Au/MOx/Al2O3催化剂催化CO低温氧化

 采用沉积沉淀法，将金负载在复合氧化物载体MOx/Al2O3上，制备得到了Au/MOx/Al2O3催化剂的活性要高于Au/Al2O3催化剂。Au/FeOx/Al2O3催化剂能够在低于223K的温度下实现CO完全催化氧化。TEM图象分析表明，纳米级高分散的金颗粒是金催化剂高活性的前提，但载体的选择，以及复合氧化物载体中过渡金属氧化物的选择，也会对金催化剂的活性产生明显的影响。     

Au/Ti-SBA-15的制备及其催化CO氧化性能

采用气相键合法制备了表面经二氧化钛单层分布修饰的SBA-15材料,并以该材料为载体,用改进的原位沉积沉淀法制备了Au负载量为1%的系列催化剂(Au/Ti-SBA15),考察了它们在CO氧化反应中的催化性能.采用透射电镜、X射线衍射、N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线荧光分析和电感耦合等离子体发射光谱等方法对修饰的载体及其负载金催化剂进行了表征.结果表明,SBA-15孔道对Au颗粒的生长起到很好的限制作用.制得的催化剂在广谱温度范围内均有良好的催化CO氧化活性,不仅在低温具有氧化活性,而且在高达500oC时CO转化率还能达到100%,催化剂的存储稳定性和重现性都较好.     

Na-W-Mn/SiO2催化剂中的金属-载体作用

研究了Na-W-Mn/SiO₂催化剂中不同活性组份对载体结构的影响.结果表明,Na的诱导作用使无定型氧化硅在焙烧过程中相变为α-方石英结构,同时伴有比表面积的大幅度下降;单独担载Na时,硅小球经焙烧后基本无微孔存在,担载W则能使硅小球焙烧后形成较为均一的微米孔道.SiO₂载体在Na和W作用下发生的结构变化对催化剂的选择性起重要作用.     

Au／Fe2O3催化剂在CO低温氧化中的催化活性

制备了过渡金属氧化物分散的金催化剂,考察了该催化剂在ＣＯ低温氧化中的催化活性及其制备条件,如过渡金属氧化物的选择、沉淀剂、催化剂的预处理温度及处理时间、金含量、Ｃｌ－ 、催化剂制备方法及催化剂前体等因素对催化活性的影响。最佳结果显示： 以Ｋ２ＣＯ３ 为沉淀剂、采用共沉淀法制备的１ ％ Ａｕ／Ｆｅ２Ｏ３ 催化剂,可使空气中含１％ 的ＣＯ在２５７Ｋ的低温下完全转化成ＣＯ２ 。     

制备条件对Au/TiO2催化CO氧化性能的影响

采用沉积沉淀法和化学沉积法，分别制备了Au/TiO2催化剂，比较详尽地探讨了制备方法及制备条件对其催化CO氧化性能的影响，并对催化剂进行XRD表征，优化了制备条件，结果显示，控制沉积－沉淀反应液的pH值范围为6．5－7．0，浓度为40mL水／g载体，温度70℃，还原温度85℃,时间60min，以沉积－沉淀法制备的3％Au/TiO2催化剂可于－35℃将CO完全转化，经还原预处理比经焙烧得到的催化剂的活性更高，用光化学沉积法制备的Au/TiO2催化剂的活性欠佳。     

氧化铈形貌对Au/CeO2催化剂催化氧化CO反应活性的影响

采用水热合成法制备了形貌规则的纳米氧化铈颗粒,分别为棒状、立方体和多面体,通过溶胶沉积法将金颗粒沉积到不同形貌氧化铈表面制得了Au/CeO2催化剂.考察了催化剂载体的不同形貌对CO催化氧化反应活性的影响.实验结果表明,棒状(110 100)和多面体(111 100)氧化铈作为载体时的催化剂活性比立方体(100)作为载体时的活性高.在低温段,多面体氧化铈作为载体的催化剂表现出较高活性,而在高温范围,棒状氧化铈作为载体的催化剂的催化活性最好.     

