Ni-V-O催化剂的合成、表征及其催化性能

制备了Ni3V2O8, Ni2V2O7, NiV2O6催化剂, 进行了XRD, BET, H2-TPR, XPS和电导等表征, 并测试了这三种结构催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能, 分析了影响催化性能的因素. 实验结果表明, 当丙烷的转化率为10%时, 在p-型半导体Ni3V2O8和Ni2V2O7催化剂上丙烯的选择性为69.13%和70.21%, 而在n-型半导体NiV2O6上, 丙烯的选择性为64.41%, 表明p-型半导体Ni3V2O8和Ni2V2O7的催化性能优于n-型半导体NiV2O6的催化性能. XPS实验结果表明, 这可能与p-型半导体正钒酸镍(Ni3V2O8)和焦钒酸镍(Ni2V2O7)催化剂表面含较多O-氧物种和V4+有关.     

丙烷氧化脱氢Ni-V-O催化剂的原位电导

应用原位电导方法测定了Ｎｉ－Ｖ－Ｏ系列催化剂的在氧＋丙烷→氧→丙烷连续变化气氛下的电导率,确定其导电类型并与其丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能的相关联,结果表明,ｐ型半导体较ｎ型半导体具有优良的催化氧化脱氢性能：在反应气氛下催化剂的ｐ型半导性越大,ｎ型半导性越小,其催化活性越高,这是由于ｐ型半导体空穴导电,而ｎ幸导体则为电子迁移导电,使得表面活性氧物种形成机理不同所致。     

金属—半导体氧化物催化剂

本文重点研究了TiO2、ZnO、SnO2等半导体氧化物以及以此为担体的担载型金属－半导体组合催化材料；采用电导、TPD、TPSR等方法考察了这类材料和典型的电子受体和电子给体反应分子间的电子和物种和交换，并研究了金属－半导体组合界面上的电子传递特性。根据测试结果及催化反应的例证说明，在金属－半导体氧化物组合材料中金属可以活化反应分子，沟通电荷物种的交换渠道，而氧化物类似于“电子储库”。二者协同作用使组合体系具有良好的氧化还原化学感应和催化作用。     

CeO2中氧空位形成、表征及其作用机制研究进展

Ce是一种用途十分广泛的稀土金属,其丰度也是稀土元素中最高的。其金属氧化物CeO₂由于具有优异的储放氧性能,其晶格中存在的大量氧空位可以直接作为活性位点,能够捕捉气相中的O₂,产生大量的活性氧物种,表现出良好的催化性能,在各催化体系中作为载体和活性组分被普遍使用。分别从CeO₂独特的氧空位性质,CeO₂氧空位的形成途径,氧空位的表征技术以及氧空位在催化反应中的作用等方面的最新研究进展进行了综述。最后对CeO₂氧空位在氧化还原、有机物污染降解等反应过程中的应用进行了总结和展望。     

氧化镍中非化学计量氧在乙烷氧化脱氢中的作用

以纯ＮｉＯ为模型催化剂考察了乙烷氧化脱氢（ＯＤＨＥ）性能，发现非化学计量氧的存在与反应的活性及选择性密切相关．ＴＧＡ研究结果表明，５００℃制备的样品具有ｘ≈６％的非化学计量氧．Ｈ２ＴＰＲ结果表明，非化学计量氧与晶格氧的可还原性明显不同；Ｏ２ＴＰＤＭＳ又把非化学计量氧区分为两个氧物种，Ｏ－２和Ｏ－（或Ｏ２－２）．脉冲试验结果表明，非化学计量氧对ＯＤＨＥ制乙烯是选择性反应的活性氧物种，晶格氧是完全氧化反应的活性氧物种．一旦催化剂中非化学计量氧耗尽并动用晶格氧时，催化剂便有Ｎｉ０生成，表现出自催化性能，使反应活性迅速提高，但产物均为ＣＯ２，ＣＯ，ＣＨ４等完全燃烧或裂解产物．为保持有较高的乙烯收率，反应处于稳态时Ｎｉ必须处于高价态．电导测定结果表明，优良的ＯＤＨＥ催化剂应有Ｐ型半导性．     

