铈锆固溶体的合成及其在CH_4和CO催化燃烧反应中的应用

分别利用固态反应和共沉淀法制备了铈锆固溶体,并以其为载体制备了车用三效催化剂,考察其在CH4和CO催化燃烧反应中的作用.研究发现固态反应法所得固溶体孔分布较宽,热稳定性较差,但表面较多的缺陷位贡献于其较高的储氧性能.而共沉淀法所得样品拥有较高的热稳定性和催化活性.固溶体的还原性质可以通过铈锆比调控.关联催化剂对CH4和CO的催化氧化性能发现,具有较大比表面积、集中孔径分布和较高储氧能力的固溶体显示了较低的催化剂起燃温度和较高的催化活性.     

Taguchi设计法铈锆固溶体的优化合成

为了消除各个因素之间的交互作用,在单一因素考察的基础上,引入taguchi设计法综合考察pH、Ce/Zr、老化温度、老化时间和表面活性剂加量等因素对固溶体结构的影响.结果表明,铈锆比对铈锆固溶体的结构影响最大,其次是溶液的pH值、表面活性剂加入量、老化温度,而老化时间对试样比表面积的影响最小;taguchi设计法优化后铈锆固溶体的比表面积可达88.0m2·g-1.     

固相反应-结构导向法合成铈锆固溶体

为获得结构和性能优化的铈锆固溶体,将固相反应-结构导向法引入制备过程,分别考察了NaOH添加量、铈锆比、晶化温度、晶化时间和表面活性剂加量等因素对固溶体结构的影响.结果表明,采用固相反应-结构导向法可以得到比表面较大的四方相铈锆固溶体,但其热稳定性还有待于进一步改善.OH-/Zr是影响固溶体结构的主导因素,它不仅影响着比表面的大小,还控制着晶相转化过程.     

烟草模板制备掺杂过渡金属铈锆固溶体及其催化氧化CO性能研究

以烟梗丝、烟叶片和烟梗条等材料为模板掺杂过渡金属合成了一系列铈锆固溶体材料.对合成的材料进行了扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、程序升温还原(H2-TPR)、X-射线衍射法(XRD)、储氧量(OSC)、X-射线光电子能谱(XPS)等表征.对铈锆固溶体材料进行CO氧化活性评价,结果表明不同烟草模板制备的铈锆固溶体性能不同.以烟叶片为模板制备的掺铜铈锆固溶体具有极高的储氧量,高达2961μmol/g,但该材料催化氧化CO的活性并非最强.以烟梗丝为模板制备的掺铜铈锆固溶体在铈锆比为45∶45∶10时,对CO氧化有着很好的催化活性,起燃活性温度(T50)为91℃.     

铈锆固溶体在催化剂涂层中的赋存状态对催化性能的影响

应用不同形态铈锆固溶体制备摩托车金属载体催化剂,比较其催化性能,并表明以V,Cu掺杂的Ce-Zr固溶体有更佳催化性能和热稳定性,提出了一种制备多组份的催化剂涂层的新工艺,表明在一定温度下,在催化剂表面有新的Ce-Zr的固溶体形态存在,对改进催化剂的制备工艺及提高催化剂的催化净化性能有一定的实用意义.     

制备方法对钯-铈锆固溶体催化剂的结构与性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Pd掺杂型铈锆固溶体粉末.XRD和XPS分析结果表明,有部分Pd进入了固溶体的晶格,主要以PdO和PdO2的形态存在;900 ℃ 50 h的老化条件并没有使Pd和Ce的价态发生明显的变化;其催化性能主要取决于氧空位的数量和活性,与Pd负载型铈锆催化剂相比,表现出较好的热稳定性能.     

铈锆固溶体的微波辅助法制备及表征

采用共沉淀法并结合不同的老化处理方式(室温陈化、常规加热回流和微波辅助加热回流)制备了Ce_0.6Zr_0.4O₂固溶体。利用SEM、N₂吸附、XRD、Raman光谱和H₂-TPR等技术对样品的形貌、比表面积、孔结构、晶相结构、高温热稳定性和还原性进行了表征,并考察了其对CO氧化反应的催化性能。结果表明,微波辅助加热回流老化处理所制备的固溶体属于立方萤石结构,颗粒的大小均匀,表面结构疏松,具有最大的比表面积和孔容、最高的热稳定性及最好的低温还原性。CO氧化实验表明微波辅助加热回流老化处理所制备的Ce_0.6Zr_0.4O₂固溶体具有最好的催化氧化活性。     

