氧化锶催化性质研究Ⅰ.SrO表面活性中心的TPD研究

本文运用吸附二氧化碳、氧气、一氧化碳和正丁胺的ＴＰＤ技术，对ＳｒＯ表面活性中心的种类和分布进行了研究。发现在９２１Ｋ和１１７３Ｋ有二个二氧化碳的脱附峰，且高温脱附峰极大；在４３６Ｋ和６７３Ｋ附近有二个氧的脱附峰，高温脱附峰也很大；在６７３～８７３Ｋ之间有一分布不很明显的一氧化碳脱附峰，但在９７３Ｋ附近有很大的一氧化碳脱附峰；在实验条件下，没有与正丁胺有关的脱附峰出现。这些结果表明了ＳｒＯ表面不但有强和较多的碱中心，而且有活化氧中心和单电子中心     

氧化锶催化性质：Ⅱ.SrO,MgO上异丙醇的分解反应

ＳｒＯ，ＭｓＯ对异丙醇的分解反应有各自的作用形式，因而产物分布也有明显差别．ＭｇＯ上异丙醇分解，在较低温度时，主要产物为丙酮和丙烯；随温度升高，生成丙烯的量增加，而丙酮的量减少，直至消失，在ＳｒＯ上，异丙醇在较高温度时反应，产物几乎为丙酮，丙烯的生成量极少。认为：产物中丙烯来源于异丙醇在催化剂表面强酸中心上的脱水；丙酮在ＭｇＯ上来源于强碱中心和酸中心协同作用异丙醇的脱氢，而在ＳｒＯ上则是ＳｒＯ表面极强的碱中心作用异丙醇而脱氢制得。     

铂铈重整催化剂的表面性质研究

采用高、低温TPD(程序升温脱附)等方法研究了铂铈重整催化剂的表面性质。高、低温TPD的实验结果表明,体能增加Pt/γ-Al_2O_3催化剂的活化吸附中心,减少非活化吸附中心,而总的吸附中心基本上不变。提出了铂和铈分布在γ-Al_2O_3载体上的主要模式。     

SrO-La2O3/CaO催化剂表面的碱性和催化行为Ⅰ.CO2-TPD及进料中CO2对催化行为的影响

添加ＳｒＯ使Ｌａ２Ｏ３／ＣａＯ催化剂的碱性增强及甲烷氧化偶联反应的Ｃ２产率提高，但反应温度随ＳｒＯ含量增而升高，反应活性高的ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３ｅ／ＣａＯ催化剂，容易被ＣＯ２中毒催化剂失活的主要原因是表面活性位实在碳酸盐覆盖，催化剂失活之前，反应气中添加ＣＯ２可抑制产物中ＣＯ２的生成，提高Ｃ２产率。     

SrO-La2O3/CaO催化剂表面的碱性和催化行为Ⅱ.CO2同催化剂表面相互作用的红外研究

用红外光谱考察了不同温度下ＣＯ２（１．３ｋＰａ）同ＣａＯ，Ｌａ２Ｏ３，ＳｒＯ，ＬＣ及ＳＬＣ催化剂表相互作用，结果表明，ＣＯ２容易 与表面作用生成各种碳酸根物种，从有关碳本有的红外峰强度可以看到，ＣＯ２与催化剂表面作用主要生成单齿碳酸根物种，对于ＬＣ催化剂，室温引入ＣＯ２主要形成与Ｃａ＾＋相连的单齿碳酸根物种，温度高于４７３Ｋ时，形成Ｌａ＾３＋相连的单齿碳酸根，对ＳＬＣ催化剂，温度在５７３Ｋ以下，只     

金属氧化物改性的Pd／D3520催化剂及其催化加氢活性的研究

改变金属和载体的种类可以改变高分子催化剂的活性。本文在Ｄ３５２０负载的Ｐｄ催化剂中添加ＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｉ．ＦｅＣｌ３．６Ｈ２Ｏ，Ｐｂ（ＯＨ）２，ＢｉＣｌ３，形成Ｄ３５２０负载的金属氧化物──钯催化剂。研究结果表明，ＳｎＯ２，Ｆｅ２Ｏ３的引入对原催化剂具有良好的助催化效果，其中Ｆｅ２Ｏ３的引入使原单位金属高分子催化剂对苯乙烯的催化加氢活性提高１１０％，ＰｂＯ，Ｂｉ２Ｏ３的引入使催化加氢活性大大降低     

