Ce_(0.67)Zr_(0.33)O_2材料的制备和表征及其负载单Pd三效催化剂的性能

采用共沉淀法、均匀沉淀法、微乳法和水热法四种方法制备了铈锆固溶体(CZ),对其进行了X射线衍射和N2吸附脱附分析.以CZ为载体制备了负载单Pd三效催化剂,并对催化剂进行了氧化还原性能测试.结果表明,制备方法对CZ载体的物理、化学性能有显著的影响,而其负载单Pd催化剂的催化活性与CZ载体比表面积的大小没有明显的对应关系.采用共沉淀法制备的CZ载体具有相对良好的热稳定性以及储放氧能力,其负载单Pd催化剂在老化前后表面PdO物种有良好的还原性能,并表现出优异的三效催化性能.     

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La₂O₃-Al₂O₃(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-Al₂O₃(CZLA)、CeO₂-ZrO₂-La₂O₃+La₂O₃-Al₂O₃(CZL+LA)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(CZL)₄类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1000℃老化处理后,其催化活性最高,C₃H₈、NO_x和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。     

高性能Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2稀土储氧材料的制备及其负载的单Pd三效催化剂

以碳酸铵水溶液为沉淀剂,改变前驱体盐溶液的浓度,采用共沉淀法制得了一系列Ce0.5Zr0.5O2固溶体材料.以此系列材料为载体制备了负载型单Pd三效催化剂,并利用N2吸附-脱附、X射线衍射、储氧量测定和程序升温还原等技术对材料了进行表征.结果表明,所制Ce0.5Zr0.5O2材料具有优异的抗高温老化性能和氧化还原性能,且盐溶液的浓度对材料及其负载型Pd三效催化剂性能的影响较大.当盐溶液浓度为0.3mol/L时,制备材料的织构性能最佳,经1000oC老化5h后其比表面积和孔体积分别为53.0m2/g和0.17cm3/g.所制得的三效催化剂对CO,NO和C3H8具有低的起燃温度和完全转化温度,表现出最佳的催化性能,具有良好的应用前景.     

含CexZr1-xO2三效催化剂设计的神经网络仿真与优化

提出一种含CexZr1-xO2的三效催化剂的设计方法,即利用人工神经网络来进行辅助设计.首先考察了影响三效催化剂性能的一些重要因素,确定了所研究的三效催化剂模型.然后采用共沉淀方法制备了一系列铈锆固溶体,并将它们作为三效催化剂的助催化剂.采用传统的催化剂制备方法制备了一系列负载贵金属的三效催化剂,所制备的催化剂在模拟尾气中进行评价,得到的数据作为神经网络的训练样本和测试样本,建立了神经网络模型,并初步进行了预测和优化.     

含CexZr1-xO2三效催化剂设计的神经网络仿真与优化

提出一种含CexZr1-xO2的三效催化剂的设计方法,即利用人工神经网络来进行辅助设计.首先考察了影响三效催化剂性能的一些重要因素,确定了所研究的三效催化剂模型.然后采用共沉淀方法制备了一系列铈锆固溶体,并将它们作为三效催化剂的助催化剂.采用传统的催化剂制备方法制备了一系列负载贵金属的三效催化剂,所制备的催化剂在模拟尾气中进行评价,得到的数据作为神经网络的训练样本和测试样本,建立了神经网络模型,并初步进行了预测和优化.     

铈基复合氧化物载体对钯催化剂三效催化性质的影响

采用共沉淀法制备了CeO2,Ce0.6Zr0.4O2和Ce0.6Zr0.3Co0.1Ox载体材料,采用沉积沉淀法制备了Pd/CeO2,Pd/Ce0.6Zr0.4O2和Pd/Ce0.6Zr0.3Co0.1O2-x催化剂。采用X射线衍射、氮气吸脱附、透射电子显微镜和氢气程序升温还原技术对三种催化剂的物化性质进行了表征,研究了其三效催化性质和热稳定性。结果表明:沉积沉淀法能制备出较小粒径且均匀分散的钯催化剂。掺杂钴元素(Co)可以改善载体及催化剂的氧化还原性能,提高催化剂的三效催化活性,并拓宽催化剂的三效工作窗口。Pd/Ce0.6Zr0.3Co0.1O2-x在水热老化后表现出良好的催化活性和优异的氧化还原性能。     

