柱状Co3O4催化剂的乏风催化燃烧性能

通过两步法成功合成了由纳米粒子组装成的柱状Co₃O₄。第一步是通过简单的冷凝回流法合成柱状CoC₂O₄·2H₂O。第二步将所制备的柱状CoC₂O₄·2H₂O在350℃下煅烧2 h,使其分解形成Co₃O₄而不破坏原始形貌。通过粉末X射线衍射（PXRD）,X射线光电子能谱（XPS）,氮气吸附－脱附,扫描电镜（SEM）,高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）表征柱状Co₃O₄的物化性质。结果表明,柱状Co₃O₄对乏风甲烷燃烧的催化活性远远高于商业Co₃O₄。柱状Co₃O₄优异的催化性能可能归因于其表面较高的Co³⁺含量,较高的表面吸附氧和大量暴露的{111}晶面族。     

低负载量的双金属Au@Pt核壳催化剂催化氧化甲苯

采用液相氢气两步还原法制备了双金属Au@Pt核壳纳米粒子,通过直接吸附法将纳米粒子均匀地分散于载体上,制备出低负载量的双金属Au@Pt/Al₂O₃催化剂,并且评价了催化剂对甲苯的催化氧化性能。通过TEM、XRD、XPS、N₂吸附-脱附和H₂-TPR等对催化剂进行了表征。结果表明,与单金属Au和Pt催化剂相比,双金属Au@Pt核壳催化剂表现出更高的催化活性,具有很好的稳定性和选择性,在甲苯体积分数为1×10^-3,气体空速为18 L·g^-1·h^-1的条件下,Au₁@Pt₂/Al₂O₃核壳催化剂具有优异的催化氧化性能,其中甲苯实现98%的转化率的温度（T₉₈）为195℃。由XPS结果可知,在Au和Pt之间存在电子转移促进了Pt上活性氧物种的形成,催化剂的活性组分主要以Au⁰和Pt⁰的形式存在,并广泛分布在载体的表面上。Au@Pt纳米粒子与载体Al₂O₃之间的强相互作用也是提高甲苯催化氧化活性的重要因素。     

Au/α-Fe2O3 催化剂存贮失活环境因素及机理分析

 采用沉积沉淀法制备了 CO 低温氧化催化剂 Au/α-Fe₂O₃, 通过 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、N₂ 吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、H₂ 程序升温还原和 CO₂ 程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征, 探讨了在室温大气气氛下光线照射以及表面吸附等环境因素所导致的催化剂存贮失活及其作用机理. 结果表明, 经 110 ^oC 干燥的 Au/α-Fe₂O₃催化剂表面同时存在 Au³⁺和 Au^δ+ (0 ≤ δ ≤ 1) 物种, 且前者催化 CO 氧化的活性更高; 在室温大气气氛下, 紫外线照射会引起 Au³⁺的还原和 Au 颗粒的生长, 导致催化剂的不可逆失活. 此外, 空气中的 H₂O 和 CO₂ 可同时吸附在 α-Fe₂O₃的表面, 形成表面碳酸盐物种, 会引起催化剂的可逆失活.     

超声法制备Au/Fe3O4及其催化还原4-硝基苯酚性能

通过简易的超声法以及原位还原法成功制备出了负载型可再生Au/Fe₃O₄催化剂。利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）作为有机桥键,将Au固定在Fe₃O₄的表面,得到单分散磁性Au/Fe₃O₄。Au⁰在氨基的作用下不会团聚,因此具有较高的催化活性及稳定性。XRD、HRTEM、EDS和XPS等测试结果表明Au/Fe₃O₄已被成功制备。将其用于催化还原4-硝基苯酚得到4-氨基苯酚,表现出较高的催化活性,速率常数可达0.225 6 min^-1。重复性实验表明该催化剂具有良好的稳定性,反应9个循环之后,催化还原反应的转化率仍可达到94%。     