Pt/TiO2催化剂上CO氧化反应动力学研究

利用沉积沉淀法制备了Pt/TiO₂催化剂, 将其在不同温度下焙烧, 以得到不同颗粒尺寸的Pt. 并将这些样品用于CO催化氧化反应以及反应动力学研究. 结果表明: 焙烧温度对催化剂有明显影响, Pt 颗粒尺寸随着焙烧温度的升高而增加; 与此同时, CO催化活性随焙烧温度的升高呈先增加后降低的趋势, 其中, 400℃焙烧的样品表现出最高的催化活性. 反应动力学结果表明, 催化剂上CO氧化反应表观速率方程为r=5.4×10^-7p_CO^0.17p_O2^0.36,说明在该催化剂上CO氧化遵循Langmuir-Hinshelwood机理. 同时, 对催化剂进行了CO化学吸附红外光谱和O₂化学吸附表征. 结果表明, 随着焙烧温度的升高, 催化剂上CO和O₂吸附量均呈现先升高后降低的趋势, 这与反应结果和反应动力学方程一致, 说明反应受到催化剂表面上CO和O₂吸附浓度的影响. 而在400℃焙烧的催化剂上, CO和O₂吸附量均最高, 因此其反应活性也最好. 这可能是焙烧过程影响了Pt 和TiO₂之间的相互作用引起的.     

Au/TiO2催化剂上非催化CO氧化反应中活性氧物种的生成和消除

在定量的瞬时产物分析(TAP)反应器中,于80 oC下采用CO脉冲和O2脉冲补充等方法,研究了高温(400 oC)焙烧的Au/TiO2催化剂上活性氧物种的移除反应活性,特别是活性氧物种的性质。以往的研究大多关注的是CO催化氧化反应中活性氧物种及其性质,在典型的反应条件下该物种的形成和消除是可逆的;而本研究表明,催化剂直接焙烧后就存在额外的氧物种;该物种对CO氧化反应也具有活性,但其在典型的反应条件下不生成或生成很少。基于此,讨论了Au/TiO2催化剂上CO氧化反应的机理,特别是不同活性氧物种的作用。     

H2O2络合凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合催化剂及其光催化性能

采用H2O2络合凝胶法获得钛的络合物[TiO(H2O2)]2 水溶胶,并与SiO2水溶胶包覆复合,制备了纳米TiO2/SiO2复合半导体催化剂,其结构经XRD和BET表征。以含阳离子艳红染料模拟废水降解为模型反应,考察了复合催化剂的光催化性能。实验结果表明:经650℃焙烧后的复合催化剂中TiO2粒径为9.8 nm,光催化活性最好,SiO2的最佳掺杂量为25%。     

Au/CeO2催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

采用水溶液沉淀法和沉积-沉淀法分别制备了CeO2载体及相应Au/CeO2催化剂,以CO氧化反应为表征反应,考察了载体制备条件,催化剂的焙烧温度、预处理温度和气氛以及活性组分负载量对催化剂性能的影响,并对催化剂进行了BET、XRD和TEM表征,分析了影响催化剂活性的原因.结果表明,载体的制备条件对催化剂的活性有一定影响,经微波处理的载体负载活性组分后,由于活性组分和载体的接触较紧密,因此有利于催化剂活性的提高.催化剂的最佳焙烧温度为300℃,最佳活化温度为300℃,气氛为空气,最佳金负载量为4%.     

高活性MgO/SnO2复合金属氧化物催化剂的合成及在双氧水选择氧化环己酮制ε-己内酯反应中的应用

通过共沉淀法制备了一系列Mg基复合金属氧化物,采用X射线衍射（XRD）、热重（TG）以及N2 吸附（BET）等表征手段对催化剂的结构进行了表征,并研究了其对双氧水体系中环己酮Baeyer-Villiger氧化制己内酯的催化反应性能,考察了不同组成和配比的催化剂以及反应条件对催化活性的影响。结果表明,在以H2O2水溶液为氧化剂,苯甲腈和二氧六环混合溶液为溶剂时,复合金属氧化物MgO/SnO2体现出比MgO/La2O3、MgO/TiO2、MgO/ZnO、MgO/ZrO2等催化剂更优异的催化性能。同时发现金属摩尔比为7:3,焙烧温度为600℃ 的MgO/SnO2催化剂在优选反应条件下可使环己酮的最高转化率达90.5%,己内酯的选择性达到100%。     

