铈的引入对负载钯阳极氧化膜不锈钢丝网催化剂结构和性能的影响

通过阳极氧化技术制备了一种新型的0.75%Ce-0.5%Pd/不锈钢丝网催化剂. 采用扫描电镜(SEM)和程序升温还原技术(TPR)对催化剂进行了表征. 考察了稀土铈的引入对催化剂上甲苯、丙酮和乙酸乙酯氧化活性的影响, 结果显示, 在不锈钢丝网载体表面处理过程中引入阳极氧化技术, 使之自组织生长了一层多孔氧化膜, 提供了活性组分CeO2和Pd相互作用的平台. 氧化铈的引入, 使不锈钢丝网载体表面的多孔氧化膜形成了独特的海绵状蜂窝结构, 有利于活性组分Pd的分散锚定. 0.75%Ce-0.5%Pd/不锈钢丝网催化剂对甲苯、丙酮和乙酸乙酯的完全转化温度分别为200, 240和260 ℃, 具有良好的催化消除活性. 催化剂的反应活性与稀土CeO2的引入及其在阳极氧化膜上形成独特的形貌有关.     

VOCs催化燃烧Pd-Y/不锈钢丝网催化剂的性能

采用经阳极氧化工艺处理后的不锈钢丝网作为催化剂载体,制备了Pd-Y/不锈钢丝网催化剂。考察了该催化剂对典型的挥发性有机物(VOCs)(甲苯、丙酮和乙酸乙酯)的催化燃烧性能,并用SEM、TPR技术对催化剂的形貌和氧化膜的结构组成进行了表征。结果表明：采用阳极氧化技术在不锈钢表面形成致密的多孔氧化膜,有利于活性组分的负载及均匀分散,明显提高了催化剂的燃烧活性和稳定性,延长了催化剂的使用寿命。Pd-Y/不锈钢丝网催化剂上3种VOCs的完全氧化温度分别为220、280和320 ℃。控制甲苯进料浓度为4～6 g·m     

不锈钢丝网上Cu基催化剂的制备及反应性能

采用阳极氧化技术在不锈钢丝网上成功地自生长了结构致密的氧化物膜,并以此为载体,通过电化学沉积工艺制备了Cu/不锈钢丝网催化剂。以甲苯、丙酮、乙酸乙酯及二氯甲烷为模型反应,考察了4种不同种类挥发性有机化合物(VOCs)在该催化剂上的完全氧化活性。结果表明电化学沉积时间为15 min制备得到的催化剂上完全氧化丙酮、甲苯、乙酸乙酯及二氯甲烷的温度分别为240、220、260和440℃。在220℃反应条件下进行60 h的甲苯氧化稳定性试验结果显示该催化剂催化氧化甲苯的转化率一直保持98%以上,表现出较好的稳定性。扫描电镜,X射线衍射及X射线光电子能谱等表征结果表明,不锈钢丝网载体表面的阳极氧化物膜有利于提高活性组分的分散度。设计采用电沉积工艺大大提高了催化剂表面活性物种与载体的结合牢固度。     

0.1%Pt-0.02%Pd/不锈钢整体催化剂上丙酮氧化性能及稳定性(英文)

制备了0.1%Pt-0.02%Pd/不锈钢整体催化剂。选取不锈钢为该催化剂的载体,可克服传统γ-Al2O3和堇青石蜂窝载体热稳定性差的缺点。采用阳极氧化技术在不锈钢上自生长了结构致密的多孔阳极氧化膜,并在其上负载Pt和Pd制备得到挥发性有机物(VOCs)净化催化剂。结果表明,经500、800和1000℃不同温度焙烧后,该催化剂完全氧化丙酮的温度分别为160、160和200℃。该催化剂表现出以下优点:(a)高温稳定性能好;(b)低温催化活性高;(c)贵金属负载量低。通过SEM和EDX等技术对该催化剂的结构及活性组分分散情况进行了表征。     

甲苯、丙酮和乙酸乙酯在新型铂-钯/不锈钢丝网催化剂上的催化氧化

采用阳极氧化法制备了一种用于催化氧化处理挥发性有机化合物(VOCs)的0.1%Pt-0.5%Pd/不锈钢丝网(SSWM)催化剂. 活性测试结果表明, 0.1%Pt-0.5%Pd/不锈钢丝网催化剂具有较高的催化活性和热稳定性. 该催化剂上甲苯、丙酮和乙酸乙酯的完全氧化温度分别为220、260和280 ℃. 通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和超声波等手段对催化剂和不锈钢丝网进行了表征. SEM结果表明, 经阳极氧化工艺处理过的不锈钢金属丝网载体表面形成了一层沟壑形态的复合氧化膜. 该阳极氧化膜有利于活性组分Pd、Pt的分散.     

