Li—Ni—La—O系复合氧化物催化剂上甲烷氧化偶联的研究

考察了Ｌｉ－Ｎｉ－Ｌａ－Ｏ系催化剂的组成、结构及反应条件对甲烷氧化偶联反应活性的影响。在７８０℃、ＣＨ４：Ｏ２：Ｎ２＝２：１：７、空速１５０００ｈ＾－１时，Ｃ２烃收率可达２５．８％。ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ及ＳＥＭ等的结构分析表明，在ＬｉＬａ１－ｘＮｉｘＯ２催化剂中，当０．１≤ｘ≤０．９时，该催化剂由ＬｉＮｉＯ２和Ｌａ２Ｎｉ１－ｙＬｉｙＯ４－λ两相组成，ｘ＜０．３时出现了ＬｉＬａＯ２相，Ｌａ２Ｎｉ１－     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ．镍系催化剂的反应性能

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷氧化的结果证实了催化剂设计中的预测：（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子．只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲烷部分氧化活性．第四周期元素中只有镍具有这样的性质．Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化性能最好．催化剂ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－ＭｎＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３的反应活性和选择性顺序，与金属Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ上ＣＯ和Ｈ２脱附的顺序是一致的     

Cu对Cu—Mn—Ce—O和Cu—Mn—Ce—Pd—O催化剂三效性能的影响

利用火焰脉冲－微反装置考察了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ和Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｐｄ－Ｏ两类催化剂的三效活性。结果表明Ｃｕ的加入有利Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ的ＮＯｘ和ＣＯ的转化，而不利于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｐｄ－Ｏ的ＮＯｘ和ＨＣ的转化。ＸＲＤ分析结果表明在Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ中加入Ｐｄ，原来的ＣｕＭｎ２Ｏ３消失，生成新相ＭｎＡｌ２Ｏ４；ＴＰＲ分析结果表明Ｃｕ使Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ样品表面氧量增加，表面易于还原，而使Ｍｎ－     

A_2BO_4型催化活性材料结构与性能的研究Ⅰ．［La_（k－x）Sr_x□_（1－k）］_2Cu_（1－y）□_yO_（4－δ）体系

以硝酸盐为原料，用柠檬酸络合法按［Ｌａ１－ｋＳｒｘ□ｋ－ｘ］２ＣｕＯ４（Ｘ＝０、０．０５、０．１、０．１５、０．２，ｋ＝０．０２５）的配比制备了５个样品．应用多晶Ｘ射线衍射法研究了此Ｌａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ系列Ａ２ＢＯ４型复合氧化物的非完整结构．结构研究表明，此系列结构空位型非完整的存在，使结构中Ｂ位的铜离子变价为Ｃｕ２＋和Ｃｕ３＋．但是，随着Ａ位Ｓｒ加入量的增加，Ａ位空位的减少，结构中Ｂ位Ｃｕ３＋量随之减少，Ｃｕ２＋量随之增加，样品对于ＣＯ氧化的催化性能缓慢下降，而ＮＯ还原的催化能力增强．高价态的Ｃｕ３＋的存在是实现对ＣＯ催化氧化的条件；而Ｃｕ２＋给电子能力促进了Ｎｏ－的生成，是ＮＯ催化还原的活性来源．从此系列样品的催化性能和精细结构的研究可得出，适当地调节Ａ２ＢＯ４型结构中Ａ位和Ｂ位的空位及Ｓｒ２＋的掺入量，使Ｂ位Ｃｕ２＋和Ｃｕ３＋保持适当的比例，可获得ＣＯ催化氧化和ＮＯｘ催化还原同时具有较高活性的催化活性材料．     

钙钛矿型（La0.8M0.2）MnO2和（La0.2Sr0.2）（Mn1—xFex）O3的XRD和IR光谱 …

合成了（Ｌａ０．８Ｍ０．２）ＭｎＯ３和（Ｌａ０．８ｓＲ０．２）（ｍＮ１－ｘＦｅｘ）（Ｏ３（Ｘ＝０．１，０．２，０．３，０．４，０．５）两类氧化物，经ＸＲＤ确认为钙钛矿型氧化物，应用ＦＴ－ＩＲ对其进行研究，对主要的红外特征振动υ（Ｍｎ－Ｏ）和δ（Ｏ－Ｍｎ－Ｏ）进行了分析表征。     

