稀土钙钛矿型氧化物催化剂的研究进展

综述了近年来国内外稀土钙钛矿型氧化物催化剂在一氧化碳氧化、甲烷氧化、乙烷氧化、氮氧化物消除和汽车尾气净化等方面的研究进展, 讨论了该类催化材料的结构缺陷与性能之间的构效关系, 简要地分析了今后我国开展稀土钙钛矿型氧化物催化剂研究的重要性及其应用前景.     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。     

多段微通道负载型钯催化剂上天然气预混催化燃烧的研究

制备了一系列用钡、镧、铈等氧化物进行改性的Pd／RExOγ·γ-Al2O3,堇青石蜂窝催化剂,在自行设计的催化燃烧实验平台上进行了天然气催化燃烧实验。研究了钯含量、催化剂床层数、功率对天然气催化燃烧特性的影响。结果表明,当钯含量为0.5％时催化剂具有最好的催化燃烧性能。在空燃比为12-16范围内,燃烧器尾气中NOx含量低于5×10^-6V/V,CO,Hc排放低于10×10^-6V/V。催化剂床层数对催化燃烧的温度峰值以及尾气中NOx含量影响不大,但明显利于降低HE,CO的排放。     

新型核壳结构纳米催化剂的三效催化活性及热稳定性

从Pd纳米粒子出发制备了具有核壳结构的新型纳米Pd@SiO₂/Ce_0.4Zr_0.6O₂三效催化剂及作为参比的Pd/Ce_0.4Zr_0.6O₂催化剂, 采用X射线衍射、 透射电子显微镜、 氢气程序升温还原和氮气低温吸附-脱附等技术对催化剂的物化性质进行了表征, 研究了Pd@SiO₂/Ce_0.4Zr_0.6O₂和Pd/Ce_0.4Zr_0.6O₂催化剂的三效反应催化活性和热稳定性. 结果表明, SiO₂壳层可以抑制Pd粒子的团聚, 同时还能抑制Pd物种的再分散, 减少Pd的流失. 具有核壳结构的纳米Pd@SiO₂/Ce_0.4Zr_0.6O₂催化剂具有更好的三效催化活性和更高的热稳定性.     

由钯纳米溶胶制备Pd/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂及其表征研究

采用超声膜扩散还原法制备出金属Pd纳米溶胶,然后从Pd纳米溶胶出发,采用不同方法制备出系列纳米Pd/Ce0.5Zr0.5O2催化剂。采用TEM观察Pd纳米粒子的形貌,采用N2吸/脱附,XRD,TPR和ICP对Pd/Ce0.5Zr0.5O2催化剂进行表征,并考察比较了各催化剂对CO+O2的催化活性差别,结果表明:先制备Pd纳米溶胶,再负载于载体上的方法制得的催化剂金属负载量较低,但是其活性最高,CO在150℃就能完全转化,金属分散度较高,活性Pd物种还原温度低,催化剂的CO低温活性与H2还原温度和金属分散度有关。这种催化剂制备方法为在提高催化剂活性的同时降低贵金属用量提供了可能。     

十六烷基三甲基溴化铵辅助作用下球形、蠕虫状和网状Pd纳米粒子的制备与表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,NaBH4为还原剂,通过调节水相体系中CTAB和NaBH4浓度,合成了一系列不同形貌的Pd纳米粒子,合成过程简便易行且环境友好.结果表明,随着CTAB浓度的增加,Pd粒子形貌由纳米微球逐渐向纳米线网络形态转变.CTAB浓度和NaBH4浓度是决定Pd粒子形貌的两个重要因素.     

CeO2掺杂的PdO纤维催化剂的甲烷催化燃烧活性研究

制备了2%Pd/CeO2/Al2O3-SiO2纤维催化剂,考察了CeO2对催化剂甲烷催化燃烧活性的影响.结果表明,当CeO2的掺杂量为2%时催化剂活性最好,其甲烷完全转化温度为400 ℃.比表面积测定(BET)结果显示,CeO2的加入提高了催化剂的比表面积;氧气程序升温脱附(O2-TPD)实验结果表明,适量CeO2的加入,提高了活性相PdO的分解温度,催化剂热稳定性提高.     

超声膜扩散法制备纳米银粒子

采用超声膜扩散(Ultrasound-assisted reaction method, UAMR)的方法, 以NaBH4还原溶液中的银离子, 在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂的条件下, 制备出了平均粒度为4.7 nm的银纳米粒子. 与超声滴加法(Ultrasound-assisted dropping reaction method, UADR)相比, 超声膜扩散法制备出来的银纳米粒子的粒径小, 且尺寸分布较窄.     

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。     

Cu-ETS-10催化NH3选择性还原NOx性能

采用离子交换法制备了Cu-ETS-10钛硅分子筛催化剂,该催化剂对于NH₃选择性催化还原（SCR）NO_x反应具有较高的催化活性、N₂选择性和抗SO₂性能.结果表明,Cu-ETS-10钛硅分子筛具有丰富的微孔结构和较高的比表面积（288-380m²/g）;原子发射光谱、程序升温还原技术和原位红外漫反射等表征结果表明,Cu在Cu-ETS-10钛硅分子筛中具有多种存在形态,其中Cu²⁺物种为Cu-ETS-10的活性中心,其含量随Cu含量的增加而先增后降,与催化活性的变化趋势一致.