铜锰盐前驱体对铜锰催化剂变换反应活性的影响

以硝酸铜锰、硫酸铜锰、醋酸铜锰和氯化铜锰盐为前驱体,采用共沉淀法制备了铜锰催化剂,利用XRD、TPR、STPR(表面氧化程序升温还原)、TPD和XPS等对样品进行了表征,并考察了其水煤气变换反应催化性能。结果表明,所制备的催化剂主晶相均为尖晶石结构的Cu1.5Mn1.5O4金属固溶体,经变换反应后均被还原分解为Cu和Mn 2O,其中以醋酸铜锰盐制备得到的样品出现了较为明显的MnCO3特征衍射峰。醋酸铜锰盐制备的样品因单质铜和氧化锰协同效应良好,可显著增加对CO2的吸附能力,提高其表面铜的分散性,具有良好的热稳定性和低温变换反应活性。以硝酸铜锰盐制备的样品在400-450℃维持了较高的热稳定性及催化活性,但在300℃以下CO转化率明显下降,而以硫酸铜锰盐及氯化铜锰盐制备的样品在200-450测试温区内催化性能较差。     

前体法制备铜锰催化剂及其变换反应催化性能的研究

采用水热法合成出碱式醋酸铜（Cu2（OH）3（OCOCH3）.H2O）,以碱式醋酸铜为前体,经离子交换、焙烧制得铜锰催化剂.利用XRD、SEM/TEM、FT-IR、TG/DTA、低温氮气吸脱附、TPR等对样品进行表征,并考察了铜锰催化剂在水煤气变换反应中的催化性能.结果表明,所合成的碱式醋酸铜为典型层状化合物,其层间距为0.93 nm,经MnO4-离子交换后,层间距变为0.74 nm.不同焙烧温度的离子交换产物经变换反应后主相均为单质铜,随焙烧温度的升高,铜的结晶度逐渐增加,1 000℃时铜的结晶度减小,1 000℃样品的催化活性显著高于其它温度焙烧的样品,且热稳定性良好.     

沉淀剂对铜锰复合氧化物变换催化剂构效的影响

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为原料,KOH和NaOH为沉淀剂制备了铜锰复合氧化物,考察了其变换反应催化性能,利用XRD、低温氮气吸附法、TG、H2-TPR等对所合成样品进行了表征。以KOH和NaOH为沉淀剂所得沉淀终产物的物相组成和织构明显不同,分别为层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O及无定形锰氧化物和Cu2+1O和Mn3O4混合物。两种物相组成和织构完全不同的沉淀终产物焙烧后都生成Cu1.5Mn1.5O4固熔体,在变换反应条件下均转化为Cu和MnO,但其催化性能却有明显差异。以NaOH为沉淀剂,得到以Cu2+1O和Mn3O4复合体为主的沉淀终产物,焙烧及还原后保持了较高的织构稳定性,提高了样品的活性和热稳定性。而以KOH为沉淀剂得到以层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O和无定形锰氧化物为主的沉淀终产物,在焙烧过程发生的演变极其复杂,削弱了铜锰组分协同效应,造成其活性和热稳定性极差。研究结果表明,NaOH作沉淀剂所制备样品的织构稳定性、催化活性显著高于以KOH作沉淀剂所制备样品,且热稳定性良好。     

沉淀方法对铜基甲醇合成催化剂前驱体及其性能的影响

 分别采用共沉淀法 (CP)、两步沉淀法 (TP) 和分步沉淀法 (FP) 制备了 Cu/ZnO/Al₂O₃ 甲醇合成催化剂. 结果发现, FP 催化剂上甲醇收率比 CP 催化剂上高 46.3%, 比 TP 催化剂上高 9.3%. 采用 X 射线衍射、微分热重分析、红外光谱、N₂ 吸附-脱附、程序升温还原及 N₂O 滴定等方法表征了催化剂. 结果表明, FP 催化剂前驱体中 (Cu,Zn)₂CO₃(OH)₂ 和 (Zn,Cu)₅(CO₃)₂(OH)₆ 两种高活性物相较多, 而 (Cu,Zn)₆Al₂(OH)₁₆CO₃•4H₂O 物相较少, 焙烧后形成了较多的 CuO-ZnO 固溶体, 同时形成了较多的碳酸盐, 因而催化活性更高.     

