表面有一定的富集, 此时催化剂具有最大的β氧脱附峰和最好的表面还原性能, 同时具有良好的催化碳烟氧化活性, 碳烟在该催化剂的起燃温度为360 °C, 具有较好的应用前景.     

高比表面CexZr1-xO2复合氧化物的制备及表征

分别采用共沉淀法和阴离子表面活性剂模板法制备了Ce_xZr_1-xO₂复合氧化物。采用XRD、AFM、FTIR以及N₂吸附-脱附等方法对样品进行了表征。结果表明，共沉淀法合成的样品在500 ℃煅烧2 h后，生成了立方相Ce_0.75Zr_0.25O₂和四方相Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体，比表面积为62.1 m²·g^-1，孔体积为0.097 cm³·g^-1；以阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板剂，乙二胺为助模板剂合成的样品在500 ℃煅烧2 h后，生成了纯四方相Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体，比表面积为180 m²·g^-1，孔体积为0.182 cm³·g^-1。结果表明，以阴离子表面活性剂SDBS为模板剂，可以合成高比表面积且具有介孔结构的Ce_0.5Zr_0.5O₂复合氧化物；加入乙二胺作为助模板剂可明显的提高比表面积和孔体积。     

铈锆比对低贵金属Pt＋Rh/Ce0.3＋xZr0.6－xY0.1O1.95＋Al2O3三效催化剂性能的影响

用共沉淀法制得一系列铈锆比不同的Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95储氧材料, 并用于制备了一系列低贵金属Pt＋Rh/Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95＋Al₂O₃三效催化剂. 用比表面、程序升温还原以及X射线衍射对该系列催化剂进行表征, 结果发现, 催化剂的活性与催化剂中贵金属的还原性能密切相关, 低铈储氧材料比高铈储氧材料更有利于促进贵金属还原, 因而含低铈储氧材料催化剂的活性明显优于含高铈储氧材料催化剂的活性, Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的活性最佳, 对HC, CO和NO的起燃温度最低分别为: 235, 175, 200 ℃. 样品经1000 ℃水热老化之后, 贵金属Pt被烧结而发生迁移, 使得催化剂的活性及还原性能变差, 含低铈材料的催化剂的抗老化性能优于含高铈材料的催化剂, 其中Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的抗老化性能最好.     

一种具有低SO2氧化活性并满足欧V排放标准的柴油车氧化型催化剂

制备了具有高性能的稀土储氧材料Ce_0.75Zr_0.25O₂-Al₂O₃,Ti_0.9Zr_0.1O₂复合材料和Cr改性的β分子筛(Cr-β分子筛),并以此制备了单Pt型柴油车尾气净化氧化型催化剂.低温N₂吸附-脱附、储氧量测试结果表明,Ce_0.75Zr_0.25O₂-Al₂O₃样品具有较大的比表面积和优异的储氧性能,Ti_0.9Zr_0.1O₂复合材料也具有优越的织构性能.催化剂对HC和CO具有较高的催化活性,可使SOF在140℃开始转化,且具有较低的SO₂氧化活性.在YC4F国Ⅳ柴油机的测试结果表明,经该催化剂处理后的尾气排放能够满足欧Ⅴ排放标准对HC和CO排放要求.     

铈锆比对低贵金属Pt＋Rh/Ce0.3＋xZr0.6－xY0.1O1.95＋Al2O3三效催化剂性能的影响

用共沉淀法制得一系列铈锆比不同的Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95储氧材料, 并用于制备了一系列低贵金属Pt＋Rh/Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95＋Al₂O₃三效催化剂. 用比表面、程序升温还原以及X射线衍射对该系列催化剂进行表征, 结果发现, 催化剂的活性与催化剂中贵金属的还原性能密切相关, 低铈储氧材料比高铈储氧材料更有利于促进贵金属还原, 因而含低铈储氧材料催化剂的活性明显优于含高铈储氧材料催化剂的活性, Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的活性最佳, 对HC, CO和NO的起燃温度最低分别为: 235, 175, 200 ℃. 样品经1000 ℃水热老化之后, 贵金属Pt被烧结而发生迁移, 使得催化剂的活性及还原性能变差, 含低铈材料的催化剂的抗老化性能优于含高铈材料的催化剂, 其中Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的抗老化性能最好.     

