La1-xCexFe1-y-nCoyRunO3三效催化剂的结构表征及催化性能

用溶胶-凝胶法合成了La_1-xCe_xFe_1-y-nCo_yRu_nO₃(x,y=0.1～0.5,n=0.01～0.1)系列催化剂,XRD对晶体结构的表征发现,掺入Ru后基本结构未改变,但2θ值减小,晶胞参数变大.红外光谱分析表明,Ru改性的催化剂对应的特征峰位和峰形基本相似,但随着Ru掺杂量的增加,600cm^-1附近的谱带向高波数方向移动,n=0.01的样品,ν₁和ν₂向低波数方向移动,n=0.05样品的ν₁带出现最大吸收峰.XPS研究表明,掺杂Ru后Fe的外层电荷密度增大,并以多种价态存在;随着掺杂量的增加,表层中的Ce由与氧结合转变为与多羟基结合,其它氧种含量增加,催化活性增强.O₂-TPD结果表明,掺杂Ru使催化剂表面的吸附氧和晶格氧脱附温度降低,A离子空位增加.H₂-TPR研究表明,掺杂Ru使A离子空位增加,晶格氧活动性增强,催化活性提高;La_0.8Ce_0.2Fe_0.7Co_0.2Ru_0.1O₃的催化性能最佳.     

三效催化剂作用下的NO+CO催化反应机理

NO与CO在Pt/Rh/Pd及载体组成的三效催化剂上的氧化还原应用是控制汽车尾气对空气污染的一个关键反应，这一反应随着近年来对环境保护的日益重视而成为国内外研究的热点，本文主要综述了NO及CO在Pt,Rh,Pd上的吸附及反应机理的实验及理论研究现状，总结得出：在三效催化剂对NO CO的催化反应中，Pt,Pd对CO的催化氧化起主要作用，而Rh对NO的解离有很好的活化作用。     

Pd/γ-Al2O3三效催化剂中CeO2-ZrO2-La2O3的作用

用浸渍法制备了CeO2-ZrO2-La2O3复合氧化物,用XRD,TG-DTA,拉曼光谱、H2-TPR和BET表面积测定等方法对合成的样品进行了表征,研究了在单钯Pd/γ-Al2O3催化剂中添加CeO2-ZrO2-La2O3对催化剂活性和热稳定性的影响.结果表明,在Pd/γ-Al2O3中加入三元复合氧化物有利于提高三效催化剂的热稳定性,有利于阻止γ-Al2O3在高温时的相变以稳定Al2O3结构,防止在高温条件下催化剂表面积的损失.在Pd的负载量为1 g*L-1条件下,测定了Pd/CeO2-ZrO2-La2O3/γ-Al2O3/蜂窝陶瓷催化剂对CO,C3H6和NO净化的三效活性,研究了催化剂的结构和三效催化活性之间的关系.结果表明,CeO2-ZrO2-La2O3的存在能明显提高Pd基催化剂对CO,C3H6和NO的三效净化活性,扩大催化剂的操作窗口,提高在富氧条件下对NOx的还原性能.     

汽车尾气的催化净化

本文详细介绍汽车尾气对人类的危害 ,以及治理汽车尾气的催化净化方法。并对三效催化剂的组成和应用做了重点说明。     

低贵金属含量三效催化剂的研制

介绍了贵金属含量为0.64～0.78 g·L-1三效催化剂的净化性能,包括实验室评价的空燃比特性曲线和起燃温度特性曲线以及实际装车工况法排放测试,结果表明,即使贵金属含量达到0.71 g·L-1以下,仍能够使吉利豪情、秦川福来尔轿车的污染物排放达到GB18352-2001标准的第二阶段排放要求.对不同贵金属成分的催化剂的净化性能进行了比较和分析.     

稀土催化材料在三效催化剂中的作用

介绍了稀土催化材料在汽车尾气净化三效催化剂中的作用,尤其是氧化铈在催化剂中的氧存储释放功能,其它作用还包括稳定氧化铝载体的比表面积和孔结构,维持贵金属活性组分的良好分散,提高催化剂的活性和抗硫耐铅性能等,并就其作用机制进行了探讨.     

