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1.
掺加Nd和K改性对CoO催化分解NO活性的影响 《燃料化学学报》2019,47(9):1120-1128
用水热法和共沉淀法分别制备了Nd-Co3O4催化剂,催化分解N2O。其中,水热法制备的Nd-Co3O4催化活性较高。在不同组成的Nd-Co3O4中,优化出了较高活性的0.01Nd-Co3O4催化剂,在其表面浸渍K2CO3溶液制备K改性催化剂(K/Nd-Co3O4)。用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)、O2程序升温脱附(O2-TPD)等技术表征催化剂结构。结果表明,Nd-Co3O4和K改性催化剂均为尖晶石结构;K改性弱化了催化剂表面Co-O键,有利于表面氧的脱除,提高了催化剂活性。有氧有水气氛350 ℃连续反应40 h,K/Nd-Co3O4催化剂上的N2O分解率超过90%,稳定性较好。 相似文献
2.
水热合成CoO的制备参数调变及其催化分解NO性能 《燃料化学学报》2018,46(6):717-724
以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为模板剂,通过调变CTAB浓度水热合成了氧化钴前驱体,焙烧制得棒状形貌的Co3O4,在其表面浸渍K2CO3溶液制得K改性的Co3O4催化剂,用于N2O分解。用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)和O2程序升温脱附(O2-TPD)等技术对催化剂进行了表征,考察了CTAB/钴及尿素/钴物质的量比等制备参数对Co3O4催化分解N2O活性的影响。结果表明,CTAB浓度为0.05 mol/L、CTAB/钴离子物质的量比为1、尿素/钴离子物质的量比为4时,所制备的Co3O4催化剂具有较高的N2O分解活性,而K改性可以进一步提升其催化性能。K改性的Co3O4在有氧有水气氛中400℃下进行N2O分解反应,50 h后N2O转化率仍保持在91%以上。 相似文献
3.
一步水热合成Y-CoO复合氧化物催化剂及催化分解NO 《燃料化学学报》2019,47(4):446-454
用一步水热、分步水热、浸渍等方法分别制备Y-Co3O4复合氧化物,用于催化分解N2O的反应,其中,一步水热法制备的催化剂活性较高。再用一步水热法制备了不同Y/Co物质的量比的Y-Co3O4复合氧化物,在优化出的催化剂(0.03Y-Co3O4)表面浸渍K2CO3溶液,制备K改性催化剂(0.02K/0.03Y-Co3O4)。用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)、O2程序升温脱附(O2-TPD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)等技术表征催化剂结构。研究发现,Co3O4和Y-Co3O4同为尖晶石结构,但Y-Co3O4的催化活性显著高于Co3O4。K改性增加了催化剂表面的活性位(Co2+),还有利于吸附氧的脱除,从而提高了催化剂活性。在无氧无水、有氧无水、有氧有水气氛中,K改性催化剂上的N2O全分解温度分别为325、350、375 ℃,催化剂活性较高。有氧有水气氛350 ℃连续反应50 h,K改性催化剂上N2O分解率保持90%以上,稳定性较高。研究发现,Y-Co3O4及K改性催化剂上N2O分解反应的Ea和lnA之间存在动力学补偿效应。 相似文献
4.
制备了(Ni+Co)/Al=3、Ni/Co=0.2(原子比)的NiCoAl三元类水滑石样品,焙烧获得NiCoAl复合氧化物,表面浸渍K2CO3溶液制备了K改性催化剂,用于N2O分解反应,考察了K负载量、焙烧温度等制备参数和O2、H2O等反应气氛对催化剂活性的影响。用BET、XRD、H2-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构。结果表明,K的表面改性提高了催化剂对N2O分解反应的催化活性,其中,400℃预焙烧NiCoAl类水滑石制得复合氧化物,初湿浸渍K2CO3溶液,K的负载量为K/(Ni+Co)=0.05,400℃ 再焙烧制备的催化剂活性较高,有氧有水条件下500℃ 反应时N2O可完全分解;在NiCoAl复合氧化物表面负载K2CO3组分,降低了催化剂表面Co、Ni元素的电子结合能,弱化了表面Co-O、Ni-O化学键,从而提高了催化剂活性和抗水性能。 相似文献
5.
