实用型整体式钴基甲烷催化燃烧催化剂的研制

目前较为成熟的甲烷燃烧催化剂多为贵金属(Pt、Rh和Pd)催化剂，其中Pd催化剂最好。但贵金属易烧结，耐热性差，价格昂贵，应用受限。近年来，非贵金属燃烧颗粒状催化剂的研究报导较多，而有关整体式非贵金属燃烧催化剂的报导较少。后者压力降低，可减少床层过热，克服     

满足欧Ⅲ排放标准的汽油车中偶催化剂

 制备了高性能稀土储氧材料Ce0.5Zr0.4Y0.1O2和镧稳定的氧化铝(La-Al2O3), 并以此为基础制备了中偶汽油车尾气净化催化剂. 经老化前后的性能检测证实,稀土储氧材料具有优异的织构性能和储氧性能且高温稳定性优良; La-Al2O3具有优异的织构性能及优异的抗高温老化性能. 中偶催化剂对HC, CO和NOx具有优异的低温活性、抗高温老化性能和低的劣化系数. 捷达-MT型汽油车排放检测表明该催化剂能够满足欧Ⅲ排放标准.     

助剂对甲烷部分氧化催化剂Ni/α-Al2O3催化性能的影响

用浸渍法制备了添加稀土La,Y及碱土金属Ca助剂的Ni系催化剂，用于甲烷部分催化剂合成气反应，结果表明同时添加适量的La,Y及碱土金属Ca助剂能明显提高Ni/α-Al2O3催化剂的催化活性和热稳定性。500小时寿命实验表明，12％Ni 30% 3%Ln/α-Al2O3(w/w)的活性保持稳定。XPS结果显示还原后和反应后的样品均存在Ni^0,Ni^0是催化剂的活性组分；Ca和Y的相互作用导致Y2O3向催化剂表面迁移。     

整体式Co3O4/YSZ—γ-Al2O3＋CYZ催化剂上的甲烷催化燃烧

用质量比为3：2的YSZ-γ-Al2O3和CeO2-Y2O3-ZrO2的混合物（以YSZA＋CYZ表示）作载体，制备了不同Co3O4含量的整体式甲烷燃烧催化剂，同时制备了分别以YSZA和CYZ为载体的催化剂作为对比。研究了它们老化前后的反应性能，并用BET，XPS，XRD，TPR等研究了催化剂的比表面、表面状态、晶相结构和还原性能．结果表明，YSZ-γ-Al2O3和CeO2-Y2O3-ZrO2混合载体能有效地抑制CoAl2O4的生成，并能充分发挥各自的优点，因此负载一定量的钴后表现出很高的甲烷催化燃烧活性和抗老化性，尤其是含8wt％Co3O4的样品性能最佳，有望成为实用的甲烷燃烧催化剂之一．     

沉淀方法对CeO2-ZrO2系储氧材料性能的影响

利用不同沉淀方法制备了一系列CeO2-ZrO2系储氧材料,并应用BET、XRD、TPR及其储氧性能测定等方法对储氧材料进行了研究.结果表明,不同的沉淀方法对样品的结构和性能有重要的影响.并流法可得到耐高温,储氧性能好,比表面积高的储氧材料;正滴法所得样品储氧量低但稳定,其比表面积抗老化性能差;反滴法所制备的样品储氧性能好,老化后比表面积较低.三种沉淀方法均可形成CeO2-ZrO2固溶体,材料的还原性能取决于比表面积,但与储氧性能无直接关系.     

La对柴油车尾气中可溶性有机物氧化催化剂CeO2-ZrO2的影响

采用共沉淀法分别制备CeO₂-ZrO₂(质量比60:40)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(质量比60:30:10)催化剂.利用热重-差热分析(TG-DTA)对柴油车尾气中可溶性有机物(SOF)的催化活性进行测试.结果表明La改性的CeO₂-ZrO₂催化剂相较于CeO₂-ZrO₂催化剂表现出更好的活性, SOF的起燃温度为164 ℃,最大失重点温度为212 ℃;对CeO₂-ZrO₂来说, SOF在168 ℃开始转化, 221 ℃转化最快. X射线衍射(XRD)结果表明, La的添加有效降低老化催化剂的晶粒尺寸增大速率. N₂吸附-脱附的结果说明La的添加有利于增大CeO₂-ZrO₂催化剂的比表面积; O₂-程序升温脱附(O₂-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明La的改性有效增加化学吸附氧含量.因此, CeO₂-ZrO₂-La₂O₃催化剂表现出较好的催化活性和抗老化性.     