镧钴镍复合氧化物催化剂的制备及催化甲烷燃烧活性研究

采用共沉淀法制备LaNi_1-xCo_xO₃系列催化剂(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0),研究B位离子Co的掺杂对单钙钛矿LaNiO₃催化甲烷燃烧性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温还原(H₂-TPR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DSC)等实验技术对催化剂的结构和性能进行考察,以催化甲烷燃烧为目标,考察其对催化剂性能的影响。研究结果表明：Co离子的掺杂会改变单钙钛矿的晶型结构,改善催化活性,当x=0.8时,LaNi_0.2Co_0.8O₃的催化甲烷燃烧活性最好,其比表面积为22.4 m^₂.g^_-1,T_10%(起燃温度)为475℃,T_90%(完全转化温度)为610℃,反应活化能最小,为91.4KJ/mol。     

浸渍/共沉淀法对BaO改性单Pd催化剂净化甲醇汽油车尾气性能的影响

采用浸渍和共沉淀两种方法分别制备了BaO改性的Pd/CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-Al₂O₃催化剂.运用N₂吸附-脱附,X射线衍射(XRD),H₂程序升温还原(H₂-TPR),NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD),透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征,并考察其对甲醇,CO, C₃H₈ 和 NO的催化性能.活性测试结果表明,BaO的引入可明显改善Pd催化剂对甲醇,CO, C₃H₈和NO的催化活性,且浸渍法最佳,起燃温度(T₅₀)分别降低了43,31,45和35 ℃.XRD,H₂-TPR及XPS结果表明,浸渍法引入BaO主要通过表面改性方式,强化Pd-Ce界面间的相互作用,改善催化剂的还原性能,进而提高催化剂的低温活性;而共沉淀法则是通过结构改性方式增加CeO₂晶格缺陷,加速活性氧物种的流动,Ce³⁺浓度的增加是促使CO氧化活性显著提高的主要原因.     

Cu对Ni-Cu/SiO2催化1,4-丁炔二醇加氢性能的影响

采用超临界干燥法和等体积浸渍法制备了不同Ni/Cu比例的Ni-Cu/SiO₂双金属催化剂,利用ICP、BET、XRD、H₂-TPR、H₂-TPD、NH₃-TPD等手段对催化剂进行了结构表征,考察了不同Ni/Cu比例对催化剂结构以及1,4-丁炔二醇加氢性能的影响.结果表明,少量Cu的引入不仅能够提高Ni活性物种的分散性,而且Ni-Cu双金属间的相互作用改善了NiO物种的还原性能及氢活化能力,有利于氢和1,4-丁炔二醇在活性位点的快速转化.在反应温度50℃,氢压1 MPa,反应时间3 h的加氢评价条件下,Ni/Cu比为3：1时,15Ni5Cu/SiO₂催化材料不仅可以实现BYD的完全转化,而且能够有效降低难分离副产物2-羟基四氢呋喃的含量,具有最优的加氢活性和对1,4-丁烯二醇及1,4-丁二醇的选择性.     

Ce0.5+xZr0.4-xLa0.1O2-Al2O3催化剂催化燃烧柴油车碳烟

采用共沉淀法制备了系列Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂-Al₂O₃催化剂, 其中0≤x≤0.4且Ce_0.5+xZr_0.4-xLa_0.1O₂与Al₂O₃的质量比为1:1. 考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能, 并用低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氧气程序升温脱附(O₂-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体. 当x=0.2时, Ce³⁺离子在催化剂表面有一定的富集, 此时催化剂具有最大的β氧脱附峰和最好的表面还原性能, 同时具有良好的催化碳烟氧化活性, 碳烟在该催化剂的起燃温度为360 °C, 具有较好的应用前景.     

Ni/SiO2-Al2O3催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Al₂O₃含量的SiO₂-Al₂O₃复合氧化物,以该系列复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni负载量15%（重量百分比）的催化剂,用于催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯.采用N₂物理吸附、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、H₂程序升温脱附（H₂-TPD）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和吡啶吸附红外（Py-IR）等手段对催化剂进行了表征.结果表明,不同载体催化剂的活性组分分散度及表面酸性质存在明显差异,显著影响了催化剂吸附、活化H₂与C=O键的能力,进而影响了催化剂的乙酰丙酸加氢活性.其中,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂上的L酸中心能够促进C=O键的吸附、活化,与金属Ni上的H₂吸附活性位协同作用,大大提高了乙酰丙酸加氢活性.因此,具有最多L酸中心和丰富H₂吸附活性位的Ni/SiO₂-8Al₂O₃催化剂表现出最高的乙酰丙酸加氢活性,在180℃、4 MPa氢气压力下,乙酰丙酸转化率达到90.5%,目标产物γ-戊内酯选择性为100%.     