采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了负载于蜂窝陶瓷上的Co/Fe/Al2O3/cordierite催化剂,在陶瓷管流动反应器上对其催化C3H6选择性还原NO的性能进行了测试。结果表明,该催化剂表现出最优脱硝性能,在模拟烟气条件下,当反应温度为550 ℃时可实现97%的脱硝效率。Co的引入可显著增强Fe/Al2O3/cordierite催化剂抗SO2和H2O的能力。在模拟烟气中同时引入0.02% SO2和3% H2O后,1.5Co/Fe/Al2O3/cordierite的脱硝性能受影响甚微,当反应温度高于500 ℃时1.5Co/Fe/Al2O3/cordierite催化C3H6还原NO的效率均可达到90%以上;相比之下,未经Co修饰的催化剂Fe/Al2O3/cordierite脱硝性能受到了严重的抑制,在整个反应温度区间(200-700 ℃)内,其催化C3H6还原NO的效率最高不足50%。XRD和SEM表征结果表明,经过适量的Co修饰后的1.5Co/Fe/Al2O3/cordierite表面变得更疏松,且形成了以钴铁和钴铝双金属氧化物为主要成分的球状晶粒。H2-TPR结果表明,相比于Fe/Al2O3/cordierite,1.5Co/Fe/Al2O3/cordierite有更好的低温还原性能。Py-FTIR结果表明,Co的引入可使催化剂表面的Lewis酸明显增加,且生成了Brønsted酸。N2吸附-脱附表征结果表明,Co可增大催化剂的比表面积。 相似文献
6.
碳球为模板水热合成Mg-Co复合氧化物及其催化分解NO 《燃料化学学报》2018,46(5):569-577
用自制的碳球为模板剂,尿素为沉淀剂,120℃水热合成尖晶石型Mg-Co复合氧化物(MgCo2O4),在其表面浸渍K2CO3溶液制得K改性催化剂,用于催化分解N2O。用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、O2程序升温脱附(O2-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行结构表征,考察了钴镁离子/碳球的质量比、尿素/钴镁离子的物质的量比等制备参数对催化剂活性的影响。结果表明,钴镁离子/碳球的质量比为0.192、尿素/钴镁离子的物质的量比为2,制得的MgCo2O4催化剂活性较高。K改性MgCo2O4催化剂在400℃有氧无水、有氧有水条件下连续反应50 h,N2O转化率分别保持在91%和62%,稳定性较好。 相似文献
7.
助剂MgO、CaO对甲烷水蒸气重整Ni/γ-Al2O3催化性能的影响 总被引:2,自引:1,他引:2
采用固定床装置,考察了以共浸方式引入的助剂MgO、CaO对Ni/γ-Al2O3催化剂在甲烷水蒸气催化重整中的催化反应性能的影响。结果表明,在H2O/CH4/N2的摩尔比为2.86/1/3.28,GHSV为1800h-1,反应温度为700℃下,催化剂Ni-CaO/Al2O3催化性能最好;反应初期甲烷转化率可达到96.95%、CO选择性可达68.93%、H2收率可达73.58%。XRD和H2-TPR结果表明,CaO的存在使催化剂中的活性NiO组分增多,还原性和分散性能较好。利用热分析技术对积炭进行考察发现反应10h后的Ni-CaO/Al2O3催化剂上并未出现导致催化剂失活的炭物种。 相似文献
8.
