镧和铈改性对氧化铝性质的影响

 以拟薄水铝石为前驱物，采用溶胶法制备了γ－Al2O3，在制备 初期添加硝酸镧或硝酸铈对氧化铝进行改性，并使用红外光谱、氮物理 吸附和X射线衍射等方法对样品进行了表征．实验表明，稀土添加物覆 盖了部分氧化铝的表面羟基．在1000℃下对样品烧结行为的考察发现， 添加镧或铈化合物都能提高γ－Al2O3的抗烧结性能和高温稳定性，镧 改性样品的效果略优于铈改性样品．烧结动力学研究发现，制备的氧化 铝的烧结机理为体相扩散，加入稀土有效地阻止了氧化铝颗粒内的体相 扩散．用微反装置测定了改性样品的反应性能，发现铈改性样品有一定 的裂化性能和脱氢性能，而镧改性样品几乎无催化活性．     

胶溶法制备改性氧化铝的结构及织构特点

对胶溶法制备的镧和聚乙二醇(PEG)改性的氧化铝载体进行了深入研究.     

高温高表面氧化铝新材料的制备化学研究——镧和表面活性剂对氧化铝性质的影响

在汽车尾气催化净化、催化燃烧等高温严酷环境中,催化剂载体由于烧结等原因,其比表面剧烈减少,引起活性组分聚集,从而使催化剂活性明显下降^[1,2]。氧化铝是一种常用载体,但经高温煅烧后容易烧结并向α相转变,导致比表面减少。目前许多文献报道了稀土元素、碱土金属以及硅元素对氧化铝的改性作用^[3-5],这些元素的添加可在一定程度上提高氧化铝的热稳定性,但表面活性剂在这一方面的应用未见报道。本文采用溶胶－凝胶法制备了镧改性的氧化铝,通过添加不同比例表面活性剂[聚乙烯醇（PVA）]研究了镧和聚乙烯醇对氧化铝孔性质及热稳定性的影响。     

锆改性钴基费-托合成催化剂催化性能的研究

 考察了助剂锆和金属钴负载量对锆改性Co／Al2O3催化剂催化性能的影响．结果表明，锆助剂能够高度分散在氧化铝载体上，而活性组分钴以一定尺寸存在；锆的添加能够明显地提高Co／Al2O3催化剂的催化活性和C5＋烃选择性，但助剂锆含量对催化剂催化性能的影响不大；在锆存在下，催化剂的催化活性随金属钴含量先升高后降低．进一步的研究表明，催化剂上烃形成速率的提高可能是由于锆助剂能够增加催化剂的活性位数目，增强桥式CO吸附的强度，在Co－ZrO2间形成界面．     

助剂对甲烷部分氧化制合成气镍基催化剂性能的影响

考察了添加助剂铈、镧和钙对镍基催化剂反应性能的影响，发现助剂对以α-Al2O3为载体的镍基催化剂的调变作用比以γ-Al2O3为载体的镍基催化剂好，且助剂铈对催化剂的性能改善最好。在此基础上，研究了不同载量的铈对催化剂性能的影响。结果表明，铈的质量分数为1%时对催化剂的性能改善最好。同时采用XRD、XPS、TG等技术，研究了助剂铈对10％Ni/γ-Al2O3催化剂的改性作用。XRD分析表明，铈负载量较低时，催化剂中的CeO2高度分散在催化剂表面，铈负载量较高时，CeO2形成微晶颗粒，降低了催化活性。     

YSZ-Al2O3的制备及其负载的单钯密偶催化剂的催化性能

采用胶溶法制备了含YSZ(Y2O3稳定的ZrO2,质量比为1:9)为0,10wt%,15wt%,20wt%,25wt%的YSZ-Al2O3,分别用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)技术对它们进行了表征.低温N2吸附结果表明,1000℃焙烧5 h后,钇锆含量为15%的YSZ-Al2O3,有最大的比表面积和孔容,分别达到146 m2·g-1和O.41 mL·g-1,孔径分布集中在9-10 nm.XRD结果表明,添加钇锫的氧化铝以γ相存在,钇锆以固溶体形式存在于氧化铝中.以YSZ-Al2O3材料为载体,采用浸渍法制备了Pd含量为2 g·L-1的单钯密偶催化剂.催化剂活性测试结果表明,添加钇锆能有效地提高催化剂对丙烷的催化活性.当钇锆含量达到15%时,催化剂的起燃温度最低,为275℃.     

