NOx储存催化剂Pt/BaAl2O4-Al2O3的XAFS研究

采用共沉淀-浸渍法在不同载体焙烧温度下,制备了不同Al/Ba原子比的Pt/BaAl2O4-Al2O3系列样品.用XRD, XANES, EXAFS,以及NSC (NOx storage capacity）测定等手段对样品的微观结构和NOx储存性能进行了详细的表征.样品中Ba物种是以BaAl2O4和BaCO3两种混合物相的形式存在,且伴随着载体焙烧温度和Ba含量的降低, BaAl2O4物相的分散度变高, NOx储存活性也随之提高,这表明BaAl2O4相的分散度与样品的NOx储存性能密切相关,小颗粒的BaAl2O4相是NOx的主要储存活性中心.在样品中, Pt物种以金属原子簇形式存在,分散度很高,其Pt－Pt壳层配位数较标样Pt粉有显著下降, Pt－Pt键长变短,出现了纳米收缩现象.高分散的小颗粒金属Pt原子簇为捕获和氧化NOx的主要活性中心.     

Activity Enhancement of Pt/Ba/Al2O3 Mixed with Mn/Ba/Al2O3 for NOx Storage-reduction by Hydrogen

The storage and reduction of nitrogen oxides has attracted much attention as an efficient way to reduce NOx emission of lean-burn gasoline and diesel engines1-5. At present, NOx storage and reduction (NSR) catalysts based on Pt and Ba have been extensivel…     

Cu对Pt/Cu-Mg-Al-O催化剂上NOx储存性能的影响

固定二价与三价阳离子摩尔比为3∶1,采用共沉淀法合成系列Cu-Mg-Al水滑石,经500 ℃焙烧制成复合氧化物Cu-Mg-Al-O（wCuO(％)分别为0、5、10、20,简称w-CMAO, w=0、5、10、20）.通过浸渍法制备Pt/Cu-Mg-Al-O负载型复合氧化物催化剂.XRD结果表明Cu在催化剂及其前驱体中高度分散.采用等温NO_x储存实验研究催化剂对NO_x的储存性能, NO_x-TPD法考察储存的NO_x脱附情况.实验结果表明,尽管Cu取代减少了催化剂中MgO含量,但增强了催化剂的NO氧化活性,有效提高了催化剂的NO_x储存性能.同时TPD结果进一步表明当CuO掺杂量在w=(10～20)％ 时,可以明显降低催化剂上生成的硝酸盐的分解温度.     

钾负载量对CuO/K_2CO_3/MgAl_2O_4催化剂高温NO_x储存还原性能的影响

制备了适用于高温氮氧化物储存还原(NSR)反应的Cu O/K_2CO_3/MgAl_2O_4非贵金属催化剂,考察了钾负载量对催化剂NSR性能的影响,发现钾主要以高分散K_2CO_3和体相K_2CO_3的形式存在.在稀燃条件下,NOx在体相K_2CO_3上形成了高温稳定的硝酸盐物种,而高分散K_2CO_3上形成的硝酸盐的高温稳定性则较差.当钾负载量较低时,催化剂的NOx储存能力有限,K_2CO_3主要以高分散形式存在,稀燃阶段形成的硝酸盐的热稳定性较低,高温NSR活性较低;而钾负载量过高时,K_2CO_3则会覆盖Cu O活性位,从而降低催化剂的NSR活性.在450℃的高温条件下,钾负载量为10%时,所制备催化剂的NOx储存还原能力最佳,NOx还原效率达到99.9%,是一种具有潜在应用前景的高温NSR催化剂.     

Mn/Ba/Al2O3催化剂的NOx氧化-储存和耐硫性能

采用分步等体积浸渍法制备了Mn/Ba/Al2O3催化剂, 并用XRD和TPD等方法进行表征. 考察了催化剂在不同温度下NOx氧化-储存特性和NOx脱附行为. 结果表明, Mn/Ba/Al2O3催化剂具有较高的催化NO氧化活性和较大的NOx储存容量. BaMnO3是主要的活性组分；Mn能够催化NO的氧化反应, 且具有一定的NOx储存能力; Ba是主要的储存组分, 将NOx以硝酸盐的形式储存; 硝酸盐在300～600 ℃分解, 释放出NOx. Mn/Ba/Al2O3催化剂在800 ℃老化6 h后, NO氧化活性和NOx储存能力稍有下降. 低含量的SO2对催化剂的NO氧化活性和NOx储存能力没有明显影响; 高含量的SO2使催化剂的NO氧化活性降低, NOx储存量减小, 最终导致催化剂失活.     

Pd/Mn/Ba/Al催化剂的NOx存储-还原性能研究

采用分步等体积浸渍法制备了Pd/Mn/Ba/Al系列催化剂,并用DRIFTS、TPD、TPSR等方法进行了表征,考察了催化剂在不同温度点NOx的存储量以及存储-还原循环中NOx的脱除率.结果表明,NO更容易在MNOx上形成亚硝酸盐,Mn的加入显著提高了Pd/Ba/Al的低温存储活性,与Pd/Ba/Al相比,Pd/Mn/...     

