Lan+1NinO3n+1(n=1～4)复合氧化物的制备、表征和催化性能的研究

合成了(AO)(ABO3)n(A=La, B=Ni, n-1～4)型系列复合氧化物。用XRD, XPS,IR, TPD, TPR等方法对其进行了表征, 研究了结构特征, 氧化-还原性能。用化学分析方法测定了镍的价态及氧缺陷, 考察了该系列复合氧化物对CO, CH4的完全氧化活性, 并对其活性与化学组成及结构间的关系进行了讨论。     

La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ系列催化剂结构与氨氧化活性的关系

本文报道了La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ(0≤x≤1)系列复合氧化物的固体结构性质和用于氨的氧化制硝酸的催化性能。La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ的晶胞体积V随x的增大而逐渐减小;c轴在x≤0.5前逐渐增大,在x≥0.5后逐渐减小。α轴在x≤0.5前逐渐减小,在x≥0.5后基本保持恒定。在x≤0.5前,La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ中存在氧过剩,在x≥0.5后存在氧缺陷。TPD表明,α氧(吸附在氧缺陷上的氧)在x=0.6时出现极大,β氧(晶格氧)随x增大而逐渐增大。La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ的氧化还原能力,Ni^3^+的量,氨氧化的NO选择性都随x增大而增加。由此得出,Ni^3^+是催化剂的活性离子,β氧是氨的氧化的活性氧种,在La~2~-~xSr~xNiO~4~-~λ上的氨的氧化遵循氧化还原(Redox)机理。     

负载型La2-xSrxCuO4催化分解N2O的研究

合成了负载在莫来石上x值不同的La2-xSrxCuO4(0≤x≤1)系列复合氧化物,用XRD、SEM等方法研究了这类复合氧化物的结构和氧化还原性能,考察了对N2O分解的催化活性,并对反应的宏观动力学进行了讨论,认为对于N2O的分解是一级反应。     

A2BO4型复合氧化物Dy0.5Sr1.5Mn1-xNixO4(0<=x<=1)的Rietveld分析和CO氧化催化活性

X射线衍射Rietveld分析和微反分析表明, A位含Dy的A2BO4型过渡金属稀土复合氧化物Dy0.5Sr1.5Mn1-xNixO4(0<=x<=1), 是空间群为I4/mmm的四方相K2NiFe型结构, A位和B位约有3%至7%的占位无序缺位。键价计算表明, B位Mn的平均价态在3.73至3.77之间, Ni在2.84至2.96之间。对CO氧化催化活性顺序为x=0.2>0.4>0.6>0.8>1.0。x=0.2的样品, 在空速5000h^-^1, 463K时, CO转化率达80%。     

Cu离子A位掺杂对LaSrCoO4复合氧化物氧化性能的影响

采用聚丙烯酰胺法制备了La1-xCuxSrCoO4(x=0.2-0.8)复合氧化物,考察了Cu离子掺杂量(x)对CO及C3H8氧化反应活性的影响,并运用XRD、IR、TPR和TPD等多种手段对复合氧化物催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性随x的变化而变化,Cu部分取代A位La能提高LaSrCoO4催化剂的CO及C3H8氧化反应活性,当x=0.4时La1-xCuxSrCoO4催化剂的晶格氧和Co3 含量较多,晶格氧的活动性较高,催化活性最佳。     

A2BO4型复合氧化物Dy0.5Sr1.5Mn1-xNixO4(0<=x<=1)的Rietveld分析和CO氧化催化活性

X射线衍射Rietveld分析和微反分析表明, A位含Dy的A2BO4型过渡金属稀土复合氧化物Dy0.5Sr1.5Mn1-xNixO4(0<=x<=1), 是空间群为I4/mmm的四方相K2NiFe型结构, A位和B位约有3%至7%的占位无序缺位。键价计算表明, B位Mn的平均价态在3.73至3.77之间, Ni在2.84至2.96之间。对CO氧化催化活性顺序为x=0.2>0.4>0.6>0.8>1.0。x=0.2的样品, 在空速5000h^-^1, 463K时, CO转化率达80%。     

Bi-Mo-Nb复台氧化物的结构与对丙烯氧化的催化活性

本文用XRD,IR,Raman,SEM和ESR等方法研究了系列氧化物Bi_2Mo_(3-3x)Nb_(2x)O_(12-4x)(X=0.00,0.02,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)的结构和对丙烯氧化的催化活性,结果表明,在X≤0.25范围内,催化剂基本保持典型的α-Bi_2Mo_3O_(12)结构,少量Nb~(5+)的掺杂,可取代晶格中的Mo~(6+),产生氧空位,无序分布的氧空位的浓度先随X值的增加而增加,当X=0.15时达最大值,催化剂对丙烯氧化的催化活性与这种氧空位的浓度成正比,反应遵循Redox机理.     

