CuO/Sn0.8Ti0.2O2催化剂的表征及对NO+CO反应活性研究

Reducibility and characteristics of CuO/Sn_0.8Ti_0.2O₂ catalysts were examined by using a microreactor-GC NO+CO reaction system, BET, TG-DTA, FTIR, XRD and H2-TPR techniques. CuO/Sn_0.8Ti_0.2O₂ had high activity in NO+CO reaction, showing 93% NO conversion at 300 ℃ in air, and 100% NO conversion at 225 ℃ after H₂ pretreatment. The pore size distribution of Sn_0.8Ti_0.2O₂ was mainly as micro-pores and meso-pores (1~5 nm), and the specific surface area and total pore volume of Sn_0.8Ti_0.2O₂ were 69 m²·g^-1 and 0.15 cm³·g^-1, respectively. As shown by XRD analysis, there was no CuO crystal diffraction peak at 9%CuO loading, but two CuO crystal diffraction peaks at 2θ 35.5° and 38.7° were present at 12% CuO loading. FTIR detected the adsorption of NO and CO on the surface of reduced 12%CuO/Sn_0.8Ti_0.2O₂. The Cu²⁺ sites and support surface adsorbed NO, and the process of NO adsorption led to the formation of N₂O and NO₃^-. In contrast, the Cu⁺、Cu⁰ sites and support surface adsorbed CO, and when the mixed gases of NO and CO were adsorbed by support surface, no NO₃^- was formed. H₂-TPR showed four reduction peaks (α, β, γ and δ). The α, β and γ peaks were the reductions of CuO species, and the δ peak was the reduction of Sn_0.8Ti_0.2O₂.     

等离子体协同CuO/TiO2-γ-Al2O3催化CH4脱除NO

对合成的12%CuO/15%TiO2/γ-Al2O3催化剂进行了BET和XRD表征, 并结合等离子体与催化协同脱除NO的反应装置, 考察了单一等离子体、单一催化剂以及等离子体与催化协同脱除NO+CH4+O2的反应结果, 研究了上述三种条件下NO和CH4的转化率. BET表征结果表明, 15%TiO2/γ-Al2O3的孔径分布在微孔和介孔之间; XRD结果表明, 催化剂表面有CuO晶相; 反应活性数据表明, 单一等离子体存在时, NO和CH4的转化率随着等离子体的输入功率增大而逐渐增加, 反应体系引入体积分数为2.5%的O2气促进了NO和CH4的转化; 使用单一催化剂时, NO和CH4的转化率随温度升高而分别增大至30%和20%. 同时NO转化率随O2气浓度的增加先增加后降低, CH4随O2气浓度的增加转化率逐渐增大; 等离子体与催化剂协同作用NO+CH4+O2反应中, NO和CH4的转化率随O2气浓度的增加与只有催化剂存在条件下的变化趋势一致, 但是增大了NO的低温转化率, 同时CH4的转化率提高到了90%.     

CeO2在Pd/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

用色谱微反流动法技术考察了富氧和贫氧条件下,添加ＣｅＯ２对Ｐｄ／γＡｌ２Ｏ３催化剂上ＣＯ氧化反应的影响,并运用ＴＰＲ、ＴＰＤＭＳ及ＳＥＭ等技术研究了ＣｅＯ２Ｐｄ／γＡｌ２Ｏ３催化剂．结果表明：ＣｅＯ２、Ｐｄ的共助作用使ＣｅＯ２Ｐｄ／γＡｌ２Ｏ３催化剂ＴＰＲ还原峰温向低温方向移动;ＣｅＯ２的存在使Ｐｄ／γＡｌ２Ｏ３催化剂表面的吸附氧容易脱出,从而改善了催化剂的氧化活性;ＣｅＯ２、Ｐｄ间的强相互作用使催化剂上Ｐｄ元素的分散程度增加．     

CuO在CeO2和γ-Al2O3上的表面性质及对NO+CO反应性能的研究

在色谱-微反实验装置上考察了CuO/CeO2、CuO/γ-Al2O3及CeO2改性的催化剂对NO+CO的反应性能,并用TPR、XRD、XPS、BET和NO-TPD等技术对上述催化剂进行了表征.结果表明催化剂活性的提高与铜物种在两种载体(CeO2和γ-Al2O3)上的价态(Cu2+和Cu+)、分散状态和吸附特性有关.TPR实验显示CuO在CeO2上存在两种还原物种,而在γ-Al2O3上只有一种还原物种.XPS检测表明CuO/CeO2的Cu2p3/2结合能值与Cu2+和Cu+的标准结合能基本吻合,而CuO/γ-Al2O3的Cu2p3/2结合能值接近或略低于Cu2+的标准结合能. NO-TPD实验表明催化剂表面的NO脱附峰温低于载体表面的NO脱附峰温,而CuO/CeO2表面的NO脱附峰温低于CuO/γ-Al2O3表面的NO脱附峰温,说明NO在CuO/CeO2表面的分解活性大于CuO/γ-Al2O3,而NO在催化剂表面的分解活性大于载体.     

