掺杂物对负载型ZrO_2/Al_2O_3的催化性能的影响

用浸渍-沉淀法分别制备了负载型ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2-(MgO、 K2O、 CeO_2、La_2O_3)/Al_2O_3催化剂. 用XRD、 BET、 TPD对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、表面酸碱性等进行了表征;同时以CO_2和CH_3OH为探针用原位红外对催化剂的吸附行为进行研究. 结果表明, 掺杂氧化物有效的阻止ZrO_2晶粒的团聚, 并提高了催化剂的比表面积和平均孔径;CeO_2的添加有利于碱性中心数的增多, La_2O_3有利于酸性中心数的提高. 原位红外结果表明CH_3OH能在ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表面发生解离吸附, 而CO_2在催化剂表面均出现单齿态吸附. CO_2和CH_3OH在常压下直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性.     

制备条件对Ａｕ／ＬａＣｏＯ３催化氧化ＣＯ性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物ＬａＣｏＯ３,并用沉积沉淀法（ＤＰ法）制备了Ａｕ／ＬａＣｏＯ３催化剂．考察了制备条件对催化剂催化氧化ＣＯ活性的影响．结果表明,制备过程中,溶液ｐＨ、ｐＨ调节顺序及催化剂焙烧温度对催化剂活性均有一定影响．Ａｕ／ＬａＣｏＯ３催化剂的最佳制备条件为：沉积过程中在ＨＡｕＣｌ４溶液中先加入载体后,再调节溶液ｐＨ＝８,得到的催化剂经２５０℃焙烧后可提高催化剂稳定性．     

金 属 改 性 的Ｐｄ ／ γ Ａｌ２ Ｏ３ 催 化 剂 在 转 移 加 氢 中 的 应 用

研 究 了 Ｃｕ、 Ｌａ、 Ｂａ、 Ｃｅ 和 Ｃｏ 等 多 种 金 属 氧 化 物 对 Ｐｄ ／ γＡｌ２ Ｏ３ 催 化 剂 在 ３, ５二 羟 基 苯 甲 酸 转 移 加 氢 制 备３, ５二 氧 代 环 己 烷 羧 酸 反 应 中 的 活 性 影 响 , 发 现 镧 的 改 性 效 果 最 明 显 ． 得 到 的 ＰｄＬａＯｘ ／ γＡｌ２ Ｏ３ 催 化 剂 在 １５０ ℃下 还 原 , 催 化 ３, ５二 羟 基 苯 甲 酸 转 移 加 氢 反 应 的 转 化 率 和 选 择 性 分 别 达 到 了 ９０． ６％ 和 ９８． ２％ ． 在 １５０ ℃ 下 ＰｄＣｌ２被 还 原 为 Ｐｄ, 而 Ｌａ 保 持 氧 化 态 ． 经 ＴＰＲ、 ＳＥＭ、 ＴＥＭ、 ＸＰＳ 等 手 段 分 析 后 认 为 , 引 入 的 Ｌａ 使 Ｐｄ 具 有 适 宜 的 粒 度 ,低 温 还 原 时 保 持 氧 化 态 的 Ｌａ 与 载 体 产 生 相 互 作 用 , 并 对 Ｐｄ 的 转 移 加 氢 活 性 的 提 高 有 利 , 而 高 温 下 被 还 原 的 Ｌａ则 对 提 高 Ｐｄ 的 活 性 不 利 ．     

ＺｎＯ对Ａｕ-Ｐｄ／ＣｅＯ２催化剂甲醇部分氧化制氢性能的影响

采用沉积沉淀法制备了ＡｕＰｄ双金属催化剂,研究了ＺｎＯ对ＡｕＰｄ／ＣｅＯ２催化剂甲醇部分氧化性能的影响,并运用Ｎ２吸附、ＸＲＤ、ＵＶＶｉｓ、ＴＰＲ、Ｈ２ＴＰＤ和ＣＯＩＲ等手段对催化剂进行了表征．结果表明,ＺｎＯ的引入减少了Ｐｄ活性中心,降低了催化剂的活性,但提高了催化剂Ｈ２选择性和降低了ＣＯ选择性．ＡｕＰｄ／ＺｎＯＣｅＯ２催化剂的ＴＰＲ表明,在约２００℃时开始有部分ＺｎＯ被还原,ＣＯＩＲ显示ＣＯ吸收峰移向低频,这些结果表明ＡｕＰｄ／ＺｎＯＣｅＯ２催化剂中Ｐｄ和Ｚｎ之间发生了相互作用．Ｐｄ和Ｚｎ之间相互作用抑制了Ｐｄ的甲醇分解活性,有利于Ｈ２和ＣＯ２的生成,使Ａｕ-Ｐｄ／Ｚｎ-ＣｅＯ２催化剂表现出较高的Ｈ２选择性和较低的ＣＯ选择性．     