不同碱土金属掺杂对 Rh/Ce0.35Zr0.55M0.10O1.90+Pt/La-Al2O3 三效催化剂性能的影响

 采用共沉淀法制备了不同碱土金属掺杂的 Ce0.35Zr0.55M0.10O1.90 (CZM; M = Mg, Ca, Sr 或 Ba) 固溶体, 并采用 N2 吸附-脱附、储氧量测定、程序升温还原和 X 射线衍射对其进行了表征. 以 CZM 和 La-Al2O3 为载体, 制备了负载型低贵金属 Pt-Rh 三效催化剂, 并考察了其催化活性. 结果表明, 经 600 oC 焙烧 5 h 后, CZCa 样品的比表面积为 109 m2/g, 经 1 000 oC 老化 5 h 后仍有 47 m2/g. 所有新鲜样品均具有较低的还原温度和良好的还原性能. 老化后的 CZCa 仍具有较好的还原性能和较高的储氧量. 在 600 oC 下焙烧的样品均为立方晶相; 经 1 000 oC 老化 5 h 后, 只有 CZMg 发生相分离, 其余样品仍为稳定的立方晶相. 活性测试结果表明, 所有新鲜催化剂均具有良好的低温起燃性能; 经 1 000 oC 水热老化 5 h 后, 含有 CZCa 的催化剂仍具有较低的起燃温度, 表现出优异的抗老化性能.     

(Ce-Zr-Pr)O2在三效催化剂中的应用

采用共沉淀方法制备了(Ce-Zr-Pr)O2样品,利用XRD,BET对样品进行了表征,并将样品用于三效催化剂的制备,利用实验室配气装置模拟尾气条件,对催化剂性能进行了评价.结果表明,(Ce-Zr-Pr)O2具有立方萤石结构,耐热稳定性较好,所制备的催化剂具有更好的氧化还原活性,表现为起燃温度较低,NOx的净化效率较高.     

满足欧Ⅲ排放标准的摩托车用三效催化剂

以性能优异的铈锆固溶体和耐高温高比表面积的氧化铝为载体材料制成Pt/Pd/Rh型三效催化剂,分别在模拟快速老化条件和实车条件下对其进行了活性和耐久性考察. 结果表明,催化剂的两种载体材料均表现出良好的抗高温老化性能. 催化剂表现出良好的低温活性、宽的空燃比窗口和高的耐久性能. 整车实验结果表明该催化剂能够满足欧Ⅲ标准的排放限值和耐久性要求.     

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.     

超声波振动在Ce-Zr-La/Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料, 在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理, 并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂. 对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征. 对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征, 并对催化剂进行了活性测试. BET结果表明, 900 ℃焙烧后, 超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1, 而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1. 超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm, 相对较大, 载体更加稳定. XRD测试结果表明, 超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相, 而未经过超声波处理的载体此时出现相分离, 体相中有θ-Al2O3出现. 以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小. H2-TPR测试中, 超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高, 而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂. 活性测试结果说明, 由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低, 有更好的活性以及温度特性.     

超声波振动在Ce-Zr-La／Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料,在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理,并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂.对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征.对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征,并对催化剂进行了活性测试.BET结果表明,900 ℃焙烧后,超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1,而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1.超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm,相对较大,载体更加稳定.XRD测试结果表明,超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相,而未经过超声波处理的载体此时出现相分离,体相中有θ-Al2O3出现.以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小.H2-TPR测试中,超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高,而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂.活性测试结果说明,由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低,有更好的活性以及温度特性.     

胶溶法制备铈锆镧共改性氧化铝及催化性能

γ-Al2O3是机动车尾气净化催化剂的常用载体,其高温热稳定性、比表面积、孔容、孔径及表面酸性等对催化活性有很大影响.近年来,大量研究结果表明,铈、锆、镧和钡等元素的添加可以提高氧化铝的高温热稳定性和催化活性[1～3],然而这些研究大多致力于单组分或者双组分改性氧化铝,制备方法以浸渍法和溶胶-凝胶法为主.胶溶法制备三组分共同改性氧化铝的研究很少.本文利用胶溶法制备了系列铈、锆、镧改性氧化铝,讨论了三组分共同添加对氧化铝载体的性质以及催化剂活性的影响.     

