钙钛矿型氧化催化剂CO氧化机制研究

用柠檬酸络合法制备了La1-xSrxCo1-yZryO3氧化催化剂,研究了其钙钛矿结构的生成温度,在连续流动的反应体系上测定了催化剂的CO氧化活性,用CO还原测定了晶格氧活动度, IR光谱研究了CO的吸附物种.结果表明, La1-xSrxCo1-yZryO3具有很高的CO催化氧化活性,活性中心是表面吸附的氧物种(O2-或 O-)和Con+离子.     

负载型La1—xSrxMnO3催化剂CO氧化性能的研究

用Mn2O3改性微球硅酸铝（SAMy,y为预载量）作载体，La1-xSrxMnO3催化剂CO氧化活性显著提高。Mn2O3除本身有一些CO氧化活性外，XRD结果表明主要是在SAMy载体上被载活性组分La1-xSrxMnO3氧化物相对含量和催化剂比表面有所提高，在所考察条件下，y＝10为最佳。XPS研究表明：样品表面上的氧有吸附氧和晶格氧两种状态，Sr掺杂引起La1-xSrxMnO3化合物表面的猛以Mn^3 和Mn^4 价态并存，同时随x增加晶格氧空位增加，水热处理对500－650℃活性影响不大，而且14h后 催化剂活性趋于稳定。使用热重仪研究了载体及催化剂在H2气流及不同温度下的还原特性。     

稀土钙钛矿型氧化物催化剂上CO低温氧化性能研究

研究了稀土钙钛矿型氧化物La1-xA′xCo1-yBiyO3-δ(A′z=Ba0.2,Sr0.4;y=0,0.2)催化剂上一氧化碳低温氧化反应.XRD结果表明这4个催化剂均为单相立方钙钛矿结构.18O2和CO脉冲实验结果表明Sr掺杂催化剂的晶格氧活动度和反应性比Ba掺杂的强.TPR结果表明Bi的掺杂降低了催化剂的还原温度,提高了催化活性,且Sr取代部分La比Ba取代部分La更有利于增加催化活性.我们认为,Sr.(或Ba)和Bi的掺杂引起的催化活性的提高与氧空位浓度的增加,Co和Bi离子氧化-还原循环的改善以及晶格氧活动度的增加密切相关.     

焦炉煤气二氧化碳重整制合成气中La_(0.6)Sr_(0.4)Ni_xCo_(1-x)O_3钙钛矿催化剂的合成、表征和催化性能研究（英文）

采用溶胶凝胶法制备了La0.6Sr0.4NixCo1-xO3钙钛矿催化剂,并测试了该催化剂在焦炉煤气CO2重整反应中的性能.通过X射线衍射、N2吸附脱附、程序升温还原、扫描电镜、透射电镜和热重-微分扫描量热等方法对催化剂进行了表征.结果表明,溶胶凝胶法合成的La0.6Sr0.4NixCo1-xO3催化剂形成了钙钛矿结构的固溶体.着重考察了钙钛矿催化剂焙烧温度和A位Ni的掺杂含量对其催化性能和反应后积碳的影响.结果表明:La0.6Sr0.4NixCo1-xO3钙钛矿催化剂在反应中生成了活性金属Ni,Co颗粒和La2O2CO3,这些组分对催化剂的活性和稳定性起关键性的作用,并且能够抑制积碳的形成;焦炉煤气中的富氢气体具有抑制甲烷裂解反应发生的作用,从而减少催化剂的积碳.     

焦炉煤气二氧化碳重整制合成气中La0.6Sr0.4NixCo1-xO3钙钛矿催化剂的合成、表征和催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了La0.6Sr0.4NixCo1-xO3钙钛矿催化剂,并测试了该催化剂在焦炉煤气CO2重整反应中的性能.通过X射线衍射、N2吸附脱附、程序升温还原、扫描电镜、透射电镜和热重-微分扫描量热等方法对催化剂进行了表征.结果表明,溶胶凝胶法合成的La0.6Sr0.4NixCo1-xO3催化剂形成了钙钛矿结构的固溶体.着重考察了钙钛矿催化剂焙烧温度和A位Ni的掺杂含量对其催化性能和反应后积碳的影响.结果表明： La0.6Sr0.4NixCo1-xO3钙钛矿催化剂在反应中生成了活性金属Ni, Co颗粒和La2O2CO3,这些组分对催化剂的活性和稳定性起关键性的作用,并且能够抑制积碳的形成;焦炉煤气中的富氢气体具有抑制甲烷裂解反应发生的作用,从而减少催化剂的积碳.     

