首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
负载型Au催化剂因其在诸多反应过程中的高催化活性而备受研究者关注.然而针对负载型催化剂中Au物种结构的有效调控,以及催化过程中真实构-效关系的探索一直充满了挑战.用CeO2为Au物种担载基底,通过简单煅烧处理引起的CeO2结构变化,进而实现Au/CeO2之间界面作用力的调控.此研究发现Au纳米颗粒中Au0物种具备更为高效的催化室温CO氧化活性,结合多种原位表征分析,其室温条件下催化转化效率更依赖于CO吸附能力.而相比于单原子Au1和纳米Au颗粒,所制备的团簇Au/CeO2催化剂在较高温度(>50℃)展现出优异的催化CO氧化反应性能.随着温度升高,催化剂表界面O参与的MvK反应路径更易发生,因此具有更多表界面活性O物种和Auδ+位点的团簇Au/CeO2催化剂展现出最为优异的催化CO氧化性能.这些发现为高效负载型Au催化剂的制备提供了新思路并深化了对Au/CeO2催化作用机制的理解.  相似文献   

2.
氧化物负载的金催化剂具有温和条件下优异的CO催化氧化活性。实验与理论计算表明,金与氧化物两相界面在催化反应过程中具有重要地位。反相催化剂提供了全新的角度以探究界面的重要地位。本文以Au(111)表面负载Al2O3团簇为反相催化剂模型,基于密度泛函理论,对催化剂模型的构型、界面性质以及O2、CO的吸附与氧化进行了理论计算与研究。理论计算表明:电荷的迁移增强了Al2O3小团簇在Au(111)表面的附着,在催化剂金表面与氧化铝的两相界面位置,Au原子与Al原子的协同作用使得氧分子易于在界面位置吸附,并因此高度活化。对催化CO氧化反应路径,分别计算了缔合机理和解离机理不同路径,从活化能分析表明缔合机理比解离机理更可能发生。本文的工作揭示了反相催化剂催化CO氧化的活性本质,表明两相界面在金催化CO氧化中具有重要作用。  相似文献   

3.
CO的高效快速去除以及实现低(常)温催化氧化是现今研究的重点,而以尿素为沉淀剂,采用沉积沉淀法制备得到的低(常)温催化氧化CO负载型纳米金催化剂具有纳米金颗粒粒径更小、均匀分布于载体上的特点.本文对比了不同的搅拌方式、不同氧化铁载体的浸渍次数以及3种纳米金负载量制备条件下获得的Au/FeOx/Al2O3催化剂的物化性质及催化氧化CO活性.结果表明用恒温水浴摇床振荡得到的负载型纳米金催化剂具有更好、更稳定的催化效果;其中,二次浸渍、摇床振荡、负载量为2%的制备条件下,纳米金催化剂具有最强的低温CO催化氧化活性.最后,本文分析了Al2O3,FeOx/Al2O3和Au/FeOx/Al2O3在不同温度下的CO催化氧化机理,认为CO催化氧化过程除了有CO2产生,还存在副产物碳酸盐类物种.  相似文献   

4.
二氧化铈(CeO2)因其具有较强的储放氧能力,被用作氧化还原反应的催化材料.自2005年,研究者制备出形貌可控的CeO2纳米棒、纳米立方块和纳米多面体,在CeO2形貌控制及构效关系研究方面取得长足发展.各种结构表征手段包括原位拉曼(in situ Raman)、原位傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFTS)、核磁共振(NMR)和电镜等被用来研究不同形貌CeO2的表面结构和在催化反应中的活性差异.一般的活性规律为CeO2纳米棒({110}/{100})>纳米立方块({100})>纳米多面体({111}/{100}).近年来,负载型CeO2催化剂因其能稳定分散金属,通过金属-载体相互作用调控界面电子结构并表现出优异的催化活性而引起广泛关注,其中晶面效应在负载型CeO2催化体系中显得较为复杂.铜铈催化剂被认为是非常经济有效的CO氧化催化剂,然而由于制备和测试条件差异导致的CeO2晶面对铜铈催化剂催化...  相似文献   

