丙烷直接氨氧化制丙烯腈催化剂的研究进展

丙烷直接氨氧化制丙烯腈是一条潜在的具有巨大经济效益的丙烯腈生产路线。本文概述了丙烷直接氨氧化制丙烯腈的催化反应机理，对丙烷直接氨氧化制丙烯腈的催化反应路径进行了归纳，同时对丙烷直接氨氧化制丙烯腈催化剂设计的思想以及日前所开发的几类丙烷直接氨氧化制丙烯腈催化剂体系加以了总结，重点介绍了锑酸盐和钼酸盐催化剂，对锑酸盐和钼酸盐催化剂活性相的结构、影响活性相形成的因素以及催化剂的结构与催化反应性能的关系等问题作了阐述。     

C4/C5烃催化裂解制低碳烯烃的研究进展

从催化剂类型、裂解工艺、催化裂解的影响因素和裂解机理4个方面对国内外C4/C5烃催化裂解制低碳烯烃的研究进行了综述。催化裂解制低碳烯烃催化剂主要采用ZSM-5分子筛系列催化剂,在此基础上发展了酸改性或水热改性高硅ZSM系列分子筛及介孔MCM-41分子筛。总结了国内外C4/C5烃的裂解工艺,认为影响催化裂解的主要因素是裂解原料、催化剂类型及工艺条件。目前,裂解机理主要是自由基与碳正离子机理相结合的机理。并简述了本课题组目前有关C4烷烃催化裂解的主要研究进展。     

在Ni系ABO3和A2BO4型复合氧化物催化剂上NO吸附性能的研究

合成了具有钙钛石和类钙钛石结构的复合氧化物ＬａＮｉＯ３，Ｌａ０．１Ｓｒ０．９ＮｉＯ３，Ｌａ２ＮｉＯ４和ＬａＳｒＮｉＯ４。考察了它们对ＮＯ的吸附和ＮＯ直接分解反应的催化性能，结合比表面测定，化学分析，ＸＲＤ和ＮＯ－ＴＰＤ对催化剂的表征结果，探讨了该系列复合氧化物对ＮＯ的吸附规律。     

LnSrNiO4-λ系列复合氧化物的物化性质与对NO分解的催化性能

用柠檬酸络合法合成了Ｋ２ＮｉＦ４结构的ＬｎＳｒＮｉＯ４－λ（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ）系列稀土取代类钙钛石型复合氧化物催化剂，对该系列催化剂的固态物理、化学性质及其对ＮＯ分解的催化性能进行研究。结果表明，该系列复合氧化物催化剂对ＮＯ分解活性都很高，在此基础上对该系列复合氧化物中稀土元素对ＮＯ分解反应的取代效应进行了探讨。     

稀土-碱土-过渡金属类钙钛石(A2BO4)复合氧化物催化剂的固态物化性质及对Nox 消除反应的催化性能

用柠檬酸络合法制备了多个系列的类钙钛石(A2BO4)结构的复合氧化物催化剂, 系统地研究探讨了该类催化剂的晶体与光谱结构、缺陷结构、对NO和CO等小分子的吸附性能、对氧的吸脱性能及氧化还原性能和稳定性, 同时考察了上述多个系列催化剂对NO直接分解和CO还原NO反应的催化性能. 发现Ni系A2BO4复合氧化物是NO直接分解的高活性催化体系, 特别是LaSrNiO4-λ催化剂具有很高NO的分解活性, 其活性高于文献报道Y-Ba-CuO/MgO的和Co系ABO3催化剂. 同时发现LaSrCuO4-λ具有较高的CO还原NO催化性能. 提出了在类钙钛石复合氧化物催化剂上NO分解和还原反应统一的氧化还原反应机制, 并比较了两个反应的异同点, 确认了氧空位在上述反应中的作用. 并较深入的探讨了取代效应、过渡元素、稀土元素和结构效应对NO分解和CO还原NO反应的影响机制. 本文分析总结了作者在类钙钛石(K2NiF4)结构复合氧化物的固态物化性质及对 Nox消除反应的催化性能方面的基础性研究结果.     