铁系复合氧化物催化性质的研究

合成出一系列La_(1-s)A′_sFeO_3(A′=Ca、Sr、Ba;0≤2≤1)复合氧化物催化剂,并研究了Ca、Sr、Ba部分取代La后催化剂对CO氧化活性的影响。以XRD测定其晶体结构。结果表明,除含Ca>0.5和Ba=1.0外均生成钙钛矿型结构。用XPS和TPD法研究了吸附性能。指认吸附氧是CO氧化的活性物种,并初步解释了活性规律的成因。     

Sm0.5Sr0.5CoO3阴极氧还原动力学

利用极化、交流阻抗技术考察了担载于La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)电解质上的Sm0.5Sr0.5CoO3- La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3(SSC-LSGMC5)复合阴极的氧还原反应动力学.在SSC-LSGMC5阴极氧还原反应的阻抗谱中可以观察到明显的两个半圆.高频环的电导与氧分压无关,低频环的电导正比于氧分压的0.5次方.并且低频环的氧分压级数随着反应温度的降低而减小,可能对应于吸附氧原子的扩散过程. SSC-LSGMC5极化曲线与经典的Butler-Volmer方程吻合.阴、阳极的电荷转移系数均为1左右,交换电流密度的氧分压级数为1/4,对应于电荷转移过程. 实验结果显示SSC-LSGMC5上的氧还原反应机制随反应条件的不同而发生变化.     

Sr取代LaFeO3钙钛矿的结构性质和催化性能（英文）

Sr2+对La3+的部分取代导致LaFeO3的结构性质和催化性能发生了显著变化.钙钛矿结构由LaFeO3的正交型变成了La0.8Sr0.2FeO3的近立方型.由于电荷补偿效应,Sr2+取代La3+导致部分Fe3+氧化为Fe4+,同时产生氧空穴,因而提高了La0.8Sr0.2FeO3的还原性能.由于氧空穴的作用,La0.8Sr0.2FeO3催化剂在CO氧化和CH4燃烧反应中均表现出较LaFeO3高的催化活性.在CO氧化反应中,氧空穴有利于反应物分子的吸附并加速了气相氧分子在表面上的解离;而在CH4燃烧反应中,氧空穴则促进了晶格氧物种从体相到表面的扩散.     

Sr取代LaFeO_3钙钛矿的结构性质和催化性能(英文)

Sr2+对La3+的部分取代导致LaFeO3的结构性质和催化性能发生了显著变化.钙钛矿结构由LaFeO3的正交型变成了La0.8Sr0.2FeO3的近立方型.由于电荷补偿效应,Sr2+取代La3+导致部分Fe3+氧化为Fe4+,同时产生氧空穴,因而提高了La0.8Sr0.2FeO3的还原性能.由于氧空穴的作用,La0.8Sr0.2FeO3催化剂在CO氧化和CH4燃烧反应中均表现出较LaFeO3高的催化活性.在CO氧化反应中,氧空穴有利于反应物分子的吸附并加速了气相氧分子在表面上的解离;而在CH4燃烧反应中,氧空穴则促进了晶格氧物种从体相到表面的扩散.     

Ru-La2O3/γ-Al2O3催化剂合成、表征及CO选择性氧化

采用浸渍法制备了系列Ru-La2O3/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,考察了La2O3 的加入量、预处理方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响,并通过XRD、H2-TPR、CO-TPR、XPS等手段对催化剂进行了表征。结果表明,添加La的 Ru1La6/Al2O3催化剂在110-170℃时具有99％以上的CO转化率,且催化剂的选择性在55.7%以上。和Ru/Al2O3相比,Ru1La6/Al2O3催化剂在较低温度下具有活性,活性温度区间变宽,适量La2O3的加入提高了钌物种的表面分散性,使催化剂表面活性位点增多,有利于CO的吸附和氧化,提高了催化剂的活性和选择性。和其他方法相比,经氢气预处理后的Ru1La6/Al2O3催化剂活性最佳,催化剂上Ru物种结合能降低,表面钌物种活性位增多,且表面晶格氧浓度增大,更有利于CO气体在催化剂表面上的氧化反应。     

Effect of pretreatment methods on the performance of Cu-Zr-Ce-O catalyst for CO selective oxidation

The Cu-Zr-Ce-O catalysts prepared using the coprecipitation method exhibited better catalytic performance for CO selective oxidation. The Cu-Zr-Ce-O catalysts pretreated with different methods were studied by CO-TPR and XPS techniques. The results showed that the Cu-Zr-Ce-O catalyst pretreated with oxygen exhibited the best catalytic performance and had the widest operating temperature window, with CO conversion above 99% from 160 to 200 ℃. The O2 pretreatment caused an enrichment of the oxygen storaged on the Cu active species and promoted the conversion of adsorbed oxygen into surface lattice oxygen. It also improved the amount of Cu＋/Cu^2＋ ionic pair, and then facilitated the formation of CuO active species on the catalyst for selective CO oxidation.     

