耐高温WO3 - CeO2-ZrO2催化剂的合成及其在柴油车尾气氨-选择性催化还原一氧化氮中的应用

人类活动产生的氮氧化物(Nox)主要来源于固定源(如发电厂、工业锅炉)和移动源(如汽油车、柴油车)排放尾气,要要由NO和少量NO组成.     

Pt/CeO2-ZrO2变换催化剂的制备、表征与性能

 用共沉淀法制备了不同Ce/Zr比的CeO2-ZrO2复合氧化物,用浸渍法制备了Pt/CeO2-ZrO2水煤气变换催化剂,并对该催化剂进行了活性评价. 结果表明,与传统的Cu基低变催化剂相比,该催化剂具有操作温度范围宽和抗氧化冲击等优点,具有应用于车载重整制氢过程的潜力. 考察了温度、空速和汽/气比等条件对催化剂活性的影响,对催化剂的制备参数和工艺参数进行了研究. 结果表明,不同Ce/Zr比的Pt/CeO2-ZrO2催化剂的活性相差很大,其中Pt/Ce0.8Zr0.2O2变换催化剂活性最高. XRD结果表明,制备的Pt/Ce0.8Zr0.2O2形成了固溶体. 通过增加单位质量催化剂表面的Pt原子数可提高催化剂的活性.     

CeO2的添加对柴油车氧化催化剂Pt/SiO2-Al2O3的NO氧化性能提高的影响

The catalytic activities for NO oxidation achieved by different amounts of CeO₂-modified Pt/SiO₂-Al₂O₃ catalysts Pt/SiO₂-Al₂O₃-wCeO₂ (the mass fraction w being 0%, 5%, 10%, 15%, 30%), prepared using step-wise impregnation, were investigated in the presence and absence of CO and C₃H₆. The results showed that the NO oxidation activity could be efficiently improved by modification of CeO₂, wherein the 15%-CeO₂-modified catalyst exhibited the maximum NO conversion of 61% even in the presence of CO and C₃H₆, which were proved to inhibit NO₂ formation in this study. A series of characterization methods were performed over the as-prepared samples to correlate their surface and structural characteristics with their enhanced NO oxidation activities. CO-chemisorption illustrated that appropriate CeO₂-loading was effective for enhancing Pt dispersion, thus enhancing Pt surface-to-volume ratio, confirmed by transmission electron microscope (TEM) images. X-Ray Diffraction (XRD) further suggested that ceria addition could suppress the growth of the Pt crystal, resulting in higher surface Pt atomic ratio. Further, H₂ temperature-programmed reduction (H₂-TPR), together with TEM results, implied that the presence of ceria could enhance the interaction between metal and supports, thus facilitating reducibility of both active platinum and ceria. Hence, this study displays that ceria could act as a dispersion promoter and a reducibility booster, both of which are beneficial to NO oxidation activity. The improved NO oxidation activity is significant for the efficient purification of diesel integrated catalytic system.     

CeO2-ZrO2复合氧化物对金属蜂窝整体催化剂性能的影响

 用浸渍法制备了不同比例的CeO2－ZrO2复合氧化物，并用XRD，H2－TPR和BET等研究了复合氧化物的晶相、还原性能及热稳定性．结果表明，所制备的CeO2－ZrO2复合氧化物形成了固溶体，Ce0．6Zr0．4O2比Ce0．90Zr0．10O2更容易被H2还原；1100℃老化后，晶胞参数无明显变化，比表面积仍有11．8m2／g．模拟二冲程摩托车尾气组成，对用贵金属Pt，Pd，Rh与CeO2及CeO2－ZrO2固溶体所制备的催化剂进行了活性评价．结果显示，1100℃老化后，催化剂仍具有很高的氧化活性．在贫氧区，Pt－Pd－Rh／Ce0．6Zr0．4O2－Al2O3对碳氢化合物氧化的催化活性则有一定的优势，是一种具有较高热稳定性的催化剂．     