掺杂钛酸盐对乙烷氧化脱氢催化性能的研究

在７００￣８５０℃范围内研究了掺杂ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３催化剂用于乙烷氧化脱氢（ＯＤＨＥ）的催化行为，发现这类催化剂对ＯＤＨＥ均有一定的催化活性。适量的Ｌｉ＾＋取代Ｔｉ＾４＋后不仅提高了催化活性，而且改善了催化剂对乙烯的选择性。催化剂ＣａＴｉ０．９Ｌｉ０．１Ｏ３－δ在８５０℃时乙烷转化率和乙烯选择性分别为８７．８％和７１．７％。Ｓｒ对Ｃａ部分取代后制得的催化剂可在极宽的温度范围内（７００￣８５     

过渡金属氧化物掺杂对铜锰氧化物催化CO氧化性能的影响

以乙酸铜和乙酸锰为铜锰前驱体,以NH4HCO3为沉淀剂,相应金属硝酸盐为掺杂剂,采用共沉淀法制备了不同过渡金属氧化物掺杂的铜锰氧化物催化剂.采用N2物理吸附、X射线衍射,氢气-程序升温还原和原位红外漫反射光谱等方法对催化剂进行了表征,考察了系列催化剂上CO反应性能.结果表明,掺杂过渡金属氧化物可以调变催化剂对CO的吸附能力,进而影响催化剂性能.     

过渡金属氧化物掺杂对铜锰氧化物催化CO氧化性能的影响

以乙酸铜和乙酸锰为铜锰前驱体,以NH₄HCO₃为沉淀剂,相应金属硝酸盐为掺杂剂,采用共沉淀法制备了不同过渡金属氧化物掺杂的铜锰氧化物催化剂.?采用N₂物理吸附、X射线衍射,氢气-程序升温还原和原位红外漫反射光谱等方法对催化剂进行了表征,考察了系列催化剂上CO反应性能.?结果表明,掺杂过渡金属氧化物可以调变催化剂对CO的吸附能力,进而影响催化剂性能.     

La~(3+)的掺杂量对负载型硅钨杂多酸的催化性能影响

用HCl酸化-乙醚萃取分别制备了La~(3+)掺杂量不同的硅钨杂多酸,并将其负载在碳纳米管上,同时用XRD,FT-IR,SEM,TG,程序升温技术和微反色谱装置等对制备的催化剂结构、形貌、酸种类、热稳定性、吸附性能和活性等进行了表征和评价。结果表明:掺杂La~(3+)后的负载型硅钨杂多酸保持Keggin结构,表面同时具有B酸和L酸中心,La~(3+)掺杂量主要影响L酸中心的数量,其中SiWLa-0.2具有较强和较多的L酸中心,SiWLa-0.15具有较强的B酸中心;较强的B酸中心有利于α-蒎烯发生解离附态。La~(3+)掺杂量影响α-蒎烯异构化反应的产物分布,其中SiWLa-0.20催化剂中α-松油烯含量为61.65%,表明L酸中心有利于单环萜烯的生成。     

镓掺杂SO2－4／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

 通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO2－4／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2－BET及化学分析等技术对SO2－4／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO2－4的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO2－4／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

氮掺杂石墨烯负载锰催化分解高湿臭氧性能

以三聚氰胺为氮源,通过热退火氧化石墨烯（GO）合成氮掺杂石墨烯（NG）,使用浸渍沉淀法制备NG负载锰（Mn/NG）。在相对湿度（RH）为80%,臭氧初始浓度为85.7 mg·m^-3条件下,反应24 h后,臭氧的分解率依旧保持在80%以上。在低RH环境下,其催化活性又能恢复到初始状态。氮掺杂不但为催化剂制造了结构缺陷,同时氮原子的孤对电子增大了氧空位电子密度,降低了水分子的吸附能,提高了催化剂的抗湿性能。     

