氧化铈催化作用研究探讨

本文总结了有关氧化铈的催化作用,指出氧化铈具有贮氧性,可改善催化剂的还原性及分散度等特性,给出了氧化铈与主剂、载体间及在催化过程中的几种作用形成;展示了氧化铈在一氧化碳中变反应中的应用,给出了有关研究结果,并提出了今后的研究方向。     

钾在水煤气耐硫变换催化剂中的作用

应用微反、XRD和TPR技术,对水煤气耐硫变换Co-Mo-K—O/γ-Al_2O_3催化剂的性能进行了研究。结果表明,原料气中H_2S的浓度在100～500ppm的实验范围内,催化剂中钾的存在能抑制在操作温度大于250℃后产生的反硫化,显著地提高催化剂的活性。K_2O的含量约在10～12%时为佳。XRD观察到,在硫化态的催化剂上,钾以KHSO_3的形式存在。硫化态的催化剂在TPR谱上有两个被H_2还原峰,表明了低温峰(T_m在200～250℃)为硫化物的还原,高温峰(550℃)则对应于氧化物的还原。     

无硫无铬型水煤气变换催化剂的制备与表征

采用湿法合成技术制备以γ－Fe2O3为主体的无硫无铬型水煤气变换催化剂,并用X射线粉末衍射及Moessbouer谱对制备出的催化剂进行表征,考察催化剂的活性,并讨论其耐热温度、助剂氧化钴的含量其加入方式对催化剂活性的影响,研究结果表明L：催化剂在400℃耐热前后具有良好的活性;氧化钴不仅能提高催化剂的活性,而且能大大提高催化剂的热稳定性。     

变换反应催化剂活性的热力学分析

<正>在合成氨生产中,从造气工段制得的半水煤气经脱硫后的主要成分是H2、CO、N2、CO2等气体.为了制得合格的合成原料气,需要将CO变换为H2.CO+H2O→ H2+CO2     

含氧化铈铁铬系中变催化剂还原行为的研究

采用TPR,TG和DTA技术研究了铬铬系中变催化剂中Fe_2O_3的还原历程及CeO_2对其还原行为的影响。结果表明Fe_2O_3的基本还原历程为Fe_2O_3→Fe_3O_4→Fe,其还原模型为核化模型,还原活化能Er=55.53KJ/mol.CeO_2对铬铬系中变催化剂还原性能的改善,在CeO_2含量为3wt％时最为显著,它既起结构型促进作用,也起电子型促进作用。提出了CeO_2促进还原的机理。     

狭缝孔内水煤气变换反应平衡的蒙特卡罗模拟

采用反应蒙特卡罗(RCMC)方法模拟了狭缝孔内水煤气变换反应的化学平衡。模拟中,CO和H₂描述成球形LJ分子,H₂O和CO₂的分子势能分别采用TIP4P和EPM2模型计算。孔壁分子与L J点位之间的相互作用采用Steele的10-4-3模型计算。采用经典热力学方法得到主体相的平衡组成,并与RCMC的计算结果比较。两者的一致表明可以通过RCMC方法来计算预测狭缝孔内的化学平衡组成。进一步探讨了压力、温度、孔宽以及进料气摩尔组成等因素对孔内化学平衡的影响。计算表明,尽管孔内H₂摩尔分数低于主体相,但是在压力为1MPa、温度723.15K、孔宽H=3.652nm和进料水汽比n(H2O)∶n(CO)=1∶1条件下,可以得到较大的孔内H₂产量。     

Cu（111）、Ni（111）和Pd（111）催化水煤气变换反应活性的反应能学分析

分别采用单晶Ni(111)、Cu(111)和Pd(111)作为水煤气变换反应的模板催化剂,运用键级守恒-Morse势（BOC-MP）方法对Ni(111)、Cu(111)和Pd(111)表面上催化的WGS反应的surface redox机理中的基元反应动力学参数进行了计算。通过微观动力学参数的比较分析,发现Cu(111)比Ni(111)、Pd(111)具有更加优良的催化水煤气变换反应的能力（活性顺序为Cu＞Ni＞Pd),从而初步从分子不平上解释了工业生产中选择多种铜作为水煤气变换反应催化剂的原因。     

氧化铈对负载型氧化铜催化剂的助催化作用

应用ＸＰＳ方法研究了ＣｕＯ－ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３催化剂的表面特征，探索了ＣｅＯ２对ＣｕＯ催化剂的助催化作用。结果表明〈ＣｅＯ２是较好的助化组分，在ＣｕＯ催化剂中添加适量的ＣｅＯ２，可促进催化剂表面Ｃｕ＾＋含量的增加，从而有利于ＣＯ氧化催化活性的提高。     

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的进一步研究

进一步研究了铜锰氧化物变换催化剂的制备工艺。考察了氧化程度、助剂加入量以及助剂之间的比例对催化剂性能的影响。实验结果表明，铜锰氧化物有一最佳氧化态，在该状态下催化剂的活性、热稳定性均达到最佳值，并且制备方法简单、易洗涤。同时，澄清了不同研究者对铜锰氧化物晶相结构的不一致意见。     

