负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂的载体效应

负载型Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＣｏＯ３／β－Ａ）催化剂,由于钴离子在不太高的温度下易和载体γ－ＡＩ２Ｏ３作用形成ＣｏＡｌ２Ｏ４尖晶石或在尖晶石,因而不能有效地成为ＣＯ、ＨＣ化合物完全氧化的催化剂,采用ＸＲＤ、ＢＥＴ、ＤＴＡ、ＴＧ和二甲苯完全氧化催化活性测试等手段,研究了ＣｏＡｌ２Ｏ４的形成过程,可以认为这是一个放热、释氧而失重的过程,并伴有晶胞的稍微增大,若在γ－ＡＩ２Ｏ３表面涂数一层以ＭｇＡｌ２Ｏ４     

负载型La0.8Sr0.2MnO3燃烧催化剂的载体效应

Combustion catalysts La0.8Sr0.2MnO3 supported on γ-Al2O3, α-Al2O3, cordierite (2MgO•2Al2O3•5SiO2) and ZrO2 were compared. Further investigation was focused on LSM/ γ-Al2O3 catalyst. It was observed that LSM/γ－Al2O3 catalyst loaded with 20% (mass fraction) LSM (La0.8Sr0.2MnO3 or corresponding oxides), heated at 750℃ or above, perovskite-type oxides were found by XRD examination, whereas, the same catalyst loaded with 10% or less LSM, perovskite oxides were absent, calcination temperature about 750℃ is necessary for the formation of perovskite structure in LSM/γ-Al2O3 catalysts. High activity of complete oxidation of xylen will be obtained when perovskite-type oxides.
Investigation of TPR showed that neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) was reduced by H2-N2 mixed gas. Two degradation processes took place. In the first, reduced temperature peak was about 350 - 450℃. If reduction ended at 400℃, perovskite structure was retained, which may be due to the reduction of Mn3+to Mn2+ on the surface of LSM only. In the second process, perovskite structure was destroied, and La2O3, Mn2O3, Mn - Sr - O oxides could be obtained, which took place in the temperature range 685 - 750℃ and ended at 800℃. This was proved by TPR experiments (Fig. 3, 5) and XRD patterns (Fig. 4)
Catalysts LSM/γ-Al2O3(10% or 20%) heated at 500℃ have only one TPR peak, i. e. lower temperature peak. This is due to the absence of perovskite-type oxides in the catalysts. However, neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) heated 750℃ or above, not only the first low temperature TPR peak but also the second peak, which is contributed by the perovskite-type oxides in these catalysts appeared. Therefore, the second TPR peak, i. e. the higher temperatue peak is a characteristic peak for perovskite-type oxides in the reduced process. When LSM/ γ-Al2O3 (10%) catalys is heated at 750℃, no perovskite-type oxides were detected by XRD, and the second reduction peak was absent also in TPR process. \
The order of the second reduction peak temperature(characteristic peak of perovskite - type ox- ides) is: neat LSM(750℃）> LSM/γ-Al2O3 20% (685-698℃) -deposited LSM/γ-Al2O3 (698℃) > LSM/γ-Al2O3 15% (677 - 680℃) >(LSM/γ-AL2O3 10% 620 - 630℃, for Mn - Al - O medium oxides on surface). It is correleted with the increasing of the effect of support sequentially.
When LSM/γ-Al2O3 catalysts were heated at 900℃, more stable phase, spinel MnAl2O4 appeared, which could be proved by TPR of model catalyst MnAl2O4/γ-Al2O3.     