甲烷与二氧化碳在Na2WO4—Mn／SiO2催化剂上反应制C2烃及其反应机理的 …

考察了Ｎａ２ＷＯ４－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂上甲烷与二氧化碳反应制Ｃ２烃及其反应机理，８２０℃时，Ｃ２烃选择性可达９４．５％，随着着温度继续升高，虽然甲烷的转化增加，但Ｃ２烃选择性逐渐降低。Ｏ２－ＴＰＤ，ＣＨ４及脉冲实验表明，８００℃脱附的表面昌格氧为活性氧物种，在催化甲烷活化的同时，ＣＯ２可在该催化剂上活化分解为活性氧物种。     

掺杂ZrO2的Pt／Al2O3表面氧化性质及一氧化碳氧化性能研究

用ＴＰＤ－ＭＳ，ＴＰＳＲ－ＭＳ及ＣＯ氧化活性测定等方法研究了Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３和掺杂超细ＺｒＯ２的样品的表面氧脱－恢复性能，ＣＯ表面氧化性能有催化氧化性能。结果表明，在Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３中掺杂ＺｒＯ２后，样品表面上的氧物种脱出和氧经恢复性能明显提高，脱氧量也明显增大。     

ZrO2改性对Pt/Al2O3催化剂上CO氧化性能的影响

用流动反应法、TPR和TPD－MS等技术研究了Pt／Al2O3催化剂掺杂ZrO2体系上CO的催化氧化反应、氧物种的还原及脱出－恢复行为．结果表明，掺杂ZrO2有利于催化剂上氧物种的脱出－恢复，从而促进CO氧化活性及表面活泼氧物种与氢的反应．并用催化剂集团结构适应理论对结果作出了解释．     

模拟水中白铜B30耐蚀性影响因素的光电化学研究

用动电位伏安法和光电化学方法对模拟水中白铜B30耐蚀性影响因素进行了研究. 白铜B30表面膜显示p-型光响应, 光响应来自电极表面的Cu₂O层, 在模拟水溶液中表面膜的半导体性质会发生转变, 由p-型转为n-型; 在不同 Cl^－, SO₄^2－浓度的模拟水溶液中, 电位正向扫描时呈现阳极光电流, 电位负向扫描时随着Cl^－, SO₄^2－离子浓度的增加, 光响应由p-型向n-型转变, 阳极光电流峰面积与阴极光电流峰面积之比增大, 耐蚀性能降低; 随着温度的升高, 白铜B30的耐蚀性能降低; 在pH＝7～9之间, 其耐蚀性能随着pH的升高而提高, 当pH＞9时, 其耐蚀性能随着pH的升高呈降低趋势.     

甲烷氧化偶联催化剂Li/MgO的结构及表面性质的研究

本文用XRD、TEM、XPS和荧光光谱等方法研究了一组不同Li~+含量的Li/MgO催化剂的结构及表面性质,并与它们的氧化偶联甲烷的催化性能相关联。结果表明,低配位O~(2-)(O_(3c)~(2-))是使甲烷活化的活性中心。O_(1s)结合能为531.9eV的氧物种是对甲烷氧化偶联反应的C_2选择性起作用的活性氧物种。     

以金属氧化物及钙钛矿结构化合物为活性组分的ZSM-5催化剂上NOx选择性还原研究

研究了在水蒸汽存在条件下,以ＮＨ３为还原剂,金属／ＺＳＭ－５催化剂和负载于ＺＳＭ－５上的钙钛矿结构催化剂上的ＮＯｘ选择性催化还原（ＳＣＲ）性能。实验结果表明,当反应气中通入水蒸汽时,各样品的催化活性均下降,同时伴随着Ｎ２选择性的增加。而Ｃｕ－ＺＳＭ－５样品却表现出独特的性能,在所有测定样品中具有最高的ＮＯｘ转化率（在４５０℃时达到６９％）,当有水蒸汽存在时,其活性没有下降,反而有所增加,４５０℃时     