5.
采用柠檬酸法制备了Ce-Zr-O2固溶体, 并负载了过渡金属和贵金属Pt, 其中, 以Cu作为活性组分, 在CO氧化反应中表现出最高的活性, CO完全转化的温度约为120 ℃, 明显高于负载1%Pt(质量分数)催化剂的活性. 掺杂少量Zr到CeO2(Ce0.8Zr0.2O2)中对Cu基催化剂有非常好的促进作用. 分别采用等体积浸渍法(IW)、 沉淀沉积法(DP)、 水热法(HT)以及柠檬酸法(CA)制备了Cu负载质量分数为20%的Cu/Ce0.8Zr0.2O2催化剂. 结果表明, 由沉淀沉积法制备的Cu/Ce0.8Zr0.2O2催化剂的活性最高, 在100 ℃时, CO可完全转化. TEM结果表明, CuO物种很好地分散在Ce0.8Zr0.2O2上. 吸附实验数据表明, Cu基催化剂上CO与O2之间较弱的竞争吸附是其活性高于Pt催化剂的主要原因. Cu基催化剂上的氧空位对促进O2的吸附具有重要作用, 也是影响CO低温氧化的重要因素之一.  相似文献   

6.
纳米催化材料的性能主要由粒子尺寸、形貌和界面决定,即活性位点的电子及几何结构.尺寸、形貌可控的纳米催化材料的合成及其反应性能的研究,即催化剂的构效关系,一直是催化领域的研究热点.氧化物负载的金属催化剂广泛应用于多相催化反应过程.基于氧化铈优异的氧化还原性能, Cu/CeO2催化剂在CO氧化、N2O消除、水气变换、甲醇合成等反应中表现出优异性能.其中,通过铜物种与氧化铈表面化学键合形成的金属-载体界面通常被认为是催化活性中心.铜物种和氧化铈的相互作用主要体现在氧化铈固定铜物种,而铜物种促进氧化铈的氧化还原能力,涉及Cu2+/Cu+/Cu0和Ce3+/Ce4+之间电子的传输和转移.Cu/CeO2催化剂活性位的原子结构与金属-载体相互作用程度密切相关.氧化铈形貌和铜负载量是决定界面电子和几何结构的重要因素.常见的纳米氧化铈形貌包括纳米粒子(多面体)、纳米棒和纳米立方体,可分别选择性暴露(111)、(110)和(100)...  相似文献   

7.
利用太阳能在温和条件下实现CO2还原反应,不仅可以缓解过度消耗化石能源造成的能源危机,还可以改善诸如温室效应和海洋酸化等环境问题.光热协同催化可以有效降低催化反应温度,具有较大的应用前景.本文利用Ru与暴露TiO2{001}晶面的TiO2载体产生的金属-载体相互作用,经过高温氢气煅烧后,获得具有丰富表面氧空位的Ru/TiO2催化剂.活性测试结果表明,具有丰富表面氧空位的Ru/TiO2表现出优异的CO2甲烷化活性,反应过程中甲烷的TOF值在300°C时可以达到22 h-1,但该催化剂却表现出较差的稳定性,在反应10小时后,甲烷的TOF值逐渐降低到19 h-1.将紫外光引入到Ru/TiO2热催化甲烷化体系中,甲烷的TOF值增加到30 h-1,且兼具高稳定性.热催化反应过程中逐渐消失的表面氧空位和部分氧化的Ru是活性降低的主要原因.在光热协同反应中,光生电子的产生稳定了Ru表面的电子密度,同时也再生了催化剂上表面氧空位,这有效地提高了反应的活性和稳定性.程序升温原位红外和X射线光电子能谱实验结果表明,当催化剂表面具有丰富的表面氧空位时,CO2可以有效地在Ru纳米粒子上解离成CO中间体,随后吸附在Ru上的CO中间体解离成表面碳物种,并加氢产生甲烷.在热催化反应过程中,Ru纳米粒子逐渐被氧化成Ru Ox物种,且表面氧空位被CO中间物种覆盖,降低了催化反应的稳定性.当紫外光引入到上述反应中,催化剂的表面氧空位可有效提高光生载流子的分离能力.TiO2载体产生的光电子转移至Ru表面,稳定了金属Ru纳米粒子的价态.另外,载体产生的光生空穴加速了H2质子化,提高了催化剂对氢气的活化迁移能力,促进了CO中间体的加氢甲烷化反应,进而再生表面氧空位.因此在紫外光照下,兼顾提高了热催化CO2甲烷化的活性和稳定性.值得注意的是,当Ru负载于暴露少量TiO2{001}晶面的TiO2载体上时,产生了强金属-载体相互作用并抑制了H2在催化剂上的吸附活化,不利于产生表面氧空位.因此暴露少量TiO2{001}晶面的Ru/TiO2催化剂也不利于光生载流的产生和分离,这导致热催化或光热协同催化反应活性较低.  相似文献   