TiO2负载Mn-Co复合氧化物催化剂上NO催化氧化性能

氮氧化物(NO_x)是大气主要污染物之一, 主要来源于化石燃料的燃烧, 其中NO不溶于水难以去除, 催化氧化技术可以将NO氧化为易溶于水可被脱硫装置去除的NO₂, 具有十分重要的实际意义. 本文采用浸渍法制备了不同Mn掺杂量的Mn-Co/TiO₂复合金属氧化物催化剂, 考察了其催化NO氧化的活性. 结果表明, Mn的掺杂对Co/TiO₂催化剂催化NO氧化的活性有明显促进作用, 掺杂量为6%时, Mn(0.3)-Co(0.7)/TiO₂催化剂NO的转化效率最高, 300℃达到88%. 采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附/脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、O₂程序升温脱附(O₂-TPD)和原位漫反射傅里叶变换红外(in-situ DRFTIR)光谱等技术对催化剂的物理化学特征进行了表征. 结果发现, 当掺杂量为6%时, Mn一方面促进了催化剂表面活性组分的分散, 增加了催化剂的比表面积和孔径; 另一方面提高了催化剂的还原性能, 促进氧的低温脱附, 此外还促进了反应中间产物桥式NO-3向NO₂的反应, 从而提高了Co/TiO₂催化剂的NO氧化活性.     

Effect of cobalt oxide on performance of Pd catalysts for lean-burn natural gas vehicles in the presence and absence of water vapor

Pd-based catalysts modified by cobalt were prepared by co-impregnation and sequential impregnation methods, and characterized by X-ray powder diffraction (XRD), N_2 adsorption/desorption (Brunauer-Emmet-Teller method), CO-chemisorption and X-ray photoelectron spec-troscopy (XPS). The activity of Pd catalysts was tested in the simulated exhaust gas from lean-burn natural gas vehicles. The effect of Co on the performance of water poisoning resistance for Pd catalysts was estimated in the simulated exhaust gas with and without the presence of water vapor. It was found that the effect of Co significantly depended on the preparation process. PdCo/La-Al_2O_3 catalyst prepared by co-impregnation exhibited better water-resistant performance. The results of XPS indicated that both CoAl_2O_4 and Co_3O_4 were present in the Pd catalysts modified by Co. For the catalyst prepared by sequential impregnation method, the ratio of CoAl_2O_4/Co_3O_4 was higher than that of the catalyst prepared by co-impregnation method. It could be concluded that Co_3O_4 played an important role in improving water-resistant performance.     

超微粒La-Co氧化物催化剂对柴油机尾气碳黑催化燃烧性能的研究

用有机酸络合法制备了Co3O4，NiCo2O4和LaCo2O43种催化剂。通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这3种催化剂进行模拟柴油碳黑催化燃烧反应的活性评价。研究发现以Co3O4为活性成分的催化剂能显著降低碳黑燃烧的温度。以Ni和La部分取代Co3O4后形成的复合氧化物NiCo2O4和混合氧化物LaCo2O4能改进Co3O4的氧化活性。但是NiCo2O4不能改进碳黑在松散接触时的燃烧活性；而混合氧化物LaCo2O4由于形成了超微粒含缺陷的LaCoO3钙钛矿型结构，它具有良好的低温氧化活性和表面原子移动性，因而能显著改进碳黑在松散接触时的燃烧活性。     

电导研究贵金属Pt在Co3O4还原过程中的作用

通过考察Co3O4在还原过程中电导率的变化, 并结合程序升温还原方法, 对贵金属Pt的作用进行了研究. 另外, 研究了Co3O4在氢气、氧气和合成气气氛中电导率的连续变化过程, 以便进一步了解Co3O4在实际费-托合成反应条件下的氧化-还原历程, 以及贵金属Pt在该过程中的作用.     