Ag/La0.6Sr0.4MnO3基催化剂上CH3OH和CO的完全氧化

合成了Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３、Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３／γ－ＡＩ２Ｏ３两毓催化剂,发现钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３对低浓度ＣＨ３ＯＨ或ＣＯ的完全氧化显示出相当高的催化活性,适量Ａｇ对钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓ５０．４ＭｎＯ３基质的修使其对ＣＨ３ＯＨ或ＣＯ完全氧化催化活性获明显提高;在６％Ａｇ／２０％Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３／γ－ＡＩ２Ｏ３催化剂 ,ＣＨ３ＯＨ完全氧化的Ｔ     

改进型铜基甲醇合成催化剂NC208的活性相谱学表征

利用ＸＲＤ和ＦＴＩＲ等谱学方法，对改进型铜基联醇催化剂ＮＣ２０８和工业催化剂Ｃ２０７的活性相进行了谱学表征。实验结果表明，联醇铜基甲醇合成催化剂的活性中心可能是“Ｃｕｘ＾０－Ｃｕ＾＋－Ｏ－Ｚｎ＾２＋／Ａｌ２Ｏ３－ＭＯｘ”；添加少量金属氧化物助剂的改进型ＮＣ２０８催化剂工作表面Ｃｕ＾＋活性位的浓度比Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ三组份工业催化剂Ｃ２０７高；ＮＣ２０８催化剂能维持工作表面具有较大的Ｃｕ＾＋／Ｃｕ＾０     

LaCaMnO3催化剂活性相的结构和形成机理的研究

利用ＴＧ，ＤＴＡ，ＸＲＤ和ＸＰＳ方法研究了Ｌａ０．２Ｃａ０．８ＭｎＯ３催化剂的结构和形成机理。样品用Ｌａ，Ｃａ，Ｍｎ混合硝酸盐制备。随着焙烧温度的升高发生的一系列的固相反应，发现氨氧化催化剂催化活性与生成的ＣａＭｎＯ３含量成正比。在９００℃制备的含有ＣａＭｎＯ３，Ｌａ０．５７５Ｃａ０．４２５ＭｎＯ３，Ｍｎ２Ｏ３和Ｌａ２Ｏ３的混合物是氨氧化最佳催化剂，活性相是ＣａＭｎＯ３，并具有大量的氧空穴。     

Cu对Cu－Mn－Ce－O和Cu－Mn－Ce－Pd－O催化剂三效性能的影响

利用火焰脉冲－微反装置考察了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ和Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｐｄ－Ｏ两类催化剂的三效活性。结果表明Ｃｕ的加入有利于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ的ＮＯｘ和ＣＯ的转化，而不利于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ的ＮＯｘ和ＨＣ的转化。ＸＲＤ分析结果表明在Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ中加入Ｐｄ，原来的ＣｕＭｎ＿２Ｏ＿３消失，生成新相ＭｎＡｌ＿２Ｏ＿４；ＴＰＲ分析结果表明Ｃｕ使Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ样品表面氧量增加，表面易于还原，而使Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ样品表面难于还原。实验结果还表明Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ催化剂的三效性能远远优于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ催化剂。     

CO2选择性氧化甲烷制C2烃催化剂La2O3/ZnO的氧化还原和CO2吸附性能

Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂体系在以二氧化碳作为氧化剂的甲烷氧化偶联反应中具有很高的Ｃ２烃选择性和稳定性．采用ＣＯ２－ＴＰＤ－ＭＳ和ＴＰＲ技术考察了Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ对ＣＯ２的吸附性质及其氧化还原行为．结果表明：（１）Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂体系存在着强、弱两种碱中心，其中弱碱中心数量随样品中Ｌａ２Ｏ３含量增加而减少，强碱中心强度随样品中Ｌａ２Ｏ３含量增加而增强．（２）由于组分相互作用，高温下，Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ易产生晶格氧空位，使之对ＣＯ２的吸附增强，吸附后的ＣＯ２与晶格氧作用形成立方晶型Ｌａ２Ｏ２ＣＯ３．（３）Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ表面的Ｌａ３＋和Ｚｎ２＋可以部分被还原，由于组分间的相互作用，使得二者的还原都较单一组分存在时更难．（４）Ｈ２－ＣＯ２－Ｈ２氧化还原循环实验表明，Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ表面被部分还原后，ＣＯ２可以将部分被还原的表面再氧化．在此基础上对Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ催化剂上甲烷与ＣＯ２转化为Ｃ２烃的机制也进行了讨论．     