单原子催化剂的制备、表征及催化性能

单原子催化剂(SACs)是指金属以单原子形式均匀分散在载体上形成的具有优异催化性能的催化剂.与传统载体型催化剂相比,SACs具有活性高、选择性好及贵金属利用率高等优点,在氧化反应、加氢反应、水煤气变换、光催化制氢以及电化学催化等领域都具有广泛应用,是目前催化领域的研究热点之一.常见的SACs制备方法有共沉淀法、浸渍法、置换反应法、原子层沉积法以及反奥斯瓦尔德熟化法等.实验及理论研究表明,单原子催化剂高的活性和选择性可归因于活性金属原子和载体之间的相互作用及由此引起的电子结构改变.载体是影响单原子催化剂性能的重要因素之一.目前常用的SACs载体有金属氧化物、二维材料和金属纳米团簇等,本文着重综述了这三种负载型SACs的制备、表征、催化性能及催化机理,并概述了SACs未来可能的发展方向和应用.研究表明,共沉淀法、湿浸渍法和反奥斯瓦尔德熟化法等方法可用来制备氧化物负载的SACs.高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)表明金属是以单原子形式均匀分散在载体上,近边X射线吸收精细结构(XANES)结果表明金属原子与载体之间存在着强相互作用.实验和理论研究均表明该类催化剂在CO氧化反应、水煤气转化及乙炔加氢生成乙烯等反应中具有高的催化活性和稳定性.采用化学气相沉积法和原子层沉积法等方法可以将金属原子稳定地负载在具有缺陷活性位点的石墨烯、MXene及六方氮化硼等二维材料上并相应制备出SACs.X射线吸收精细结构谱(EXAFS)和XANES分析表明样品中金属以单原子形式存在,而且金属原子与载体之间也存在着强相互作用,理论计算表明金属原子与二维载体之间的电荷转移是SACs活性高的主要原因.置换反应法和连续还原法是制备溶胶型SACs的有效方法,其中置换反应法可将活性金属原子原位组装在金属模板团簇的顶点位置,连续还原法可将活性原子负载于金属模板团簇的表面.DFT计算表明活性原子和金属模板团簇之间存在电荷转移效应,这是溶胶型SACs具有非常高的催化活性的主要原因.SACs下一步的研究方向可能是:(1)研究开发新型SACs,尽可能提高催化剂中活性金属原子的含量;(2)深入研究SACs的结构、活性以及催化机理之间的关系;(3)尝试将SACs大规模应用于工业催化.     

高分子载钯催化剂对有机锡烷偶联反应的催化性能及结构表征

制备了几种负载型钯催化剂，用于有机锡烷与有机卤化物的偶联反应中，考察了催化剂的使用寿命及载体对催化剂催化活性的影响，通过XPS、XRD、电镜等技术对催化剂进行了表征。结果表明，催化活性中心的质点钯是金属态钯，即催化剂中的钯可以看成是两配位不饱和的，经过氧化加成、金属转换、还原消除过程完成催化反应。     

Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂. 当Ce∶Zr∶Cu摩尔比为2∶8∶5时,制得的Ce0.2Zr0.8Cu0.5-O2-λ催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口. 当空燃比为1.33(富氧)时, CO, C3H6和NO的起燃温度分别为183, 257和236 ℃, 并且当温度高于340 ℃时都能完全转化; 催化剂经高温老化后CO, C3H6和NO的起燃温度仍较低,分别为225, 350和350 ℃. X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu进入 Ce-Zr固溶体形成Cu-Ce-Zr固溶体; Cu与Ce产生协同效应使Ce0.2Zr0.8Cu0.5O2-λ催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.     

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.     

含铈、镧低贵金属含量三效催化剂的结构与性能

采用ＣｅＯ２和Ｌａ２Ｏ３的不同加入方式,制备了一系列以ＣｅＯ和Ｌａ２Ｏ３为助剂的低贵金属含量三效催化剂,用ＸＲＤ和ＸＰＳ对其结构进行了表征,并进行了孔结构测定。测试了样品上ＣＯ,Ｃ３Ｈ６和ＮＯｘ三效转化的温度－转化率曲线和Ｓ值－转化率曲线。结果表明：以机械混合加入ＣｅＯ２和Ｌａ２Ｏ３的样品抗烧结性能差,老化后在Ｓ≤１区的ＮＯｘ和Ｃ３Ｈ４转化率明显下降,但起燃温度并不高;     

汽车尾气催化剂三效性能测试条件及试验方法讨论

对汽车尾气催化剂三效性能测试中的温度、原料气组成、空速等影响因素进行了探讨,就控制及测试方法提出了建议,并给出了方法示意图.建议用积分反应器和台架试验检测催化剂三效性能时,热电偶最好放在催化剂床进口边正中处,且每个温度点测试取样时间应在恒温后进行;实验室模拟汽车尾气应选择理论空燃比下较常用发动机转速的尾气组成和含量;空速应较高,最好在40000 h-1以上.     