CoAlO/AlO载体对钴基费托催化剂反应性能影响的研究 《燃料化学学报》2015,43(7):846-851
通过浸渍和高温焙烧,制得表面附着CoAl2O4微晶颗粒的改性Al2O3载体,并采用等体积浸渍法制备负载型Co基催化剂。结合 N2物理吸附、XRD、H2-TPR、XPS及H2化学吸附等表征手段,研究改性载体及其负载钴基催化剂的织构特征;采用费托合成反应评价其催化性能。结果表明,Al2O3改性后,表面CoAl2O4的存在有效减少了载体与活性组分Co的相互作用,显著提高了催化剂的还原度和催化活性。载体的改性量在20%左右达到最佳值,继续增加,催化剂还原度和活性基本不再升高。载体改性促使催化剂CH4选择性有所降低,C5+选择性略有提高。 相似文献
9.
采用分步共沉淀法制备了不同Al2O3含量(0%-15% (w))的CuO/Fe2O3催化剂, 并进行水煤气变换反应(WGSR)评价测试. 制得的催化剂中含有复合物CuFe2O4, 其晶粒尺寸, 氧化还原性质和表面Cu分散通过相应表征手段加以研究. X 射线粉末衍射(XRD), 拉曼(Raman)光谱, N2物理吸附, N2O分解和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等表征技术说明适量Al2O3的加入可以促进尖晶石CuFe2O4发生由四方相向立方相的转变, 阻止催化剂中Cu烧结, 增大表面Cu分散, 增加弱碱性位点的数量. 此外, 采用H2程序升温还原(H2-TPR)技术探究改性的CuO/Fe2O3催化剂的还原性能. 关联结果发现, Al2O3掺杂在增大铜物种的耗氢量, 降低其还原温度方面起着重要的作用. 即Al2O3的添加促进CuO/Fe2O3催化剂中铜铁物种之间的协同作用. 结合活性测试和表征结果,适量的Al2O3 (10%(w))改性的催化剂具有较小的Cu颗粒尺寸、较大的Cu分散、较强的还原性能、较多数量的弱碱性位点, 因此具有更好的初始活性和热稳定性. 相似文献
10.
以Na2CO3, (CH3CO2)2Mn·4H2O, Al2O3, Na3PO4·12H2O和CH3COOLi·2H2O为原料, 通过2次高温固相法和一步水热离子交换法得到一系列铝和磷掺杂的LiMn0.97Al0.03O2, LiMnO1.99(PO4)0.01和LiMn0.97Al0.03O2-x(PO4)x(x=0.01, 0.03, 0.05)化合物. 用X射线衍射(XRD)表征了前驱体及交换产物的晶体结构, 用扫描电镜(SEM) 测定了晶体的形貌. 通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱及恒电流充放电测试, 研究了掺杂离子对合成材料结构及电化学性能的影响. 研究结果表明, Al-PO4复合掺杂综合了Al3+掺杂提高材料的电化学反应活性和减低材料的电化学反应阻抗以及PO43-掺杂增大材料的晶胞体积的特点, 提高材料中Li+的扩散能力, 有效地抑制了材料由于Jahn-Teller效应引起的结构畸变, 改性后的LiMnO2正极材料既保持了较高的容量又获得了良好的电化学循环性能. 相似文献
11.
固体碱催化剂K_2CO_3/Al_2O_3的制备及其催化餐饮废油制生物柴油的性能 总被引:1,自引:0,他引:1
采用浸渍法制备了K2CO3/Al2O3固体碱催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂在催化餐饮废油合成生物柴油的酯交换反应中催化活性的影响,并对其进行了FT-IR、XRD、TG-DTG、SEM和BET表征分析。实验结果表明,所制备的催化剂在催化餐饮废油合成生物柴油的酯交换反应中表现出良好的活性,在活性组分K2CO3负载量为50%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h的条件下制备的催化剂催化酯交换反应时,生物柴油产率可达86.70%。催化剂表征结果显示,K2CO3/Al2O3催化活性是因K2CO3与Al2O3经高温焙烧产生新的晶相有关。催化剂重复使用4次,生物柴油产率仍在75%以上。制得的生物柴油产品质量达到国家生物柴油B100标准。 相似文献
12.