焙烧温度对“软-硬”模板法制备的Pd/Ce0.65Zr0.35O2三效催化性能的影响

采用"软-硬"模板法制备了具有高热稳定性的Ce_0.65Zr_0.35O₂（CeZr）。考察了制备过程中焙烧温度对Ce_0.65Zr_0.35O₂及其负载的单Pd三效催化剂（TWC）性能的影响。对样品进行了X射线衍射、比表面、拉曼光谱、X射线光电子能谱、储氧性能和H₂程序升温还原性能测试。结果表明：焙烧温度显著影响催化剂的结构和性能。随着焙烧温度的增加，Ce_0.65Zr_0.35O₂的比表面下降，但在1 000℃焙烧的样品比表面为61 m²·g^-1，显著高于同温度下直接在空气中焙烧的样品。由于高温导致了物相重组，Ce_0.65Zr_0.35O₂的储氧量和还原性能随着焙烧温度的增加而提升。由于高温烧结导致Pd分散性的下降，其负载的催化剂的还原性能随着焙烧温度的增加而下降，从而最终导致催化剂活性的降低。但在"软-硬"模板法中1 000℃焙烧的样品负载的催化剂依然显示出很好的三效催化性能，该催化剂上C₃H₈、CO和NO的起燃温度分别为274、175和133℃，显著低于同温度下空气中直接焙烧的样品负载的催化剂。催化剂的氧化还原性能和Pd的分散性是影响催化活性的主要因素。     

Ce4+替代Pu4+的模拟固化体(Gd1-xCex)2Zr2O7+x的合成及结构演变

Gd₂Zr₂O₇中Gd具有很大的中子吸收截面, 其烧绿石结构-缺陷萤石结构的转变能较低, 使其成为理想的核废料固化基材. 使用硝酸盐为原料, 添加少量NaF作助熔剂, 在较低温度下(和传统高温固相反应相比), 合成了烧绿石型Gd₂Zr₂O₇. 以Ce⁴⁺模拟Pu⁴⁺, 研究了Gd₂Zr₂O₇对锕系核素的固化, 并合成了系列模拟固化体(Gd_1-xCe_x)₂Zr₂O_7+x (0≤x≤0.6). 采用粉末X射线衍射(XRD)对系列样品进行了表征. 结果表明: 随着x值的增大,样品从烧绿石结构向缺陷萤石结构转变, 且晶胞大小基本保持恒定, 但当x=0.6时, 衍射峰明显宽化, 晶格畸变比较严重, 晶格稳定性降低. 当x=1时, 即用Ce⁴⁺完全取代Gd³⁺进行合成, 不能得到Ce₂Zr₂O₈, 产物发生了相分离, 为四方结构的(Zr_0.88Ce_0.12)O₂和萤石结构的(Ce_0.75Zr_0.25)O₂的混合物. 模拟固化体的浸出率测试表明: 当x≤0.2时, 各元素浸出率均很低, 但当x≥0.4时, 各元素的浸出率明显升高, 说明以Gd₂Zr₂O₇作为固化Pu⁴⁺的基材, Pu⁴⁺掺入量不宜高于40%.     

Cu掺杂铈基材料的乙醇完全氧化活性及热稳定性(英文)

考察了采用溶胶-凝胶法制备固溶体Cu0.1Ce0.9Ox和Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox样品的乙醇完全氧化(COE)性能.采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积、拉曼(Raman)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、光电子能谱(XPS)及电子顺磁共振(EPR)技术对样品结构进行了表征.结果表明:新鲜Cu0.1Ce0.9Ox样品的乙醇完全氧化活性优于Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox;样品经过老化处理后,结果相反;Zr的加入改善了样品的热稳定性.此外,还考察了乙醇完全氧化活性与活性物种之间的关系.     

Pt/CexZr1-xO2 催化剂在含硫合成气中催化水煤气变换反应活性

 采用浸渍法制备了 Pt/Ce_xZr_1-xO₂ 催化剂, 通过 X 射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 并在固定床反应器中评价了催化剂在合成气和含硫合成气中的水煤气变换活性. 结果表明, 铈锆固溶体的氧化还原能力强于 CeO₂, Zr 的掺杂明显改善了 CeO₂ 的孔道结构, 其担载的 Pt 催化剂具有更高的金属分散度, 因而活性更高. 两种催化剂在含硫合成气中的催化活性较无硫合成气中的均有所降低, 且 H₂S 浓度越大, 催化剂活性下降越多, 但这种因吸附硫而引起的失活是可逆的, 即催化剂重新暴露在无 H₂S 重整气的还原性气氛下活性能基本恢复.     

Preparation and Characterization of Mesoporous Ce0.5Zr0.5O2 Mixed Oxide

Mesoporous （MSU） Ce0.5Zr0.5O2 mixed oxide with a high specific surface area has been synthesized under weak acidic condition in the presence of an anionic surfactant, sodium dodecylbenzenesulfonate. The effect of the pH value on the formation of mesostructure and the thermal stability of the material has been evaluated. The products were characterized by transmission electron microscopy, powder X-ray diffraction and nitrogen adsorption-desorption measurements. The results showed that the as-prepared Ce0.5Zr0.5O2 mixed oxide possessed a specific surface area of 163.3 m^2·g^-1, which had a cubic fluorite-type structure and possessed specific surface areas of 148.4 and 62.4 m^2·g^-1 after calcination at 500 and 800 ℃ for 2 h, respectively. The material showed excellent thermal stability.     