碱土金属掺杂对钴基尖晶石复合金属氧化物催化分解N_2O性能的影响

采用共沉淀法制备碱土金属掺杂的钴基尖晶石型复合金属氧化物M_xCo_(3-x)O_4(M=Mg、Ca、Sr、Ba;x=0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9)催化剂,使用XRD、SEM、氮吸附、H_2-TPR、O_2-TPD-M S和XPS等技术对催化剂进行表征,并在固定床微型反应器中评价了M_xCo_(3-x)O_4催化剂催化分解N_2O的活性,研究了碱土金属掺杂对其催化性能的影响。结果表明,碱土金属掺杂后,M_(x )Co_(3-x)O_4催化剂颗粒粒径减小,比表面积增大,表面吸附氧和Co~(2+)数量增加,氧化还原性能增强;在反应气组成为0.68%N_2O,3%O_2,Ar为平衡气的条件下,碱土金属锶掺杂、掺杂量x为0.7时,Sr_(0.7)Co_(2.3)O_4的N_2O分解催化活性最高,N_2O转化率为10%和95%时所需的温度分别为312和451℃。     

镓掺杂SO4^2—／ZrO2的制备及其对正丁烷异构化反应的催化性能

通过沉淀、回流和浸渍法制备了镓掺杂的纳米级固体超强酸SO4^2-／Ga2O3／ZrO2，并用X射线衍射、透射电镜、热重、吡啶吸附红外光谱、低温N2-BET及化学分析等技术对SO4^2-／Ga2O3／ZrO2的结构、表面性质及其对正丁烷异构化反应的催化活性进行了研究．结果表明，掺杂Ga2O3可以抑制制备过程中ZrO2晶粒长大，有利于抑制高温下催化剂由四方相转变为单斜相．与未掺杂的催化剂相比，Ga2O3的掺杂提高了催化剂表面SO4^2-的分解温度，有利于催化剂表面形成更多的酸中心．SO4^2-／Ga2O3／ZrO2对正丁烷异构化反应显示出优异的催化性能．其中，含3％Ga2O3的样品的活性最高，220℃下其初活性为59．1％；反应1h后，其活性基本保持稳定，稳态转化率大于51％，接近该反应条件下正丁烷的平衡转化率．     

稀土氧化物的掺杂量对SO42-/ZrO2/Al2O3催化剂催化性能的影响

采用浸渍-沉淀法制备负载型纳米ZrO2/Al2O3,复合载体,并将不同量的氧化钕、氧化镨掺杂到负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中以调变ZrO2的表面性能.同时以此复合载体负载SO42-制备SO42-/REXOY-ZrO2/Al2O3催化剂.运用XHD、BET、NH3-TPD、原位红外技术对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征,并以α-蒎烯异构化为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明,适量的稀土掺杂会增加催化剂的比表面积,降低ZrO2的粒径,从而增加催化剂表面SO42-的配位吸附量,提高表面酸中心数和酸强度,增强催化剂的活性.     

掺杂Sm_2O_3对Y-ZrO_2陶瓷烧结行为和性能的影响

一定量的Sm2O3粉末与3%Y2O3(摩尔分数)稳定的四方ZrO2粉体(Y-ZrO2)经球磨混合、造粒后,在钢模中压制成形,所得压坯在1450~1600℃下烧结后,得到不同Sm2O3掺杂量的Sm2O3掺杂Y-ZrO2(SY-ZrO2)陶瓷烧结体。对不同温度下烧结所得烧结体试样的相组成、密度、电导率、硬度以及抗弯强度等性能进行了测试分析。实验结果表明:将适量的Sm2O3掺入Y-ZrO2中,可以获得具有立方结构的SY-ZrO2陶瓷烧结体,且其密度、硬度和抗弯强度与Sm2O3的掺杂量有关;Sm2O3的加入提高了Y-ZrO2陶瓷的电导率,掺杂0.5%Sm2O3的SY-ZrO2陶瓷800℃时在空气中的离子电导率可达0.02 S.cm-1。本试验的初步实验结果显示,采用二元稀土氧化物(Sm2O3和Y2O3)复合掺杂ZrO2陶瓷材料,可以在保持其良好力学性能的同时,提高其电导率,拓展其应用领域。     