In-depth understanding of the mechanisms of hydrogen sulfide (H2S) adsorption on catalysts during desulfurization from industrial waste gas streams is important for developing effective catalysts to be used in the decomposition of H2S. In this work, the dissociation behavior of H2S adsorbed on a single-atom catalyst (Ti or V-decorated Ti2CO2 surface) was investigated by performing density functional theory (DFT) calculations. The corresponding diffusion behavior revealed that Ti or V atoms could be dispersed on the Ti2CO2 monolayer, without aggregation in the form of single atoms. In addition, analyses of the partial density of states (PDOS), Hirshfeld charges, and electron density difference indicated that the decorated Ti or V atoms led to charge redistribution on the Ti2CO2 surface and significantly improved the interaction between the H2S gas molecules and Ti2CO2, thereby enhancing the catalytic activity of V/Ti2CO2. In order to gain a deeper understanding of the mechanism of H2S decomposition (H2S → HS* + H* → H2 + S*), a comparative analysis of the results for the decomposition of H2S on the Ti/Ti2CO2 and V/Ti2CO2 surfaces was carried out. The catalytic dissociation behavior of H2S is explained as follows: once H2S is adsorbed on the V/Ti2CO2 or Ti/Ti2CO2 surface, it spontaneously dissociates into HS*/H* without any energy barrier on the catalyst surface. Subsequently, the V atoms would not only promote the cleavage of the H-S bond, but also play a major role in the formation of S atoms. Moreover, the rate-limiting step for the entire process proceeded on the Ti/Ti2CO2 surface with an energy barrier of 0.86 eV, while that for V/Ti2CO2 was 0.28 eV, indicating that the H2S molecules easily dissociated into S and H2 on the V/Ti2CO2 surface at room temperature. The reaction time for H2S decomposition on the V/Ti2CO2 surface at 500 K was 65.79 ns, which was almost two orders of magnitude higher than that at room temperature. Thus, the decomposition of H2S on the V-doped Ti2CO2 surface is associated very fast kinetics. Furthermore, the S atoms can form elemental sulfur with aggregation on the V/Ti2CO2 surface to promote recycling reactions. Compared with previously reported catalytic systems, the single-atom catalyst (SAC) V/Ti2CO2 catalyst has greater application prospects in terms of sustainable economy or removal efficiency for H2S treatment. Our results suggest that V-doped Ti2CO2 is an excellent candidate for a highly effective non-noble metal catalyst applicable to H2S decomposition.
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13.
与其他的锂电池体系相比,锂-空气电池具有最高的理论比能量,被认为有潜力成为终极能量转换和储存装置。目前的锂-空气电池常常使用气体钢瓶提供纯氧气,而非空气中的氧气,这种电池设计极大降低了锂-空气电池的能量密度和实用性。然而,当空气作为锂-空气电池的氧气供给源时,二氧化碳作为杂质会引起严重的副反应,从而降低锂-空气电池的性能。要解决二氧化碳引起的副反应,理解其反应机制至关重要。本文综述了锂-空气电池中有关二氧化碳诱发的化学/电化学反应的研究进展; 总结了可缓解二氧化碳负面效应的有效策略。此外,对二氧化碳选透膜材料和分离技术用于锂-空气电池进行了展望。 相似文献
14.
以TiO2和K2CO3为原料,采用固相法合成K/Ti比不同的钛酸钾催化剂。利用XRD和SEM对催化剂结构进行表征,并通过程序升温反应(TPR)对催化剂活性进行评估。结果表明,K2Ti2O5在850℃达到较好的结晶度,分别以CH3COOK、KNO3及K2CO3作为K前驱体时,制备出的K2Ti2O5结晶程度基本一致;K/Ti比较高的K2Ti2O5可明显降低碳黑颗粒氧化温度,最低起燃温度为280℃,且K2Ti2O5比担载贵金属Pt催化剂的碳黑氧化催化活性更高。 相似文献
15.
