介孔Al2O3负载纳米Au催化剂用于低温催化氧化CO

 用不同模板剂合成了具有较高比表面积和较多表面碱性位的介孔Al2O3载体,并采用均相沉积-沉淀法制备了Al2O3负载纳米Au催化剂,对制备的介孔Al2O3载体及相应催化剂采用低温N2吸附法、TEM和XPS等手段进行了表征,考察了载体表面碱性对纳米Au粒子在载体表面的沉积及相应催化剂在CO氧化反应中催化性能的影响. 以CO2-TPD法测定载体表面碱性,结果表明,介孔氧化铝的表面碱性与其合成过程中所用的模板剂有关. 以表面碱性位较丰富的介孔Al2O3为载体制备的催化剂表面Au粒子分布较均匀且粒径(3.1～3.2 nm)较小,在CO完全氧化反应中催化活性最高,表明载体表面的碱性位有利于稳定其表面沉积的纳米Au粒子. XPS分析结果表明,催化剂表面的Au主要以Au0金属态形式存在,它在CO氧化反应中表现出较高的催化活性.     

PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢催化性能

用微型催化反应装置评价, 并结合X射线粉末衍射(XRD)、表面积和孔结构测试、程序升温还原(TPR)、氢化学吸附和热重分析等方法研究了负载型PtSn/γ-Al2O3, PtSn/MCM-41和PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢反应催化性能. 发现PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较PtSn/MCM-41催化剂高的丙烷脱氢反应活性和较PtSn/γ-Al2O3催化剂高的反应稳定性. 实验结果表明, 纯硅MCM-41载体表面的锡物种因与载体相互作用较弱故易被还原, 导致铂金属分散度和催化剂的丙烷脱氢活性较低. 用Al2O3修饰MCM-41可以增强Sn物种与Al2O3/MCM-41载体之间的相互作用, 提高PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂铂金属分散度和丙烷脱氢催化活性. 并且, 积炭后的PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较高的铂金属表面裸露度, 故具有较高的丙烷脱氢反应稳定性. PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂优良的丙烷脱氢催化性能可能不仅与Sn-载体Al2O3/MCM-41较强的相互作用有关, 而且与Al2O3/MCM-41载体的介孔结构有关.     

超声浸渍法制备Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能

 以球形 γ-Al2O3 和 θ-Al2O3 为载体,分别采用超声浸渍和普通浸渍方法制备了Pd含量为0.3%的负载型催化剂,并将其用于蒽醌加氢反应. 采用X射线衍射、 N2吸附和透射电镜等手段对催化剂的理化性质和孔结构进行了分析,考察了浸渍方法对催化剂活性金属分散度的影响. 结果表明,与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的负载型Pd催化剂金属分散度明显提高,因而对蒽醌加氢反应表现出较高的催化活性. 以960 ℃焙烧的球θ-Al2O3 为载体,通过超声浸渍制备的负载型Pd催化剂具有较高的Pd分散度和较大的孔径,在蒽醌加氢反应中对反应物的扩散阻力较小,因而表现出更高的催化活性,而且反应中催化剂的稳定性良好.     

介孔催化剂上苯酚和二氧化碳直接合成碳酸二苯酯

采用等体积浸渍法制备了介孔分子筛SiMCM-41负载的ZnCl2、ZnO、FeCl3和Fe2O3催化剂,并用于苯酚与二氧化碳在CCl4溶液中合成碳酸二苯酯.采用29SiNMR、ICP、XRD和UV-Raman等技术对催化剂的结构性质、活性组分和载体间的相互作用以及反应前后催化剂结构变化等进行了研究.结果表明,载体SiMCM-41在反应过程中表现出较高的稳定性,ZnCl2、ZnO、FeCl3及Fe2O3负载到介孔SiMCM-41上,金属离子和载体表面硅羟基结合生成固载型活性中心,防止了金属离子在反应过程中从催化剂表面的流失.以二氧化碳、苯酚和碳酸钾为原料,在四氯化碳溶液中反应合成碳酸二苯酯(DPC)时,锌负载催化剂具有较高的催化活性和DPC选择性.     

PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢催化性能

用微型催化反应装置评价,并结合X射线粉末衍射(XRD)、表面积和孔结构测试、程序升温还原(TPR)、氢化学吸附和热重分析等方法研究了负载型PtSn/γ-Al2O3,PtSn/MCM-41和PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢反应催化性能.发现PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较PtSn/MCM-41催化剂高的丙烷脱氢反应活性和较PtSn/γ-Al2O3催化剂高的反应稳定性.实验结果表明,纯硅MCM-41载体表面的锡物种因与载体相互作用较弱故易被还原,导致铂金属分散度和催化剂的丙烷脱氢活性较低.用Al2O3修饰MCM-41可以增强Sn物种与Al2O3/MCM-41载体之间的相互作用,提高PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂铂金属分散度和丙烷脱氢催化活性.并且,积炭后的PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较高的铂金属表面裸露度,故具有较高的丙烷脱氢反应稳定性.PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂优良的丙烷脱氢催化性能町能不仅与Sn-载体Al2O3/MCM-41较强的相互作用有关,而且与Al2O3/MCM-41载体的介孔结构有关.     

负载型Cu-Mn-Ce催化剂燃烧VOCs反应的载体效应

以MgO,Al2O3,SiO2,TiO2和ZrO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Cu-Mn-Ce(CMC)三元复合氧化物催化剂,并用TG,XRD,BET和H2-TPR对催化剂进行了表征,以甲苯和丙酮催化燃烧为模型反应,考察了该催化剂的催化活性。结果表明,纯CMC催化剂的铈基固溶体结构表现出优良的催化活性,当CMC负载在SiO2和Al2O3上后,其大比表面积和表面羟基均不利于CMC活性固溶体结构的形成,另外Mn,Cu等过渡金属与MgO载体发生相互作用而破坏了CMC的活性结构。TiO2和ZrO2则较好地保持了CMC活性固溶体的结构,并显著提高了CMC催化剂的高温热稳定性。     

Pt/Co3O4/3DOM Al2O3：甲苯燃烧的高效催化剂

与硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳以及悬浮颗粒一样,大部分挥发性有机物(VOCs)污染大气环境.控制 VOCs排放有多种方法,其中催化氧化法是一种有效技术,关键在于获得高效催化剂.
　　近年来,负载过渡金属和贵金属催化剂因具有比单纯负载贵金属和单纯负载过渡金属氧化物更好的催化性能而备受关注.在负载贵金属催化剂中,高比表面积载体负载 Pt, Pd或 Rh催化剂得到广泛而深入的研究,尽管这些催化剂成本较高,但是其对 VOCs氧化反应显示了很高的低温催化活性.众所周知,催化活性取决于贵金属和 VOCs的种类,不同负载贵金属催化剂对特定反应会表现出不同的催化活性.负载 Pt催化剂对长链碳氢化合物和芳香族化合物氧化反应表现出更高的活性.相对于负载贵金属催化剂,负载过渡金属氧化物催化剂不仅具有良好的氧化活性,而且价格低廉.迄今已发现许多过渡金属氧化物(如 Co3O4, Cr2O3和 MnO2等)对典型 VOCs氧化反应具有催化活性,其中 Co3O4的催化活性尤为突出.研究表明, Co3O4的性质和分散度是决定其性能的关键因素,制备方法、载体性质和过渡金属氧化物负载量对 Co3O4的物化性质具有重要影响,而且在负载 Pt催化剂中添加金属氧化物能改善其催化性能.尽管多孔氧化铝是一种常用的载体材料,但目前尚无文献报道三维有序大孔-介孔氧化铝负载 Co3O4和 Pt纳米粒子催化剂的制备及其对甲苯氧化反应的催化性能.
　　本文采用聚甲基丙烯酸甲酯微球胶晶模板法、等体积浸渍法和聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法制备了三维有序大孔-介孔(3DOM Al2O3)负载 Co3O4和 Pt (xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3, Pt的质量分数(x%)为0-1.4%, Co3O4的质量分数(y%)为0-9.2%)纳米催化剂.通过电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线光电子能谱及氢气程序升温还原等技术表征了催化剂的物化性质,利用固定床微型石英反应器评价了催化剂对甲苯氧化反应的催化活性.结果表明,xPt/yCo3O4/3DOMAl2O3催化剂具有多级孔结构(大孔孔径为180–200 nm,介孔孔径为4–6 nm),比表面积为94?102 m2/g.粒径为18.3 nm的 Co3O4纳米粒子和粒径为2.3?2.5 nm的 Pt纳米粒子均匀分散在3DOM Al2O3表面.在xPt/yCo3O4/3DOM Al2O3催化剂中,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3拥有最高的 Oads浓度、最好的低温还原性和最高的甲苯氧化反应催化活性(当空速为20000mL g–1 h–1时,甲苯转化率达90%的反应温度为160oC).基于催化剂的活性数据和结构表征,我们认为,1.3Pt/8.9Co3O4/3DOM Al2O3优异的催化性能与其高分散的 Pt纳米粒子、高的 Oads浓度、好的低温还原性、Pt和 Co3O4纳米粒子间的强相互作用以及多级孔结构相关.     