纳米钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxFeO3-δ结构研究

对催化甲烷完全氧化反应前后的La1-xSrxFeO3-δ系列纳米氧化物进行了IR,XRD, TG及Mossbauer谱学研究, 并与催化活性进行了关联。提出无序分布Fe^4^+的增加导致催化活性增加, 有序化的Fe^4^+和氧空位出现导致催化活性下降; 掺杂量相同的纳米粒子和大晶体相比较, 前者具有更高的含氧值, 这是其催化活性较高的另一重要原因。     

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn~yCo~1-yO~3的催化性能研究Ⅰ.在氨氧化反应中氧的形态和催化性能的关系

用XRD,XPS和TPD等手段研究了钙钛石(ABO~3)型复合氧化催化剂LaMn~yCo~1-yO~3中氧的形态;研究了催化剂在氨氧化反应中的活性,发现这类氧化物中存在三种形态氧种(α,β,β').它们所对应的脱附温度分别为293K≤T~α≤773K.773K≤T~β≤1073K,Tβ'≥1073K.研究了它们与催化剂组成、结构及催化性能之间的关系,并用缺陷化学反应和B位离子之间的相互作用模型进行了解释.α氧的吸附强度和吸附量与催化活性成正比关系.B位离子之间的协同作用有利于氨氧化反应的进行.     

丙烷氨氧化V／Sb系复合氧化物催化剂的研究

考察了不同组成的Ｖ－Ｓｂ－Ｏ系复合氧化物对丙烷氨氧化的催化活性。用ＸＲＤ研究了催化剂的结构，利用程序升温方法研究了催化剂中氧的活动性和表面酸碱性，讨论了催化剂体相和表面结构与催化性能间的关系。结果表明，ＶＳｂＯ４和Ｓｂ２Ｏ４间的协同作用是影响催化活性的重要因素。     

CeO2-TiO2复合氧化物的制备、表征及其对CO氧化的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同n(Ce)/n(Ti)的CeO2-TiO2复合氧化物,对复合氧化物的物相结构、形貌特征、比表面积和氧化还原性质进行了表征,并考察了复合氧化物对CO氧化反应的催化性能.结果表明,n(Ce)/n(Ti)>0.10时,复合氧化物为无定形结构;n(Ce)/n(Ti)=0.10~0.30时,复合氧化物失去CeO2和TiO2各自的特征,形成CeO2-TiO2固溶体,具有较大的比表面积.CeO2-TiO2复合氧化物本身对CO氧化反应的催化活性不如TiO2或CeO2的高,但Pd/CeO2-TiO2比Pd/TiO2或Pd/CeO2具有更高的催化活性.     

四方晶系La2-xSrxNiO4复合氧化物结构与性能的研究

本文从多晶X射线衍射结构发现, La2-xSrxNiO4复合氧化物当x由O变化至1.0时, 晶格中均存在La(Sr)和O(1)的无序缺位, 这和温度因子数值预测呈现较好的一致性。此外, Ni^3^+离子的含量和CO催化氧化活性呈平行关系, 在x=0.5时, BO6八面体John-Teller畸变呈现最大值, 和轴比率c/a测定结果相一致。     

Pr2-xSrx CoO4±λ催化剂的合成及对CO还原NO的活性

采用聚乙二醇凝胶法合成了Co系稀土复合氧化物Pr2-xSrxCoO4±λ(0.2≤x≤1.0),以CO还原NO为探针反应及XRD、IR、TPR、XPS和化学分析等方法对催化剂的组成、结构进行了表征.结果表明所有样品都具有K2NiF4型结构,x=0.2和x=1.0时,样品中有少量杂相,0.6≤x≤1.0时,形成的复合氧化物除T相外尚有少量T*相生成;Pr2-xSrxCoO4±λ复合氧化物中Co3+的含量及非化学计量氧(λ)随x增大而增加;CO还原NO的催化活性与Co3+含量以及氧空位浓度有关.     

La1-xSrxMnO3复合氧化物制备、表征和苯完全催化氧化性能

采用柠檬酸络合法合成了一系列La1-xSrxMnO3(x为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7和0.9)复合氧化物,并将其用于苯的完全催化氧化. 通过XRD、TPD、TPR等测试技术研究了Sr的加入对稀土复合氧化物结构及氧化-还原性能的影响. 结果表明,对Mn钙钛石体系而言,Sr的加入未产生氧空位,只是提高了Mn离子的价态. 过多Sr的掺杂既影响ABO3结构的形成,也影响Mn4+的氧化-还原性能,同时对苯的完全氧化产生了不利的影响. 实验证明,Sr的加入量为x在0.2～0.3时活性最佳.     