采用浸渍法制备负载KF固体碱催化剂,应用于苯脲和甲醇制备苯氨基甲酸甲酯的反应,考察了氧化物载体、卤化钾种类对催化剂性能的影响,KF/Al2O3催化剂显示出良好的催化活性和苯氨基甲酸甲酯的选择性。通过对KF/Al2O3催化剂中KF的负载量和催化剂焙烧温度的研究发现,在500 ℃焙烧4 h、负载质量分数50%KF的催化剂能够更好地促进MPC生成,苯脲转化率和苯氨基甲酸甲酯选择性分别达到96.5%和86.3%。XRD分析表明,KF与Al2O3之间存在较强的相互作用,部分转化为K3AlF6。KF与K3AlF6分别对甲醇的活化和苯脲的选择性起促进作用,两者的协同效应共同促进了目标产物苯氨基甲酸甲酯的生成。 相似文献
16.
制备了几个不同组成的Cu-Co尖晶石型复合氧化物,用于N2O分解反应,在活性较高的Cu0.8Co0.2Co2O4表面浸渍碱金属盐溶液,制备改性催化剂,考察了碱金属助剂类型、钾前驱物和钾负载量等对改性催化剂活性的影响。用BET、XRD、SEM、XPS等方法表征了催化剂结构。结果表明,几种碱金属碳酸盐改性Cu0.8Co0.2Co2O4的催化活性发生了显著变化,其中,K改性催化剂的活性有明显提高,而Cs的表面改性反而降低了催化剂活性;钾前驱物对K/Cu-Co的催化活性也有较大影响,其中,加入碳酸钾明显提高了催化剂的活性,而加入硝酸钾和醋酸钾反而降低了催化剂活性;有氧无水、有氧有水气氛中,400!C下N2O在碳酸钾改性催化剂0.05K/Cu0.8Co0.2Co2O4上的转化率分别达到了100%和87.6%;该催化剂在400!C下的恒温反应活性和稳定性均高于未改性催化剂。 相似文献
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气相色谱法研究配位化合物的热稳定性(Ⅶ)——Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)草酸配合物的热分解及产物的催化性能 总被引:1,自引:0,他引:1
镍(Ⅱ)、钴(Ⅱ)草酸配合物在氢气中热分解时产生CO2和CO,并发生加氢催化反应.CoC3O4和NiC2O4的分解产物CO2加氢活性很快降低;K2O等具有分散金属的作用。CoC2O4/Al2O3和K2[Co(C2O4)2]/Al2O3体系具有Al2(C3O4)3的分解特征。C2O42-在Al2O3表面能形成表面配合物,在Al2O3表面Co(Ⅱ)的还原较为困难。 相似文献
18.
热重法研究K2CO3与Fe2O3对煤粉燃烧反应性的影响 总被引:5,自引:3,他引:2
利用综合热重分析仪分别研究了K2CO3、Fe2O3对褐煤、烟煤、无烟煤、石墨等不同燃料的催化燃烧反应性的影响。结果表明,催化剂种类、添加量、粒径和燃料的变质程度对催化燃烧具有一定的影响;向无烟煤中加入K2CO3、Fe2O3两种催化剂,无烟煤的燃点由458℃分别降为319℃、405℃,燃烧速率由11.94%/min分别提高到26.40%/min、17.66%/min。K2CO3、Fe2O3对褐煤和烟煤的燃点没有明显的降低作用,但是对无烟煤和石墨燃点有明显的降低作用,且随着煤变质程度的增加,燃点降低幅度增大。由于引起燃点和燃速变化的原因不同,所以加入催化剂后造成燃点和燃速的变化也不同。 相似文献
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Vacuum ultraviolet irradiation coupled with photocatalytic oxidation (VUV-PCO) is an efficient and promising method for eliminating pollutants at room temperature; it involves three processes: vacuum ultraviolet (VUV) photolysis, photocatalytic oxidation (PCO), and ozone catalytic oxidation. Herein, toluene was chosen as the representative volatile organic compound (VOC), which is one of the most important precursors to form fine particulate matter and photochemical smog, because of its high toxicity and extensive existence in industries. All experiments were performed in a fixed-bed continuous-flow reactor that contained units for VUV photolysis and PCO. Mesoporous P-Mn-TiO2 was prepared by one-step hydrolysis and used as a catalyst for the oxidation of gaseous toluene under VUV irradiation through the VUV-PCO process. The as-prepared P-Mn-TiO2 samples were characterized by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), ultraviolet-visible light (UV-Vis) spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD) analysis to determine the physicochemical properties of the catalysts and to determine the mechanisms