不同载体Ni基催化剂生物质热解气甲烷化反应性能

采用浸渍法制备了Ni金属负载在不同载体(SiO2、ZrO2、CeO2、Al2O3和Al2O3-CeO2)表面形成的催化剂,研究了水蒸气和载体对生物质热解气甲烷化反应性能的影响。结果表明,随着水蒸气量的增加CO转化率逐渐增大,而甲烷选择性呈现先增加后降低的变化趋势,当nw ater/ngas比值为0.26时达到最大。载体Al2O3相比SiO2、ZrO2和CeO2具有更大的比表面积和Ni金属分散度,促进了生物质热解气甲烷化反应活性和选择性。相比于Ni-Al2O3催化剂,Al2O3-CeO2复合载体具有更多的镍金属负载量活性金属分散度,以及最好的低温甲烷化反应性能。在300℃的低温条件下,Ni-Al2O3-CeO2催化剂的CO转化率达到97%,CH4增长率达到110%。     

改性介孔 Al2O3 负载锰基催化剂的结构及其催化氧化与抗硫性能

 采用分步浸渍法分别制备了 LaCeZr 和 YCeZr 组合助剂改性的介孔 Al2O3 负载的 Mn 基系列氧化物催化剂, 用 X 射线衍射、氮气吸附-脱附、X 射线吸收精细结构、X 射线光电子能谱和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 探讨了催化剂中 Mn 物种的存在形式及其还原性能, 并与样品催化 CO 和 C3H8 的氧化活性相关联. 结果表明, 样品中 Mn 物种主要以 Mn3O4 形式存在, 该物种在不同样品中与载体的作用强弱不同, 从而表现出不同的还原性能和催化活性. 助剂改性有效抑制了 Mn-Al 之间的相互作用, 提高了 Mn–O 键的活动度, 从而提高了催化剂的氧化活性. 相比于 YCeZr 助剂, LaCeZr 助剂改性更大程度上提高了 Mn 物种的还原性, 因而大大提高了催化剂的氧化性能. 650 oC 焙烧的 LaCeZr 组合助剂改性的介孔 Al2O3 负载的 Mn 氧化物催化剂, 在 0.035% SO2 存在的条件下对 CO 的氧化活性并未下降, 对 C3H8 的氧化活性下降幅度也较小, 表现出优越的抗硫性能和氧化性能.     

Co/HMS和Co/SiO2催化剂的表征及在费-托合成反应中的催化性能

 HMS介孔分子筛经水热处理得到无定形SiO2,分别以无定形SiO2和HMS为载体,用浸渍法制得了15%Co/SiO2和15%Co/HMS催化剂. 研究表明: 氧化态Co/SiO2和Co/HMS催化剂中的钴物种以Co3O4形式存在,且Co3O4晶粒粒径均较相应催化剂的孔径大,故有部分钴物种存在于催化剂外表面; 氧化态Co/HMS催化剂中的钴物种堵塞孔道较为严重; Co/HMS催化剂中存在较强的金属-载体相互作用,因此Co/HMS催化剂较Co/SiO2催化剂难还原; Co/HMS催化剂还原后具有较高的钴分散度,使其具有优异的费-托合成反应性能.     

混合硝酸镍和醋酸镍制备的催化剂的特征和催化加氢抗硫性能

使用直接还原镍盐前体[Ni(NO_3)_2/γ-Al_2O_3, NiAc_2/γ-Al_2O_3或Ni (NO_3)_2-NiAc_2/γ-Al_2O_3]和镍氧化物前体的方法制备催化剂,研究了它们的 表面特征和甲苯加氢抗硫性能。还原镍盐得到的催化剂比还原其焙烧成的氧化物制 得的催化剂金属的还原和分散程度高。Ni(NO_3)_2-NiAc_2/γ-Al_2O_3分解得到的 氧化物前体的TPR在约415 ℃出现了较小数量的块状NiO的还原峰;而Ni(NO_3)_2- NiAc_2/γ-Al_2O_3的TPR中镍盐分解成氧化物时的耗氢量变小。用氢溢流的概念和 镍盐分解时的耗氢量可以将TPR的结果和金属的分散性关联起来。在镍盐前体催化 剂上甲苯的加氢具有较高的活性,而两种盐摩尔比为1：1时,盐前体催化剂反应活 性出现了一极大值,同时盐和氧化物前体催化剂都给出了抗硫性能的极大值。     