溶胶—凝胶法制备NiO／SiO2催化剂研究

分别以正硅酸乙酯、硝酸镍为硅源和镍源,采用溶胶－凝胶法,经超临界流体干燥和普通干燥制备了NiO-A-SiO2、NiO-G-SiO2催化剂;以气凝胶和干凝胶为载体,采用浸渍法制备了NiO/A-SiO2、NiO/G-SiO2催化剂。并用XRD、TEM、BET、TPR等手段,研究了制备方法对催化剂织构、结构和Ni物种存在形态的影响,发现NiO-A-SiO2和NiO-G-SiO2催化剂上高度分散的NiO簇团与SiO2之间有较强的相互作用,其顺酐液相选择加氢转化率低于10％;NiO/G-SiO2催化剂上,以单一物种形态存在的NiO与SiO2相互作用弱,顺酐转化率为42％;NiO/A-SiO2催化剂上,以多种形态存在的微量NiO与SiO2间的相互作用较复杂,其顺酐液相选择加氢的转化率和丁二酸酐的选择性分别可达100％和98％。     

过氧化氢生产用铂催化剂的制备及性能研究

用浸渍法制备了过氧化氢生产用蒽醌加氢负载型铂催化剂，考察了载体的预处理温度、不同氧化物载体、铝钛复合载体中TiO2的含量以及La、Ce助剂对催化剂性能的影响；用BET法测定了催化剂的表面积；采用H2-O2滴定法测定Pt的分散度，并在固定床反应器上考察了催化剂的性能。结果发现，用经1223K焙烧过的载体及在Al2O3载体中引入10％-20％TiO2，并引入一定量La、Ce助剂所制备的催化剂，具有良好的活性和稳定性，因而具有较好的工业应用前景。     

正丁烷氧化制顺酐Ce基复合氧化物VPO催化剂研制

在用共沉淀方法制备的Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物中,加入ＶＰＯ化剂制备复合ＶＰＯ催化剂;井测试结构、氧化还原性能以及催化性能。实验结果表明,Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物的组成和数量均对复合ＶＰＯ催化剂的结构产生较大的影响,Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物的加入,提高了复合ＶＰＯ催化剂表面低温氧物种的活性,降低了品格氧物种的ＴＰＲ出峰温度,无论在有无气相氧条件下,复合ＶＰＯ催化剂的晶格氧均有良好的反应催化性能。     

预处理条件对Mo/HZSM-5和Mo-Zn/HZSM-5甲烷芳构化性能的影响

甲烷无氧芳构化 ,具有选择性高、技术简单及产物易分离等特点 ,已引起人们的广泛关注 [1,2 ] .Mo/HZSM- 5是芳构化的良好催化剂 ,为了探讨预处理条件对反应的影响 ,我们对不同预处理条件下的 Mo/HZSM- 5及 Zn改性的 Mo/HZSM- 5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应进行了研究 ,并以热重法对催化剂的稳定性进行了表征 .1实验部分1 .1原料和试剂钼酸铵 ( A.R.级 ) ,乙酸锌 ( A.R.级 ) ,铵型ZSM- 5分子筛 (硅铝比为 5 0～ 70 ) .1 .2催化剂制备铵型 ZSM- 5分子筛于 81 3K、空气气氛下焙烧3h,即成 HZSM- 5分子筛 .以一定浓度的钼酸铵溶液…     

