固体炭对一氧化氮低温催化解离还原反应的影响——Ⅱ.复合催化剂中铁在载体炭上化学形态的研究

用~(57)Fe穆斯堡尔谱研究了炭载型复合催化剂中铁化学形态随温度的变化,及各活性组分、助剂对铁化学形态的影响;并通过ESR谱考察了复合催化剂中不同活性组分对铁在载体炭表面电子特性的影响。研究结果表明,复合催化剂中各活性组分、助剂和载体炭与铁之间存在着强相互作用。在350～650℃,载体炭可将铁从Fe_2O_3还原到Fe_3O_4、FeO、α-Fe和生成炭化铁。活性组分Cu和助剂K可改变催化剂中铁周围的电子密度,促进铁在载体炭上从高价态向低价态还原。同时还发现催化剂中Na和Cr对铁有很强的助分散作用。     

粉末状纤维氧化铝的性质及其应用

介绍了粉末状纤维氧化铝的合成方法,考察了主要制备因素对合成的影响,着重讨论了焙烧温度与晶形、晶相、表面结构等的关系,并观察了将其应用于催化反应和色谱分析中的初步结果。实验表明,当温度控制在80—98℃时,能得到直径为0.1μ的粉末状氧化铝纤维,按制备用原料的不同,其比表面为125—345m~2/g,孔体积为0.16—0.37ml/g。实验发现,焙烧温度在300—900℃范围内都是η—Al_2O_3,在1100℃时才变成α-Al_2O_3。焙烧温度对表面性质也有明显影响。应用初探表明,将其用于氢气中脱O_2,当残氧量为0.1—0.3ppm,其空速可达10×10~4ml/g·h;将其用作毛细菅色谱柱固定相以分析分离C_1—C_5气态烃时,26个峰在30min之内即可出完,柱效可达5830plate/m。     

惰性气体深度脱氧——活性炭的催化定向氧化

国内外已有将活性炭用作催化剂担体的大量报导,阐述了其中无机物对某些反应的催化作用。例如,Walker对无机物在碳气化反应中的催化作用作了全面的回顾,Mcke总结了无机物对碳-氧,碳-二氧化碳,碳-水,碳-氢等反应的催化行为。研究的温度范围在550℃以上,原料大都采用纯净的石墨或糖炭,反应后产品组成复杂。用活性炭作为催化剂担体,同时又将它作为还原剂用于惰性气体的低温脱氧是本文中探讨的问题。目前,国内外气体脱氧都需要采取加氢或高温的手段,在气量不大的装置上就显得复杂些。在我们过去的实验中曾发现钯有促进碳纤维烧蚀的现象,故认为在碳上担载金属氧化物有可能使之在较低温度下与氧反应以脱除气体中的氧。本文报导这方面的试验结果。众所周知,碳在高温下与氧反应生成二氧化碳和一氧化碳。当碳上载有某些金属化合物时,可以降低其反应温度,显然反应产品的组成也会随之而改变。为此,选择某些     

铁/活性炭催化剂的穆斯堡尔谱研究 Ⅰ.不同浸渍铁盐的影响

以柠檬酸铁、硝酸铁、硫酸铁溶液分别浸渍活性炭制得的铁/活性炭催化剂在氩气中不同温度下处理,然后进行穆斯堡尔谱测定。实验结果表明,因浸渍铁盐的不同,造成催化剂中活性金属组分的分散状态以及金属-载体相互作用之强弱均有较大的差异。随着处理温度的升高,催化剂中的铁逐渐被载体炭还原。由三种铁盐制备的Fe/C催化剂的分解和还原历程是不同的。催化剂中铁被载体炭还原之难易程度还与α-Fe_2O_3的分散状态有关。     

纤维状脱氧催化剂的研究

我们在进行催化剂表面物理化学性质的实验工作中,发现炭纤维在适当氧化处理后是一种多孔性物质,具有作为催化剂载体的特征。从电子显微镜和BET法测出的结果表明:纤维表面系均匀致密的细孔(20埃以下),而纤维的直径为数微米,因而这种载体外表面积大、内孔不深,有利于传质控制的快速反应。实验结果指出:用炭纤维作为载体的催化剂用于氢气中脱除氧的反应时,其处理能力可达170万升氢/公斤催化剂·小时,在生产实践过程中也得到了满意的结果。该脱氧催化剂还有良好的抗水性和强度,预期这类具有优异传质性能的纤维状载体,在不少催化反应和分离过程中将得到更广泛的应用。     

固体炭对一氧化氮低温催化解离还原反应的影响——Ⅰ.复合催化剂还原活性的考察

考察了担载在活性炭上的以铜、铁为主的复合催化剂对一氧化氮催化解离还原活性的影响,并通过TPR和XRD研究了不同金属组份配比和不同助剂(K、Na)对催化剂性能的影响。结果表明,通过选择不同催化剂配比和添加不同助剂,降低主催化剂在载体炭上的还原温度和提高主催化剂在载体炭上的分散度,将有利于提高催化剂对一氧化氮催化解离还原的活性。文中还采用电镜方法研究了不同组成复合催化剂的金属颗粒大小和Cu、Fe复合催化剂经反应后其表面的形貌结构,发现在这种炭载型复合催化剂上进行一氧化氮催化解离还原反应的过程中,有催化剂表面金属颗粒迁移、生成炭丝和金属颗粒在载体炭上打洞等迹象。     

铁/活性炭催化剂的穆斯堡尔谱研究 Ⅱ.Fe/C催化剂中金属和载体的相互作用

用浸渍法制得了不同铁含量的Fe(NO_3)_3·9H_2O/活性炭前驱态催化剂,然后在氩气中经不同温度处理,进行原位穆斯堡尔谱考察。结果表明,金属组分与载体之间存在着程度不同的相互作用,并且这种作用随着铁含量的增加而减弱。此外,这种作用还与活性炭表面的能量、位置以及α-Fe_2O_3的颗粒大小密切相关。研究发现,当催化剂热处理温度为600℃时,磁分裂Fe_3O_4向超顺磁Fe_3O_4转化,表明Fe_3O_4在活性炭表面再分散,进而推断Fe(x)(一种高分散还原态铁物类)可能是由超顺磁Fe_3O_4还原得到的。本文还就α-Fe_2O_3在活性炭表面的分散过程进行了讨论。     

用热天平方法研究炭的催化氧化反应动力学

本文利用热天平程序升温方法对作为催化剂载体的活性炭的催化氧化反应动力学进行了研究,并选用经验性Arrhenius 方程计算了反应动力学参数,获得了与文献一致的结果。利用反应动力学参数、TG 曲线,结合催化剂组分的化学结构和性质,定性地进行了讨论。发现催化活性组分的半导体性能、化学状态等对炭的氧化反应活性均有影响,由此认为炭的催化氧化反应可能是一个复杂过程。