Ce1-xNixO2/Al2O3/FeCrAl催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以FeCrA l合金薄片为基体,A l2O3为过渡载体,Ce1-xN ixO2(x=0.1-0.3)、CeO2和N iO为活性组分,制备了Ce1-xN ixO2/A l2O3/FeCrA l、CeO2/A l2O3/FeCrA l和N iO/A l2O3/FeCrA l金属基整体式催化剂,在固定床微型反应器中评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能,用SEM、XRD、TPR等方法对催化剂的物相、表面形貌和氧化还原性进行了表征.结果表明,Ce1-xN ixO2在催化剂表面的分散性比CeO2和N iO要好;Ce1-xN ixO2/A l2O3/FeCrA l(x=0.1-0.3)催化剂具有好的催化活性和高温稳定性,CeO2/A l2O3/FeCrA l和N iO/A l2O3/FeCrA l催化剂有好的初活性但高温稳定性较差;活性组分与A l2O3和FeCrA l金属基体之间存在较强的相互作用.     

Complete Oxidation of Methane over Palladium Supported on Alumina Modified with Calcium,Lanthanum,and Cerium Ions

The activity and thermal stability of Pd/Al_2O_3 and Pd/(Al_2O_3 MO_x)(M=Ca,La,Ce) palladium catalysts in the reaction of complete oxidation of methane are presented in this study.The catalyst supports were prepared by sol-gel method and they were dried either conventionally or with supercritical carbon dioxide.Then they were impregnated with palladium nitrate solution.The catalysts with unmodified alumina had a high surface area.The activity and thermal stability of the alumina- supported catalyst was also very high.The introduction of calcium,lanthanum,or cerium oxide into alumina support caused a decrease of the surface area in the way dependent on the support precursor drying method.These modifiers decreased the activity of palladium catalysts,and they required higher temperatures for the complete oxidation of methane than unmodified Pd/Al_2O_3.The improvement of the palladium activity by lanthanum and cerium support modifier was observed only at low temperatures of the reaction.     

聚苯乙烯的催化裂解研究

由于塑料性质稳定,难以自然降解,其废弃物不仅严重污染环境,更造成了资源浪费.因此,废旧塑料的再资源化对环境保护和可持续发展有着重要意义.废塑料再资源化回收技术是指将废塑料热裂解或催化裂解、回收燃料油和化工原料的技术~([1,2]).     

用于苯催化燃烧的Cu-Mn-O/Ce/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂

采用不同的浸渍法制备了负载型催化剂Cu-Mn-O/Ce/γ-Al2O3-TiO2,应用X射线粉末衍射(XRD)、低温液氮吸附(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等测试技术对催化剂进行了表征。在200～500℃考察了催化剂催化燃烧较高浓度的苯(体积分数为3.6%)反应中的催化性能。结果表明,15%CuMn2Ox/Al2O3-TiO2催化剂(CuMn2Ox质量分数为15%)在300℃苯的转化率达到79%,其低温催化活性明显高于单独负载氧化铜或氧化锰的催化剂。而采用共浸渍法制备的催化剂15%CuMn2Ox-15%CeO2/Al2O3-TiO2在300℃苯的转化率达81%,其催化活性明显高于分步浸渍法制备的催化剂。CeO2的添加更利于提高共浸渍法制备的催化剂中各活性组分的分散度和相互作用。     

Effect of ethanedioic acid functionalization on Ni/Al_2O_3 catalytic hydrodeoxygenation and isomerization of octadec-9-enoic acid into biofuel: kinetics and Arrhenius parameters

The effect of ethanedioic acid(Ed A) functionalization on Al_2O_3 supported Ni catalyst was studied on the hydrodeoxygenation(HDO), isomerization, kinetics and Arrhenius parameters of octadec-9-enoic acid(OA) into biofuel in this report. This was achieved via synthesis of two catalysts; the first, nickel alumina catalyst(Ni/Al_2O_3) was via the incorporation of inorganic Ni precursor into Al_2O_3; the second was via the incorporation nickel oxalate(Ni Ox) prepared by functionalization of Ni with Ed A into Al_2O_3 to obtain organometallic Ni Ox/Al_2O_3 catalyst. Their characterization results showed that Ni species present in Ni/Al_2O_3 and Ni Ox/Al_2O_3 were 8.2% and 9.3%, respectively according to the energy dispersive X-ray result. Ni Ox/Al_2O_3 has comparably higher Ni content due to the Ed A functionalization which also increases its acidity and guarantees high Ni dispersion with weaker metal-support-interaction leading to highly reducible Ni as seen in the X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, TPR and Raman spectroscopy results. Their activities tested on the HDO of OA showed that Ni Ox/Al_2O_3 did not only display the best catalytic and reusability abilities, but it also possesses isomerization ability due to its increased acidity. The Ni Ox/Al_2O_3 also has the highest rate constants evaluated using pseudo-first-order kinetics,but the least activation energy of 176 k J/mol in the biofuel formation step compared to 244 k J/mol evaluated when using Ni/Al_2O_3. The result is promising for future feasibility studies toward commercialization of catalytic HDO of OA into useful biofuel using organometallic catalysts.     