负载型La0.8Sr0.2MnO3燃烧催化剂的载体效应

用浸渍法制备负载型Ｌａ_（０．８）Ｓｒ_（０．２）Ｍｎｏ_３燃烧催化剂,比较了γ－ＡＩ_２Ｏ_３、α－ＡＩ_２Ｏ_３、堇青石（２ＭｇＯ·２Ａｌ_２Ｏ_３、５ＳｉＯ_２）和ＺｒＯ_2四种载体的负载效果．用ＸＲＤ,ＤＰＲ着重研究了γ－Ａｌ_２Ｏ_３载体上由于负载量不同、焙烧温度不同引起的催化剂物相变化和二甲苯完全氧化的催化活性变化．     

凹凸棒石负载的Cu-Mn-Ce催化剂上甲苯氧化反应性能

采用浸渍法制备了凹凸棒石(PG)负载Cu-Mn-Ce催化剂,运用X射线衍射、透射电镜和H2程序升温还原等方法对催化剂进行了表征,并将催化剂用于氧化降解甲苯反应中,考察了不同活性组分、Ce添加量以及催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,探讨了催化剂中活性组分的存在形式及与催化氧化活性的关联.结果表明,催化剂中Cu,Mn和Ce...     

负载型铈基催化剂在NH3-SCR反应中的载体效应

近年来,氨-选择催化还原(NH3-SCR)技术被公认为是控制燃煤烟气和柴油车尾气氮氧化物(NOx)排放的最有效手段之一.V2O5-WO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2催化剂在300–400°C范围内表现出优异的脱硝性能和抗H2O和SO2中毒性能,因而被广泛用于NH3-SCR过程.然而,钒基催化剂存在一些缺点,如氧化SO2到SO3的活性较高、高温下将部分NH3非选择性地氧化成N2O、V2O5具有生物毒性等.因此,非钒基脱硝催化剂的研制引起人们越来越多的关注.二氧化铈(CeO2)因具有氧化还原性能优异、储/释氧能力强和Ce3+/Ce4+转换容易等优点而广泛用于NH3-SCR反应.然而,单纯CeO2的脱硝性能并不理想.研究表明,将CeO2制备成铈基复合金属氧化物催化剂和负载型铈基催化剂可显著提高其在NH3-SCR反应中的催化性能.尤其是负载型铈基催化剂由于催化性能优异、比表面积大、热稳定性高及活性组分用量少而成为研究热点.众所周知,对于负载型金属氧化物催化剂,载体并不只是惰性材料,它会显著影响表面负载组分的物理化学性质和催化性能.因此,关于载体与组分间相互作用的研究常见诸报道.但是,对于负载型铈基催化剂,具有不同晶相结构的载体对其理化性质和NH3-SCR催化性能的影响规律尚不明晰.此外,SiO2,γ-Al2O3,ZrO2和TiO2是工业上常用的四种催化剂载体,它们具有不同的晶相结构和应用场合,究竟哪一个最适合作为负载型铈基催化剂的载体用于NH3-SCR反应尚无定论.因此,为了阐明负载型铈基催化剂在NH3-SCR反应中的载体效应,筛选出最佳的催化剂载体,我们首先采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了SiO2,γ-Al2O3,ZrO2和TiO2四个载体,再通过浸渍法制备了一系列负载型铈基催化剂(CeO2/SiO2,CeO2/γ-Al2O3,CeO2/ZrO2和CeO2/TiO2)用于NH3-SCR反应.并借助于X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积测定(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气-程序升温还原(H2-TPR)以及氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)等表征手段对上述载体和催化剂进行了较为全面的分析.研究结果表明,这些负载型铈基催化剂的理化性质和脱硝性能强烈地依赖于催化剂载体.首先,CeO2/γ-Al2O3催化剂的表面Ce3+含量明显大于CeO2/SiO2,CeO2/ZrO2和CeO2/TiO2催化剂,有利于氧空位的产生以促进NO分子的解离,进而导致优异的NH3-SCR反应性能.其次,CeO2/γ-Al2O3催化剂具有最佳的还原性能,有利于NO氧化为NO2,进而通过"快速NH3-SCR"途径提升其催化性能.再者,CeO2/γ-Al2O3催化剂表面酸性位最多,能够促进反应物NH3分子的吸附与活化,从而提高脱硝性能.最后,CeO2/γ-Al2O3催化剂在H2O和SO2存在的条件下同样表现出最佳的催化性能,表明其有望用于实际燃煤烟气脱硝.     