8.
基于氧化锰(MnOx)催化剂优异的氧化还原性能,采用水热法制备了一系列具有层状结构的MnOδ催化剂,并对其物化性能进行了表征.研究了水热反应温度、煅烧温度以及原料组成对催化剂晶体结构、形貌和氧化还原性能的影响,并将MnOδ催化剂应用于柴油机尾气炭烟颗粒的催化燃烧.结果表明,当水热反应时间为12 h,煅烧温度为550℃,反应原料中KOH和K2CO3同时存在时,所制备的MnOδ-t12催化剂具有最佳的催化燃烧炭烟颗粒的活性, T10, T50和T90值分别为274, 321和354℃.  相似文献   

9.
CoOx-CeOx/ZrO2催化氧化NO性能及抗SO2毒化研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用浸渍法制备了一系列CoOx-CeOx/ZrO2催化剂,探讨了催化剂载体、Co含量、Co/Ce配比等对Co基催化剂催化氧化NO活性的影响及其机理。ZrO2负载的Co氧化物具有优良的低温NO催化氧化活性,铈的添加进一步提高了催化剂的低温活性。其促进机制主要是提高了催化剂吸附氧的能力及改善了Co在催化剂表面的分散。同时,掺杂铈使得催化剂抗SO2能力有一定增强,呈现出选择性毒化机制。  相似文献   

10.
林坚  王晓东  张涛 《催化学报》2016,(11):1805-1813
CO氧化可能是多相催化领域最常见的反应,它不仅能作为探针反应研究催化剂结构、反应活性位等,而且在诸多实际过程如空气净化、汽车尾气污染物控制、燃料电池所用氢源净化等扮演重要角色.最早的 CO氧化催化剂为霍加拉特剂,其组分主要为 CuO与 MnO2混合氧化物,然而在实际应用过程中存在低温活性低、吸湿易失活等缺点.1987年, Haruta等发现湿化学法制备的氧化物负载 Au催化剂表现出非常高的低温 CO氧化活性及耐水稳定性,其 Au粒子以纳米尺度分散,进而引发了催化研究领域的“淘金热”及纳米催化研究热潮.而 CO氧化通常作为考察 Au催化剂结构性质的探针反应,也成为考核其它金属催化剂是否具有高活性的判据之一. Pt族金属上 CO氧化反应从 Langmuir等研究开始至今已有100多年,然而低温下该金属催化剂活性与 Au催化剂相比要低一个数量级.本质原因为 Pt族金属上 CO吸附较强, O2吸附与活化受到抑制,而该步骤被认为是 CO氧化的速控步,因而表现出较低的催化活性.通常 Pt族金属催化剂需要100oC以上 CO才能脱附, O2进而得以吸附.目前研究人员采取多种策略,其基本原则为削弱 Pt族金属上 CO吸附强度或者提供其它活性位供 O2吸附与活化.本综述将概括近十年来Pt族金属催化剂 CO氧化研究进展,主要总结室温甚至超低温条件下的研究成果.高活性 CO氧化催化剂主要是通过采用可还原氧化物为载体或助剂,或者改变催化剂表面性质如使表面富 OH基物种来形成. Au催化剂的研究发现,改变金属粒子尺寸极有可能获得不同寻常的催化性能,而常规的 Pt族金属催化剂研究主要是在纳米尺度.近期人们发现逐渐减小 Pt族金属粒子尺寸,从纳米到亚纳米甚至单原子时,其电荷状态逐渐呈正价形式,这有利于削弱其 CO吸附强度.此外,可通过增强金属载体间的相互作用,改变金属载体接触方式,如从核壳到交叉结联结构,构筑出更多的金属载体界面,使得 O2更容易吸附与活化或稳定更多的 OH基物种进而在此界面与吸附的 CO反应.伴随着表征技术的发展, CO氧化机理的认识也更加深入,这给催化剂的设计带来更多新的思路.(1)改变 CO吸附活化位,将 CO吸附活化位从金属转移到载体上,从而大大降低 CO吸附强度,活化的 CO物种在反应过程中容易溢流到金属载体界面处,这甚至有利于超低温度下(–100oC左右) CO氧化.(2)改变 O2活化形式. O2通常在 Pt族金属上容易以解离氧原子形式存在,通过改变载体、金属载体界面性质使得 O2以分子氧形式活化,如形成超氧或过氧物种,这有利于降低 CO氧化的活化能垒,进而提高其低温甚至超低温下 CO氧化活性.今后,设计并合成出在超低温度下能够氧化 CO的 Pt族金属催化剂将成为 CO氧化催化剂研究的重要方向之一.  相似文献   