In-Situ FT-IR Investigation Methane to Syngas over of Partial Oxidation of Rh/SiO2 Catalyst

Partial oxidation of methane to syngas （POM） over Rh/SiO2 catalyst was investigated using in-situ FT-IR. When methane interacted with 1.0wt%Rh/SiO2 catalyst, it was dissociated to adsorbed hydrogen and CHx species. The adsorbed hydrogen atoms were transferred to SiO2 surface by ＂spill-over＂ and reacted with lattice oxygen to form surface -OH species. POM mechanism was investigated over Rh/SiO2 catalyst using in-situ FT-IR. It was found that CO2 was formed before CO could be detected when CH4 and O2 were introduced over the preoxidized Rh/SiO2 catalyst, whereas CO was detected before CO2 was formed over the prereduced Rh/SiO2 catalyst.     

Evolution of Gold Species in an Au/CeO2 Catalyst and Its Impact on Activity for CO Oxidation

An Au/ceria(0.44%, mass fraction) catalyst containing gold ions was prepared by a modified deposition precipitation method, and the evolution of gold ions in the catalyst and its influence on the catalysis of CO oxidation were investigated. It was found that the as-prepared catalyst containing gold ions with high valence could fully oxidize CO at –10 °C initially but was deactivated gradually at low temperatures during the reaction with CO or treatment by unpurified air. The deactivation of the catalyst during CO oxidation or treatment of it by unpurified air was independent and progressive at low temperatures while the activity of the catalyst at relatively high temperatures was maintained well. During the reaction with CO or treatment by unpurified air, the XPS results indicate that gold species evolved from high valence to low valence and the diffuse reflectance UV-Vis spectra show that high valence gold was reduced to charged gold clusters, gold clusters grew to small gold crystals and small gold crystals grew to large gold particles. Accordingly, the high valence gold corresponded to the activity at low temperatures and the metallic gold was active and relatively stable at high temperatures. The turnover frequencies(TOF) of the catalysts treated by different methods at 273 K decreased with the evolution of gold species from high valence to low valence, no maximum of TOF was observed although gold particles in the catalyst attained to about 2―3 nm during the treatment. An Au/ceria catalyst with a gold load of 0.87% (mass fraction) maintained a good activity for CO oxidation within 18 h at room temperature. The catalysts were characterized via transmitted electronic microscopy(TEM), inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES), X-ray diffraction(XRD) and BET specific surface area and UV-Vis DRS as well.     

Gold Catalysts Supported on Crystalline Fe_2O_3 and CeO_2/Fe_2O_3 for Low-temperature CO Oxidation

High active and stable gold catalysts supported on crystalline Fe2O3 and CeO2/Fe2O3 were prepared via the deposition-precipitation method. The catalyst with a Au load of 1.0% calcined at 180 °C showed a CO conversion of 100% at -8.9 °C, while Au/CeO2/Fe2O3 converted CO completely at -16.1 °C. Even having been calcined at 500 °C, Au/Fe2O3 still exhibited significant catalytic activity, achieving full conversion of CO at 61.6 °C. The catalyst with a low Au load of 0.5% could convert CO completely at room temperature and kept the activity unchanged for at least 150 h. N2 adsorption-desorption measurements show that the crystalline supports possessed a high specific surface area of about 200 m2/g. Characterizations of X-ray diffraction and transmission electron microscopy indicate that gold species were highly dispersed as nano or sub-nano particles on the supports. Even after the catalyst was calcined at 500 °C, the Au particles remained in a nano-size of about 6―10 nm. X-ray photoelectron spectra reveal that the supported Au existed in metallic state Au0. The modification of Au/Fe2O3 by CeO2 proved to be beneficial to the inhibition of crystallization of Fe2O3 and the stabilization of gold particles in dispersed state, consequently promoting catalytic activity.     