甲醇室温催化燃烧负载型铂催化剂的制备及性能研究

以铂为活性组分,氧化铝颗粒、单晶硅片及单晶硅片支撑的氧化铝薄膜为载体,制备了甲醇室温催化燃烧催化剂,研究了载体种类、载体性质、制备方法及铂负载量对催化剂活性的影响.结果表明,所制备的催化剂均可使甲醇在室温下燃烧;作为甲醇燃烧催化剂的载体,氧化铝优于单晶硅,薄膜状氧化铝优于颗粒状氧化铝.当载体种类和性质均相同时,化学分散...     

LaMO3(M=Co,Mn)钙钛矿型催化剂上VOCs催化燃烧的研究

研究了LaMO3(M=Co,Mn)钙钛矿型催化剂对VOCs的催化燃烧性能,该类催化剂对单一VOC和混合VOCs均有很好的催化活性,而LaMnO3的催化活性要比LaCoO3的催化活性更好,氧化还原滴定实验表明,LaMnO3催化剂中锰以Mn4 (大约35%)和Mn3 价态存在,而在LaCoO3催化剂中发现钴均以Co3 价态存在;在混合VOCs催化燃烧的试验中,3种有机物的易氧化性依次为正丙醇＞甲苯＞环己烷,达到99%的转化率时,环己烷的反应温度则比甲苯的反应温度要约低40℃.     

CeO2-Y2O3涂层和负载型Pd催化剂催化燃烧VOCs

制备了一种粘附在堇青石蜂窝陶瓷载体上的CeO_2-Y_2O_3(CeY)复合氧化物新涂层.以二氧化铈和柠檬酸钇为前驱体,制备过程中无有害物质产生,对环境友好.CeY涂层和Pd/CeY催化剂通过SEM、EDX、XRF和Raman光谱等表征.结果表明,此涂层的粘结强度高,对活性组分的吸附性能好,适合用来负载钯催化剂.Y_2O_3大部分进入了峰窝陶瓷的孔道内,CeO_2和Pd物种则富集在载体的表面.以CO、甲苯和乙酸乙酯的催化燃烧来评价Pd/CeY催化剂的性能,此催化剂具有较好的催化活性和热稳定性.500℃焙烧的催化剂,CO、甲苯和乙酸乙酯的T_(99)(转化率99%以上所需的最低反应温度)分别为150、220和310℃;1050℃焙烧的催化剂,它们的T_(99)分别为180、250和330℃.高温焙烧的催化剂,活性物种PdO的晶粒增大,这可能导致催化剂的活性下降.     

锰基催化剂催化燃烧VOCs

锰基催化剂作为一种催化活性高、稳定性强、价格低廉的非贵金属类材料,在催化燃烧VOCs领域显示出了广阔的应用前景。然而,该材料存在表面电子传递能力弱,比表面积低等缺点须通过掺杂改性等方式得到优化。本文分别对单一锰氧化物、贵金属掺杂、负载以及钙钛矿型的锰基催化剂近年来从制备方法、催化剂的化学组分、形貌结构等方面提高催化剂活性的最新研究进展进行综述,并对锰基催化剂整体化、工业化的发展提出展望。     