Pt—Cu—Al2O3催化剂中Cu对PT的调变效应

采用程序升温还原法,竞争加氢法(CHRM)以及以苯加氢反应为反应探针研究了在Pt-Cu-Al_2O_3催化剂中Cu对Pt所起的作用.发现因催化剂制备方法不同,Cu所起的作用也不同.用先浸Pt后没Cu法制备的Pt-Cu-Al_2O_3催化剂,发生电子由Cu向Pt转移的过程.从而使催化剂对苯加氢反应的固有催化活性发生变化.这表明Cu在催化剂中起了电子配位体效应.用先浸Cu后浸Pt法或用Pt、Cu共浸法制备的Pt-Cu-Al_2O_3,Cu主要起了稀释Al_2O_3上的Pt的作用.即Cu主要是起了集团效应.     

Pt/Al2O3催化剂用于丙烯选择性还原NO

分别采用浸渍法(IM)和溶胶-凝胶法(SG)制备了一系列不同铂负载量的催化剂,在固定床反应器上用C3H6作还原剂,测试了选择性还原NO_x的活性,结果发现,在IM法和SG法制备的催化剂中,活性组分铂最佳负载质量分数分别为0.5%和2%.针对两种催化剂,分别考察了氧浓度、丙烯浓度及反应气流量对选择性催化还原NO_x性能的影响,催化活性随丙烯浓度的增大而上升.2%Pt/Al₂O₃(SG)催化剂的抗SO₂性能好于0.5%Pt/Al₂O₃(IM)催化剂,H₂O的存在可明显拓宽活性温度范围,并向高温区间移动,在200～400℃范围内可有效净化NO_x.     

助剂Cu对Ni/γ-Al2O3催化剂低温还原性能影响

制备了一系列铜质量分数不同的CuNi/γ-Al2O3催化剂,进行了TPR和XRD表征并测定了该系列催化剂对苯加氢制环己烷的催化活性。结果表明,助剂Cu的负载量对低温（160 ℃）还原后催化剂的催化活性影响很大,在铜镍原子摩尔比为1∶1时,催化剂具有较高的催化活性和稳定性;添加铜组分可促进镍在载体表面分散,使负载NiO的还原温度降低,催化活性提高。     

铜物种对Cu/Fe2O3水煤气变换反应催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列铜负载量不同的Cu/Fe₂O₃水煤气变换(WGS)催化剂,并考察了铜负载量对催化剂结构和水煤气变换反应性能的影响. 结果表明,Cu/Fe₂O₃催化剂呈现出良好的水煤气反应性能,当CuO质量分数为20%时,催化剂的WGS性能最优,250 ℃时CO转化率高达97.2%,同时热稳定性也最好. 运用X射线粉末衍射(XRD)、N₂物理吸脱附和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对Cu/Fe₂O₃催化剂的物相、织构特征及还原性能进行了表征,结果表明,CuFe₂O₄物种的存在极大地改善了催化剂的还原性能和WGS反应活性. 这是由于CuFe₂O₄特殊的尖晶石结构有利于Cu微晶的稳定;同时,CuFe₂O₄在低温下即被还原为单质铜,有利于促进催化剂体系中电子的转移. 此外,通过(NH₄)₂CO₃溶液处理,研究了独立相CuO对Cu/Fe₂O₃催化剂WGS反应性能的影响,结果发现,独立相CuO的存在,有利于H原子在各组分传递,从而促进催化剂的CuFe₂O₄的还原,改善Cu/Fe₂O₃催化剂的WGS反应性能.     

Pt/Al2O3和Pt-Cu/Al2O3催化CCl4氢化脱氯反应

制备了Al2O3负载Pt单金属催化剂和负载Pt-Cu双金属催化剂,比较了二者不同还原温度对其催化CCl4氢化脱氯反应性能的影响。 单金属Pt催化剂上主要生成CHCl3,而双金属Pt-Cu催化剂上产物随催化剂制备时的还原温度不同而异,当催化剂经400 ℃用H2还原后产物主要为CHCl3,而当催化剂经800 ℃用H2还原后产物主要为CCl2CCl2。 由于CCl4氢化反应是强放热反应,催化剂表面局部过热使得在反应中生成的C2等产物聚合结焦,覆盖了催化剂的活性中心,导致催化剂失活。 因此,通过加入甲醇作为稀释剂以带走部分反应热可提高催化剂的稳定性。 同时也降低了CHCl3的选择性,提高了CCl2CCl2的选择性。     

Preparation of Y2Ba4Cu7O15-δ Superconductor without High Oxygen Pressure

The synthesis of bulk Y₂Ba₄Cu₇O_15-δ superconductor at atmospheric oxygen pressure via solid state sintering is reported. Temperature ranging from 860 to 890 °C as well as time interval over 2 to 15 days were used to investigate the formation of the Y₂Ba₄Cu₇O_15-δ phase. A time-temperature profile characterizing the conditions for the preparation of Y₂Ba₄Cu₇O_15-δ phase suggests the optimal condition to be sintering at 890 °C for over 10 days. Detailed results of X-ray diffraction, electrical resistivity, iodometric titration and magnetization measurements are described.     