Cu掺杂对LaMnO3催化剂的结构和催化氧化性能的影响

采用非晶态多核配合的方法合成了La1-xCuxMnO3(x=0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列催化剂, 并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面测定仪(BET)等手段对催化剂的微观结构进行了表征. 研究了Cu掺杂对钙钛矿结构及其对CO催化氧化发光性能及催化氧化CO、CH4性能的影响规律. 结果表明, 当x≤0.1 时, Cu掺杂仍可形成单相的钙钛矿结构; 当x>0.1时, 过量掺杂的Cu以CuO杂相存在. Cu掺杂可改善La1-xCuxMnO3催化剂对CO和CH4的催化氧化活性. 经700 ℃焙烧3 h制备的La0.9Cu0.1MnO3催化剂具有最高CO催化氧化活性(T100%=170 ℃), 该结果与CO催化氧化发光结果一致.而La0.95Cu0.05MnO3催化剂对CH4的催化氧化活性最高(T95%=705 ℃).     

Cu离子A位掺杂对LaSrCoO4复合氧化物氧化性能的影响

采用聚丙烯酰胺法制备了La1-xCuxSrCoO4(x=0.2-0.8)复合氧化物,考察了Cu离子掺杂量(x)对CO及C3H8氧化反应活性的影响,并运用XRD、IR、TPR和TPD等多种手段对复合氧化物催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性随x的变化而变化,Cu部分取代A位La能提高LaSrCoO4催化剂的CO及C3H8氧化反应活性,当x=0.4时La1-xCuxSrCoO4催化剂的晶格氧和Co3 含量较多,晶格氧的活动性较高,催化活性最佳。     

低浓度甲烷甲醇深度氧化Ag/La0.6Sr0.4MnO3催化剂

Ag-modified La0.6Sr0.4MnO3 catalysts were prepared and their catalytic performance for deep oxidation of CH4 and CH3OH at low concentrations were investigated. The results showed that the La0.6Sr0.4MnO3 host catalyst with the perovskite-type nano-crystallite structure displayed considerably high catalytic activity for deep oxidation of CH4 and CH3OH at low concentrations. Ag modification to the La0.6Sr0.4MnO3 host catalyst resulted in significant enhancement of the catalyst activity, making the T95 (the reaction temperature needed for conversion of 95%of CH4 or CH3OH) lowered down to 735K (for CH4) and 421K (for CH3OH) from 813 and 465 K over the Ag-free system under the reaction conditions:0.1MPa,CH4/O2/N2=2/12/86(molar ratio),GHSV=45000 h-1 and CH3OH/O2/N2= 0.2/1.0/98.8 (molar ratio),GHSV=58000 h-1,respectively.The carbon containing product was almost CO2 and the contents of HCHO and CO in the reaction exit gas were both under GC detectable limit in both cases.
The results of spectroscopic characterization indicated that modification by proper amount of Ag-dopant did not change the perovskite structure of the La0.6Sr0.4MnO3 host catalyst as a whole. Interaction of Ag-dopant with the surface of the host catalyst,La0.6Sr0.4MnO3,was in favor of high dispersion of the Ag component at the catalyst surface and led to the oxidation of part of the Mn3+species to Mn4+,resulting in an increase of amounts of the reducible Mnn+ species and a decrease of their reduction temperature. On the other hand, this interaction led also to enhancement of adsorption ability of the catalyst toward O2 at relatively low temperature. High activity of the Ag modified La0.6Sr0.4MnO3 catalyst for CH4 and CH3OH complete oxidation was closely related to high redox-activity of the catalyst and its prominent adsorption-activation ability to O2 at relatively low temperatures.     

低浓度甲烷甲醇深度氧化Ag/La0.6Sr0.4MnO3催化剂

用柠檬酸溶胶－凝胶法制备钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３氧化物,并用Ａｇ对其进行修饰,制得Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３系列催化剂。结果表明,６％Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３催化剂上甲烷或甲醇氧化转化９５％时的反应温度Ｔ９５可低至７３５Ｋ（对ＣＨ４）或４２１Ｋ（对ＣＨ３ＯＨ）;适量Ａｇ的负载修饰并不改变催化剂基质氧化物Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３的纳米级钙钛矿型结构;Ａｇ的掺杂诱使催     