Studies on the Surface Oxygen Species and the Catalytic Activity for CO Oxidation of La1-xSrxCo1-xMnxO3, a Perovskite-Type Oxides Catalyst

The surface oxygen distribution the active oxygen species for CO on the perovskite-type catalyst La_1-xSr_xCo_1-xMn_xO₃ and its catalytic oxidation activity with CO as probe were investigated by means of XRD, TPD and XPS in a continuous flow microreactor. Results showed that different adsorbed oxygen species and lattice oxygen were distributed on the catalyst surface. Meanwhile, the surface lattice oxygen of the oxides was reacting in the course of CO oxidation. This leads to the conclusion that, when x=0.6, the catalyst shows the best oxidative activity and lower starting temperature.     

Sn0.5Ti0.5O2催化剂上SO2、NO和CO反应的机理

Sn0.5Ti0.5O2催化剂对NO＋CO反应活性不高， 350 ℃时NO的转化率只有50％,但反应气中含有SO2时， NO的转化率接近100％,说明SO2对Sn0.5Ti0.5O2催化剂上的NO＋CO反应具有促进作用. XPS表征发现,SO2＋CO、SO2＋NO＋CO反应后催化剂表面有微量硫存在，而反应前没有检测到硫的存在.结合反应性能测定、瞬变应答实验、XRD、TPD研究等，发现催化剂上的表面硫参与了NO的催化还原反应，是NO＋CO反应更重要的活性中心.据此，提出了SO2＋NO＋CO反应的氧化还原反应机理.     

Pd/La0.5Pb0.5Mn0.9Sn0.1O3对甲苷伯羟基的选择催化氧化

用柠檬酸络合法制备了掺杂钙钛矿型复合金属氧化物载体, 采用沉淀法负载活性组分钯得到催化剂Pd/La0.5Pb0.5Mn0.9Sn0.1O3, 用XRD, SEM和XPS对载体和催化剂结构进行了表征分析, 考察了催化剂和氧化工艺条件对甲基葡萄糖苷的伯羟基选择氧化合成葡萄糖醛酸及其内酯的催化活性的影响. 结果表明, 载体La0.5Pb0.5Mn0.9Sn0.1O3由于掺杂效应而具有较强的助氧化还原能力, 有利于实现活性组分Pd在催化过程中的氧化还原循环. 在Pd负载量为1%、温度70 ℃、pH值为9的条件下, 葡萄糖醛酸及内酯的总收率达到60%, 反应选择性良好.     

钙钛矿型La1+X/2Sr1-x/2Co1-xCuxO3催化CO氧化活性与表征

The catalytic activity and the reactive properties of perovskite-type oxides catalysts La(1+x/2)Sr(1-x/2)Co1-xCuxO3 for CO oxidation reaction were investigated. Results showed that the catalytic activity for CO oxidation reached to a maximum when x＝0.4. The temperature for complete CO oxidation under atmospheric and experimental conditions was 168℃. According to the stoicheometry of catalyst, all catalysts were oxygen defect compounds. The active oxygen species on this catalyst was the adsorbed oxygen which was adsorbed on the surface lattice oxygen defect. It was also found that Co4+ existed in the catalysts and the sufrace active oxygen species was caused by the Co4+. It was concluded that CO oxidation reaction on this catalyst was carried out by the valence change between Co3+ and Co4+ which was adjusted by the adsorbed oxygen.     

Ni/Al2O3催化剂表面状态对CH4氧化反应的影响

采用瞬变响应技术研究了常压700℃条件下气相O2、Ni/Al2O3催化剂表面上可逆吸附氧物种及催化剂的表面状态对CH4吸附、反应以及CH4部分氧化反应的影响,同时也对CH4部分氧化制合成气反应过程中催化剂表面所处的状态进行了研究.结果表明,如果催化剂表面处于氧化态,CH4不能吸附分解,只能通过RidealEley机理与催化剂表面的吸附氧进行非选择性氧化反应,这将严重影响CH4的转化和目的产物H2、CO的选择性.只有在还原的催化剂上,CH4部分氧化制合成气反应才能高转化、高选择性地进行.在CH4部分氧化制合成气反应过程中,催化剂表面处于还原态,不存在多余的中间氧物种NiO,但存在少量的碳物种,这有利于保持催化剂的还原态和抑制CO2的生成.     