过渡金属氧化物催化剂上甲烷催化燃烧的研究

与传统燃烧方式相比 ,催化燃烧因具有能量利用率高 ,且基本无污染等突出优点而受到人们的重视。以Ｐｄ为代表的贵金属燃烧催化剂[1] 的研究发展得较为完善 ,但价格昂贵使这类催化剂难以被推向实用。而过渡金属氧化物则价格便宜 ,并且也被认为是很有潜力的燃烧催化剂[2 ] 。但这类催化剂的高温稳定性差 ,活性也远不及贵金属催化剂。为此 ,人们试图使用Ｌａ ,Ｓｒ等作为助剂 ,使其与活性组分生成具有钙钛矿结构的化合物 ;或使用六铝酸盐催化剂[3] 来克服过渡金属氧化物催化剂的缺点。这些方法对过渡金属氧化物催化剂的性能有所改善 ,但催化剂…     

甲醇在氧化物催化剂上分解反应的研究

甲醇在氧化物催化剂上的分解反应及其机理已有不少文献报道［１－６］，前人的研究主要集中在甲醇及其反应中间体在催化剂表面的吸附形式和反应历程的动力学过程，而对于催化剂表面活性中心性质对反应机理的影响的研究不多。本文运用ＴＰＤ－ＭＳ和ＩＲ技术考察了ＭｇＯ，...     

负载型过渡金属氧化物催化剂催化分解臭氧性能研究

通过浸渍法制备了γ-Al2O3负载镍、锰、钴等不同金属氧化物催化剂,在25℃、200000 mL/(gcat·h)的空速条件下,研究了其臭氧催化分解性能.结果表明,10％NiO/γ-Al2O3催化剂催化活性最佳,20 h内臭氧转化率高于96％.借助XRD、XPS、TEM、SEM-EDS、H2-TPR等表征手段,揭示出在...     

Ag／γ—Al2O3催化剂的TPR和TPD研究

本文运用ＴＰＤ－ＭＳ，ＴＰＲ等方法研究了Ａｇ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧脱附和还原性能，结果表明，Ａｇ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂表面银物相由Ａｇ＾０和Ａｈ＾＋（Ａｇ２Ｏ）组成，其中，Ａｇ＾＋所占比例随负载量增加而减少。     

不同超稳Y沸石的酸性质及其催化性能

用NH_3-TPD、FTIR和脉冲微反技术,以正庚烷.正十六烷和α-甲基萘三种探针反应研究了不同超稳化方法对Y沸石酸性质和催化性能的影响,并与各超稳Y沸石的骨架铝(N_(Al))_F和非骨架铝(N_(Al))_(EF)相关联,发现,B酸和L酸量均与(N_(Al))_F有关,而与(N_(Al))_(EF)无关;除SSY外,三探针反应在USY,US-SSY和DAY上的裂解活性与(N_(Al))_F,B酸量有关,但并非线性关系,SSY的B酸量最多,酸性最强.但其活性最小.值得注意的是三探针反应的裂解活性与(N_(Al))_(EF)呈很好的线性关系,但DAY例外,它的非骨架铝含量最高,但其活性最低.对SSY和DAY的例外结果亦进行了讨论.     