负载型MgO催化苯乙酮Meerwein-Ponndorf-Verley反应中的载体效应

通过浸渍法制备活性炭(AC)、全硅介孔分子筛MCM-41、硅胶(SiO₂)、γ-Al₂O₃等四种载体负载的MgO催化剂, 考察其在以异丙醇为氢源的苯乙酮Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV)反应中的催化活性, 并和纯MgO进行对比研究, 同时对样品进行XRD、TEM、N₂吸附-脱附、XPS及CO₂-TPD等表征分析, 研究载体效应对催化剂活性的影响. 结果表明: 纯MgO因其比表面积较小, 表面暴露的碱中心数目较少, 其活性较低. 10% MgO/AC中MgO具有良好的分散性, 且与AC载体不发生强相互作用, MgO以小晶粒形式存在于载体表面, 致使催化剂表面的碱中心数目显著提高|另外, 苯乙酮上苯环π电子与AC载体中石墨层π电子可能存在相互作用, 致使催化剂活性中心附近的苯乙酮浓度增大|上述两方面原因使该催化剂具有良好的活性. 而在10% MgO/MCM-41, 10% MgO/SiO₂, 10% MgO/γ-Al₂O₃中, 载体均与MgO发生强相互作用, 使得其碱中心数目急剧下降, 导致其催化活性不明显.     

VOCs催化燃烧催化剂抗SO2中毒研究进展

在VOCs催化氧化过程中, 二氧化硫易与反应物在催化剂活性位点上产生竞争吸附行为, 且能够与活性物种或载体反应生成硫酸盐使催化剂中毒, 严重影响了催化氧化反应的效率. 我们总结了催化剂的SO₂中毒行为, 概括了目前在贵金属、非贵金属催化剂的设计中应用较为广泛的抗SO₂中毒措施, 如助剂掺杂、双金属体系构建、载体改性、核壳结构设计等, 剖析了催化剂酸性位的增强、结构的稳固、壳层保护等抵御SO₂吸附与反应的原理, 并对VOCs领域内抗SO₂中毒催化剂的设计进行了总结与展望.     

超微粒La-Co氧化物催化剂对柴油机尾气碳黑催化燃烧性能的研究

用有机酸络合法制备了Co3O4，NiCo2O4和LaCo2O43种催化剂。通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这3种催化剂进行模拟柴油碳黑催化燃烧反应的活性评价。研究发现以Co3O4为活性成分的催化剂能显著降低碳黑燃烧的温度。以Ni和La部分取代Co3O4后形成的复合氧化物NiCo2O4和混合氧化物LaCo2O4能改进Co3O4的氧化活性。但是NiCo2O4不能改进碳黑在松散接触时的燃烧活性；而混合氧化物LaCo2O4由于形成了超微粒含缺陷的LaCoO3钙钛矿型结构，它具有良好的低温氧化活性和表面原子移动性，因而能显著改进碳黑在松散接触时的燃烧活性。     

镧系六铝酸盐催化剂制备及甲烷燃烧催化性能表征

采用可控共沉淀法以NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液作为沉淀剂制备六铝酸盐,采用BET,XRD,TPR等技术考察了催化剂的物化性能.以甲烷催化燃烧为探针反应,对催化剂进行了催化性能表征,并研究了铈取代对催化性能的影响.结果表明： 采用NH4HCO3和NH4OH缓冲溶液作为沉淀剂使沉淀更均匀,可合成化学均一的六铝酸盐.La系六铝酸盐可在较低焙烧温度1050 ℃形成,稀土离子Ce主要是以高储放氧能力的CeO2相存在,与Mn之间存在协同作用提高了催化活性.当Mn取代度为2时,LaMnxAl12-xO19催化性能最佳,此时具有较高的氧化还原性能.Mn容易进入六铝酸盐晶格,Mn取代的La系六铝酸盐催化剂是很有前途的高温甲烷燃烧催化材料.     