CO2部分氧化乙烷制乙烯Pd—Cu／MoO3—SiO2催化剂的研究

用化学吸附－红外光谱、化学吸附－程序升温脱附（ＴＰＤ）和微型反应技术研究了Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＯ３－ＳｉＯ２（ＭｏＳＯ）催化剂对ＣＯ２和乙烷的吸附活化和部分氧化反应性能．结果表明，乙烷以Ｃ—Ｈ键中的Ｈ吸附于ＭｏＳＯ载体表面ＭｏＯ键的端基氧上；Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂对ＣＯ２有良好的化学吸附活化性能，ＣＯ２的吸附除有线式吸附态和剪式吸附态外，还有一种新的卧式吸附态；Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂的晶格氧参与了化学反应．探讨了在Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂上ＣＯ２的部分氧化乙烷反应机理     

Cu/SiO2模型催化剂上甲醇部分氧化制氢反应研究

采用浸渍法，制备了不同组成的Cu/SiO2、Cu/Zn/SiO2催化剂，考察了Cu负载量及Cu/Zn比对甲醇部分氧化抽制氢（CH3OH|1/2O2→2H2 CO2）反应的影响，结果显示，当Cu的负载量为10％、Cu/Zn比为7：3时，催化剂活性最好。H2-TPR、XRD、XPS等表征结果表明，催化剂的制氢活性与Cu^0有关，而大量Cu^ 与Cu^2 的存在则不利于催化剂活性的提高。Zn助剂的引入，有利于分散Cu^0物种，提高催化剂的活性；但由于同时稳定了Cu^ 物种，导致Cu2O物种的大量生成，从而提高了催化剂的还原温度，抑制了Cu^0的氧化还原过程（Cu^2 →Cu^ →Cu^0或Cu^ →Cu^2 ），降低了催化剂的活性。因此，对于Cu/Zn/M催化剂，存在一个最佳的Cu/Zn比。     

纳米金催化剂上CO低（常）温氧化的研究

金历来被认为是催化惰性的,但近年来有关金催化剂的研究与开发引起人们的兴趣与关注。负载纳米金催化剂显示了良好的催化性能,尤其对一氧化碳氧化反应,能够在低（常）温下将CO氧化为CO₂。和其他CO氧化催化剂相比,金催化剂具有高的催化活性、稳定性和抗潮湿的性能,预示着更加广泛的应用前景。本文从制备方法、载体的性质、微粒粒径的大小、预处理、活性机理和催化反应机理等方面进行综合与评述。     

控制CO选择氧化反应中金催化剂热点形成的新方法

采用沉积-沉淀法制备了Al2O3和MOx-Al2O3(M=Fe,Zn)负载型金催化剂.室温下对其CO氧化及富氢条件下CO选择氧化催化活性进行了广泛的研究.催化剂床层温度由热电偶直接测定.催化剂表面温度与O2/CO的体积比以及CO和H2的浓度密切相关.在CO氧化反应过程中Au/Al2O3催化剂的温度可高达170°C,添加FeOx可使其降至55°C.利用一系列仪器(X射线衍射仪,X射线光电子能谱仪和透射电镜等)对催化剂的结构进行了表征.结果显示Al2O3负载型金催化剂热点的形成可以通过添加合适的助剂很好地控制.助剂的添加能够使催化剂活性中心由金属态Au变为AuIII,从而导致了CO选择氧化反应机理不同.     

CrOx/SiO2催化剂上丙烷在CO2气氛中脱氢反应的研究

采用ＸＲＤ、ＵＶ－ｖｉｓ　 ＤＲＳ、ＥＳＲ和微分吸附量热等技术,考察了铬担载量分别为２．５、５和 １０ｗｔ％的 ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２催化剂的结构、表面性质和氧化还原性能。结果表明,催化剂表面上存在多种Ｃｒ的氧化态和聚集形式。随着Ｃｒ担载量从２．５ｗｔ％到１０ｗｔ％的逐渐增大,催化剂表面占主导地位的Ｃｒ物种由ＣｒＯ３单体转为多聚ＣｒＯ３和Ｃｒ２Ｏ３晶相。在 ＣＯ２气氛中催化剂对丙烷转化率和丙烯选择性的大小顺序为 ２． ５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２ ＞５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２＞１０ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２,反应过程中的原位 ＥＳＲ和 ＵＶ－ｖｉｓＤＲＳ测定结果表明,催化剂表面的反应活性中心为Ｃｒ５＋, Ｃｒ５＋可由催化剂预处理过程中 Ｃｒ３＋的氧化及丙烷反应过程中 ＣｒＯ３单体的还原产生,在反应中 ＣＯ２可使Ｃｒ３＋重新氧化为Ｃｒ５＋。