甲醛催化氧化催化剂的研究进展

甲醛是致癌致畸物并具有较强的光化学活性.它既来源于纺织、农药、板材或其他精细化学品的生产过程,又来源于机动车尾气和室内各种装潢材料.为了人体健康和大气环境去除甲醛非常必要.用催化氧化法去除甲醛是一种很有前景的技术,但是该技术的关键是研究和发展催化剂.近年来,用于甲醛氧化的催化剂主要分为贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂.贵金属催化剂是将Pt,Pd,Au,Ag等贵金属负载在不同类型的载体上而制得.载体可分为常见载体、传统金属氧化物载体和特殊形貌金属氧化物载体.常见载体是具有较大比表面积的SiO2,Al2O3,TiO2和分子筛等.这类载体有利于活性位的暴露以及反应物和产物的吸附和扩散,而且还能增强载体和活性组分的协同作用.负载在常见载体上的不同贵金属催化剂,其甲醛氧化活性从强到弱排列是:Pt＞ Pd＞ Rh ＞Au＞ Ag.用这种载体制备的催化剂具有很出色的应用前景.比如Na-Pt/TiO2是甲醛氧化活性最好的催化剂,目前己被应用在空气净化器中,其次是Pt/TiO2和Pd/TiO2.传统金属氧化物载体主要是采用沉淀法、共沉淀法制备的CeO2,Fe2O3,Co3O4,MnO2及其复合氧化物,这类载体负载Pt的催化剂仍然具有出色的室温催化性能,如Pt/MnOx-CeO2和Pt/Fe2O3等.虽然Pt负载型催化剂应用前景很好,但是其成本较高,工业生产和普及受到限制.用传统金属氧化物载体制备的催化剂如Au/CeO2,Ag/MnOx-CeO2和Ag/CeO2等同样具有良好的发展前景.对于提高甲醛氧化活性来说,载体的选择至关重要.未来研究趋势可能是甲醛氧化负载型催化剂更多的会选择Ag或Au作为活性组分,而一些有潜力的传统金属氧化物载体将被使用不同的制备方法进一步改良.目前,拥有棒状、球状、孔状等特殊形貌的金属氧化物载体因为它们本身的催化活性要优于用沉淀法制备的传统金属氧化物催化剂,因此,将Ag或Au负载在这类载体上制备的催化剂具有更好的应用前景,如三维(3D)有序大孔Au/CeO2-Co3O4,二维有序介孔Au/Co3O4-CeO2和Au/Co3O4以及三维有序介孔K-Ag/Co3O4等.过渡金属氧化物催化剂,因成本低,资源丰富而受到关注.单一过渡金属氧化物催化剂如锰钾矿型的MnO2纳米棒或纳米球,介孔MnO2,Co3O4和Cr2O3等,具有较好的甲醛氧化催化活性(T50和T100分别小于等于1 10和140℃).另外,Ce,Sn,Cu和Zr等元素常常被掺杂到MnOx和Co3O4中,制备成复合金属氧化物催化剂,MnOx-CeO2具有较好的甲醛催化活性(T50＜100℃),因为MnOx和CeO2较强的相互作用改变了表面活性氧和活性相的数量.目前,复合金属氧化物催化剂氧化甲醛的报道很少.随着制备方法的改变,单一过渡金属氧化物或他们的复合氧化物催化剂可能会成为贵金属催化剂的替代品.目前,如何获得高效、低成本、低温甚至常温去除甲醛的催化剂仍然是一项重要的挑战.特殊形貌的金属氧化物催化剂如3D-Cr2O3,3D-Co3O4,MnO2纳米球和纳米棒,在常温下完全转化甲醛仍然是个难以越过的鸿沟.将来,多种形貌的新型纳米金属氧化物及其Au或Ag负载型催化剂的制备和发展会成为一个研究趋势.这种催化剂既能被用于甲醛的催化氧化,也能被用于苯系物或其他VOCs的催化氧化.它能为机动车尾气和工业生产中VOCs产生量的削减提供技术支撑,而VOCs的去除有益于PM2.5浓度的降低和空气质量的恢复.     

K~＋－SrO－La_2O_3／ZnO催化剂上甲烷氧化偶联反应Ⅱ．催化剂碱性和氧物种的表征

Ｋ＋－ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ（ＫＳＬＺ）催化体系具有很好的催化活性．在１０７３Ｋ反应温度下，其Ｃ２产率为１８．２％，且Ｃ２选择性为６８．３％．催化剂抗潮能力明显增加，在室温下经长期放置后，催化剂活性稳定．用ＸＲＤ，ＣＯ２－ＴＰＤ和ＸＰＳ表征了ＫＳＬＺ催化剂的体相组成及表面碱性、表面组成和表面活性氧物种．在此基础上讨论了Ｌａ２Ｏ３，ＳｒＯ和Ｋ＋各组分对甲烷氧化偶联反应的作用，提出了表面碳酸盐分解生成活性氧物种的可能性．     