超微粒La-Co氧化物催化剂对柴油机尾气碳黑催化燃烧性能的研究

用有机酸络合法制备了Co3O4，NiCo2O4和LaCo2O43种催化剂。通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这3种催化剂进行模拟柴油碳黑催化燃烧反应的活性评价。研究发现以Co3O4为活性成分的催化剂能显著降低碳黑燃烧的温度。以Ni和La部分取代Co3O4后形成的复合氧化物NiCo2O4和混合氧化物LaCo2O4能改进Co3O4的氧化活性。但是NiCo2O4不能改进碳黑在松散接触时的燃烧活性；而混合氧化物LaCo2O4由于形成了超微粒含缺陷的LaCoO3钙钛矿型结构，它具有良好的低温氧化活性和表面原子移动性，因而能显著改进碳黑在松散接触时的燃烧活性。     

甲烷氧化偶联Ti-La-Li系多元氧化物催化剂的表面碱性和表面活性氧种

利用ＣＯ２－ＴＰＤ方法考察了Ｔｉ－Ｌａ－Ｌｉ系多元氧化物催化剂的表面碱性，实验发现：Ｃ２选择性与表面碱强度呈顺变关系，而ＣＨ４转化率与ＣＯ２的脱附峰面积呈顺变关系。同时，利用ＸＰＳ，Ｏ２－ＴＰＤ等方法对该体系催化剂的表面活性氧种进行了表征与研究。结果表明：催化剂的表面晶格氧与Ｃ２选择性有关，表面吸附氧与甲烷转化（包括偶联和深度氧化）有关。Ｏ２－ＴＰＤ实验发现催化剂的表面存在三种氧。α（１００℃≤ｔ     

含Cu复合氧化物对NO和CO吸附和活化的TPSR研究

利用MS－TPD法并结合XRD、化学分析等对催化剂进行了表征，探讨了K2NiF4结构La2-x(Sr，Th)xCuO4±λ系催化剂中三个典型样品LaSrCuO4、La2CuO4和La1.7Th0．3CuO4对NO、CO及CO＋NO等小分子的吸附性能和活化规律。结果表明：NO吸附量的大小与催化剂中氧空位含量有关，吸附强度和脱附峰种类与金属离子氧化态有关。CO在氧缺陷复合氧化物催化剂上的吸附是首先变为碳酸根，并在高温以CO2物种脱出．在NO和CO的共吸附过程中，有关NO的吸、脱性能与单独NO－TPD中NO的吸脱附规律相似，表明NO在NO＋CO共吸附的竞争吸附过程中，优先吸附起决定作用，而受CO的影响较小．NO的吸附是NO活化分解的必要条件．     

Co0.2/Ce1-xZrxO2催化剂的制备、表征及其催化碳烟燃烧反应性能

 采用微孔扩散-共沉淀法制备了不同 Ce/Zr 摩尔比的 Ce1-xZrxO2 (x = 0, 0.2, 0.4, 0.5) 固溶体, 并以此为载体用超声波助分散等体积浸渍法制备了 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂, 考察了催化剂中 Ce/Zr 比对其催化柴油车尾气碳烟颗粒物燃烧反应性能的影响. 结果表明, 在催化剂与碳烟颗粒松散接触条件下, Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂催化碳烟颗粒物燃烧的活性非常高. 其中 Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂活性最高, T10, T50, T90 和 SmCO2 分别为 316 oC, 385 oC, 413 oC 和 99.9%. 这与目前文献报道的松散接触条件下活性最高的担载 Pt 催化剂相近. 应用 X 射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射和傅里叶变换红外光谱技术对 Ce1-xZrxO2 固溶体及 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂进行了表征. 结果表明, Ce1-xZrxO2 固溶体由纳米级小颗粒组成 (平均粒径在 10 nm 左右). 适量的 Ce/Zr 比有利于改善立方尖晶石型 Co3O4 在 Ce1-xZrxO2 固溶体表面的分散, 从而提高催化剂活性. 程序升温还原结果表明, Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂具有最优的低温还原特性, 与它具有最高的催化活性相一致.     

用于板料成形反向模拟的特殊应力更新算法

提出了一种改进的反向模拟法,以最终构型为研究对象,采用Euler坐标系,基于虚功原理获得有限元列式. 改进的反向模拟法采用了一种基于塑性流动理论的本构方程,可以充分考虑应变历史对塑性变形的影响. 为了避免流动理论应力更新算法过程中关于未知量\Delta\lambda 的非线性方程的求解,引入等效应力思想,无需Newton-Raphson迭代直接计算未知量\Delta \lambda . 盒形件的拉深实例中,传统的基于塑性形变本构方程的反向模拟法和改进的基于塑性流动本构方程的反向模拟法计算结果,分别与基于增量有限元法的正向数值模拟求解器LS-DYNA计算结果进行对比. 通过获得的坯料轮廓、成形极限图、等效应变分布、计算效率等的比较,验证了所提出的基于塑性流动理论本构模型的应力更新算法的有效性.