铈锆镧钴复合氧化物催化燃烧碳烟性能和表征

用柠檬酸法制备了不同组成的铈锆镧钴复合氧化物.用热重法测试了催化剂样品对碳烟的催化活性,催化剂的活性随着镧钴组分含量的增加而增强,其中含90%镧钴组分的催化剂显示了最高的催化活性,起燃温度为518℃.采用程序升温还原法(H_2-TPR),BET,XRD,电子顺磁共振仪(EPR)和红外(FTIR)对催化剂进行了测试.结果表明,催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂可还原性紧密相关:随着La和Co在样品中的含量增加,它们的还原峰强度显著增加,可还原强度越大,其催化燃烧碳烟的活性越高.     

胶溶法制备镧-钡共稳定氧化铝的性能

以硝酸为胶溶剂, 两种拟薄水铝石为前驱体, 用胶溶法制备了镧-钡共稳定的氧化铝. 采用X 射线衍射(XRD)、表面分析仪(BET)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和NO2程序升温脱附(NO2-TPD)技术对所制备的镧改性和镧钡共改性氧化铝的结构特性和表面性能进行了表征. XRD结果表明, 改性氧化铝在1273 K焙烧后均以γ-Al2O3相存在. 当BaO添加量达到14%(w)时, 有少量BaCO3生成. BET结果表明, 在1273 K下焙烧5 h后, 5%(w)La2O3稳定的氧化铝(Ba-0)和5%La2O3与8%BaO共同稳定的氧化铝(Ba-8)均具有较大的比表面积, 各种氧化铝的吸附等温线表明它们的孔形状均为狭缝型孔和瓶型孔, 孔径分布曲线表明, 仅有样品Ba-8的孔径分布较宽, 孔径为6-10 nm, 其它三种样品的孔径均集中在10 nm; NH3-TPD结果表明, 随着氧化钡添加量的逐渐增多, 氧化铝表面的酸量、酸强度逐步减少. NO2-TPD结果表明, 添加BaO后载体对NO2的吸附量增多, 随着BaO含量的增多, 体相Ba(NO3)2增多. 由于样品Ba-8同时具有很好的织构性质、适中的表面酸量和酸强度分布及NO2吸附脱附能力, 使得以它为载体的催化剂具有最好的催化性能,丙烷的起燃温度和完全转化温度分别为526 K和593 K.     

原位红外光谱研究镧对负载钯催化剂上甲醇车尾气氧化机理的影响

在色谱微反装置上考察了负载Pd催化剂的甲醇深度氧化性能.结果表明,在γ氧化铝载体中,添加镧对负载Pd催化剂催化活性和选择性影响较大,甲醇氧化含氧中间物含量大大降低.利用insituFTIR技术测定了镧改性后的负载Pd催化剂表面的吸附物种和表面的程序升温反应,对负载Pd催化剂甲醇深度氧化反应机理进行了探讨.     

铈锆铝复合氧化物的制备及其性能研究

以硝酸铈和硝酸锆为原料,氨水为沉淀剂,双氧水为氧化剂,采用共沉淀法将铈锆固溶体负载在固态铝源(拟薄水铝石、活性氧化铝和改性氧化铝)表面,制备了铈锆铝复合氧化物。通过XRD,TEM,BET,TPR等手段对铈锆铝复合氧化物进行了结构表征和性能分析。研究结果表明:铈锆固溶体负载在氧化铝上,颗粒明显变小,老化性能得到显著改善;不同形态固态铝源制备的铈锆铝复合氧化物性能各异,以拟薄水铝石为铝源制备的样品比表面积最大,以改性氧化铝为铝源制备的样品表现出最佳的储氧性能。     

