介孔混合氧化物催化剂La-Co-Zr-O的制备与表征

 采用柠檬酸络合-有机模板剂分解法制备了(La+Co)/(La+Co+Zr)原子比为0.5的La-Co-Zr-O催化剂,并与传统的共沉淀法制备的La-Co-Zr-O催化剂进行比较. N2物理吸附结果表明,采用模板剂法制备的催化剂样品具有较大的比表面积(96.6～117.6 m2/g)和十分均匀的孔径(3.5～4.3 nm); X射线衍射、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构表征结果一致表明,催化剂中活性组分主要为高分散的Co3O4微晶(粒径为23～33 nm), 模板剂法制备的催化剂中所有组分的分散性均优于共沉淀法制备的催化剂. 程序升温还原实验结果表明,采用聚乙二醇辛基苯基醚与十六烷基三甲基溴化铵为混合模板剂制备的催化剂中Co3O4更容易被还原. Co-O 键的活动度与催化剂催化氧化反应的活性密切相关.     

改性介孔Al_2O_3负载的高分散铜基催化剂的结构与催化性能

采用浸渍法制备了LaCeZr或YCeZr改性的γ-Al2O3负载的系列Cu基催化剂,运用XRD、BET、EXAFS、XPS和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了详细表征,探讨了催化剂中Cu物种的存在形式及其还原性能,并与CO的氧化性能相关联。氮气吸附-脱附测试结果表明,催化剂具有很高的比表面积以及较均一的介孔结构。XRD结果表明,未改性的γ-Al2O3负载的Cu基催化剂经800℃高温焙烧后,Cu物种与载体作用强烈,形成了CuAl2O4尖晶石相,而EXAFS结果显示,助剂改性后的γ-Al2O3负载的Cu基催化剂上Cu物种主要以高分散的CuO形式存在,促进了催化剂对CO的低温氧化性能。H2-TPR结果表明,同一系列样品随焙烧温度提高,CuO的还原温度升高,晶格氧的活动度降低,导致活性的下降。LaCeZr改性的γ-Al2O3负载的铜基催化剂于650℃焙烧后显示出了较强的抗硫和抗水性能。     

高比表面介孔LaNiO3负载纳米Au催化剂的研究

分别采用纳米铸型法和溶胶-凝胶法制备了系列LaNiO₃载体,并用沉积-沉淀法制备了系列Au/LaNiO₃催化剂.对催化剂进行了XRD、BET、AAS、TEM和XPS等表征,测试了其对CO催化氧化活性.实验结果表明,纳米铸型法得到的LaNiO₃-NCM具有介孔结构,且比表面积可达126 m²·g^-1,以其为载体制备的Au/LaNiO₃-NCM催化剂在30℃条件下将CO完全转化,活性远高于以传统溶胶-凝胶法制备的LaNiO₃-SG为载体的金催化剂.XPS结果表明该Au/LaNiO₃-NCM催化剂表面存在较多的氧化态Au^δ+（0 < δ < 3）和晶格氧,且活性组分Au含量也较高,说明高比表面介孔LaNiO₃载体有利于提高活性组分Au的负载量,从而提高催化剂催化活性.     

面向异丁烷脱氢介孔γ-Al_2O_3基催化剂的合成及其高催化性能

采用溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N_2物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,结果表明,低温下有利于控制异丙醇铝的水解和缩合及介孔γ-Al_2O_3的研制。与常规的γ-Al_2O_3相比,所制备的介孔γ-Al_2O_3的有更大的比表面积和良好的有序性,在600℃、101.325kPa、GHSV=1 000 h~(-1)的条件下,10%(w/w)Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂性能最佳,异丁烷的转化率达63.1%,异丁烯的选择性达到85.5%。与传统的催化剂相比,介孔Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂具有大的比表面积,高度分散的活性组分,优良的催化性能和良好的抗积碳能力。     

Cu-MCM-41介孔分子筛中不同价态铜上的吸附性能研究

合成了不同铜含量的Cu-MCM-41，高温还原后仍具有良好的介孔结构。孔壁中的铜容易被H₂还原为Cu(0)。通过在氦气流中加热，可以导致孔壁中的Cu(II)还原为Cu(I)。MCM-41中不同价态的铜具有不同的吸附性能：Cu(0)强烈吸附O₂，吸附热高达427 kJ·mol^-1；Cu(I)在室温下几乎不吸附O₂，表明Cu(I)在室温下较稳定；而Cu(I)在对CO与C₂H₄的吸附中，除了CO的吸附热与Cu(0)的相近外，所生成的吸附热与吸附量均较高。红外光谱也表明，Cu(I)比Cu(0)更容易吸附CO与C₂H₄。C₂H₄仅仅以π-键键合在Cu(0)表面，而在Cu(I)表面上却是以di-σ和π-键键合，由于di-σ键较强，使得C₂H₄在Cu(I)上具有较高的吸附热。     