钾元素掺杂对铈锆固溶体中氧物种的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同摩尔比K+掺杂的铈锆固溶体xK-Ce0.7Zr0.3O2(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40),对其催化碳烟颗粒物(PM)燃烧的活性进行了评价,并采用XRD,H2-TPR,O2-TPD,XPS测试方法对催化剂样品进行了表征。结果表明:K+掺杂后均形成了具有立方面心萤石结构的K-Ce-Zr-O固溶体催化剂。K+掺杂量的改变导致铈锆固溶体产生不同程度的晶格畸变及表面活性氧的含量改变;掺杂K+有利于晶格氧的流动性和铈锆固溶体的释放氧能力的增强,促进催化活性的提高。当0.10≤x≤0.40时,催化剂具有较好的催化性能。     

掺杂元素对铈锆固溶体性能的影响

用共沉淀法制备了CeZr,CeYZr,LBCeZr,LaCePrZr,LaCePrYZr和LaCePr固溶体,并对样品进行了XRD,BET,OSC以及催化性能测试和分析,表明所制备的固溶体全部为立方相结构,少量掺杂Y可以提高固溶体的比表面积和热稳定性;少量掺杂La也可以提高固溶体的热稳定性,但掺杂量过大时固溶体的比表面积和热稳定性均下降;用包头稀土矿提Nd后的LaCePr富集物制备的LaCePrZr和LaCePrYZr固溶体也具有较大比表面积和较好热稳定性.同时也采用浸渍法用Al2O3和SiO2对CeZr固溶体进行了包覆,CeZr固溶体包覆Al2O3和SiO2后比表面积和老化后的比表面积都有很大的提高.     

铽改性铈锆固溶体

铽改性铈锆固溶体;Ce0.6Zr0.4-xTbxO2-y固溶体;三效催化剂;储氧材料;共沉淀法;溶胶-凝胶法     

大比表面积铈锆氧化物固溶体的制备

采用共沉淀法制备铈、锆氧化物固溶体.发现以适当配比的(NH4)HCO3和NH3*H2O混合溶液作为沉淀剂,同时控制沉淀过成中的反应条件,所得到的沉淀在较低的温度(400 ℃)下焙烧即可形成铈、锆氧化物固溶体.该固溶体具有较大的比表面积和高的储氧能力.形成沉淀后添加适量表面活性剂,可进一步提高产品的比表面积而对其还原行为和储氧性能几乎无影响.对制得的氧化物以X-射线衍射、程序升温还原、氧的脉冲滴定和液氮物理吸附等方法进行了表征.     

氧化共沉淀法制备纳米级铈锆固溶体

采用改进的氧化共沉淀法制备了Ce0.5Zr0.5O2固溶体, 利用XRD和BET测定了其结构和比表面积. 采用H2的程序升温还原(TPR)研究铈锆固溶体的还原特性, 以考察它的低温还原特性. 改进的氧化共沉淀法制备的铈锆固溶体在550 ℃可形成立方相固溶体, 具有较大的比表面积和较小的晶粒度, 同时还具有良好的低温还原特性和较高的热稳定性, 经900 ℃焙烧6 h后比表面积达到34.37 m2*g-1.     

微波辅助法制备铈锆固溶体在CO低温氧化反应中的应用

采用共沉淀法并分别结合室温老化、常规加热回流和微波辅助加热回流三种不同的处理方法制备了铈锆固溶体Co0.6Zr0.4O2,并以其为载体制备了CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂.采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原等技术对Ce0.6Zr0.4O2载体和CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂的织构特性和可还原性进行了表征,另外还考察了CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂对CO低温氧化反应的催化活性.结果表明,采用微波辅助加热回流处理方法制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2载体具有最大的比表面积(170.8 m2/g)和孔容(0.408 cm3/g),以其为载体所制备的CuO/Ce0.6zr0.4O2催化剂,其CuO具有良好的分散性和低温可还原性,在CO低温氧化反应中表现出最好的催化活性.     

铈锆固溶体制备方法的研究进展

铈锆固溶体具有优良的储释氧性能,在三效汽车尾气净化催化剂中起着重要作用,而铈锫固溶体的制备方法与其物化性质又有着密切联系.综述了近几年来国内外铈锆固溶体的制备方法(包括共沉淀法、模板剂法、溶胶-凝胶法、微乳液法等).讨论了晶相结构、比表面积、热稳定性等对固溶体储释氧性能的影响,通过分析固溶体的程序升温还原(TPR)谱图,解释了不同制备方法对所得铈锆固溶体氧化-还原能力的差异.结合文献结果,可以认为寻找工艺简单、性能稳定、重复性好的可控制备方法将是此类材料得到大规模应用的努力方向.     