La对柴油车尾气中可溶性有机物氧化催化剂CeO2-ZrO2的影响

采用共沉淀法分别制备CeO₂-ZrO₂(质量比60:40)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(质量比60:30:10)催化剂.利用热重-差热分析(TG-DTA)对柴油车尾气中可溶性有机物(SOF)的催化活性进行测试.结果表明La改性的CeO₂-ZrO₂催化剂相较于CeO₂-ZrO₂催化剂表现出更好的活性, SOF的起燃温度为164 ℃,最大失重点温度为212 ℃;对CeO₂-ZrO₂来说, SOF在168 ℃开始转化, 221 ℃转化最快. X射线衍射(XRD)结果表明, La的添加有效降低老化催化剂的晶粒尺寸增大速率. N₂吸附-脱附的结果说明La的添加有利于增大CeO₂-ZrO₂催化剂的比表面积; O₂-程序升温脱附(O₂-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)结果表明La的改性有效增加化学吸附氧含量.因此, CeO₂-ZrO₂-La₂O₃催化剂表现出较好的催化活性和抗老化性.     

表面覆盖SiO2用于提高Pt-Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3商用柴油机氧化型催化剂的抗硫性

向Pt-Pd/CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃ （Pt-Pd/CZA）商用柴油机氧化型催化剂（DOC）中加入多孔SiO₂以提高其抗硫性. 使用多层涂覆法在Pt-Pd/CZA 催化剂表面覆盖一层多孔SiO₂,从而制得SiO₂/Pt-Pd/CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃（SiO₂/Pt-Pd/CZA）抗硫DOC. 并使用扫描电子显微镜（SEM）,H₂程序升温还原（H₂-TPR）,氮气吸脱附,X射线能谱（EDX）和热重分析（TGA）等对其进行表征. SEM结果显示,SiO₂层以多孔形式均匀覆盖在催化剂表面. 氮气吸脱附结果表明,所添加的SiO₂的织构性质与Pt-Pd/CZA 催化剂的织构性质相似,因而表面覆盖的SiO₂并未明显改变Pt-Pd/CZA催化剂的比表面积和孔结构. H₂-TPR结果证实表面覆盖的SiO₂不影响Pt-Pd/CZA催化剂的还原性能. EDX和TGA结果说明表面覆盖SiO₂可以抑制硫物种在催化剂表面的形成及累积. 最终,本文所制备的SiO₂/Pt-Pd/CZA催化剂在保持Pt-Pd/CZA商用DOC的高活性及耐久性的同时有效提高了其抗硫性.     

Fe-V/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原柴油车尾气NO_x

采用浸渍法制备了一系列不同Fe/V比例的Fe-V/TiO2催化剂,考察了催化剂在模拟柴油车尾气中催化还原NOx的催化性能,采用TG、XRD、H2-TPR、NH3-TPD和Raman光谱对催化剂进行了表征。结果表明,当Fe引入后,能显著降低V2O5在高温下的挥发,减轻了钒系催化剂在移动源的生物毒性危害。其中,Fe/V比为1∶1(Fe1-V1/TiO2)的催化剂形成了FeVO4活性中心,表现出最好的催化活性,在220~420℃NOx转化率可达到90%以上。此外,Fe1-V1/TiO2催化剂高温热稳定性较好,并且具有较强的抗硫性能。     

CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化还原SO2反应机理的研究

 采用浸渍法制备了负载型CeO2/γ-Al2O3,La2O3/γ-Al2O3和CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化剂,并用XRD和XPS对催化剂进行了表征,在n(SO2)/n(CO)=1/3,载流气体为N2,气体流量为1 L/min,催化剂用量为15 g的条件下,考察了催化剂催化CO还原SO2反应的性能,研究了催化剂的活化过程、催化活性和反应物配比对活性的影响. 结果表明,CeO2-La2O3/γ-Al2O3在催化还原SO2反应中的活化温度比单组分催化剂CeO2/γ-Al2O3或La2O3/γ-Al2O3下降了50~100 ℃,而且具有更高的活性. 这可以解释为由CeO2的redox反应与La2O3的COS中间物反应之间的协同作用所致. 还对SO2还原反应机理进行了探讨,发现CeO2的redox反应所生成的单质硫是整个过程中COS中间物反应的重要来源. 在此基础上,对CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化CO还原SO2反应提出了redox-COS叠加反应机理.     