K~＋－SrO－La_2O_3／ZnO催化剂上甲烷氧化偶联反应Ⅱ．催化剂碱性和氧物种的表征

Ｋ＋－ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ（ＫＳＬＺ）催化体系具有很好的催化活性．在１０７３Ｋ反应温度下，其Ｃ２产率为１８．２％，且Ｃ２选择性为６８．３％．催化剂抗潮能力明显增加，在室温下经长期放置后，催化剂活性稳定．用ＸＲＤ，ＣＯ２－ＴＰＤ和ＸＰＳ表征了ＫＳＬＺ催化剂的体相组成及表面碱性、表面组成和表面活性氧物种．在此基础上讨论了Ｌａ２Ｏ３，ＳｒＯ和Ｋ＋各组分对甲烷氧化偶联反应的作用，提出了表面碳酸盐分解生成活性氧物种的可能性．     

银-磷催化剂催化乙二醇制乙二醛及其表面性质

用银－磷催化剂研究了原料气线速、空速、氧醇摩尔比、反应温度、乙二醇重量浓度对催化氧化乙二醇制乙二醛的反应活性的影响．结果表明，在相近的反应条件下，银－磷催化剂能使副产物ＣＯ２的产率从电解银的３０％降到１３．３％，而使乙二醛收率从５４％增至８１％．Ｘ射线光电子能谱表明，在银表面上形成了稳定的表面磷化合物并占据了一部分深度氧化的活性位，因而提高了反应的选择性．     

Influence of Pretreatment on the Interaction of Oxygen with Silver and the Catalytic Activity of Ag／SiO2 Catalysts for CO Selective Oxidation in H2

The interactions of oxygen with pre~reduced silver catalysts as well as their catalytic propertiesfor CO selective oxidation in H2 after oxygen pre-treatment are studied in this paper. It is found that the pretreatment exerts a strong influence on the activity and selectivity of the silver catalyst. A drop in activity and selectivity is observed after treating a pre-reduced catalyst with oxygen at low temperatures,whereas a converse result is obtained after an oxidizing treatment at high temperatures (T≥350℃). O2-TPD results show that surface oxygen species adsorbs on silver surface after the oxygen treatment at low temperatures. However, penetration of oxygen into the silver is enhanced by a high temperature treatment, meanwhile the surface oxygen species disappear. No other silver species except metallic silver are observed on all the catalysts by XRD, and the size of silver particle is not changed after the treatment with oxygen at low temperatures. The surface oxygen species formed by oxygen treatment can also be removed by hydrogen reduction. The strongly-adsorbed surface oxygen species prohibit the adsorption and diffusion of oxygen species in reaction gas on the surface of silver catalyst, causing the decrease in CO oxidation activity, in other words, it is important to obtain a clean silver surface for increasing the catalyst activity in CO removal from H2-rich feed gas. The differences in activity and selectivity due to the oxygen pretreatment at different temperatures axe discussed in terms of the changes in the surface/subsurface oxygen species of the silver particles.     

Cu含量对Pd-Cu/铝土矿CO氧化催化剂结构和性能的影响

利用资源丰富的天然铝土矿经NaOH溶液水热处理后焙烧,获得比表面积达174 m²·g^-1铝土矿载体,制备了双金属Pd-Cu为活性组分的催化剂,金属Pd负载量为0.5%（质量百分数）,以CO氧化反应为探针反应,详细考察了Cu含量的变化对催化剂物化性能的影响。研究发现,Cu的引入有利于提高金属Pd的分散度,同时随着Cu含量的变化,金属Pd与Cu之间以及金属与铝土矿载体之间的相互作用随之改变。催化剂的CO氧化反应性能评价结果表明,Pd和Cu负载量分别为0.5%和4%的样品（PdCu₄/MB）催化反应性能最佳。结合表征结果认为,PdCu₄/MB的高活性归因于良好的Pd和Cu分散度,金属Pd、Cu以及金属与载体之间较强的相互作用。此外,CO-TPD表征结果说明较强的CO吸附能力和从载体中获取氧的能力也有利于提高PdCu₄/MB样品的CO氧化反应性能。