Partial Oxidation of Methane to Syngas Using Lattice Oxygen of La1-xSrxFeO3

Catalytic partial oxidation of methane to syngas using the lattice oxygen of La1-xSrxFeO3 perovskite oxide catalysts in place of molecular oxygen was studied. La1-xSrxFeO3 (x＝0, 0.1, 0.2,0.5) perovskite oxides were prepared by the "auto-combustion method". XRD analysis showed that all La1-xSrxFeO3 samples have a single-phase perovskite-type oxide. The redox properties of the catalysts were investigated by temperature programmed reduction with hydrogen (H2-TPR). Reducibility of the catalysts increase with the increasing of the Sr2+ content. The oxygen species of the catalysts and their reaction with CH4 were studied by the temperature programmed surface reaction (CH4-TPSR). In the absence of gas phase oxygen, there exist two kinds of oxygen species on the catalysts. One kind of the oxygen species with strong oxidative ability is produced first, which can oxidize CH4 completely to CO2 and H2O.Then, the second oxygen species with weak oxidative ability is formed, which can oxidize CH4 partially to CO and H2 with high selectivity. The number of the oxygen species with strong oxidative ability in the CH4-TPSR tends to become zero at low x values (x≤0.1). Under suitable reaction conditions, switching alternatively the reactions of 11% O2-Ar and 11% CH4-He over a La0.sSr0.2FeO3 catalyst at 900 ℃ allows methane to be selectively converted to synthesis gas (CH4 conversion ～90%, CO selectivity ＞93%) using the lattice oxygen of the perovskite oxide catalyst in a redox mode.     

CO氧化反应中H2O对MOx和Au/MOx催化性能的影响

过渡金属氧化物［1,2］及负载型贵金属催化剂［3～13］是催化氧化消除CO的有效催化剂,一直是研究的热点. 虽然对MOx和Au/MOx上CO的氧化性能研究得较多,但大多是在无水条件下进行的;涉及催化剂抗水性能的报道较少［3,9,10］,且仅限于对催化剂活性的研究. Haruta等［3］对Au/Fe2O3,Au/Co3O4和Au/TiO 2等体系开展了一些工作, 认为水对CO氧化活性有促进作用. 本文重点考察了水对MOx(M=Al,Ca,Co,Cr,Cu,Fe,La,Mn,Ni和Zn)催化剂上CO氧化活性的影响,以及水对Au/MOx 催化剂活性及稳定性的影响.     

Ce掺杂对La1-xCexCoO3催化剂的结构和催化氧化性能的影响

采用非晶态配合物的方法合成了La1-xCexCoO3(x=0、0.05、0.1、0.2、0.3)催化剂, 并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面测定仪(BET)等手段对催化剂的微观结构进行了研究. 揭示了Ce掺杂对催化剂的钙钛矿结构, CO催化氧化以及催化氧化发光性能的影响规律. 结果表明, 在Ce4+掺杂部分取代La3+后, 催化剂形成了镧不足的La1-xCeyφx-yCoO3(φ是A位离子空位)钙钛矿相以及CeO2和Co3O4物相. 与LaCoO3催化剂相比, x=0.1催化剂的CO催化氧化活性最高(T100%=290 ℃). La1-xCexCoO3催化剂对CO催化氧化发光的响应与其催化活性密切相关.     

甲烷与二氧化碳重整制取合成气反应的研究 (I)Sr_(1-x)La_xNiAl_(11)O_(19)催化活性表征

对具有磁铅石结构的Ｓｒ１－ｘＬａｘＮｉＡｌ１１Ｏ１９对甲烷与二氧化碳重整反应的催化活性、积炭量和稳定性进行了研究．不同还原温度下催化剂的ＸＲＤ和催化活性的实验结果表明，金属镍是ＣＨ４＋ＣＯ２重整反应的活性组分，金属镍含量越大，反应活性越高．反应后催化剂积炭量的分析结果说明，在相同镍含量和分散度的情况下，Ｌａ３＋离子对Ｓｒ２＋离子调变，可以降低催化剂的表面酸性，提高催化剂的抗积炭能力．ＬａＮｉＡｌ１１Ｏ１９是一种具有较好催化活性、稳定性和抗积炭性能的催化剂．     

MnOx/ZrO2催化剂表面氧性能

采用ＸＲＤ，ＴＰＤ和ＴＰＲ等技术研究了ＭｎＯｘ／ＺｒＯ２催化剂的表面特性，结果表明，ＺｒＯ２表面的ＭｎＯｘ物种主要以Ｍｎ２Ｏ３和ＭｎＯ２形态存在，经还原－氧化处理后，ＭｎＯｘ物种的分散状况趋好。Ｍｎ－Ｚｒ之间的相互作用促进ＭｎＯ２的分解，而抑制Ｍｎ２Ｏ３的分解。