CoAl2O4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能

通过共沉淀法制得类球形锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂,并用非水相共沉法对其进行CoAl₂O₄包覆得到LNCMO(x). 采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微术（SEM）和透射电子显微术（TEM）测试材料的结构和观察材料形貌. 结果表明,CoAl₂O₄在材料表面形成8 nm均匀包覆层,未改变主体材料的结构. 电化学性能测试表明,1%（by mass）CoAl₂O₄包覆量的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料（LNCMO(1)）高充电电压（3.0 ~ 4.6 V,150 mA·g^-1）100周期循环放电容量保持率为93.7%（无包覆LNCMO(0)保持率为74.4%）;55 °C高温100周期循环容量保持率为77%（无包覆LNCMO(0)保持率17%）. XRD和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）测试表明,CoAl₂O₄包覆的LNCMO(x)材料可有效地减缓材料中Mn离子在电解液的溶解,提高材料结构稳定性和热稳定性.     

焙烧温度对Co3O4常温氧化CO催化性能的影响

采用液相沉淀法制备了Co3O4催化剂,用XRD、IR、TEM、CO滴定等表征技术和连续流动微反装置,考察了焙烧温度对Co3O4催化剂结构和催化性能的影响.结果表明,在研究的温度范围内催化剂均以单一的尖晶石结构存在,具有良好的CO氧化催化活性,经300℃焙烧的催化剂具有高的分散状态,有利于活性氧物种的形成和反应,在空速5000 h-1,CO体积分数0.5%的反应条件下常温可将CO完全转化500 min.焙烧温度高于或低于300℃均引起常温CO氧化性能的下降.通过对催化剂的抗水性试验和失活前后的XPS表征发现,催化剂的活性下降不是由于Co的价态变化引起的,而是由于水蒸气中毒.     

Au/CeO2/Y和Au-MFe2O4催化剂用于有氧条件下CH4还原NOx的研究

以CeO2／Y分子筛和MFe2O4(M=Ni,Co，Zn)为载体，制备Au／CeO2／Y和Au-MFe2O4负载型金催化剂．用CH4做还原剂，考察了它们在有氧条件下催化还原NOχ的活性．结果表明：在Au-Y中引人助剂Ce，使得Au／CeO2／Y的催化活性高于Au／Y；Au-CoFe2O4的催化活性高于Au-Fe2O3，反应温度为300℃时，NOχ在Au-CoFe2O4上的转化率达到39．70%．     

Catalytic Performance and Characterization of Pt‐Co/Al2O3 Catalysts for CO2 Reforming of CH4 to Synthesis Gas

Pt‐Co/Al₂O₂ catalyst has been studied for CO₂ reforming of CH₄ to synthesis gas. It was found that the catalytic performance of me catalyst was sensitive to calcination temperature. When Co/Al₂O₃ was calcined at 1473 K prior to adding a small amount of Pt to it, the resulting bimetallic catalyst showed high activity, optimal stability and excellent resistance to carbon deposition, which was more effective to the reaction than Co/Al₂O₃ and Pt/Al₂O₃ catalysts. At lower metal loading, catalyst activity decreased in the following order: Pt‐Co/ Al₂O₃ > Pt/Al₂O₃ > Co/Al₂O₃. With 9% Co, the Co/Al₂O₃ calcined at 923 K was also active for CO₂ reforming of CH₄, however, its carbon formation was much more fast man that of the Pt‐Co/Al₂O₃ catalyst. The XRD results indicated that Pt species well dispersed over the bimetallic catalyst. Its high dispersion was related to the presence of CoAl₂O₄, formed during calcining of Co/Al₂O₃ at high temperature before Pt addition. Promoted by Pt, Co/Al₂O₄ in the catalyst could be reduced partially even at 923 K, the temperature of pre‐reduction for the reaction, confirmed by TPR. Based on these results, it was considered that the zerovalent platinum with high dispersion over the catalyst surface and the zerovalent cobalt resulting from Co/Al₂O₄ reduction are responsible for high activity of the Pt‐Co/Al₂O₃ catalyst, and the remain Co/Al₂O₄ is beneficial to suppression of carbon deposition over the catalyst.     

Bi4B2O9晶体及其熔体结构的高温原位拉曼光谱研究

利用密度泛函理论计算了Bi₄B₂O₉晶体的常温拉曼光谱, 并通过与实验拉曼光谱对比, 对其振动模式进行了归属. 利用高温原位拉曼光谱研究了Bi₄B₂O₉从常温到750 ℃升温过程中微结构的变化. 随着温度的升高, 晶体的平均键长变长, 键角分布变宽, 熔化后晶体中的BiO₄和BiO₅多面体解体, BO₃构型则保持三配位不变. 运用量子化学从头算法模拟了Bi₄B₂O₉的熔体结构并与实验拉曼光谱进行了对比分析, 发现在Bi₄B₂O₉熔体中B原子团簇为孤立的BO₃构型, Bi ³⁺游离于BO₃之间, 并结合未参与形成BO₃的O原子起到平衡电荷的作用.