一维纳米Co_3O_4,Ag/Co_3O_4及CuO/Co_3O_4的合成与电催化性能(英文)

采用水热合成法制备了Co3O4及复合Ag/Co3O4、CuO/Co3O4一维纳米产品。用XRD,FE-SEM和TEM手段对产品进行了表征。采用循环伏安法研究了合成产品修饰的玻碳电极在碱性溶液中对对硝基苯酚的电催化还原性能。与裸玻碳电极相比,1mmol·L-1的对硝基苯酚在用Co3O4、特别是CuO/Co3O4修饰的玻碳电极上还原的峰电流明显增大,用Ag/Co3O4(Ag/Co原子比分别为1∶5和2∶5)修饰的玻碳电极催化还原对硝基苯酚时,尽管还原峰电流增大不是太大,但其峰电位明显降低(分别降低0.265和0.371V)。     

准“原位”XPS技术研究加氢精制催化剂的硫化过程

用准“原位”XPS技术研究了Mo/Al_2O_3、Mo/TiO_2-Al_2O_3、CO/Al_2O_3、CO/TiO_2-Al_2O_3、Co-Mo-Al_2O_3和Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3等催化剂的硫化过程．结果表明：对以Al_2O_3为载体的催化剂，当Mo或Co载量较低(分别低于0.05 gMoO_3/gAl_2O_3或0.03gCoO/gAl_2O_3)时，没有Mo或Co硫化物的生成，而以TiO_2改性的Al_2O_3为载体的催化剂，Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的硫化较Mo/Al_2O_3容易得多, 表现为在较低温度下，负载在TiO_2改性Al_2O_3载体上的MoO_3，能很快硫化并达到相当大的硫化度, 对Co/Al_2O_3催化剂而言，即使在较高温度400 ℃时，载体上高分散的CoO物种仍难以硫化；而Co_3O_4微晶的硫化却容易得多, 载体用TiO_2改性，并不影响高分散形态的CoO催化剂的硫化，却明显地影响Co_3O_4微晶的硫化．噻吩加氢脱硫(HDS)的活性测量指出，对Co-Mo/Al_2O_3和Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂而言，HDS活性和硫化度之间存在着良好的相关性．并用TiO_2改性载体，可以增加Co-Mo催化剂的HDS活性和硫化度.     

Co_3O_4 modified Ag/g-C_3N_4 composite as a bifunctional cathode for lithium-oxygen battery

Rechargeable lithium-oxygen(Li-O_2)batteries have appeal to enormous attention because they demonstrate higher energy density than the state-of-the-art Li-ion batteries.Whereas,their practical application is impeded by several challenging problems,such as the low energy round trip efficiencies and the insufficient cycle life,due to the cathode passivation caused by the accumulation of discharge products.Developing efficient catalyst for oxygen reduction and evolution reactions is effective to reduce the overpotentials in Li-O_2cells.In our work,we report a Co_3O_4modified Ag/g-C_3N_4nanocomposite as a bifunctional cathode catalyst for Li-O_2cells.The g-C_3N_4substrate prevents the accumulation of Ag and Co_3O_4nanoparticles and the presence of Ag NPs improves the surface area of g-C_3N_4and electronic conductivity,significantly improving the oxygen reduction/evolution capabilities of Co_3O_4.Due to a synergetic effect,the Ag/g-C_3N_4/Co_3O_4nanocomposite demonstrates a higher catalytic activity than each individual constituent of Co_3O_4or Ag/g-C_3N_4for the ORR/OER on as catalysts in Li-O_2cells.As a result,the Ag/gC_3N_4/Co_3O_4composite shows impressive electrochemical performance in a Li-O_2battery,including high discharge capacity,small gap between charge and discharge potential,and high cycling stability.     

The design and fabrication of Co_3O_4/Co_3V_2O_8/Ni nanocomposites as high-performance anodes for Li-ion batteries

The Co_3O_4/Co_3V_2O_8/Ni nanocomposites were rationally designed and prepared by a two-step hydrothermal synthesis and subsequent annealing treatment. The one-dimensional(1D) Co_3O_4 nanowire arrays directly grew on Ni foam, whereas the 1D Co_3V_2O_8 nanowires adhered to parts of Co_3O_4 nanowires.Most of the hybrid nanowires were inlayed with each other, forming a 3D hybrid nanowires network.As a result, the discharge capacity of Co_3O_4/Co_3V_2O_8/Ni nanocomposites could reach 1201.8 mAh/g after100 cycles at 100 mA/g. After 600 cycles at 1 A/g, the discharge capacity was maintained at 828.1 mAh/g.Moreover, even though the charge/discharge rates were increased to 10 A/g, it rendered reversible capacity of 491.2 mAh/g. The superior electrochemical properties of nanocomposites were probably ascribed to their unique 3D architecture and the synergistic effects of two active materials. Therefore, such Co_3O_4/Co_3V_2O_8/Ni nanocomposites could potentially be used as anode materials for high-performance Li-ion batteries.     