载体表面氧化程度对Ni/SiC甲烷化催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiC甲烷化催化剂, 研究了SiC载体表面氧化程度对催化剂低温活性和高温稳定性的影响, 并采用热重-差示扫描量热、N₂物理吸附、傅立叶变换红外光谱、氨程序升温脱附、X射线衍射、氢程序升温还原和氢化学吸附技术对样品进行了表征. 结果表明, 随着载体氧化温度的提高, 催化剂的比表面积和镍分散度降低, 但还原性和反应稳定性提高. 未氧化载体所负载催化剂的高温稳定性最差, 其原因在于载体对镍粒子的固定作用最弱. 负载于500和700℃处理的SiC载体上的催化剂具有较好的低温活性和高温稳定性, 这是因为适度氧化后的载体能较好地分散并固定镍粒子. 900℃处理的载体因过度氧化形成了低活性的氧化层, 使负载的镍粒子变大, 因而催化剂的低温活性最差.     

利用多孔阳极氧化铝研究载体孔洞尺寸对负载银粒子团聚的影响

 利用阳极氧化方法制备了具有规整的可控孔洞尺寸的多孔Al2O3 膜,并以此模拟实际的催化剂载体制备了负载银催化剂. 采用扫描电镜、能量分散谱、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等手段,研究了多孔阳极氧化铝的孔洞大小对负载的银粒子团聚的影响. 结果表明,载体孔洞尺寸对银粒子团聚可能起到限制作用,而且这种限制作用随载体孔洞尺寸增大而减小. 当载体的孔洞尺寸约为50 nm时,随温度升高银粒子的团聚和生长都不明显; 当载体的孔洞尺寸约为200 nm时,随温度升高银粒子发生一定程度的团聚和生长,但孔洞尺寸的限制作用仍存在. 这种载体尺寸的限制作用可以有效地阻止催化剂活性组分的团聚.     

经阳极氧化处理的不锈钢负载贵金属新型催化剂用于挥发性有机化合物的治理

 催化氧化是一种处理VOCs有效的节能和经济的方法。不锈钢在工业上有很多的应用。由于其具有耐腐蚀性，而且其表面经阳极氧化能形成一层氧化膜，从而可应用于很多场合。但是以其为载体制成催化剂以处理VOCs还未见报告。本文介绍一种新型的催化剂，该催化剂以不锈钢阳极氧化膜为载体负载贵金属以用于VOCs处理。尤其是在经过1000℃的焙烧以后，对甲苯的燃烧仍然有良好的活性。 实验中的催化剂载体为不锈钢片（1Cr18Ni9Ti,0.3mm）。在30wt%的硫酸溶液中经过阳极氧化处理（选择40min，电流密度为1.5 A/dm3的条件）。然后在H2 [PtCl6] 和 PdCl2溶液中, 通过浸渍法将贵金属浸渍于载体而制得。 实验在固定床上进行，以甲苯为反应物，表1为评价结果。由表1可见Pt0.01wt%-Pd0.02wt%负载于不锈钢阳极氧化膜以后的催化剂，对于甲苯有良好的燃烧活性，尤其是，经过1000℃焙烧的催化剂的活性要比500℃ 和800℃ 被烧的催化剂的活性更高。 通过SEM表征了Pt0.01wt%-Pd0.02wt%不锈钢催化剂。图1a中空白的不锈钢载体的表面相对光滑，经过阳极氧化以后表面呈现均匀分布的微米粒径（0.3微末）复合氧化膜，与金属基体的接合牢固，表面的粗糙度也明显增加（Fig1b），可以有效地作为有机废气治理催化剂的担体。从而表现出较高的VOCs氧化活性。温度焙烧对催化剂的活性有很明显的影响，在经过500℃焙烧以后，催化剂表面有较大的颗粒团聚。随着温度提高到800℃和1000℃，其表面颗粒更趋于均匀且近似呈现一种接近纳米粒径的复合氧化膜结构；在甲苯的催化燃烧上，更是表现出很好的效果。 通过实验结果表明由于该催化剂具有很高VOCs去除活性，良好的热稳定性；催化剂容易加工成蜂窝，热稳定性好，机械强度高，抗机械震动，易导热的特性，在处理VOCs方面有很好的应用前景。     