11.
Spatially and temporally resolved energy-dispersive EXAFS (EDE) has been utilised in situ to study supported Rh nanoparticles during CO oxidation by O2 under plug-flow conditions. Three distinct phases of Rh supported upon Al2O3 were identified by using EDE at the Rh K-edge during CO oxidation. Their presence and interconversion are related to the efficiency of the catalysts in oxidising CO to CO2. A metallic phase is only found at higher temperatures (>450 K) and CO fractions (CO/O2 > 1); an oxidic phase resembling Rh2O3 dominates the active catalyst under oxygen-rich conditions. Below about 573 K, and in CO-rich environments, high proportions of isolated Rh(I)(CO)2 species are found to co-exist with metallic Rh nanoparticles. Alongside these discrete situations a large proportion of the active phase space comprises small Rh cores surrounded by layers of active oxide. Confinement of Rh to nanoscale domains induces structural lability that influences catalytic behaviour. For CO oxidation over Rh/Al2O3 there are two redox phase equilibria alongside the chemistry of CO and O adsorbed upon extended Rh surfaces.  相似文献   

12.
The systems Fe(H(2)O)(n) (+)/CO[bond]H(2)O and Fe(CO)(n) (+)/CO[bond]H(2)O (n = 1 and 2) were investigated in a triple cell Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR) mass spectrometer. Using mixtures of CO with a very small amount of water, the ligand exchange equilibrium was reached, allowing experimental determination of the relevant equilibrium constants and free energies of reaction. Quantum chemical calculations at the B3LYP level of theory on the reactant and product species allowed us to determine the entropic terms and to derive the relative bond energies of CO and H(2)O in the mono- and bis-ligated complexes. For n = 1, H(2)O is more strongly bound to Fe(+) than CO by 4.1 +/- 1.6 kJ x mol(-1) at 298 K. For n = 2, at the same temperature, H(2)O is more strongly bound than CO to (H(2)O)Fe(+) by 7.6 +/- 1.6 kJ x mol(-1), and to (CO)Fe(+) by more than 20.1 kJ x mol(-1).  相似文献   

13.
Rh基催化剂上CO加氢制C2含氧化物的原位红外光谱研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
 用原位红外光谱考察了Rh-Mn-Li-Fe/SiO2和Rh/SiO2催化剂表面上CO的吸附态及CO加氢反应过程中吸附物种的变化. 结果表明,CO在Rh/SiO2催化剂上仅有线式吸附态存在,而CO在Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂上既有线式吸附态存在,又有孪生吸附态存在. 这说明Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂中Rh的分散度较高. 经CO加氢反应(3.0 MPa,593 K)后,在Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂上可观测到C2含氧化物前驱物种的吸收谱带,而在Rh/SiO2催化剂上未观测到相应的谱带; CO在这两种催化剂上主要以线式吸附态存在,孪生吸附态基本消失. 结合催化剂对CO加氢的催化性能,可以认为线式吸附的CO对生成C2含氧化物有贡献. Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂的高活性是由于助剂的存在削弱了其表面吸附CO的 C-O键,促进了CO的活化,从而有利于C2含氧化物前驱物的生成.  相似文献   

14.
Nanocrystalline Ce(1-x)Fe(x)O(2-δ) (0 ≤ x ≤ 0.45) and Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(2-δ) of ~4 nm sizes were synthesized by a sonochemical method using diethyletriamine (DETA) as a complexing agent. Compounds were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), X-ray photo-electron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM). Ce(1-x)Fe(x)O(2-δ) (0 ≤ x ≤ 0.45) and Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(2-δ) crystallize in fluorite structure where Fe is in +3, Ce is in +4 and Pd is in +2 oxidation state. Due to substitution of smaller Fe(3+) ion in CeO(2), lattice oxygen is activated and 33% Fe substituted CeO(2)i.e. Ce(0.67)Fe(0.33)O(1.835) reversibly releases 0.31[O] up to 600 °C which is higher or comparable to the oxygen storage capacity of CeO(2)-ZrO(2) based solid solutions (Catal. Today 2002, 74, 225-234). Due to interaction of redox potentials of Pd(2+/0)(0.89 V) and Fe(3+/2+) (0.77 V) with Ce(4+/3+) (1.61 V), Pd ion accelerates the electron transfer from Fe(2+) to Ce(4+) in Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(1.815), making it a high oxygen storage material as well as a highly active catalyst for CO oxidation and water gas shift reaction. The activation energy for CO oxidation with Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(1.815) is found to be as low as 38 kJ mol(-1). Ce(0.67)Fe(0.33)O(1.835) and Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(1.815) have also shown high activity for the water gas shift reaction. CO conversion to CO(2) is 100% H(2) specific with these catalysts and conversion rate was found to be as high 27.2 μmoles g(-1) s(-1) and the activation energy was found to be 46.4 kJ mol(-1) for Ce(0.65)Fe(0.33)Pd(0.02)O(1.815).  相似文献   