负载型贵金属催化剂的制备化学－载体等电点对Pd／A1_2O_3催化剂结构与催化性能的影响

本文通过化学修饰的方法改变了γ－Ａｌ_２Ｏ_３载体等电点（ＩＥＰＳ），并用具有不同等电点的Ａｌ_２Ｏ_３作载体，以（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ４为活性组分前身制备了一系列Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，在固定床微反色谱装置上考察了其对ＣＯ氧化的催化活性，用Ｈｉ—Ｏ_２滴定、紫外漫反射光谱（ＤＲＳ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）中的能量色散谱（ＥＤＸＳ）等方法对上述催化剂进行了表征，结果表明：Ａｌ_２Ｏ_３的等电点（ＩＥＰＳ）对所得催化剂中金属分散度和浓度分布都有明显影响，ＩＥＰＳ越高。活性组分越靠近外表面，在相同担载量下，其分散度也越高。这主要是由于载体ＩＥＰＳ的改变，导致了（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ_４在γ－Ａｌ_２Ｏ_３上吸附机理的变化，并使所得催化剂对ＣＯ氧化的催化活性发生了规律性的变化。     

临氢还原处理对Al2O3负载的CuO-MOx催化剂的影响

研究了Ｈ２预处理对Ａｌ２Ｏ３负载ＣｕＯ和ＣｕＯ－ＭＯｘ催化剂的作用。考察了Ｈ２处理时间、Ｈ２处理浓度以及多次还原氧化循环对ＣｕＯ系催化剂ＣＯ氧化活性的影响规律,并用原位还原氧化反应技术、ＸＰＳ对Ｈ２预处理的作用进行了研究。结果表明,ＣｕＯ－ＣｏＯ／Ａｌ２Ｏ３和ＣｕＯ－Ｃｅ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３催化剂受Ｈ２还原处理后ＣＯ氧化活性明显增加,并随Ｈ２处理时间、处理浓度的增加而增强。而且催化剂的ＣＯ氧化活性还     

Removal of biomass tar by steam reforming over calcined scallop shell supported Cu catalysts

In this study, the main purpose is to develop low-cost catalysts with high activity and stability for high quality syngas production via steam reforming of biomass tar in biomass gasification process. The calcined waste scallop shell(CS) supported copper(Cu) catalysts are prepared for steam reforming of biomass tar. The prepared Cu supported on CS catalysts exhibit higher catalytic activity than those on commercial CaO and Al_2O_3. Characterization results indicate that Cu/CS has a strong interaction between Cu and CaO in CS support, resulting in the formation of calcium copper oxide phase which could stabilize Cu species and provide new active sites for the tar reforming. In addition, the strong basicity of CS support and other inorganic elements contained in CS support could enhance the activity of Cu/CS. The addition of a small amount of Co is found to be able to stabilize the catalytic activity of Cu/CS catalysts,making them reusable after regeneration without any loss of their activities.     

具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂

通过共沉淀法和沉积-沉淀法制备出了具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂, 并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附及热重和差示扫描量热(TG-DSC)分析等表征手段对催化剂的结构与表面形貌进行了研究分析. TEM测试结果表明: 500 ℃焙烧后, 未掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布较宽, 平均粒径约为7.0 nm, 载体颗粒尺寸在50-100 nm范围内; 而掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布变窄, 平均粒径约为5.0 nm, 且载体颗粒大小也明显小于未掺杂Al2O3的催化剂, 保持在30-50 nm的范围内. N2吸附-脱附测试结果表明, Al2O3的掺杂有利于保持催化剂的介孔结构和比表面积, 从而提高了载体的热稳定性. XRD和TG-DSC测试结果表明, Al2O3的掺杂可以有效地抑制Fe2O3的结晶, 进而抑制了高温焙烧过程中金颗粒的长大. 选用CO低温氧化反应对催化剂的活性进行了评价, 即使在500 ℃高温下焙烧12 h, 掺杂了Al2O3的催化剂仍然可在26.7 ℃将CO完全转化, 而未掺杂Al2O3的催化剂CO最低完全转化温度(T100)高达61.6 ℃. Al2O3的掺杂显著提高了催化剂的热稳定性能.