CeO2-MnOx催化剂上氯乙烯有机废气的催化燃烧

采用柠檬酸(CA)溶胶-凝胶法制备了不同Mn:(Ce+Mn)摩尔比的CeO2-MnOx催化剂,以氯乙烯有机废气的催化燃烧为模型反应,考察了催化剂制备条件和反应条件对于CeO2-MnOx催化剂性能的影响,并用N2吸附、X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)对催化剂进行了表征.结果表明,CeO2-MnOx催化剂上氯乙烯燃烧反应产物只有HCl,H2O和CO2,没有检测到其他氯代烃和氯气等副产物.当CA:Mn:Ce=0.3:0.50:0.50时,所制备的CeO2-MnOx催化剂活性最高,对于较宽的空速范围(10000～30000h-1)和较宽的浓度范围(0.05%～0.15%),低浓度氯乙烯的催化燃烧反应具有较好的操作弹性.其中当氯乙烯浓度为0.1%,空速为15000h-1时,起燃温度T50=110oC,完全转化温度T99=220oC.XRD和H2-TPR结果表明,在CeO2-MnOx催化剂中只出现立方相萤石结构CeO2的特征衍射峰,没有出现MnOx物种的特征衍射峰;Mn离子进入CeO2晶格形成的Ce-Mn-O固溶体,有利于提高催化剂表面的活性氧物种的活性,乃至催化剂活性.     

不同铈添加量对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。     

超声波振动在Ce-Zr-La/Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料, 在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理, 并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂. 对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征. 对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征, 并对催化剂进行了活性测试. BET结果表明, 900 ℃焙烧后, 超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1, 而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1. 超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm, 相对较大, 载体更加稳定. XRD测试结果表明, 超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相, 而未经过超声波处理的载体此时出现相分离, 体相中有θ-Al2O3出现. 以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小. H2-TPR测试中, 超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高, 而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂. 活性测试结果说明, 由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低, 有更好的活性以及温度特性.     

纳米La0.8A’0.2Mn1-xCuxO3（A’=Ce and/or Sr）的制备、表征及其高效催化NO+CO的性能研究

采用柠檬酸-溶胶凝胶法制得钙钛矿型复合氧化物La0.8Ce0.2Mn1-xCuxO3(x=0.2,0.3,0.4),La0.8Sr0.2Mn0.6Cu0.4O3,La0.8Ce0.1Sr0.1Mn0.6 Cu0.4 O3,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征,测试了复合氧化物对CO+NO的催化活性。结果表明:La0.8Ce0.1Sr0.1Mn0.6Cu0.4O3催化活性最好,150℃时CO转化率91.8%,300℃时NO转化率100%;对于La0.8Ce0.2Mn1-xCuxO3(x=0.2,0.3,0.4),比表面积和颗粒的大小及分散度是影响催化活性的主要因素;对于La0.8Ce0.2Mn0.6Cu0.4O3,La0.8 Sr0.2 Mn0.6 Cu0.4 O3,La0.8 Ce0.1 Sr0.1 Mn0.6 Cu0.4 O3,催化剂的组成是影响催化活性的关键因素。     

超声波振动在Ce-Zr-La／Al2O3及负载型Pd三效催化剂制备中的应用

制备了CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料,在制备过程中使用超声波振动对材料进行处理,并以此材料为载体制备了单Pd三效催化剂.对所制备的载体进行了织构性能分析(BET)和X射线衍射(XRD)表征.对催化剂进行了NO程序升温脱附(NO-TPD)及H2程序升温还原(H2-TPR)表征,并对催化剂进行了活性测试.BET结果表明,900 ℃焙烧后,超声波振动处理的载体比表面积为130 m2·g-1,而没有进行处理的载体比表面积为117 m2·g-1.超声波处理的CeO2-ZrO2-La2O3/Al2O3材料介孔直径为11.4 nm,相对较大,载体更加稳定.XRD测试结果表明,超声波处理的载体在1150 ℃焙烧5 h后仍然只有Ce0.5Zr0.5O2一个单一物相,而未经过超声波处理的载体此时出现相分离,体相中有θ-Al2O3出现.以超声波处理材料为载体的Pd催化剂新鲜和老化后NO-TPD测试结果变化很小.H2-TPR测试中,超声波振动处理的材料制备的催化剂中活性组分和载体的还原峰温较未超声处理材料制备的催化剂稍高,而峰面积远大于未超声处理材料制备的催化剂.活性测试结果说明,由超声波振动处理过的载体制备的三效催化剂对汽车尾气中的三种污染物的起燃温度更低,有更好的活性以及温度特性.     