金属氧化物掺杂对锡锆固溶体催化剂的一氧化氮选择性还原性能的影响

 锡锆固溶体催化剂Sn0．55Zr0．45O2具有较好的NO选择性还原性能．本文在此基础上对其进行金属氧化物掺杂，发现用浸渍法掺入碱性金属元素Y，La，Ba和Zn以及用研磨法加入α－Mn2O3可以提高Sn0．55Zr0．45O2的NO选择性还原性能，用浸渍法掺入过渡金属元素Ce，Ag，Cu，Mn及Ni降低了母体催化剂的活性，而浸渍硫酸镓由于在表面引入B酸位使催化剂严重积碳而大大降低了催化剂的NO选择性还原性能．文中给出了活性改善体系的最佳掺杂量，并测定了其抗水性能．在反应气中不含水的条件下，添加2％Ba的样品活性最高，而掺杂1％Zn样品具有最好的抗水性能．对丙烯氧化反应和NO氧化反应的研究表明，抑制还原剂 丙烯的完全燃烧或促进NO氧化为NO2可能有利于NO选择性还原反应的进行．     

稀土氧化物掺杂对SO4^2-／ZrO2／Al2O3催化剂催化性能的影响

采用浸溃-沉淀法在具有较大比表面积的Al2O3上直接合成纳米ZrO2制备负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体,并将氧化钪、氧化钕、氧化错等稀土氧化物(RExOy)分别掺杂到负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中以改善ZrO2的表面性能.同时以此复合载体负载SO42-制备SO42-/RExOy-ZrO2/Al2O3催化剂.运用XRD,BET,NH3-TPD,原位红外等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征,并以α-蒎烯异构化反应为探针考察了催化剂的催化性能.结果表明,掺杂的稀土氧化物没有改变ZrO2的晶相结构,但ZrO2粒度有所减小,催化剂的比表面积增加,同时稀土氧化物的存在还会改变催化剂表面SO42-的配位方式,提高表面酸中心数和酸强度,增强催化剂的活性.催化剂的孔结构对选择性有较大的影响.     

CuCl／SiO2-Al2O3催化剂的表面结构及甲醇氧化羰基化催化性能

通过掺杂Al对无定形层析硅胶进行表面改性,采用固体离子交换法制备了CuCl/SiO2-Al2O3催化剂,并考察了它在甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应中的催化性能.结果表明,掺杂Al制备的SiO2-Al2O3载体仍保持了硅胶的无定形结构,比表面积降为200m2/g,但表面酸性明显增强,具有B酸中心.CuCl不仅分散于SiO2-Al2O3载体表面,而且与载体表面的B酸发生离子交换作用形成了表面Cu 物种,使催化剂比表面积降为148m2/g,且两种Cu 物种共同构成了催化活性中心.当CuCl/SiO2-Al2O3催化剂的Si/Al比为5,在500℃焙烧时,催化剂上甲醇氧化羰基化反应的碳酸二甲酯的选择性和时空收率分别达到74%和1.27g/(g.h).     

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响

采用共沉淀-焙烧法合成了一系列不同含量的稀土Ce掺杂的ZnO光催化剂. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱等技术对所制备的光催化剂进行了系列表征. 以酸性橙II脱色降解为模型反应, 考察了掺杂不同含量的铈及不同焙烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响. 结果表明: 掺入质量分数(w)为2%的铈可以明显改善氧化锌表面状态, 有利于产生更多的表面羟基; 同时可以抑制光生电子与光生空穴(e^-/h⁺)的复合, 显著提高光催化脱色活性和光催化稳定性; 焙烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响, 500 °C的焙烧处理使样品的结晶度较高, 同时催化剂颗粒粒径较细, 表面具有丰富的羟基. 但过高的焙烧温度(600-800 °C)将导致催化剂的物理结构发生恶化, 降低光催化性能.     

稀土Ce掺杂对ZnO结构和光催化性能的影响

采用共沉淀-焙烧法合成了一系列不同含量的稀土Ce掺杂的ZnO光催化剂. 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)谱等技术对所制备的光催化剂进行了系列表征. 以酸性橙II脱色降解为模型反应, 考察了掺杂不同含量的铈及不同焙烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响. 结果表明: 掺入质量分数(w)为2%的铈可以明显改善氧化锌表面状态, 有利于产生更多的表面羟基; 同时可以抑制光生电子与光生空穴(e^-/h⁺)的复合, 显著提高光催化脱色活性和光催化稳定性; 焙烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响, 500 °C的焙烧处理使样品的结晶度较高, 同时催化剂颗粒粒径较细, 表面具有丰富的羟基. 但过高的焙烧温度(600-800 °C)将导致催化剂的物理结构发生恶化, 降低光催化性能.