整体式Co3O4/YSZ-Y-Al2O3+CYZ催化剂上的甲烷催化燃烧

用质量比为32的YSZ-γ-Al2O3和CeO2-Y2O3-ZrO2的混合物(以YSZA+CYZ表示)作载体,制备了不同Co3O4含量的整体式甲烷燃烧催化剂,同时制备了分别以YSZA和CYZ为载体的催化剂作为对比,研究了它们老化前后的反应性能,并用BET,XPS,XRD,TPR等研究了催化剂的比表面、表面状态、晶相结构和还原性能.结果表明,YSZ-γ-Al2O3和CeO2-Y2O3-ZrO2混合载体能有效地抑制CoAl2O4的生成,并能充分发挥各自的优点,因此负载一定量的钴后表现出很高的甲烷催化燃烧活性和抗老化性,尤其是含8 wt%Co3O4的样品性能最佳,有望成为实用的甲烷燃烧催化剂之一.     

RhCo双金属催化剂的研究 Ⅱ. Rh+Co/Al2O3上CO吸附态的动态行为与CO歧化

利用CO与NO作为双探针分子和TP-IR动态方法研究了Rh+Co/Al2O3催化剂上的吸附中心类型, CO吸附态的动态行为以及CO歧化反应。结果表明在Rh+Co/Al2O3上存在大量的孪生CO吸附中心和少量的线式CO吸附中心以及Co上的NO吸附中心。在TPD(真空中)动态过程中, 孪生CO谱带强度逐渐减弱并在325℃完全脱除。明显低于Rh4/Al2O3上孪生CO谱带的脱附温度, 表明Co的加入减弱了孪生中心对CO的吸附强度。在TP(CO中)动态过程中, 吸附的CO谱带上250℃以上才发生强度减小直至消失的行为表明CO歧化在250℃以上才发生。并且孪生中心上的歧化速率高于线式中心。     

表面覆盖SiO2用于提高Pt-Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3商用柴油机氧化型催化剂的抗硫性

向Pt-Pd/CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃ （Pt-Pd/CZA）商用柴油机氧化型催化剂（DOC）中加入多孔SiO₂以提高其抗硫性. 使用多层涂覆法在Pt-Pd/CZA 催化剂表面覆盖一层多孔SiO₂,从而制得SiO₂/Pt-Pd/CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃（SiO₂/Pt-Pd/CZA）抗硫DOC. 并使用扫描电子显微镜（SEM）,H₂程序升温还原（H₂-TPR）,氮气吸脱附,X射线能谱（EDX）和热重分析（TGA）等对其进行表征. SEM结果显示,SiO₂层以多孔形式均匀覆盖在催化剂表面. 氮气吸脱附结果表明,所添加的SiO₂的织构性质与Pt-Pd/CZA 催化剂的织构性质相似,因而表面覆盖的SiO₂并未明显改变Pt-Pd/CZA催化剂的比表面积和孔结构. H₂-TPR结果证实表面覆盖的SiO₂不影响Pt-Pd/CZA催化剂的还原性能. EDX和TGA结果说明表面覆盖SiO₂可以抑制硫物种在催化剂表面的形成及累积. 最终,本文所制备的SiO₂/Pt-Pd/CZA催化剂在保持Pt-Pd/CZA商用DOC的高活性及耐久性的同时有效提高了其抗硫性.     

一个新的满足未来排放标准的摩托车尾气净化催化剂

采用共沉淀法制备CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-PrO₂-Al₂O₃复合氧化物载体材料,以浸渍法制备了Pd-Rh,Pt-Rh和Pt-Pd-Rh型整体式催化剂. 用N₂吸附-脱附、程序升温还原、储氧量和X射线衍射对其进行了表征,并考察了老化前后催化剂的空燃比特性、空速特性和温度特性. 结果表明,在三种催化剂中,Pt-Pd-Rh型催化剂表现出更优异的性能. 在40000 h^-1空速下,新鲜Pt-Pd-Rh型催化剂对C₃H₈,CO和NO的起燃温度T₅₀分别为239,187和191 ℃,ΔT （T₉₀ - T₅₀）分别为21,3和3 ℃. 老化后,C₃H₈,CO和NO的T₅₀分别为298,203和223 ℃,ΔT分别为22,5和13 ℃,且老化前后空燃比窗口较宽,适合于未来排放标准的摩托车尾气净化.