of Mn doping and phosphoric acid modification and the effects of these processes on photocatalytic activity, ozone catalytic activity, and adsorption performance. The results indicated that the synergistic effect of phosphoric acid modification and Mn doping can improve the ozone catalytic activity and photocatalytic performance by increasing the number of oxygen active sites, completely eliminating the outlet ozone, and simultaneously promoting the efficient degradation of toluene. Moreover, doping TiO2 with Mn3+ significantly enhanced light harvesting, and numerous oxygen vacancies can be generated on the catalyst surface because of the presence of doped Mn3+ in the lattice, which adsorbs and transforms the oxygen species for toluene degradation. In addition, modification with an appropriate amount of phosphate groups can facilitate O2 and O3 adsorption on the TiO2 surface that can favor photo-induced charge carrier separation, thereby significantly improving the photocatalytic and ozone catalytic activities. The excellent catalytic performance of mesoporous P-Mn-TiO2 for toluene degradation and outlet ozone elimination was ascribed to the formation of highly reactive oxidizing species such as O(1D), O(3P), and ·OH via the catalytic decomposition of O3 adsorbed on the oxygen vacancy sites containing Mn and phosphate groups on the catalyst surface. In the VUV-PCO process, toluene was first destructed via VUV photolysis and oxidized by residual O3 generated from VUV photolysis and the active oxygen species formed in the presence of the catalyst. Finally, toluene and the generated intermediate products were oxidized and degraded to CO2 and H2O through VUV-PCO. In addition, the outlet ozone byproduct was simultaneously eliminated by the multifunctional catalyst.
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近年来,催化CO2加氢合成甲醇被视为有望解决温室效应和燃料枯竭的有效途径。目前,铜基催化剂因具有较高的反应活性被广泛应用于工业生产。然而,竞争逆水煤气变换反应产生的CO导致甲醇选择性较低,同时副产物水引起Cu发生不可逆烧结,进而降低甲醇产率。众所周知,CO能够调整分子的表面竞争吸附和活性位的氧化还原行为,本工作拟向原料气中掺入具有还原性的CO以抑制逆水煤气变换反应和防止表面氧化中毒。另一方面,通常认为铜基催化的CO2加氢制甲醇是结构敏感性反应,不同的前驱体能够显著影响催化剂结构和形貌,进而影响催化活性。因此,我们首先通过共沉淀法和蒸氨法制备了含有类水滑石前驱体(CHT-CZA)和复合物前驱体(CNP-CZA)结构的Cu/ZnO/Al2O3催化剂。随后,为探究CO掺杂后反应机理,在250 ℃,5 MPa的反应条件下,含有不同比例CO的原料气中(CO2:CO:H2:N2 = x:(24.5 - x):72.5:3)评价两种催化剂对甲醇合成的性能。评价结果显示两种催化剂反应性能趋势相同,随着CO含量增加,CO2转化率和STYH2O不断降低,STYMeOH逐渐增加。X射线光谱(XPS)显示随CO含量增加,催化剂表面还原性Cu比例增加。评价和表征结果说明CO引入抑制了逆水煤气变换反应的发生,通过还原被H2O氧化的活性Cu表面,促使更多的活性Cu位点暴露参与甲醇合成。另一方面,透射电镜(TEM)显示掺杂的CO会过度还原而引起颗粒团聚,导致催化剂逐渐失活。相比之下,含有水滑石前驱体的催化剂在任何气氛下均表现出更加优越的反应性能和长周期稳定性。这可归因于类水滑石前驱体独特的片层结构通过结构限域作用有效避免了因CO过度还原而导致的金属颗粒团聚,从而减少活性位点损失。 相似文献