苯中硫在Ni/ZnO催化剂上加氢吸附脱除的研究

比较了浸渍法与共沉淀法制备的Ni/ZnO催化剂对芳烃原料的深度脱硫活性和选择性,并采用H₂-TPR、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征。结果表明,NiO与载体ZnO之间的相互作用程度对催化剂的性能有很大影响。与ZnO相互作用较弱的游离态NiO还原后生成的Ni⁰,导致苯加氢生成环己烷;与ZnO相互作用较强的NiO还原后生成的Ni⁰具有脱硫能力但不是苯加氢活性中心。共沉淀法制备的催化剂由于NiO与载体相互作用较强,游离态NiO较少,且比表面积相对较大,因而具有较高的活性和选择性。同时发现,还原温度对催化剂的性能具有很大影响,在400℃还原时开始出现Ni_xZn_y合金,且随着还原温度的升高,晶粒长大,比表面积降低,导致催化剂活性降低。Sn助剂的加入能增加NiO与载体的相互作用,抑制游离态的NiO生成,从而减少苯的损失。     

钴铝复合氧化物负载金催化剂的制备及催化分解N2O

分别用离子交换法和共沉淀法制备了钴铝复合氧化物负载金催化剂,用于催化分解N₂O。离子交换法制备的催化剂活性优于共沉淀法制备的催化剂。对于离子交换法制备的催化剂,考察了金负载量、HAuCl₄溶液的预处理方式、焙烧温度对催化剂活性的影响,用BET、XRD、H₂-TPR等技术对催化剂进行了表征,优化出了催化剂的最佳制备参数：金负载量1.1%、预调节HAuCl₄溶液的pH值至9.0、300℃焙烧。在钴铝氧化物中加入适量的助剂Na,提高了Co³⁺的还原性和催化剂的低温活性,在此基础上制备的1.5%Na/1.1%Au/Co-Al催化剂的低温活性优于1.1%Au/Co-Al和1.5%Na/Co-Al。     

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.     

铈锆固溶体的合成及其在CH_4和CO催化燃烧反应中的应用

分别利用固态反应和共沉淀法制备了铈锆固溶体,并以其为载体制备了车用三效催化剂,考察其在CH4和CO催化燃烧反应中的作用.研究发现固态反应法所得固溶体孔分布较宽,热稳定性较差,但表面较多的缺陷位贡献于其较高的储氧性能.而共沉淀法所得样品拥有较高的热稳定性和催化活性.固溶体的还原性质可以通过铈锆比调控.关联催化剂对CH4和CO的催化氧化性能发现,具有较大比表面积、集中孔径分布和较高储氧能力的固溶体显示了较低的催化剂起燃温度和较高的催化活性.     

沉淀方式对氧化还原共沉淀制备Ru/CeO2氨合成催化剂结构与性能的影响

采用氧化还原共沉淀法制备了Ru/CeO2氨合成催化剂,并运用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、CO吸附和H2程序升温还原(H2-TPR)等技术对其进行了表征,考察了沉淀时反应液的并流、反加、正加对所制备的Ru/CeO2催化剂氨合成性能的影响.结果表明,不同沉淀方式所得到的催化剂,催化剂的表面织构和金属钌的分散度都存在明显的差别,最终影响了催化剂的氨合成活性,其中采用反加法制备的催化剂上钌的分散度(45.6%)和还原性最好,比表面积最大(120 m2/g),因而催化活性最高,在10 MPa,10000 h?1,425℃反应时,出口NH3浓度达到12.6%.     

陈化时间对CuO/ZnO/CeO2/ZrO2甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了CuO/ZnO/CeO₂/ZrO₂甲醇水蒸气重整催化剂,探讨了陈化时间对催化剂性能的影响.结果发现,延长陈化时间能增加催化剂的表面铜原子数和改善催化剂的还原性能,但与此同时也降低了催化剂的储放氧性能.延长陈化时间,CuO/ZnO/CeO₂/ZrO₂催化剂的氢产率随表面铜原子数的增加而成线性增长.另一方面,重整尾气中的CO含量也随着储放氧能力的下降而增加.综合考虑产氢率和重整尾气中CO含量,最佳陈化时间为2h,此时,CuO/ZnO/CeO₂/ZrO₂催化剂表现出了最佳性能.