不同载体稳定的纳米金催化剂室温催化氧化甲醛研究

甲醛是一种常见的室内空气污染物,人们针对其消除已经做了大量的研究工作.催化氧化法是脱除挥发性有机物的一种重要方法,能在较低温度下通过催化剂作用将甲醛完全氧化为无毒的CO2和H2O.所用催化剂主要为负载型贵金属催
　　化剂和非贵金属催化剂,但只有担载贵金属Pt或Pd的催化剂可在室温下将甲醛完全氧化,而非贵金属一般则需要较高的温度. Au催化剂是近年来催化领域的一个研究热点,但是关于纳米Au催化剂室温消除甲醛的研究较少.本课题组前期研究发现,以可还原性氧化物(CeO2, FeOx)为载体负载的Au催化剂具有优异的室温氧化甲醛活性;并且突破以可还原性载体负载金的传统思路,首次发现“惰性载体”γ-Al2O3,负载的金催化剂在室温、有水条件下具有优异的甲醛氧化活性.本文对比了还原性氧化物(CeO2, FeOx)和非还原性氧化物(Al2O3, SiO2和HSZM-5)载体负载金催化剂,研究了载体氧化还原性质对负载金催化剂在高空速(600000 ml/(g·s))条件下室温催化氧化甲醛的活性和稳定性影响.结果表明,在室温、高空速且相对湿度为50%的条件下, Au/Al2O3催化剂的初活性最高,且较为稳定. Au/SiO2和Au/HZSM-5催化剂的初活性虽然较高,但很快失活.而还原性氧化物载体(CeO2, FeOx)负载的金催化剂初活性较低,但是稳定性较好.通过电镜对负载金催化剂表面Au粒子大小的表征,并将粒子尺寸与负载金催化剂室温氧化甲醛初活性相关联,它与催化氧化甲醛反应速率成线性关系. Au粒子尺寸较小的催化剂(Au/Al2O3和Au/SiO2),在高空速条件下具有更高的氧化甲醛活性,而Au粒子尺寸较大的Au/FeOx催化剂活性较差.载体的氧化还原性质虽然不直接影响Au催化剂初活性,但直接影响催化剂稳定性.由于Au与SiO2或HZSM-5载体的相互作用较弱,导致反应过程中Au粒子聚集长大,使其失活较快;而Au/Al2O3催化剂表面则富含羟基物种,能够与Au形成配体或产生锚定作用,因此反应过程中金粒子没有明显长大.而表面中间物种的沉积并覆盖活性位是负载金催化剂缓慢失活的主要原因.     

氧化铈的氧化还原性能对VOx/CeO2催化剂催化氯苯氧化性能的影响

分别采用尿素、氨水和碳酸钠作沉淀剂制备了三种具有不同氧化还原性能的氧化铈载体,并考察了这三种氧化铈载体负载氧化钒催化剂催化氧化消除氯苯的性能.三种氧化钒催化剂在300℃下对氯苯氧化的转换频率依次为4.9,1.6和0.8h-1.该结果表明氧化铈载体的氧化还原性质影响着负载氧化钒催化剂催化氧化消除氯苯的活性,V-O-Ce键中的氧物种在该催化氧化反应中起着重要作用.     

Catalytic Oxidation of Toluene, Acetone and Ethyl Acetate on a New Pt-Pd/Stainless Steel Wire Mesh Catalyst

A new volatile organic compound (VOC) combustion catalyst of 0.1%Pt-0.5%Pd/stainless steel wire mesh (SSWM) was prepared via anodic oxidation treatment. The result of activity tests for complete oxidation of toluene, acetone, and ethyl acetate showed that 0.1%Pt-0.5%Pd/stainless steel wire mesh catalyst had good catalytic activity and thermal stability. The total oxidation temperature for toluene, acetone, and ethyl acetate was at 220, 260, and 280 °C for the catalyst calcined at 500 °C, respectively. The catalyst and stainless steel wire mesh support were characterized by means of scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectrum (XPS), and ultrasonic vibration tests. The SEM results indicated that a typical donga structure layer appeared on the surface of stainless steel wire mesh support after anodic oxidation procedure. This typical anodic oxidation film was favorable for dispersing Pd and Pt components.     