金属氧化物纳米催化的形貌效应

纳米结构催化剂的设计与制备是多相催化的核心问题之一．提高催化活性的传统方法是减小催化剂粒子的尺寸以暴露更多的表面活性位,即纳米催化中的尺寸效应,但这种方法往往带有一定程度的经验性和随机性．近年来,随着纳米材料科学的快速发展,在溶液体系中通过自下而上的合成技术已经可以在纳米尺度上有效调变固体催化剂粒子的形貌．通过纳米催化材料的形貌可控合成,可选择性地暴露高活性或特定能量晶面,从而大幅度提升催化反应活性、选择性和稳定性,也就是纳米催化中的形貌效应,这也是当前纳米催化研究的热点之一．本文以作者近年来研究的C0304、CeO2和Fe2O3为重点,总结了纳米结构金属氧化物在多相催化反应中的形貌效应,分析了氧化物暴露品面的化学性质对催化性能的作用机制．这种基于形貌效应的纳米催化不仅加深了在纳米尺度甚至原子层次上对催化剂构一效关系的认知,而且对设计和开发实用高效催化剂也具有重要的理论价值．     

铁系复合氧化物催化性质的研究

合成出一系列La_(1-s)A′_sFeO_3(A′=Ca、Sr、Ba;0≤2≤1)复合氧化物催化剂,并研究了Ca、Sr、Ba部分取代La后催化剂对CO氧化活性的影响。以XRD测定其晶体结构。结果表明,除含Ca>0.5和Ba=1.0外均生成钙钛矿型结构。用XPS和TPD法研究了吸附性能。指认吸附氧是CO氧化的活性物种,并初步解释了活性规律的成因。     

凹凸棒粘土表面酸碱性质的研究

凹凸棒粘土是一种含水的镁铝硅酸盐，经焙烧处理后作为催化剂或载体已被广泛应用于多种催化反应［‘－’j．对于这些反应，尤其是酸碱催化反应，凹凸棒粘土表面的酸碱性质有着重要影响．有关凹凸棒粘土酸碱性质的定量描述，包括酸碱中心的类型、强度和数量D”消未见报道．本文首次使用微量吸附量热技术定量测定了凹凸棒粘土表面酸碱中心的强度和数量，并采用FTIR技术阐明了表面酸中心的类型，同时研究了凹凸棒粘土催化异丙醇脱水反应的性能．1实验部分凹凸棒粘土样品由原矿粉经723K焙烧6h制得，其成分以氧化物计为：Sic。（55．6％～605…     

过渡金属型汽车尾气净化催化材料的制备及性能研究

采用固定床反应装置,模拟汽车尾气的组成成分,以CO/NH3为探针反应,分别研究了活性成分负载量及焙烧温度等因素对过渡金属氧化物催化材料MnOx/γ-Al2O3和Mn-Ce-O(x)/γ-Al2O3的催化活性的影响,并考察了该催化剂的抗硫化中毒性能和抗老化性能。在该研究条件下,氧化物负载量在0.12(质量分数),焙烧温度在700℃左右时,催化剂对NO-CO体系中CO的氧化率在85%以上。将催化剂在3.0%的SO2/空气气氛中强制中毒后,其对CO/NO体系中CO的催化转化率明显下降,但抗老化实验表明,该催化剂经900℃下,12%水蒸汽老化 60 h后,对CO的催化活性不仅没有下降,反而略有升高,说明该催化剂具有良好的抗老化性能和高温活性。     

超细Cu-ZnO-ZrO2催化剂上甲醇合成的TPSR和TPD研究

采用ＭＳ－ＴＰＳＲ和ＭＳ－ＴＰＤ技术在不同粒度的超细Ｃｕ－ＺｎＯ－ＺｒＯ２催化上考查了ＣＯ２和ＣＯ加氢合成甲醇的反应过程和吸附活化特征。研究表明,ＣＯ２和ＣＯ都可以直接加氢合成甲醇。     

Dy对Pt－Dy／Al_2O_3催化剂表面吸附中心性质及其催化性能的影响

通过脉冲微型反应催化色谱装置，考察了正己烷在Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ－Ｄｙ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的转化反应；用ＴＰＤ、ＴＰＲ和ＨＯＴ技术研究了Ｐｔ－Ｄｙ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的表面性质．结果表明，Ｄｙ和Ｐｔ之间存在相互作用，并发生电子效应和几何效应，但Ｄｙ的掺入未改变Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３催化剂表面固有的吸附中心性质