负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究

研究了甲烷在负载型镧锰钙钛矿催化剂(LCFM／α-Al2O3)上的低温催化燃烧反应．考察了制备方法、焙烧温度列催化剂结构和活性的影响．并进行了100h稳定性实验．实验结果表明用浸渍法、焙烧温度高于800℃就能在载体上生成良好的钙钛矿结构，催化剂具有较低的起燃温度并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性；100h稳定性实验表明LCFM／a-Al2O3催化剂经历了100h．800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性．并且没有明显积碳．     

Catalytic Combustion of Methane over Ti-Pillared Clay Supported Copper Catalysts

A natural montmorillonite, produced from Laiyang of Shandong Province, was pillared by Tipolycations to form Ti-pillared clay (Ti-PILC), and characterized by BET surface area, infrared spectra and thermal analysis. The characterization results show that Ti-PILC has a larger surface area and more hydroxyl groups than that of the natural clay, thus was used as the catalytic carriers to prepare supported Cu catalysts (Cu/TiopILC). The 20%Cu/Ti-PILC with 10mmol/g of Ti/clay shows a high catalytic performance of methane combustion in the temperature range of 400-500℃.     

钙钛矿型催化剂对VOCs催化燃烧的抗毒性和稳定性研究

采用共沉淀法制备了钙钛矿型La0.8Cu0.2MnO3和La0.8Sr0.2MnO3催化剂,考察了两种催化剂对含硫、含氯VOCs气体催化燃烧的抗毒性和稳定性.结果发现,两种催化剂具有良好的抗氯性,但在SO2存在下会出现中毒失活现象,相比较而言,La0.8Sr0.2MnO3比La0.8Cu0.2MnO3具有更好的抗硫性和结构稳定性;采用XRD和XPS分析方法研究催化剂硫中毒机理,发现其失活原因在于催化剂表面生成CuSO4和SrSO4,形成屏蔽效应导致催化剂失活.     

介孔Al2O3负载PdO催化甲烷燃烧反应性能

采用浸渍法制备了介孔Al2O3(M-Al2O3)负载PdO催化剂,考察了其催化CH4燃烧反应性能.结果表明,以M-Al2O3为载体的PdO催化剂活性比普通Al2O3载体高得多,这很可能与M-Al2O3的孔道结构对PdO物种的限域作用有关.随着PdO/M-Al2O3催化剂焙烧温度的升高,甲烷催化燃烧活性先增加后降低,其中700oC焙烧的催化剂活性最高,400oC反应时CH4转化率为91%.此时Pd物种主要以PdO颗粒形式高度分散在载体的介孔孔道内,而高温焙烧时,Pd物种主要以Pd和PdO的混合晶相存在.尽管900oC焙烧制得的催化剂上CH4的转化率降低,但TOF值最大,这可能与该催化剂中同时存在金属Pd和PdO有关.     

V_2O_5-CeO_2/SBA-15催化剂的制备及氯苯催化燃烧的性能研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍法分别制备了不同V负载量(4%～15%(质量分数))的V2O5/SBA-15及经过铈掺杂后的V2O5-CeO2/SBA-15催化剂,考察了催化剂对氯苯的催化燃烧性能,用XRD,UV-vis,SEM和TEM对催化剂进行了表征。活性评价结果表明,当V质量分数在10%时的V2O5/SBA-15催化剂对氯苯催化燃烧性能最好,在掺杂10%的稀土Ce后,催化燃烧氯苯的活性得到明显提高。表征结果表明,V2O5和CeO2均分散在SBA-15的孔道骨架上,没有破坏SBA-15的中孔结构。     

高热稳定性Cu-Mn-O催化燃烧催化剂的制备

采用共沉淀法制备Cu-Mn-O前驱体, 以水洗和醇洗的方式去除杂质, 在空气气氛下干燥焙烧获得催化剂. 用BET、 XRD、 SEM对此催化剂的比表面积、晶相结构以及颗粒形貌进行了表征, 并以甲苯催化燃烧为探针反应考察了催化剂的性能. 结果表明, 在500 ℃焙烧, Cu-Mn-O催化剂的比表面积可以达到67.9 m2/g, 颗粒尺寸在100 nm左右并高度分散. 与水洗样品相比, 醇洗样品的活性相CuMn2O4热稳定性得到较大提高, 经700 ℃焙烧的Cu-Mn-O上甲苯完全燃烧温度降低了60 ℃;800 ℃焙烧后, 甲苯完全燃烧温度降低了约50 ℃.