Pd-Mn/Stainless Steel Wire Mesh Catalyst for Catalytic Oxidation of Toluene,Acetone and Ethyl Acetate

A new 0.1%Pd‐6%Mn/stainless steel wire mesh catalyst was prepared and used for volatile organic compounds (VOC) elimination. The supported palladium and manganese catalyst over the stainless steel wire mesh was prepared by using an impregnation method. When an anodic oxidation technology was employed, an anodic oxidation membrane appeared on the stainless steel wire mesh. On the 0.1%Pd‐6%Mn/stainless steel wire mesh catalyst calcined at 500°C, the total oxidation of toluene, acetone and ethyl acetate was respectively at 260, 220 and 320°C. The activity could be stable for over 700 h for toluene oxidation. The scanning electron microscopy (SEM) investigation of the Pd‐Mn/stainless steel wire mesh catalyst shows that the presence of anodic oxidation membrane on the support surface is important for better dispersion of active phases.     

Temperature Hysteresis in CO Oxidation on Copper Oxide Catalyst Applied to a Steel Gauze

The temperature hysteresis during the heterogeneous catalysis was studied by an example of model reaction of CO oxidation on copper oxide catalyst applied to a stainless steel gauze.     

Heat transfer by evaporation in capillary porous wire mesh structures

Results of an experimental study on heat transfer in a flooded capillary wire mesh structure with variable mesh sizes in contact with a heated flat surface allow classification of the dominant heat transfer mechanisms in four areas, dependent on the mesh size and the temperature of the heated surface. Freon 11 and Freon 113 were used as test fluids. The mesh sizes of the capillary wire mesh structures, consisting of two to nine layers of stainless steel or phosphor bronze wire meshes, ranged from 38 mesh to 198 mesh. A Nusselt correlation for two areas could be determined with the help of the similarity theorem, which reproduces the experimental results with an accuracy of about ±15 percent.     

Catalytic wet air oxidation of 2-nitrotoluidine and 2,4-dinitrotoluene

The rates of wet air oxidation of 2-nitrotoluidine and 2,4-dinitrotoluene in the presence of excess oxygen and at different temperatures and oxygen pressures was investigated. Oxidation experiments were carried out at temperatures between 180 and 225^oC and oxygen partial pressures of 1,0-3,0 MPa, in a 280 mL glass vessel-inserted stainless steel reactor. Copper sulfate (CuSO₄ .5H₂O) was used as a catalyst, and the effect of catalyst loading was studied by varying the concentration: 0.75, 2.5 and 25 mg/L as Cu²⁺. Addition of Cu²⁺ ions in the reaction media accelerated 2-nitrotoluidine oxidation nearly ten times even if it exists in trace amount in the reaction medium (0.75 ppm Cu²⁺). Unfortunately copper did not show catalytic effect for the oxidation of 2,4-dinitrotoluene. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

电气石粉对制备纳米TiO2及光催化氧化甲苯气相污染物的影响

用浸渍、烧结方法制备了不锈钢网(3×15cm)负载催化剂:由溶胶-凝胶法制备含(400目)电气石粉的二氧化钛催化剂,并与直接混合电气石粉、P-25 TiO₂的复合负载催化剂进行对照;利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征催化剂结构;研究了催化剂在反应器(14L)中由20W紫外杀菌灯照射下光催化氧化去除气相甲苯污染物的效果.结果表明,在制溶胶过程中添加微米级电气石粉,得到催化剂粒径较小,其负载量和催化活性均有提高,平均催化比活性达到1.90mg·m^-2·min^-1或0.11mg·g^-1·min^-1,该催化剂在静态条件下反应4h,对初始浓度为180mg·m^-3和70mg·m^-3的甲苯去除率分别达到87%和82%;而同样的高初始浓度下,负载P-25仅可去除21%甲苯,复合负载P-25、电气石可去除58%甲苯,其催化比活性达到1.35mg·m^-2·min^-1或0.18mg·g^-1·min^-1.