汽车尾气净化用钯催化剂的制备及活性考察

制备了一系列用于净化汽车尾气的新型钯催化剂．该催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为基体与含助剂的γ-Al2O3涂覆层构成载体,La、Ce、Pr、Sm、Nd、Eu、Mg、Ca、Ba、Sr、Ni、Fe、Mn等的复合氧化物为助催化剂,主活性组分钯,含量为0．05％．在实验室配气条件下,对该系列催化剂进行三效活性的测试,结果显示催化剂对CO．THC．NO的T50分别为188℃,213℃,204℃,经空气中1000℃／4h的快速热老化后(相当于汽车运行5万公里),T50分别为202℃,231℃,222℃;表明,部分助剂引入涂层,增大了载体的比表面积,提高了载体的抗热冲击能力;以氧化物形式引入的另一部分助剂同时起到分散和稳定贵金属的作用,且钯与其产生协同作用,对改善钯催化剂的三效性能有显著效果．     

CeO2-ZrO2-Al2O3 的制备及其负载钯三效催化剂的催化性能

 采用共沉淀法制备了一系列不同 Al2O3 含量的 CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA) 氧化物,并用 X 射线衍射、激光拉曼光谱和 N2 吸附-脱附等手段进行了表征. 以 CZA 为载体, 采用浸渍法制得钯基催化剂. 结果表明, 当 Al2O3 含量为 80%时, 新鲜 CZA 样品中出现γ-Al2O3 相. 经 600 ºC 焙烧后, Al2O3 在 CZA 样品中的溶域值略小于 80%. 经 1 000 ºC 老化后, CZA 样品中 Al2O3 含量为 60%时, 才开始出现微弱 γ-Al2O3 相, 而其他氧化物物相结构稳定. 添加 Al2O3 后材料比表面积和储氧量明显增大. 随着 Al2O3 含量的增加, CZA 样品的储氧量由 336.2 增至 486.2 μmol/g, 表现出良好的抗高温老化性能. 当 Al2O3 含量为 40% 时, 新鲜催化剂对 C3H8 的起燃温度和完全转化温度分别为 238 和 292 ºC, 同时具有良好的温度特性和较宽的空燃比窗口.     

Ce0.67Zr0.33O2材料的制备和表征及其负载单Pd三效催化剂的性能

采用共沉淀法、均匀沉淀法、微乳法和水热法四种方法制备了铈锆固溶体(CZ),对其进行了X射线衍射和N2吸附脱附分析.以CZ为载体制备了负载单Pd三效催化剂,并对催化剂进行了氧化还原性能测试.结果表明,制备方法对CZ载体的物理、化学性能有显著的影响,而其负载单Pd催化剂的催化活性与CZ载体比表面积的大小没有明显的对应关系.采用共沉淀法制备的CZ载体具有相对良好的热稳定性以及储放氧能力,其负载单Pd催化剂在老化前后表面PdO物种有良好的还原性能,并表现出优异的三效催化性能.     

Pt-Rh密偶催化剂的制备及其催化控制汽车尾气排放的性能

 采用一种新型的、耐高温和具有大比表面积的氧化铝为载体,制备了Pt-Rh密偶催化剂,并用其催化控制汽车冷启动期间的尾气排放. 实验结果表明,该催化剂对汽车尾气(特别是尾气中的烷烃)具有较高的催化活性,同时催化剂还具有很好的抗高温老化性能,完全能够满足高性能密偶催化剂的要求.     

汽车尾气的催化净化

本文详细介绍汽车尾气对人类的危害 ,以及治理汽车尾气的催化净化方法。并对三效催化剂的组成和应用做了重点说明。     

含新型稀土储氧材料的高性能天然气汽车尾气净化Pd催化剂

制备了以La-Al2O3和La-Al2O3+CeO2-ZrO2-MnOx为载体的天然气汽车尾气净化Pd催化剂. 结果表明, 与Pd/La-Al2O3相比, Pd/Al2O3+CeO2-ZrO2-MnOx催化剂能极大地降低CH4的起燃温度并显著改善催化剂的反应性能. 经1000 ℃水热老化后, CH4的起燃温度仅上升了40 ℃, 表现出优异的抗老化性能.     