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La₂O₃-Al₂O₃(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-Al₂O₃(CZLA)、CeO₂-ZrO₂-La₂O₃+La₂O₃-Al₂O₃(CZL+LA)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(CZL)₄类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1000℃老化处理后,其催化活性最高,C₃H₈、NO_x和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。     

Pt-Rh型三效催化剂中BaO的作用

研究了以浸溃法制备的以BaO为助剂的Pt-Rh型三效催化剂对C3H8，CO，NOx的三效催化活性。主要考察了BaO不同的添加方式对催化剂三效转化活性的影响，并对催化剂样品进行了XRD，H2-TPR和O2-TPD表征。结果表明：BaO的添加方式的不同，直接影响催化剂的活性。特别是Ba与Ce，Zr以共沉淀的方式形成CeO2-ZrO2-BaO固溶体，可促进催化剂在低温时的水汽转换反应，显著降低了催化剂的起燃温度。     

高聚物相转移催化剂的合成及催化性能

由于相转移催化（简称PTC）能促进有机合成反应两相之间的反应速率,缩短反应时间,克服经典有机合成中分离的困难,提高产品收率和质量,以及使某些原来难进行的非均相反应能在较温和条件下顺利完成,因此,PTC法应用于有机合成方面的研究已引起国内外学者越来越多的关注。^[-3]。     

CeO2-ZrO2-Y2O3对Pt-Rh型三效催化剂性能的影响

采用共沉淀法技术制备了Ce0.35Zr0.55Y0.10固溶体,并对其进行了比表面积、储氧量的测试和XRD的表征.将其用于低贵金属Pt-Rh型三效催化剂的制备,考察了CeO2-ZrO2-Y2O3对三效催化剂性能的影响.结果表明,Ce0.35Zr0.55Y0.10具有与Ce0.50Zr0.50O2相似的立方结构和相近的储氧量,经高温(1000 ℃)后仍能保持较大的比表面积(38.66 m2·g-1).和含Ce0.50Zr0.50O2的三效催化剂相比,含CeO2-ZrO2-Y2O3的三效催化剂经高温老化后,C3H8,CO,NO仍具有较高的转化率和较低的起燃温度.     

CuO-Mn02／A1203催化臭氧化催化剂的制备、结构表征及性能

采用浸渍法，以Al2O3为载体制备了氧化铜和二氧化锰复合的双组分负载型金属催化臭氧化催化剂，以松花江水的UV254去除率作为催化剂活性指标，通过正交试验，确定了催化剂的最佳制备条件，实验结果表明，催化剂的最佳制备条件如下：浸渍5h，活性组元体积比为3：1，于90℃干燥2h，于200℃焙烧3h,采用扫描电镜对催化剂的结构进行了表征；通过TG-DTA测试分析了催化剂热分解过程的反应速率、热效应和物质变化过程；运用XPS分析了催化剂表面元素的组成、元素相对含量和元素价态。     

CuO-MnO2/Al2O3 催化臭氧化催化剂的制备、结构表征及性能

采用浸渍法,以Al2O3为载体制备了氧化铜和二氧化锰复合的双组分负载型金属催化臭氧化催化剂.以松花江水的UV254去除率作为催化剂活性指标,通过正交试验,确定了催化剂的最佳制备条件.实验结果表明,催化剂的最佳制备条件如下:浸渍5h,活性组元体积比为3:1,于90℃干燥2h,于200℃焙烧3h.采用扫描电镜对催化剂的结构进行了表征;通过TG-DTA测试分析了催化剂热分解过程的反应速率、热效应和物质变化过程;运用XPS分析了催化剂表面元素的组成、元素相对含量和元素价态.     

Pd—Fe2O3／D3520催化剂的结构表征

本文用SEM、XRD、IR和XPS技术研究了Pd－Fe2O3／D3520催化剂。结果表明：D3520的表面凹凸不平，Pd和Fe在载体表面上高度分散，且均匀分布；Pd和Fe2O3与载体之间无明显的相互作用，Pd和Fe2O3间存在着较强的相互作用；该催化剂的催化加氢活性与零价钯的外层价电子密度有关。