有序多孔过渡金属氧化物及其负载贵金属催化剂对挥发性有机物氧化的催化性能

大部分的挥发性有机物(VOCs)污染环境,危害人身健康.目前,我国虽然已开展了治理 VOCs污染的工作,但还缺乏有效的、拥有自主知识产权的 VOCs治理技术,因此研发新型高效 VOCs处理技术迫在眉睫.催化氧化法是公认的最有效消除 VOCs的途径之一,而高性能催化剂的研发是实现该过程的关键.近年来,人们围绕消除 VOCs的高效且价廉的催化剂的研发开展了卓有成效的工作,许多过渡金属氧化物、混合或复合金属氧化物及其负载贵金属催化剂均被认为是有效的催化氧化材料.与体相材料相比,多孔材料具有发达的孔道结构和高的比表面积,一方面有利于反应物的扩散、吸附和脱附,因而具有更高的催化活性和选择性;另一方面有利于活性组分(如贵金属等)在多孔材料表面的高分散,抑制活性组分的烧结,因而具有更好的催化稳定性.本文简述了近年来多孔金属氧化物在环境污染物消除领域的研究进展,阐述了以有序介孔或大孔过渡金属氧化物、钙钛矿型氧化物和负载贵金属催化剂的制备及其对典型 VOCs(如苯系物、醇类、醛类及酮类等)氧化的催化性能,重点介绍了四类催化材料,包括有序介孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Co3O4, MnO2, Fe2O3, Cr2O3和 LaFeO3等)催化剂,有序介孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co3O4, Au/MnO2和 Pd/Co3O4等)催化剂,三维有序大孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Fe2O3, LaMnO3, La0.6Sr0.4MnO3和 La2CuO4等)催化剂,以及三维有序大孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co3O4, Au/LaCoO3, Au/La0.6Sr0.4MnO3和 AuPd/Co3O4等)催化剂的制备及其物化性质与对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、甲醛、甲烷或氯甲烷等 VOCs氧化的催化性能之间的相关性.借助二氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯微球等硬模板,采用纳米浇铸法可制备出二维或三维的有序单一或多级孔道结构的金属氧化物.研究表明,多孔金属氧化物的催化性能远优于其体相甚至纳米催化剂的.有序多孔材料的优异催化性能与其拥有大的比表面积、高的吸附氧物种浓度、优良的低温还原性、独特的孔道结构、活性组分的高分散以及贵金属与氧化物载体之间的强相互作用等有关.探明影响催化剂活性的因素有利于从原子水平上认识催化过程,为新型高效催化剂的设计与制备奠定基础.本文还指出了此类研究中存在的一些问题,例如利用硬模板法制备多孔材料的缺点是目标催化剂的收率低,硬模板浪费严重,大规模制备多孔催化剂势必增加制备成本,这些问题有待于妥善解决.与此同时,还展望了 VOCs消除技术的未来发展趋势,采用多种技术联用的方法有望最大程度地提高 VOCs的消除效率.     

有氧气氛中碱金属改性CuAl复合氧化物催化分解N2O的活性

合成了Cu/Al原子比分别为2.0、3.1、4.1的CuAl类水滑石样品,焙烧得到CuAl复合氧化物。在Cu/Al原子比为3.1的CuAl氧化物表面浸渍碱金属盐溶液,制备改性CuAl复合氧化物,用AES、XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR、XPS等技术对催化剂进行了结构表征,考察了CuAl复合氧化物组成、碱金属助剂类型和K的前驱物对改性催化剂在有氧气氛中催化分解N₂O活性的影响。结果表明,Na、K、Cs改性CuAl复合氧化物均提高了催化剂活性,但K助剂的增强效应最显著;钾的不同前驱物改性CuAl复合氧化物的催化活性有显著差异,加入碳酸钾、草酸钾提高了催化剂的活性,而加入醋酸钾、硝酸钾反而降低了催化剂活性。优化出的K改性CuAl复合氧化物催化剂在含氧含水气氛的N₂O分解反应中表现出了较高的活性。     

Na-W-Mn/SiO2催化剂活化甲烷的研究Ⅱ.活性氧物种

制备了不同Ｎａ、Ｗ、Ｍｎ组分的Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂,并进行了Ｏ２程序升温脱附（Ｏ２－ＴＰＤ）和不同温度下Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂的ＣＨ４脉冲反应（ＣＨ４－ＰＲ）。研究结果表明,Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂活化甲烷的活笥氧物种是Ｗ和Ｍｎ提供的、高温下易于流动的表面晶格氧（Ｏ＾２－）。Ｎａ和Ｏ＾２－的活泼性具有重要的促进作用,它可以极化Ｗ、Ｍn的金属一氧键,促进Ｏ＾２－的流动性。Ｎａ     

MoO3/SiO2催化剂的异丁烷选择氧化反应性能

分别采用浸渍法和溶胶－凝胶法制备了MoO3/SiO2催化剂，用XRD，TPR，IR，TPD和活性评价等手段对催化剂的影响，晶格氧活泼性，化学吸附性能和异丁烷选择氧化反应性能进行了研究。结果表明，催化剂表面由Lewis碱位Mo=M,Mo-O-Mo中的晶格氧和Lewis酸位Mo^6 构成，在MoO3/SiO2催化剂上，异丁烷主要通过甲基的H双位吸附在表面的Lewis碱位Mo=O上；在常压条件下，异丁烷选择氧化产物主要为异丁烷，甲基丙烯醛和甲基丙烯酸，其中深度氧化产物CO2主要由吸附的异丁烯继续反应生成；采用溶胶－凝胶法制备的MoO3/SiO2催化剂，可得到较高的异丁烷转化率和含氧有机物选择性。