氧化铈和氧化镧在汽车尾气净化催化剂中的应用

阐述了稀土元素应用于汽车尾气净化催化剂的意义，讨论了氧化铈和氧化镧的催化作用机制及其影响因素，并对其发展前景进行了展望。汽车尾气净化普遍使用铂铑基贵金属三元催化剂。为了解决Pt，Rh的供需矛盾，应用稀土(氧化铈和氧化镧)作为添加剂，降低Pt，Rh用量、扩大Pd基催化剂应用是研究开发的热点。据研究，氧化铈和氧化镧催化作用机制主要是提高活性涂层的催化活性，自动调节空气燃料比和助催化作用，并能提高载体的热稳定性和机械强度等性能。影响氧化铈和氧化镧催化性能的因素主要为共助作用、添加方法、ZrO2，CuO，AgO等其他氧化物的协同作用。     

Rh-Au/γ-Al2O3 三效纳米催化剂的制备与表征

采用超声辅助膜扩散还原法 (UAMR) 和等体积浸渍法 (IMP) 制备了 Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 催化剂, 考察了它们的三效模型反应 (CO+O2, C3H8+O2, CO+NO 和 C3H6+NO+O2) 活性. H2-O2 滴定和透射电镜结果表明, UAMR 法制得的 Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 催化剂的金属分散度分别为 45.3% 和 40.1%, 金属粒子表面积分别为 199.6 和 133.0 m2/g, 金属粒子平均粒径小于 3 nm. 对于三效模型反应, 与 IMP 法制备的催化剂相比, UAMR 法制备的 Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 具有更高的初始活性, 其中后者的活性也高于或接近于 IMP 法制备的 Rh/γ-Al2O3 催化剂. 催化剂经高温老化处理后, 活性均有所下降. UAMR 是一种新颖的负载型纳米催化剂的制备方法, 具有潜在的应用前景.     

我国汽车尾气净化催化剂的现状与思考

汽车排放的尾气中含有大量的NOx, HC及CO,对人体十分有害.净化催化剂可以将这些有害物质的绝大部分转化为无害的N2, CO2和H2O.三效净化催化剂主要由堇青石陶瓷蜂窝基体及涂覆其上的活性涂层组成,涂层中主要含有活性氧化铝载体、贵金属活性组分及稀土氧化物等添加剂成分.国外发达国家已广泛使用三效催化剂,正在向超低排放甚至零排放发展.国内新排放法规已颁布并正在实施,但因为各种原因,国产的三效催化剂尚没有大规模应用.国产净化催化剂产业的发展前景十分广阔,但要不断提高研究开发水平、完善产业化技术、实现生产线的高度自动化、实行催化剂生产的现代化管理.     

CeO2-ZrO2复合氧化物对金属蜂窝整体催化剂性能的影响

 用浸渍法制备了不同比例的CeO2－ZrO2复合氧化物,并用XRD,H2－TPR和BET等研究了复合氧化物的晶相、还原性能及热稳定性．结果表明,所制备的CeO2－ZrO2复合氧化物形成了固溶体,Ce0．6Zr0．4O2比Ce0．90Zr0．10O2更容易被H2还原;1100℃老化后,晶胞参数无明显变化,比表面积仍有11．8m2／g．模拟二冲程摩托车尾气组成,对用贵金属Pt,Pd,Rh与CeO2及CeO2－ZrO2固溶体所制备的催化剂进行了活性评价．结果显示,1100℃老化后,催化剂仍具有很高的氧化活性．在贫氧区,Pt－Pd－Rh／Ce0．6Zr0．4O2－Al2O3对碳氢化合物氧化的催化活性则有一定的优势,是一种具有较高热稳定性的催化剂．     

Economizing on Precious Metals in Three‐Way Catalysts: Thermally Stable and Highly Active Single‐Atom Rhodium on Ceria for NO Abatement under Dry and Industrially Relevant Conditions**

We show for the first time that atomically dispersed Rh cations on ceria, prepared by a high‐temperature atom‐trapping synthesis, are the active species for the (CO+NO) reaction. This provides a direct link with the organometallic homogeneous Rh^I complexes capable of catalyzing the dry (CO+NO) reaction. The thermally stable Rh cations in 0.1 wt % Rh₁/CeO₂ achieve full NO conversion with a turn‐over‐frequency (TOF) of around 330 h^?1 per Rh atom at 120 °C. Under dry conditions, the main product above 100 °C is N₂ with N₂O being the minor product. The presence of water promotes low‐temperature activity of 0.1 wt % Rh₁/CeO₂. In the wet stream, ammonia and nitrogen are the main products above 120 °C. The uniformity of Rh ions on the support, allows us to detect the intermediates of (CO+NO) reaction via IR measurements on Rh cations on zeolite and ceria. We also show that NH₃ formation correlates with the water gas shift (WGS) activity of the material and detect the formation of Rh hydride species spectroscopically.     