Mn的掺入对LaSrCo1-xMnxO4催化剂催化性能的影响

采用无定形聚合体分解法,在较低温度及空气气氛下合成了具有类钙钛矿型结构的LaSrCO1-xMnxO4(x=0.1,0.3,0.5)催化剂,以CO氧化为探针反应,运用XRD、BET、DTA、DTG、XPS等手段进行表征。结果表明:低于500℃,样品的前驱体分解为组成LaSrCo1-xMnxO4复合氧化物的物种,且650℃焙烧6h后,均形成类钙钛矿型结构;焙烧温度严重影响颗粒大小及比表面积;随着锰的掺入量增多,LaSrCo1-xMnxO4复合氧化物中Co2 的特征峰强度减弱;Mn的2p3/2结合能显示锰元素主要以Mn3 形式存在,锰的含量对Mn的2p3/2结合能的影响甚微;CO氧化反应的催化活性与LaSrCo1-xMnxO4复合氧化物的B位正三价离子含量及晶格氧的脱附量有密切联系,掺入适量的锰,有利于促进CO氧化活性的改善。     

K2NiF4型Eu2—xSrxCuO4稀土复合氧化物的合成、结构及还原特性

研究了具有K2NiF4型结构的Eu2-xSrxCuO4复合氧化物合成,物相结构及其还原特性。发现用络合凝胶法制备时,Eu2-xSrxCuO4复合氧化物的生成温度为1100℃左右,粉末XRD表明Eu2-xSrxCuO4复合氧化物属四方 晶系,空间群为I4／mmm,其晶胞参数随x的增加而增加,当x≥0.7时,多余的Sr不能进入晶胞而呈游离的SrO形式存在,同时在物相中也存在一定数量的CuO物相,Eu2-xSrxCuO4系列复合氧化物对CO和甲烷的催化氧化反应的活性在x较小随着x的增加而增加。     

K_2NiF_4型Eu_(2-x)Sr_xCuO_4稀土复合氧化物的合成、结构及还原特性

研究了具有K2 NiF4 型结构的Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物的合成、物相结构及其还原特性。发现用络合 凝胶法制备时 ,Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物的生成温度为 110 0℃左右 ,粉末XRD表明Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物属四方晶系 ,空间群为I4/mmm ,其晶胞参数随x的增加而增加。当x≥ 0 7时 ,多余的Sr不能进入晶胞而呈游离的SrO形式存在 ,同时在物相中也存在一定数量的CuO物相。Eu2 -xSrxCuO4 系列复合氧化物对CO和甲烷的催化氧化反应的活性在x较小时随着x的增加而增加。     

Pr_(2-x)Sr_xCoO_(4±λ)催化剂的合成及对CO还原NO的活性

采用聚乙二醇凝胶法合成了Co系稀土复合氧化物Pr2-xSrxCoO4±λ(0.2≤x≤1.0),以CO还原NO为探针反应及XRD、IR、TPR、XPS和化学分析等方法对催化剂的组成、结构进行了表征.结果表明:所有样品都具有K2NiF4型结构,x=0.2和x=1.0时,样品中有少量杂相,0.6≤x≤1.0时,形成的复合氧化物除T相外尚有少量T*相生成;Pr2-xSrxCoO4±λ复合氧化物中Co3+的含量及非化学计量氧(λ)随x增大而增加;CO还原NO的催化活性与Co3+含量以及氧空位浓度有关.     

La_(2-x)(Sr,Th)_xCuO_(4±λ)系催化剂的表征及对CO+NO反应催化性能的研究

合成了x值不同的La2 -xSrxCuO4±λ( 0 .0≤x≤ 0 .1 )和La2 -xThxCuO4±λ( 0 .0≤x≤ 0 .4)两系列K2 NiF4型复合氧化物催化剂 ,用XRD和IR研究了催化剂的晶体结构 .利用化学分析和XPS等方法测定了该系列含Cu氧化物中Cu离子的平均价态、非化学计量氧 (λ)和催化剂的表面和体相组成 .通过控制B位Cu离子的价态和氧化物的非化学计量氧在一定范围内有规律的变化 ,考察对NO +CO反应的催化性能 ;利用MS TPD法研究了该系列氧化物对NO和CO +NO等小分子的吸附和活化性能 ,在此基础上探讨了含Cu的A2 BO4型复合氧化物对NO +CO反应中的催化作用本质 .发现在低温反应条件下 ,NO分子的活化是控制步骤 ,催化剂的活性与低价离子及其含量有关 .在较高反应温度下 ,NO的吸附为控制步骤 ,催化活性与氧空位有关     

V-P-O/TiO~2-SiO~2催化剂的制备、表征及其在丙烷氧化制取丙 烯酸反应中的应 用研究

通过湿磨法,将钒-磷-氧(V-P-O)氧化物负载于钛硅干凝胶(TiO~2-SiO~2)上,制备了V-P-O/TiO~2-SiO~2氧化物催化剂,并运用BET,XRD,TEM及XPS等技术考察了润湿剂,V-P-O的含量及焙烧条件对催化剂结构的影响。由BET方法发现,以异丁醇为润湿剂对催化剂表面积影响较小。XRD和TEM考察结果表明,所制备的催化剂有较高的热稳定性。通过XPS分析,证实钒元素主要以V(IV)价态存在于催化剂的表面。V-P-O/TiO~2-SiO~2催化剂在丙烷氧化反应中显示了良好的催化性能。