前驱体凝胶中催化剂含量对碳化硅结构和性能的影响

以糠醇为碳源,正硅酸乙酯为硅源,硝酸钴为催化剂,含氢硅油为结构助剂,通过溶胶凝胶和碳热还原的方法制备出高比表面积多孔碳化硅,采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和低温氮吸附-脱附对所制备的样品进行表征。结果表明,催化剂用量对碳化硅的堆积缺陷密度、平均晶粒度、比表面积及孔容有重要的影响,多孔碳化硅的比表面积在49~167 m²·g^-1范围内变化。     

铜物种对Cu/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列铜负载量不同的Cu/Fe2O3水煤气变换(WGS)催化剂,并考察了铜负载量对催化剂结构和水煤气变换反应性能的影响.结果表明,Cu/Fe2O3催化剂呈现出良好的水煤气反应性能,当CuO质量分数为20%时,催化剂的WGS性能最优,250°C时CO转化率高达97.2%,同时热稳定性也最好.运用X射线粉末衍射(XRD)、N2物理吸脱附和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对Cu/Fe2O3催化剂的物相、织构特征及还原性能进行了表征,结果表明,CuFe2O4物种的存在极大地改善了催化剂的还原性能和WGS反应活性.这是由于CuFe2O4特殊的尖晶石结构有利于Cu微晶的稳定;同时,CuFe2O4在低温下即被还原为单质铜,有利于促进催化剂体系中电子的转移.此外,通过(NH4)2CO3溶液处理,研究了独立相CuO对Cu/Fe2O3催化剂WGS反应性能的影响,结果发现,独立相CuO的存在,有利于H原子在各组分传递,从而促进催化剂的CuFe2O4的还原,改善Cu/Fe2O3催化剂的WGS反应性能.     

三组Pt- Ru/C催化剂前驱体对其性能的影响

分别以三组不同的Pt和Ru化合物为前驱体, 采用热还原法制备了Pt-Ru/C催化剂, 比较不同前驱体对催化剂性能的影响；通过XRD和TEM技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析. 结果表明以H₂PtCl₆+RuCl₃和自制(NH₄)₂PtCl₆+Ru(OH)₃为前驱体的催化剂Pt和Ru没有完全形成合金状态, 在Pt(111)和Pt(200)之间有Ru(101)存在；以Pt(NH₃)₂(NO₂)₂和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂未检测出Ru金属或其氧化物的衍射峰, Pt-Ru颗粒在载体上分散均匀, 粒径最小, 为3.7 nm. 利用玻碳电极测试了循环伏安、记时电流和阶跃电位曲线, 考核了上述催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响；结果表明：以Pt(NH₃)₂(NO₂)₂和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高, 循环伏安曲线峰电流密度达11.5 mA•cm^-2.     

铜物种对Cu/Fe2O3水煤气变换反应催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列铜负载量不同的Cu/Fe₂O₃水煤气变换(WGS)催化剂,并考察了铜负载量对催化剂结构和水煤气变换反应性能的影响. 结果表明,Cu/Fe₂O₃催化剂呈现出良好的水煤气反应性能,当CuO质量分数为20%时,催化剂的WGS性能最优,250 ℃时CO转化率高达97.2%,同时热稳定性也最好. 运用X射线粉末衍射(XRD)、N₂物理吸脱附和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对Cu/Fe₂O₃催化剂的物相、织构特征及还原性能进行了表征,结果表明,CuFe₂O₄物种的存在极大地改善了催化剂的还原性能和WGS反应活性. 这是由于CuFe₂O₄特殊的尖晶石结构有利于Cu微晶的稳定;同时,CuFe₂O₄在低温下即被还原为单质铜,有利于促进催化剂体系中电子的转移. 此外,通过(NH₄)₂CO₃溶液处理,研究了独立相CuO对Cu/Fe₂O₃催化剂WGS反应性能的影响,结果发现,独立相CuO的存在,有利于H原子在各组分传递,从而促进催化剂的CuFe₂O₄的还原,改善Cu/Fe₂O₃催化剂的WGS反应性能.     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