CuO在Ce0.5Zr0.5O2上的分散状态及其CO氧化性能的研究

以硝酸铈和硝酸锆为原料,采用共沉淀法制备了不同摩尔比(0, 0.1, 0.2～0.9, 1.0)的Ce-mZr1-mO2样品.并以Ce0.5Zr0.5O2为载体,采用浸渍法负载不同含量的CuO, 在色谱流动法上考察其对CO的氧化活性.并用XRD,TPR和BET等技术对CuO/Ce0.5Zr0.5O2各样品进行了表征.结果表明,当CuO负载量为5.0时, 其CO的氧化活性最高.XRD测定表明其氧化活性的高低与铜物种在Ce0.5Zr0.5O2上的分散状态有关.TPR结果亦显示活性的高低与Ce0.5Zr0.5O2上分散较好的铜物种的α还原峰及分散较差的γ%还原峰的峰温及形状有关.     

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.     

Co-Cu-Al水滑石的合成及对NO+CO反应性能的研究

本文研究了Co-Al水滑石中加入过渡金属(M)离子后对NO+CO反应的活性。结果表明Co-Al上引入Cu离子对NO+CO反应具有较高的催化活性；以Co-Cu-Al水滑石为研究对象，考察了Co和Cu含量的变化对NO+CO反应活性的影响，发现Co-Cu-Al对NO+CO反应存在一个最佳Co和Cu的含量配比；当n_Co∶n_Cu∶n_Al=5∶3∶1时，其催化活性为最佳，在反应温度120 ℃时，NO的转化率达100%；XRD结果表明Co-Cu-Al经450 ℃焙烧2 h后已有少量的尖晶石相形成，随焙烧温度的提高尖晶石相增多，尖晶石相的形成对催化还原NO有明显的影响；NO-TPD-MS结果表明NO吸附在Co-Cu-Al上的热脱附产物经质谱跟踪能检测到NO(m/e=30)、N₂O(m/e=44)、N₂(m/e=28)和O₂(m/e=32)等4种脱附物种，推测低温脱附物种为吸附在弱位上的NO，而高温脱附物种为吸附在强位上的NO，400 ℃焙烧的Co-Cu-Al水滑石上NO的脱附峰温略低于600 ℃焙烧的，NO在Co-Cu-Al表面的解离是NO+CO反应的速控步骤。     

冷等离子体协同催化反应

冷等离子体与催化协同反应是一个新的化学研究方向.本文总结了利用协同反应研究脱硝反应和几类化学反应取得的成果.包括NO分解反应、CH4选择性催化还原反应、NH3选择性催化还原反应、同时脱硝和脱除PM2.5过程、VOCs脱除、CO2分解以及丙烷二氧化碳重整等反应.协同作用使这些反应实现了低温或室温下的高活性.     

CuO在Ce0.5Zr0.5O2上的分散状态及其CO氧化性能的研究

以硝酸铈和硝酸锆为原料,采用共沉淀法制备了不同摩尔比(0, 0.1, 0.2～0.9, 1.0)的Ce-mZr1-mO2样品.并以Ce0.5Zr0.5O2为载体,采用浸渍法负载不同含量的CuO, 在色谱流动法上考察其对CO的氧化活性.并用XRD,TPR和BET等技术对CuO/Ce0.5Zr0.5O2各样品进行了表征.结果表明,当CuO负载量为5.0时, 其CO的氧化活性最高.XRD测定表明其氧化活性的高低与铜物种在Ce0.5Zr0.5O2上的分散状态有关.TPR结果亦显示活性的高低与Ce0.5Zr0.5O2上分散较好的铜物种的α还原峰及分散较差的γ%还原峰的峰温及形状有关.     

四氯化碳液相催化加氢反应动力学的研究

氯氟烃的生产工艺中 ,甲烷氯化生产甲烷氯化物是其中重要的一步 ,因此必然伴有大量的四氯化碳生成。由于氯氟烃和四氯化碳的臭氧破坏系数(ＯＤＰ)值比较高[1] ,为了保护人类赖以生存的环境 ,根据“蒙特利尔公约”规定 ,我国目前已经禁止出口四氯化碳 ,对氯氟烃的出口也采取了许可证制度 ,并进行限制生产 ,准备逐步淘汰 ,因此对于大量四氯化碳和氯氟烃的处理成了人们普遍关注的一个重要问题。目前把大量的四氯化碳和氯氟烃转化为相应消耗臭氧指数较低的化合物则是比较现实的途径 ,选择性催化加氢脱氯就是其中一种有效的方法。四氯化碳催化加…