Structural and Morphological Investigation of Ce0.6Zr0.4O2 Oxides Synthesized by Sol-Gel Method: Influence of Calcination and Redox Treatments

Ceria-zirconia mixed oxides of nominal composition Ce_0.6Zr_0.4O₂ were prepared by sol-gel method. The structural and morphological modifications of these materials due to calcination and redox treatments up to 1000°C were studied by X-ray diffraction (XRD) and Rietveld refinements, specific surface area measurements (BET), oxygen storage capacity (OSC), TEM and SEM analyses. The materials maintain high OSC after several hours of treatments at 1000°C in oxidizing and reducing atmosphere, showing good resistance to the thermal ageing. An improvement of the OSC is manifested after repetitive redox cycles, even though textural characterization shows that reduction/oxidation processes induce sintering of the crystallites.     

Al的加入对CeZr固溶体催化剂结构及其乙苯脱氢活性的影响

为进一步提高铈锆固溶体储放氧性能,增强乙苯二氧化碳氧化脱氢反应性能,采用共沉淀法合成出氧化铝质量比为50%的铈锆铝氧化物催化剂。通过现代仪器分析表征技术,研究了Al加入对铈锆固溶体复合氧化物晶体结构、储放氧能力的影响。结果表明,Al的加入可起到"扩散阻碍"作用,且有效抑制铈锆固溶体晶粒长大,使得铈锆铝氧化物催化剂比表面积较铈锆固溶体增加了51.8 m~2/g,储放氧性OSC值提高了69.4μmol/g,将铈锆铝氧化物催化剂用在乙苯氧化脱氢5 h反应中,发现乙苯转化率提高了10%。     

Effects of Fe-doping of ceria-based materials on their microstructural and dynamic oxygen storage and release properties

The structural/textual characteristics and dynamic oxygen storage capacity (DOSC) of Fe_0.1Ce_0.9O_x and Fe_0.1Ce_0.6Zr_0.3O_x samples prepared by sol–gel method are investigated by X-ray powder diffraction (XRD), Raman, Hydrogen temperature-programmed reduction (H₂-TPR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and mass spectrometry with CO/O₂ transient pulses. The dynamic oxygen storage capacity and rate are largely promoted by Fe doping, and their thermal stability is enhanced by Fe and Zr co-doping. The DOSC (at 673 K) are ordered as: Fresh: Fe_0.1Ce_0.6Zr_0.3O_x (566.6 μmol/g) > Fe_0.1Ce_0.9O_x (551.8 μmol/g) > Ce_0.67Zr_0.33O₂ (287.5 μmol/g) > CeO₂ (140.3 μmol/g); Annealed_1,173K: Fe_0.1Ce_0.6Zr_0.3O_x (101.6 μmol/g) > Ce_0.67Zr_0.33O₂ (45.3 μmol/g) > Fe_0.1Ce_0.9O_x (44.9 μmol/g) > CeO₂ (43.3 μmol/g). The H₂-TPR results showed that Fe-incorporation improve the total oxygen storage capacity (TOSC) of mixed oxide and low temperature activity. The TOSC are ordered as: Fe_0.1Ce_0.9O_x (1.53 mmol/g) > Fe_0.1Ce_0.6Zr_0.3O_x (1.42 mmol/g) > Ce_0.67Zr_0.33O₂ (1.16 mmol/g) > CeO₂ (0.88 mmol/g). XRD and Raman results indicate that Fe_0.1Ce_0.9O_x and Fe_0.1Ce_0.6Zr_0.3O_x are characterized with the fluorite-type cubic structure similar to CeO₂. TPR and XPS analyses reveal that the introduction of Fe into ceria and ceria-zirconia mixed oxides strongly modified the structural and textural properties, which influenced the kinetics of bulk oxygen diffusion.     

Influence of Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95 Solid Solution on the Performance of Low Pt-Rh Three-way Catalysts

Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 solid solution was prepared by coprecipitation technique and characterized by specific surface area measurements (BET), X-ray diffraction (XRD), and temperature-programmed (TP) technique. Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 was used to prepare low Pt-Rh three-way catalyst (TWC) and its influence on the performance of TWC was investigated. The results showed that Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 had a cubic structure similar to Ce_0.50Zr_0.50O₂ and a large specific area after calcined at 600 °C for 5 h. Furthermore, after being aged at 1000 °C for 5 h, Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 still maintained a stable cubic structure and a specific surface area of 47.25 m²·g⁻¹. The results of H₂-TPR and O₂-TPO indicated that Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 had good redox properties. The catalyst containing Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 possessed a fairly wide range of three-way working-windows, good low-temperature light-off properties, and better ability of water-gas shift. Being hydrothermally aged at 1000 °C, the catalyst containing Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 still showed good catalytic activity in comparison with Ce_0.50Zr_0.50O₂ TWC, which indicated that Ce_0.35Zr_0.55La_0.10O_1.95 improved the anti-aging properties of the catalyst.