掺杂ZrO2的Pt／Al2O3表面氧化性质及一氧化碳氧化性能研究

用ＴＰＤ－ＭＳ，ＴＰＳＲ－ＭＳ及ＣＯ氧化活性测定等方法研究了Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３和掺杂超细ＺｒＯ２的样品的表面氧脱－恢复性能，ＣＯ表面氧化性能有催化氧化性能。结果表明，在Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３中掺杂ＺｒＯ２后，样品表面上的氧物种脱出和氧经恢复性能明显提高，脱氧量也明显增大。     

钙改性的Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂催化甲醇裂解反应

采用共沉淀法制备了未改性的和Ca掺杂的CeO2-ZrO2-Al2O3样品,进一步用浸渍法制备了Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3(Pd/CZA)和Pd/CeO2-ZrO2-Al2O3-CaO (Pd/CZACa)催化剂.运用X射线衍射、N2吸附-脱附、储氧量测定、CO化学吸附、NH3程序升温脱附、CO2程序升温脱附、...     

Pt/CeO_2催化剂上甲醛催化氧化

以CeO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Pt催化剂用于低温甲醛氧化反应,考察了Pt前驱体及Pt负载量等因素对催化性能的影响。XRD,TEM和CO化学吸附表征结果表明Pt粒子在载体上高度分散。反应结果表明,以Pt(NO3)2为前驱体比H2PtC l6为前驱体制备的催化剂表现出更好的反应性能,C l-离子的存在降低了催化剂的氧化还原能力,从而抑制了催化活性。此外,催化剂的活性随着Pt负载量的增加而增强,其中Pt负载量为3%时催化剂在30℃时甲醛转化率仍在80%以上。     

K/CeO2催化剂上碳黑催化燃烧性能及稳定性（英文）

采用不同的钾盐前体制备了一系列K/CeO2催化剂,利用热重和程序升温氧化(TPO)等技术考察了其催化性能及稳定性.结果表明,K/CeO2催化剂可使碳黑完全燃烧温度降低近200oC.钾盐前体对催化活性和稳定性具有较大影响,由于硝酸钾熔点低,金属在载体上的流动性强,有利于催化剂与碳黑的有效接触,因而表现了较高的活性,三次TPO循环试验中催化活性稳定.碳酸钾的熔点高且碱性较强,使碳黑燃烧生成的CO2不可逆吸附在其表面,导致反应活性低,TPO循环实验表明其反应速率降低,失活明显.     

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.     

水合氧化锆的晶化方式对Pt/WO3-ZrO2异构化活性的影响

 采用不同方法制备了一系列具有一定晶相结构的水合 ZrO2, 考察了制备方法对水合 ZrO2 晶化方式及 Pt/WO3-ZrO2 催化剂催化正己烷异构化活性的影响. 采用 X射线衍射, Raman 光谱和 NH3-程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 水合 ZrO2 的晶化方式与制备时氧气的存在与否有关, 也大大影响了催化剂的异构化活性. 以无氧条件下制备的水合 ZrO2 为载体时, Pt/WO3-ZrO2 催化剂具有较高的异构化活性, 而以在空气气氛中制得的水合 ZrO2 为载体时, Pt/WO3-ZrO2 几乎无异构化活性.     

CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3稀土储氧材料制备工艺的研究

采用化学沉淀法制备了系列CeO2-ZrO2-Al2O3稀土储氧材料,并用BET,XRD和储氧性能测定等表征手段考察了陈化时间、La2O3含量、反应pH和沉淀方式等工艺因素对CeO2-ZrO2-Al2O3比表面积、储氧性能和结构的影响。结果表明:当陈化时间为12 h,反应pH=10时,掺杂2%(质量分数)La2O3的CeO2-ZrO2-Al2O3样品在老化前后均具有很高比表面积和良好的储氧性能,并且pH为影响样品比表面积及热稳定性能的主要因素。与一步法沉淀相比,二步法制得的CeO2-ZrO2-Al2O3样品具有很高的热稳定性能,1050℃老化5 h后的样品比表面积高达46.4 m2.g-1,但储氧性能略差,这与Al2O3对CeO2-ZrO2的结构影响程度有关。     

甲醇在Pt/C和Pt/WO3/C电极上的电氧化

用液相还原法制备碳载Pt(Pt/C)和碳载Pt/WO3(Pt/WO3/C)催化剂.实验表明该催化剂中加入一定量的WO3后,其对甲醇的催化氧化活性和稳定性都有一定提高,并以Pt、W原子比为1∶1的催化剂性能最好.这是由于Pt催化剂中加入了WO3后,其电化学活性比表面积增大,并且降低了对CO吸附强度.     

Ga2O3对Pt/WO3/ZrO2催化剂上正庚烷异构化反应的促进作用

考察了Ga2O3掺杂的Pt/WO3/ZrO2(Pt/WGZ)催化剂在200℃时正庚烷临氢异构化反应性能.结果表明,少量Ga2O3的加入能显著提高Pt/WGZ的催化活性,异构化选择性也有所增加,这是由于B酸位增加和B酸/L酸比的改变而引起的.Pt/WGZ催化剂连续反应80 h,正庚烷转化率和异构化选择性分别稳定在76%和94%.     

具有低SO_2氧化活性的Pt/Zr_xTi_(1-x)O_2柴油车氧化催化剂的制备及性能

采用共沉淀法制备了一系列ZrxTi1-xO2(x=0.0,0.1,0.5,0.9,1.0)复合氧化物,并以此为载体,用等孔体积浸渍H2PtCl6制得Pt/ZrxTi1-xO2柴油车氧化催化剂.运用N2吸附-脱附,X射线多晶粉末衍射,X射线光电子能谱,H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征.结果表明,在系列催化剂样品中,Zr0.1Ti0.9O2复合氧化物主要以锐钛矿形式存在,具有较好的织构性能,样品的比表面积达94m2/g,孔体积为0.33cm3/g.相应地,Pt/Zr0.1Ti0.9O2催化剂表现出优异的催化氧化性能,HC和CO的起燃温度(T50)分别为185和174oC,完全转化温度(T90)分别为197和201oC;且具有较低的SO2氧化活性,350oC时SO2仅转化25.5%.     

Controlling the Oxidation State of Pt Single Atoms for Maximizing Catalytic Activity

Single-atom catalysts (SACs) have emerged as promising materials in heterogeneous catalysis. Previous studies reported controversial results about the relative level in activity for SACs and nanoparticles (NPs). These works have focused on the effect of metal atom arrangement, without considering the oxidation state of the SACs. Here, we immobilized Pt single atoms on defective ceria and controlled the oxidation state of Pt SACs, from highly oxidized (Pt⁰: 16.6 at %) to highly metallic states (Pt⁰: 83.8 at %). The Pt SACs with controlled oxidation states were then employed for oxidation of CO, CH₄, or NO, and their activities compared with those of Pt NPs. The highly oxidized Pt SACs presented poorer activities than Pt NPs, whereas metallic Pt SACs showed higher activities. The Pt SAC reduced at 300 °C showed the highest activity for all the oxidations. The Pt SACs with controlled oxidation states revealed a crucial missing link between activity and SACs.