前驱体干燥法对非晶态Ni-B/γ-Al2O3催化剂性能的影响

将非晶态合金负载于大比表面积多孔氧化物载体上既可保留非晶态合金特有的结构和性质, 又能降低非晶态合金粒子的表面能, 提高催化剂的热稳定性[1～6]. 迄今为止, 绝大多数负载型非晶态催化剂的前驱体均以盐溶液浸渍载体后于110 ℃一步烘干获得. 但用该法制得的前驱体经还原后的活性比表面积和活性组分的分散度较低, 导致催化剂的效率不高. 本文设计了两步干燥法, 制得的负载型非晶态Ni-B/γ-Al2O3催化剂用于液相苯加氢制备环己烷. 结果表明, 两步干燥法提高了载体表面非晶态活性组分的分散度. 与传统的一步干燥法制备的催化剂相比, 催化剂的热稳定性及其在苯加氢反应中的催化活性大大提高.     

金属前驱体对质子交换膜燃料电池用PtCu/C催化剂性能的影响

采用乙二醇还原法,利用不同金属前驱体(CuSO_4/CuCl_2、K_2PtCl_4/H_2PtCl_6)制备了铂铜总质量分数为20%的四种PtCu/C催化剂,并通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)对催化剂进行物相结构表征及电化学性能测试。结果表明,以CuSO_4和K_2PtCl_4为前驱体组合制备出的PtCu/C催化剂性能最优。所制备的PtCu/C催化剂金属颗粒平均粒径为2.3nm,粒径范围窄,在碳载体上负载均匀;电化学活性面积(ECSA)达到73.0m2/gPt,质量比活性(MA)为126.65mA/mgPt,均优于商业Pt/C催化剂。     

Ru 前驱体对 Ru/MgO-CeO2 氨合成催化剂性能的影响

 分别以 K₂RuO₄, Ru(Ac)₃ 和 RuCl₃ 为 Ru 前驱体, 制备了 Ru/MgO-CeO₂ 催化剂, 并运用 X 射线衍射、X 射线荧光光谱, CO 吸附、N₂ 物理吸附和 H₂程序升温还原等技术对催化剂进行了表征, 考察了 Ru 前驱体对 Ru/MgO-CeO₂ 催化剂氨合成性能的影响. 结果表明, Ru 前驱体对载体 MgO-CeO₂ 和 Ru 的还原性能、氯残留量和催化剂比表面积的影响都很大, 从而导致催化剂的氨合成性能的不同. 其中以 K₂RuO₄ 为 Ru 前驱体制备的催化剂的载体和 Ru 容易还原, 无氯离子, 且比表面积较高, 因而催化剂活性和氨合成转换频率较高. 在 10 MPa, 425 °C, 10 000 h^-1 条件下, K₂RuO₄, Ru(Ac)₃ 和 RuCl₃ 作前驱体制备的催化剂上氨合成转换频率比为 1.33:1.05:1.     

沉淀方法及铈掺杂对铜锰氧化物催化剂催化氧化CO性能的影响

The influence of Ce doping and the precipitation method on structural properties and the catalytic activity of copper manganese oxides for CO oxidation at ambient temperature have been investigated. The catalysts were characterized by means of the powder X-ray diffraction and N₂ adsorption-desorption, the inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, the temperature programmed reduction, diffuse reflectance UV-Vis spectra, and the X-ray photoelectron spectroscopy. It was found that after doping little amount of Ce in copper manganese oxide, CeO₂ phase was highly dispersed and could prevent sintering and aggregating of the catalyst, the size of the catalytic material was decreased, the reducibility was enhanced, the specific surface area was increased and the formation of the active sites for the oxidation of CO was improved significantly. Therefore, the activity of the rare earth promoted catalyst was enhanced remarkably.     