Ce0.5+xZr0.4-xLa0.1O2-Al2O3催化剂催化燃烧柴油车碳烟

采用共沉淀法制备了系列Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂-Al₂O₃催化剂, 其中0≤x≤0.4且Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂与Al₂O₃的质量比为1:1. 考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能, 并用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氧气程序升温脱附(O₂-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体. 当x=0.2时, Ce³⁺离子在催化剂表面有一定的富集, 此时催化剂具有最大的β氧脱附峰和最好的表面还原性能, 同时具有良好的催化碳烟氧化活性, 碳烟在该催化剂的起燃温度为360 °C, 具有较好的应用前景.     

不同形貌的 CeO2 催化 1,4-丁二醇选择性脱水合成 3-丁烯-1-醇

 以 Ce(NO3)3•6H2O 为铈源, 采用不同沉淀剂制备了 CeO2 催化剂. 运用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射、高分辨透射电镜和 H2程序升温还原等技术对催化剂进行了表征, 并评价了其对 1,4-丁二醇选择性脱水合成 3-丁烯-1-醇反应的催化性能. 结果表明, 以不同沉淀剂制得的 CeO2 样品形貌不同, 其中以 Na2CO3 为沉淀剂制备的 CeO2 呈边缘清晰的长方体形貌, 晶粒尺寸较大, 结晶较完整, 优先暴露的 (111) 晶面较多, 在 1,4-丁二醇选择性脱水反应中表现出较高的催化活性和选择性, 3-丁烯-1-醇收率可达 59.7%.     

预处理条件对La_2O_3上过氧物种光诱导生成的影响

采用原位显微Raman光谱技术详细考察了焙烧温度和焙烧时间对La(OH)3分解制备的La2O3结构以及过氧物种光诱导生成性能的影响,结果表明,经700℃焙烧所得La2O3样品较经800℃以上长时间焙烧的样品更有利于过氧物种的生成.对La(OH)3热分解过程的原位XRD测试结果表明,焙烧温度需达到近700℃才可使La(OH)3完全转化为La2O3.在700℃焙烧的样品上,除了六方相的La2O3外,还可检出介稳态的立方相La2O3.经800℃以上长时间(≥5 h)焙烧后,介稳态的立方相La2O3将转化为稳定的六方相La2O3物种.在相同的实验条件下,立方相的稀土倍半氧化物较六方相更有利于过氧物种的光诱导生成,其原因可能源于前者含更多氧空位,因而更有利于对分子氧的吸附和活化.     

Ce掺杂对La1-xCexCoO3催化剂的结构和催化氧化性能的影响

采用非晶态配合物的方法合成了La1-xCexCoO3(x=0、0.05、0.1、0.2、0.3)催化剂, 并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面测定仪(BET)等手段对催化剂的微观结构进行了研究. 揭示了Ce掺杂对催化剂的钙钛矿结构, CO催化氧化以及催化氧化发光性能的影响规律. 结果表明, 在Ce4+掺杂部分取代La3+后, 催化剂形成了镧不足的La1-xCeyφx-yCoO3(φ是A位离子空位)钙钛矿相以及CeO2和Co3O4物相. 与LaCoO3催化剂相比, x=0.1催化剂的CO催化氧化活性最高(T100%=290 ℃). La1-xCexCoO3催化剂对CO催化氧化发光的响应与其催化活性密切相关.     

Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8材料的制备及在三效催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8(0≤x≤0.4)材料, 并对所制备的材料进行了X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的表征, 测定了材料的比表面积(BET法)和储氧量(OSC), 同时采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)研究了材料的还原性能和表面酸性. 研究结果表明, Ce/Ti摩尔比大于1∶2的材料能形成立方萤石结构的固溶体, Ce/Ti摩尔比为1时, 材料表面Ce4+/Ce3+摩尔比达到最大; 随着Ce/Ti摩尔比的增大, 材料的储氧能力先增大后减小, 而TPR还原峰温则是先减小后增大, 当Ce/Ti摩尔比为1时, 材料的储氧量达到最大, 为660 μmol/g; 还原峰峰温最低, 为616 ℃. 以制备的材料为载体制备了一系列Pt/Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8三效催化剂, 并对催化剂进行了活性评价. 活性测试结果表明, 以Ce/Ti比为1的载体材料制成的催化剂对C3H8, CO和NO的起燃温度分别为236, 147和228 ℃, 表现出了优异的温度特性.