水热改性对铝基载体孔结构及异丁烷脱氢性能的影响

分别以两种水热介质对γ-Al_2O_3载体进行水热改性,并将改性后的载体负载CrO_x后应用于异丁烷催化脱氢,考察了水热温度对载体物化性质以及水热改性对催化脱氢性能的影响。通过XRD、N_2吸附-脱附及H_2-TPR对载体结构进行表征。结果表明,水热改性使γ-Al_2O_3发生再水合过程,焙烧后,结晶度变好,活性组分与载体的相互作用增加,CrO_x/Al_2O_3催化剂的异丁烷脱氢性能得到改善。以盐溶液水热改性载体,140℃处理4h,CrO_x/Al_2O_3催化剂表现出较好的异丁烷脱氢性能,10h内异丁烷脱氢平均转化率为43.04%,平均选择性86.34%,失活参数13.7%。     

P123软模板对CuO-CeO2结构及其CO催化氧化性能的影响

采用软模板水热法制备了不同Cu/Ce物质的量之比的CuO-CeO₂(n_Cu:n_Ce=1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3)催化剂。考察了n_Cu:n_Ce和制备方法(软模板水热法和无模板共沉淀法)对CuO-CeO₂催化剂低温催化氧化CO性能的影响,并采用XRD、N₂-吸附脱附、TEM、H₂-TPR和XPS等表征手段对催化剂的结构、氧化还原特性和表面化学状态等进行了分析。结果表明,随着nCu:nCe的增加,CuO-CeO₂催化剂的CO催化氧化活性先升高后降低。当n_Cu:n_Ce=5:5时,催化剂在100℃时CO转化率即达到90%以上。采用软模板水热法制备的CuO-CeO₂催化剂大的比表面积、狭窄的孔道分布结构、活性CuO物种高的分散状态和CuO与CeO₂之间存在强相互作用是其具有优异的CO催化氧化活性的主要原因。     

面向异丁烷脱氢介孔γ-Al2O3基催化剂的合成及其高催化性能

采用溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N₂物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,结果表明,低温下有利于控制异丙醇铝的水解和缩合及介孔γ-Al₂O₃的研制。与常规的γ-Al₂O₃相比,所制备的介孔γ-Al₂O₃的有更大的比表面积和良好的有序性,在600℃、101.325kPa、GHSV=1 000 h^-1的条件下,10%（w/w）Cr₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂性能最佳,异丁烷的转化率达63.1%,异丁烯的选择性达到85.5%。与传统的催化剂相比,介孔Cr₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂具有大的比表面积,高度分散的活性组分,优良的催化性能和良好的抗积碳能力。     

负载PtSn金属助剂的镁铝水滑石上的丙烷脱氢反应研究

我们研究了以镁铝水滑石作为载体,利用水滑石层间阴离子的可交换性,负载活性金属铂和锡的丙烷脱氢反应.在镁铝水滑石载体中加入Ga能够影响丙烷脱氢活性,当镓的含量为1%时催化剂丙烷脱氢反应活性最高,反应初始时,丙烷转化率为46.5%,反应2 h后,丙烷转化率仍有37.5%.当以Mg(Ga)(Al)O-1%为载体时,考察了不同H_2/C_3H_8摩尔比对丙烷脱氢活性的影响,结果表明当H_2/C_3H_8摩尔比为0.5∶1时,丙烷脱氢反应具有最佳的反应活性,即当在原料气中加入H_2时,能够使得丙烷脱氢的转化率大幅度提升,且选择性也有所提升.烷烃脱氢是一个吸热反应,同时考察了温度对烷烃脱氢反应性能影响,结果表明温度越高,丙烷脱氢反应具有更高的转化率.对催化剂进行长时间寿命实验考察,发现当反应经过40 h后,丙烷的转化率仍有23.5%,说明Pt Sn-Mg(Ga)(Al)O-1%催化剂具有较好的稳定性.     

高比表面积VPO催化剂的制备及其性质研究

利用有机相制备VPO催化剂,在制备过程中加入聚乙二醇(PEG)作为分散剂可有效提高VPO催化剂的比表面积。实验中采用两种不同分子量的聚乙二醇(PEG 6000和PEG 10000),所得VPO催化剂的比表面积分别为52与54m²/g,而不加聚乙二醇的VPO催化剂其比表面积仅为19m²/g.XRD,XPS及FTIR的结果表明,催化剂的主要晶相均为(VO)₂P₂O₇,但两类催化剂的微观结构有所不同。正丁烷选择氧化生成马来酐的催化反应结果表明,385℃时加聚乙二醇制备的VPO催化剂其丁烷的转化率为84%～86%.马来酸酐的选择性为78%,而不加聚乙二醇制备的VPO催化剂其转化率和选择性均为71%.     