Pt/CeO2-ZrO2变换催化剂的制备、表征与性能

 用共沉淀法制备了不同Ce/Zr比的CeO2-ZrO2复合氧化物,用浸渍法制备了Pt/CeO2-ZrO2水煤气变换催化剂,并对该催化剂进行了活性评价. 结果表明,与传统的Cu基低变催化剂相比,该催化剂具有操作温度范围宽和抗氧化冲击等优点,具有应用于车载重整制氢过程的潜力. 考察了温度、空速和汽/气比等条件对催化剂活性的影响,对催化剂的制备参数和工艺参数进行了研究. 结果表明,不同Ce/Zr比的Pt/CeO2-ZrO2催化剂的活性相差很大,其中Pt/Ce0.8Zr0.2O2变换催化剂活性最高. XRD结果表明,制备的Pt/Ce0.8Zr0.2O2形成了固溶体. 通过增加单位质量催化剂表面的Pt原子数可提高催化剂的活性.     

Pt/Al2O3/WO3/ZrO2催化剂对正己烷异构化反应的催化性能

 通过浸渍法制备了系列Pt/Al2O3/WO3/ZrO2催化剂样品,采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和程序升温还原等方法表征了催化剂的结构、表面酸性和氧化还原性能,考察了不同反应条件下催化剂对正己烷异构化反应的催化性能. 结果表明, Pt的加入显著改变了WO3/ZrO2载体的氧化还原性,并使催化剂由单一的酸中心催化变成由酸中心与金属中心共同催化; Al2O3的加入增强了WO3与ZrO2之间的相互作用,增加了催化剂的Lewis酸位. 在n(H2)/n(n-C6H14)=1.5, WHSV=0.7 h-1, m(cat)=2.0 g, p=1.0 MPa, θ=220 ℃和t=3 h的反应条件下, Pt/Al2O3/WO3/ZrO2催化剂上正己烷的转化率和2,2-二甲基丁烷的选择性分别达到84.9%和22.9%,裂解反应产物的收率低于1.5%. 经 1000 h的寿命试验,催化剂没有出现失活.     

Fe/CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 整体式催化剂上的甲烷催化燃烧反应

 采用共沉淀法制备了一系列 CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 储氧材料 (其中 CexZr0.9-xLa0.1O1.95 与 Al2O3 的质量比为 1; x = 0, 0.3, 0.5, 0.7 和 0.9), 以其为载体, 制备了一系列负载铁基整体式催化剂. 考察了该系列催化剂催化甲烷燃烧反应性能, 并用低温 N2 吸附-脱附、储氧能力测试、X 射线衍射和 H2 程序升温还原等手段对载体和催化剂进行了表征. 活性测试结果表明, 当 x = 0.7 时, 催化剂活性最高, 可在 V(CH4) = 1% 和 50 000 h1 条件下使甲烷 465 oC 起燃, 615 oC 完全转化. CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 样品同时具有较高的储氧能力、较高的比表面积和抗热老化能力. 当 x = 0.5 和 0.7 时, 催化剂载体以 CeZrLaAlO 固溶体存在, 抗老化能力最好, 且 x = 0.7 时, 催化剂最易被还原.     

铂基催化剂用于柴油烃氧化

The catalytic performance of Pt-based catalysts for the total oxidation of hydrocarbons was investigated.The activity of supported Pt catalysts(Pt/Al2O3,Pt/ZrO2,Pt/TiO2,and Pt/H-ZSM-5)depends on the metal oxide support.Pt/Al2O3 showed the highest catalytic activity when the catalysts were aged at 750°C for 50 h in air.The activity of Pt/Al2O3 was dependent on the valence state of the Pt surface.Pt/Al2O3 with the Pt surface in the metallic state was more active than with the surface in the cationic state.The surface density of acid and basic sites on the Al2O3 support controlled the valence state of the Pt surface and stability of the Pt particles in the highly dispersed state,respectively.