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响     

铈锆固溶体对摩托车尾气净化催化剂性能的影响

对3种铈锆粉CLZ,CHZ及CZA进行了XRD,BET表征,考察了CLZ,CHZ及CZA对催化剂性能的影响。XRD结果表明,CLZ能形成单一稳定的晶相结构,CHZ高温老化后分相,CZA不能形成稳定的晶相结构;BET结果表明,CLZ具有较好的热稳定性。活性测试结果表明,CLZ具有较好的热老化性能。实车测试结果表明,CLZ制备的催化剂能满足国Ⅲ排放要求。     

Ce—Zr—固溶体的制备和表征

采用硝酸盐直接分解法、共沉淀法、苹果酸溶胶、凝胶 柠檬酸溶胶－凝胶法制备了Ｃｅ－Ｚｒ－Ｏ复合氧化物并进行了表征。溶胶－凝胶法制得的Ｃｅ－Ｚｒ－Ｏ为立方的Ｃｅ０．５Ｚｒ０．５Ｏ２复合氧化物（其中少量具有立方性质的ｔ＾〃相）,而直接分解和共沉淀法制得的是由立方Ｃｅ０．８Ｚｒ０．２Ｏ２和四方Ｃｅ０．２Ｚｒ０．８Ｏ２固溶体组成的复合氧化物。不同制备方法制得的样品由于物相组成不同,还原性能也有较大差别。差热     

一氧化氮选择还原锡锆固溶体催化剂的结构特性

采用双股并流共沉淀方法制备了SnO2含量从10％至90％的锡锆体系DeNOx催化剂,用XRD、微区电子衍射、FT-Raman及FT-IR等技术深入研究了锡锆体系氧化物的结构及其随组成的变化规律.结果表明，由于Sn4＋与Zr4＋离子半径接近,SnO2与ZrO2易于形成固溶体,并随组成变化表现出不同的结构特征.纯ZrO2为单斜相,当少量Sn4＋（SnO2 ≤ 20％）进入ZrO2晶格时形成四方相富锆固溶体,Sn4＋起到稳定ZrO2四方相的作用;随着SnO2含量的增大,结构从无定形或微晶态的富锆固溶体(含SnO2 30～50％)经富锆固溶体与金红石结构的富锡固溶体在55％ SnO2含量的共存状态变化到具有金红石结构的富锡固溶体（SnO2 ≥ 60％）.FT-Raman和FT-IR光谱测试证明,Zr进入SnO2晶格使得Sn－O键的结合减弱,Sn离子上的有效正电荷减小,降低了SnO2对丙烯的燃烧能力,从而提高了对NO的还原活性.     

不同制备方法对铈锆复合氧化物结构及性能的影响

采用共沉淀法、均相沉淀法以及反相微乳法制备了铈锆复合氧化物.通过XRD,TEM,BET等表征手段来分析所得铈锆氧化物粉体的性质,将制得的粉体涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上作为涂层,担载一定量的贵金属Pt作为活性组分制得整体催化剂,并在低温水汽变换反应上考察它们的催化性能.分析结果表明3种方法都得到了单相的铈锆固溶体;微乳法制得的纳米级铈锆固溶体粒径分布均匀、平均粒径尺寸为6 nm;所得纳米级铈锆复合氧化物的比表面积大小为微乳法＞均相沉淀法＞共沉淀法.实验结果表明用微乳法制得的铈锆复合氧化物的催化性能要优于其他两种方法.     

铈铁锆三元复合氧化物上碳烟的催化燃烧

采用水热法制备了纯CeO₂、Fe₂O₃和系列Ce₀.5Fe₀.5-xZr_{xO2复合氧化物催化剂,采用XRD、Raman、H2-TPR和BET等方法对其进行了表征,并利用程序升温氧化反应(TPO)技术研究了其碳烟燃烧催化性能。结果表明,Zr⁴+完全进入CeO2晶格中形成了固溶体,而Fe³+较难进入CeO2晶格中,部分Fe2O3分散在固溶体表面。固溶体形成产生的氧空位和表面高度分散的氧化铁协同作用是铈铁锆三元复合氧化物具有较高碳烟燃烧催化性能的关键。同时,与单纯的铈铁二元复合氧化物相比,Zr⁴+的掺杂明显提高了催化剂的抗老化能力,使Ce0.5Fe0.5-xZrxO2复合氧化物显示出更好的应用前景。在系列样品中,Ce0.5Fe0.30Zr0.20O2样品由于形成了最多的固溶体并具有良好分散性的表面Fe2O3,显示出最好的催化活性和稳定性。其催化碳烟的起燃温度(ti)和峰顶温度(tp)分别为251℃和310℃,长时间高温老化后其ti和tp仍较低,分别为273℃和361℃。}