新型铜基无铬高温变换催化剂的研究

研究铜基无铬高温变换催化剂的制备工艺。通过添加非铬助催化剂并采用压热反应工艺可制得热稳定性好、活性温区宽(250～480℃)的新型铜基变换催化剂。其性能明显优于传统的高变催化剂。该催化剂特别适合于低能耗合成氨工艺,如LCA工艺、AMV工艺。空速、热冲击和硫化氢对催化剂性能的影响也进行了考察。X-射线衍射实验结果表明,在所研制的铜基催化剂的体相结构中有CuMn_2O_4相存在。该相的存在是催化剂耐热性能好的主要原因。工业应用实验正在进行之中。     

TiO_2/CeO_2复合薄膜的制备及其电化学发光性质

以Ce(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,通过溶胶-凝胶法,在ITO导电玻璃基底上制备TiO2/CeO2复合薄膜.利用SEM、XRD、UV、FT-IR等测试手段对它们的形貌、晶型等进行表征.通过循环伏安法(CV)对所得薄膜的电化学发光(ECL)性质进行研究.结果表明:TiO2/CeO2复合薄膜的电化学发光性能比单纯TiO2薄膜有很大提高.     

CO2加氢逆水煤气变换（RWGS）催化剂研究进展

化石能源的广泛使用,导致CO2肆意排放至大气环境,引发一系列严重的环境问题。CO2逆水煤气变换（RWGS）反应,是实现CO2资源化利用的有效途径。对RWGS反应催化剂研究情况进行了系统的总结和综述,详细地分析了Pd、Au、Pt、Cu、Fe和Mo基等催化剂的RWGS反应性能,对金属与载体间相互作用和掺杂元素的电子效应对催化RWGS反应性能的影响进行了系统的分析。Pd、Au和Pt等贵金属对CO2弱的结合能力和定向转化能力,需进一步提高贵金属催化剂对CO2分子的吸附和活化能力来提升其催化性能。非贵金属Cu、Fe和Mo基催化剂的低温活性较差,借助新的催化剂制备方法和策略,将进一步提升CO2分子的低温催化转化活性。研究结果证实,通过优化催化剂中活性组分与载体或助剂的相互作用,能实现对相应催化剂的RWGS反应性能进行调控。总结了非贵金属和贵金属催化剂上CO2 加氢机理,分析了非贵金属和贵金属催化剂RWGS反应性能间的差异,为开发制备新型的RWGS反应催化剂材料提供了可行思路和理论依据。     

FBD变换催化剂反应动力学 II.宏观动力学研究

采用内循环无梯度反应器 ,对 FBD变换催化剂进行了宏观动力学研究。实验采用 9.1 mm× 7.7mm圆柱状工业粒度催化剂 ,反应温度 3 0 0～ 460°C,压力 0 .8～ 2 .9MPa。建立了幂函数型宏观动力学模型 ,采用改进的高斯 -牛顿法 ,由实验数据获得了模型中的参数。统计检验表明动力学模型是适合的     

CuO/CeO_2复合物的制备及其光催化性质研究

以CTAB为模板采用共沉淀法合成CuO/CeO2复合物,用透射电镜、X射线粉末衍射和紫外可见光谱对复合物进行表征;研究CuO/CeO2复合物对茜素红的催化脱色效果.实验结果表明,CuO/CeO2复合物既具有吸附作用也具有光催化降解作用,且随着CuO含量和催化剂用量的增加催化脱色效果有明显提高.     

FBD变换催化剂反应动力学 I.本征动力学研究

对低温活性好、抗硫能力强、机械强度高、热稳定性好、使用寿命长的 FBD变换催化剂进行了本征动力学研究。采用等温积分反应器 ,在 3 0 0～ 460°C、0 .8～ 2 .8MPa、空速 70 0 0～ 90 0 0h- 1 的条件下 ,测定了反应器出口气相各组分浓度。建立了幂指数形式的动力学方程 ,获得了反应的活化能及指前因子 ,该模型的计算值与实验值吻合良好     

混合法制备Co-Mo/MgO-Al2O3变换催化剂的XRD和TPR表征

用混合煅烧法制备的Co Mo/MgO Al2O3一氧化碳变换催化剂,在2.0MPa及多种汽气比条件下与同类型催化剂进行活性评价比较,达到德国催化剂K8 11的活性水平.对催化剂及参比样MoO3/Al2O3、MoO3/MgO Al2O3和MgO Al2O3等进行XRD或TPR表征,结果显示Co Mo/MgO Al2O3催化剂存在MoO3、CoMoO4、MgMoO4和MgAl2O4等物种,单纯的Mo在MgO Al2O3载体上分散度比在γ Al2O3载体上低,MoO3的结晶度较高,其还原温度提高;添加Co后,MoO3的分散度得到提高.在Co Mo/MgO Al2O3催化剂的TPR谱中出现属于MoO3(624℃)和CoMoO4(805℃)的两个还原峰,该催化剂对CO变换活性的提高与CoMoO4相的生成密切相关.     

二步法制备CeO_2纳米涂层

研究发现一步法制备CeO2涂层保护层的表面存在裂纹和孔洞,为了提高薄膜的表面质量,采用二步法制备CeO2纳米涂层,用XRD和SEM研究了制备的薄膜,确定制备的参数,试验结果表明,二步法能够得到表面质量高的CeO2薄膜涂层。