高比表面TiO2光催化剂的制备及产氢性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成了高比表面的TiO₂超细纳米粉体。采用XRD、TEM、BET分析方法对催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征，结果显示TiO₂的晶粒尺寸和比表面积与CTAB添加量和焙烧温度有关。重点考察了不同条件下制备的TiO₂系列光催化剂无氧条件下的光催化分解水产氢性能。实验结果表明，当CTAB与Ti的投料的物质的量之比为0.15，焙烧温度为450 ℃时，获得的晶粒尺寸为5.73 nm、比表面为150 m²·g^-1的TiO₂粉体具有最好的光催化产氢活性，测得的3 h内平均产氢速率为12.5 mL·h^-1。     

Preparation,Characterization, and Catalytic Behavior of Nanostructured Mesoporous CuO/ZrO2 Catalysts for Low-Temperature CO Oxidation

High-surface area mesoporous 20 mol% CuO/ZrO₂ catalyst was prepared by a surfactant-assisted method of nanocrystalline particle assembly, and characterized by x-ray powder diffraction (XRD), N₂ adsorption, transmission electron microscopy (TEM), H₂-TPR, TG-DTA, and x-ray photoelectron spectra (XPS) techniques. The catalytic properties of the CuO/ZrO₂ nanocatalysts calcined at different temperature were evaluated by low-temperature carbon monoxide oxidation using a CATLAB system. The results showed that these mesoporous nanostructured CuO/ZrO₂ catalysts were very active for low-temperature CO oxidation and the CuO/ZrO₂ catalyst calcined at 400°C exhibited the highest catalytic activity.     

Ir/CeO2催化剂的表征和CO氧化性能

采用浸渍法制备了Ir/CeO2催化剂,考察了催化剂的CO氧化活性。随着Ir负载量的增加,Ir/CeO2催化剂的CO氧化活性先上升后下降,当Ir的负载量为1%时,催化剂的活性最高。Ir/CeO2催化剂中Ir以IrO2的形式存在,当低负载量(≤1%)时以高分散形式存在;高负载量(>1%)时以晶相IrO2的形式存在。随着Ir负载量增加,Ir粒子逐渐变大,反应比速率和反应转换频率(TOF)逐渐下降,表明小粒子上具有更高的CO反应活性。同时也发现金属态Ir催化剂的CO氧化活性高于氧化态IrOx催化剂。     

高比表面积蠕虫状介孔SnO2的合成与表征

 以聚乙二醇 (PEG) 为模板剂, 氯化锡为锡源, 尿素为沉淀剂, 采用水热法合成出高比表面积的蠕虫状介孔四方相金红石型 SnO2. 考察了 PEG 分子量及其浓度、水热温度和焙烧温度对 SnO2 孔结构和形貌的影响. 采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、透射电镜、红外光谱和紫外-可见光谱等技术对样品进行了表征. 结果表明, 模板剂可被水洗除去, PEG 分子量对介孔 SnO2 的比表面积影响不大, 而 PEG 浓度、水热温度和焙烧温度的影响较大. 在以分子量为 6000 的 PEG 与 Sn 的摩尔比为 0.01 的条件下, 于 120 oC 水热处理 29 h 后可合成出比表面积高达 161 m2/g 和平均孔径为 2.6 nm 的蠕虫状介孔 SnO2. 所制得样品具有较好的紫外光吸收性能, 适宜用作催化剂、载体和气体传感器等.     

Mn / Ce / La / Al2O3催化剂中锰物种的精细结构研究

采用浸渍法制备了La、Ce助剂改性的γ-Al₂O₃负载锰氧化物催化剂，运用XANES、EXAFS、XRD、XPS和H₂-TPR等方法对催化剂的结构进行了表征，探讨了助剂对于催化剂中高分散Mn物种的精细结构、分散状态和存在形式的影响，并与样品的CO氧化活性相关联。XANES和EXAFS结果表明，500 ℃焙烧的样品中Mn物种主要以超细Mn₂O₃微晶形式存在，该物种由于高度分散使其配位对称性显著降低，无长程有序结构。TPR结果表明，样品中存在3种不同分散状态的表面Mn物种，即较难还原的Mn³⁺-O-Al³⁺相互作用物种，尺寸相对较大的三维分散的Mn₂O₃微晶，以及二维高度分散的Mn物种，后者是CO氧化反应的主要活性相。虽然Ce的加入使Mn物种的分散度有所降低，但Ce与Mn物种间的相互作用弱化了Mn-O键，加速了反应过程中活性氧物种的传递，提高了氧化还原循环的效率。同时，La的加入进一步促进了Ce物种在载体表面的分散，加强了Ce物种与Mn物种间的相互作用及催化协同性。     

Catalytic oxidation of CO and C6H6 on alumina-supported Cu-Cr and Co-Cr oxide catalysts in the presence of ozone

The activity of alumina-supported Cu-Cr and Co-Cr oxide catalysts in CO and C₆H₆ oxidation with both molecular and ozone-enriched oxygen was studied. It was proved that the use of ozonized oxygen leads to a considerable decrease of the reaction temperatures.     

高分散CuO/CeO2-Al2O3催化剂中铜物种的精细结构表征

采用化学吸附-水解法制备了系列CuO/CeO₂-Al₂O₃催化剂，运用XANES、EXAFS、XRD和H2-TPR等方法对催化剂的结构进行了表征，探讨了不同焙烧温度对催化剂中高分散Cu物种的微观局域结构、分散状态和存在形式的影响，并与样品的CO氧化性能关联。结果表明，500 ℃焙烧样品中Cu物种主要以高分散的CuO微晶形式存在，与载体及CeO₂的作用相对较弱；当焙烧温度提高至650 ℃，存在3种铜物种，即与Al相似文献