15.
In ethanol, hydrocarbonylation reactions of alkenes catalysed by triethylphosphine complexes of rhodium give alcohols as the products with low linear selectivity, whilst rhodium complexes of PPri3 or PBui3 give mainly aldehydes, again with low linear selectivity. Modelling the proposed acyl intermediates by studying [Rh(C(O)Me)(CO)m(L)4-m] (L = PPri3 or PBui3) shows that they exist as monophosphine species under the normal reaction conditions. In the absence of CO, [Rh(=C(OH)Me)(CO)L2]+ can also be formed. The implications of these NMR studies for the chemo- and regio-selectivity of the hydrocarbonylation reactions are discussed.  相似文献   

16.
We report on bimetallic FeRh clusters with a narrow size-distribution grown on graphene on Ir(111) as a carbon-supported model catalyst to promote low-temperature catalytic CO oxidation. By combining scanning tunneling microscopy with catalytic performance measurements, we reveal that Fe−Rh interfaces are active sites for oxygen activation and CO oxidation, especially at low temperatures. Rh core Fe shell clusters not only provide the active sites for the reaction, but also thermally stabilize surface Fe atoms towards coarsening compared with pure Fe clusters. Alternate isotope-labelled CO/O2 pulse experiments show opposite trends on preferential oxidation (PROX) performance because of surface hydroxyl species formation and competitive adsorption between CO and O2. The present results introduce a general strategy to stabilize metallic clusters and to reveal the reaction mechanisms on bimetallic structures for low-temperature catalytic CO oxidation as well as preferential oxidation.  相似文献   

17.
采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的Rh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600°C下将还原后的4%Rh/SiO2催化剂切入CH4:O2:Ar=2:1:45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种;在700°C和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小;以CH4:16O2:H218O:He=2:1:2:95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3%,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.  相似文献   

18.
Hierachically porous (HP) CuO/α-Fe2O3/SiO2 composite material was fabricated by sol-gel method and multi-hydrothermal processes using HP-SiO2 as support.The resulting material was characterized by N2 adsorption-desorption,X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The as-prepared CuO/Fe2O3/HP-SiO2 sample,with α-Fe2O3 and CuO nanocrystals,possessed a co-continuous skeleton,through-macroporous and mesoporous structure.Its catalytic behavior for CO and o-DCB oxidation was investigated.The result showed that CuO/Fe2O3/HP-SiO2 catalyst exhibited high catalytic activity for both CO and o-DCB oxidation,indicating its potential application in combined abatement of CO and chlorinated volatile organic compounds.  相似文献   

19.
The kinetics of the glyoxal + HO(2) reaction have been investigated using computational chemistry and statistical reaction rate theory techniques, with consideration of a novel pathway that results in the conversion of HO(2) to OH. Glyoxal is shown to react with HO(2) to form an α-hydroxyperoxy radical with additional α-carbonyl functionality. Intramolecular H atom abstraction from the carbonyl moiety proceeds with a relatively low barrier, facilitating decomposition to OH + CO + HC(O)OH (formic acid). Time-dependent master equation simulations demonstrate that direct reaction to form OH is relatively slow at ambient temperature. The major reaction product is predicted to be collisionally deactivated HC(OH)(OO)CHO, which predominantly dissociates to reform the reactants under low-NO(x) conditions. The mechanism described here for the conversion of OH to HO(2) is available to a diverse range of carbonyls, including methylglyoxal, glycolaldehyde, hydroxyacetone, and glyoxylic acid, and energy surfaces are reported for the reaction of these species with HO(2).  相似文献   

20.
Rudolph  R.  Francke  K.-P.  Miessner  H. 《Plasmas and Polymers》2003,8(2):153-161
OH radicals play an essential role in various plasma-chemical processes aimed at the abatement of organic and inorganic pollutants from off-air flows. We report about the oxidation of carbon monoxide in nonthermal air and nitrogen plasmas in dependence on CO inlet concentration and flow humidity. Thereby the reaction CO + OH CO2 + H served as a diagnostic tool for OH radical determination in the dielectric barrier discharge at atmospheric pressure. The results were numerically fitted to the equations of a kinetic model allowing the determination of the average OH production efficiency (GOH-value) and OH lifetime (TOH) in dependence on flow humidity. Finally,results on ethyl acetate abatement obtained under similar experimental conditions were modeled by OH radical decomposition.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号