燃烧剂和前驱体对TiO_2光催化性能的影响

溶胶-凝胶自蔓燃合成也称低温燃烧合成是二十世纪九十年代发展起来的合成工艺.这种依靠反应自身放热使化学反应继续进行并合成出所需材料的技术有以下优点:它点火温度低(300-500℃),点燃后利用原料自身的燃烧放热即可达到化合反应所需的高温;产生气体使形成的粉末不易团聚生长,能够合成均匀、比表面积高的粉体.     

锰助剂对Fe／ZrO2催化剂F—T反应催化性能的影响

应用ＸＲＤ，ＸＰＳ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱，ＴＰＲ，ＣＯ化学吸附ＣＯ－ＴＰＤ，ＣＯ＋Ｈ２反应性能测试等手段研究了锰助剂对Ｆ－Ｔ合成制低碳烯烃Ｍｎ－Ｆｅ／ＺｒＯ２催化剂结构及催化性能的影响。结果表明，与Ｆｅ／Ｚｒ催化相比，加锰助剂后的催化剂Ｆ－Ｔ反应催化活性上升，甲烷选择性降低，低碳烯烃选择性增加。     

铁前驱体对Fe/β催化NH3-SCR反应性能的影响

以硝酸铁、氯化铁和二茂铁等为前驱体,采用液相浸渍法制备了Fe/β催化剂,并将其用于氨选择性催化还原脱硝反应.并采用X射线衍射、透射电镜、N2吸附-脱附、H2程序升温还原以及NH3程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征.结果表明,以二茂铁为前驱体制得的催化剂的活性明显优于其它两种前驱体.在60000h–1空速条件下,150oC时NOx转化率即可达到50%,260oC可实现完全转化.这是由于二茂铁的应用改善了铁活性物种在β分子筛上的分散度、颗粒尺寸和颗粒分布以及氧化还原性能.     

以类水滑石CuZnAl为前驱体制备的催化剂对C—N交叉偶联反应的性能研究

以类水滑石Cu Zn Al为前驱体,经600℃焙烧制备了一系列不同Cu/Zn/Al摩尔比的催化剂.对催化剂进行了XRD、BET、AAS及XPS等表征,并测定了该催化剂催化碘苯与咪唑C—N交叉偶联合成1-苯基咪唑的催化性能.结果表明,当Cu/Zn/Al摩尔比为2∶1∶1时,其活性组分Cu分散均匀且催化性能达到最佳.在130℃空气气氛中,KOH存在的条件下,反应24 h,1-苯基咪唑的产率可达到85.8%,实现了C—N偶联反应在多相催化体系中进行.催化剂可回收不产生环境污染,经5次重复使用其催化性能下降不明显.     

前驱物对NiO/SiO_2气凝胶催化剂性能的影响

分别用硝酸镍、醋酸镍和氯化镍为活性组分前驱物,正硅酸乙酯为硅源,采用 溶胶凝胶超临界流体干燥法制备了N-SiO_2,Ac-SiO_2和C-SiO_2催化剂,经TEM, TPR,XRD,IR等物性结构表征及催化加氢活性评价结果表明：前驱物对由溶胶凝胶 法制备催化剂中氧化镍的分散性,晶粒大小及与载体的相互作用都有明显的影响, N-SiO_2催化剂有Ni-O-Si键形成,NiO呈簇团结构,粒径最小,分散性最好,但加 氢活性最低;Ac-SiO_2和C-SiO_2催化剂中氧化镍呈微晶态,与载体相互作用较弱 。在三种催化剂中,NiO与载体相互作用强弱顺序为：N-SiO_2 > Ac-SiO_2 > C- SiO_2,但加氢活性大小顺序相反为：C-SiO_2 > Ac-SiO_2 > N-SiO_2;C-SiO_2催 化剂加氢活性和丁二酸酐的选择性均在99%以上。