含钯类水滑石衍生复合氧化物Pd/M3AlO(M=Mg,Co, Ni,Cu, Zn)催化剂上氯苯的催化氧化

采用共沉淀法制备了系列含Pd类水滑石材料, 类水滑石基体为M3Al-HT (M=Mg, Co, Ni, Cu, Zn), 经焙烧制备出含Pd类水滑石衍生复合氧化物催化剂. 通过X射线衍射(XRD), 热重-差热分析(TG-DTG), H2程序升温还原(H2-TPR), O2程序升温脱附(O2-TPD)和N2吸脱附等表征技术手段研究了不同二价金属元素对含Pd类水滑石衍生复合氧化物催化剂物理化学性质及其对挥发性有机污染物氯苯催化氧化性能的影响. XRD和TG-DTG结果表明, 不同二价金属元素, 除Cu外, 都能形成类水滑石层状结构, Pd在不同类水滑石前驱物中均能良好分散. 不同的二价金属元素对催化剂性能的影响不同, 其中Pd/Co3AlO催化剂表现出最高的氯苯催化氧化活性, 其起燃温度和全转化温度分别为182和283 ℃. H2-TPR和O2-TPD测试表明, Pd和类水滑石衍生复合氧化物存在着协同作用, Pd的引入促进了复合氧化物的还原, 从而影响氧化物的氧化还原性能. Pd/M3AlO系列催化剂的活性主要受催化剂的氧化还原性能及其表面活性氧物种的影响.     

浸渍溶液pH值对Co/TiO2催化剂F-T反应性能的影响

Fischer—Tropsch合成（简称F—T合成）是煤和天然气转化制取液体燃料的重要途径,催化剂的研制与开发是该过程实现工业化的关键步骤。钻基催化剂以其较高的加氢反应活性、较高的长链烃选择性和较低的水煤气变换活性而成为F—T合成中最有前途的催化体系之一。钴基催化剂的制备通常采用浸渍法。除了能够提高催化剂的比表面积和分散度,载体可以与金属发生相互作用而改变活性金属组分的结构组成、电子状态等,从而影响催化剂的催化反应性能。TiO2作为F—T合成的载体近年来受到普遍的关注。文献[7,8]是针对TiO2载体的低表面有针对性地添加无机氧化物黏接剂,提高金属钴的负载量,从而改进催化剂的反应性能;或者是添加助剂及第二金属组分以提高催化剂分散与还原性能。本文通过调节浸渍液pH值控制钻钛的相互作用并与催化剂反应性能关联,以期为催化剂制备条件的选择提供参考。     

MOF-template derived hollow CeO_2/Co_3O_4 polyhedrons with efficient cathode catalytic capability in Li-O_2 batteries

Li-O_2 batteries(LOBs) have been perceived as the most potential clean energy system for fast-growing electric vehicles by reason of their environmentally friendlier,high energy density and high reversibility.However,there are still some issues limiting the practical application of LOBs,such as the large gap between the actual capacity level and the theoretical capacity,low rate performance as well as short cycle life.Herein,hollow CeO_2/Co_3 O_4 polyhedrons have been synthesized by MOF template with a simple method.And it is was further served as a cathode catalyst in Li-O_2 batteries.By means of the synergistic effect of two different transition metal oxides,nano-sized hollow porous CeO_2/Co_3 O_4 cathode obtained better capacity and cycle performance.As a result,excellent cyclability of exceeding 140 and 90 cycles are achieved at a fixed capacity of 600 and 1000 mAh/g,respectively.The successful application of this catalyst in LOBs offers a novel route in the aspect of the synthesis of other hollow porous composite oxides as catalysts for cathodes in LOBs systems by the MOF template method.