含CexZr1-xO2三效催化剂设计的神经网络仿真与优化

提出一种含CexZr1-xO2的三效催化剂的设计方法,即利用人工神经网络来进行辅助设计.首先考察了影响三效催化剂性能的一些重要因素,确定了所研究的三效催化剂模型.然后采用共沉淀方法制备了一系列铈锆固溶体,并将它们作为三效催化剂的助催化剂.采用传统的催化剂制备方法制备了一系列负载贵金属的三效催化剂,所制备的催化剂在模拟尾气中进行评价,得到的数据作为神经网络的训练样本和测试样本,建立了神经网络模型,并初步进行了预测和优化.     

稀土催化材料--铈锆固熔体的研究与应用

用助表面活性剂法制备一系列CexZr1-xO2固熔体, 对固熔体结构进行XRD表征(600和900 ℃焙烧), 研究了固熔体的结构、晶相,并进行储氧量、比表面积的测定和催化活性评价. 结果表明, 含铈锆固熔体的三效催化剂催化活性明显高于纯氧化铈的催化活性.     

Pt/CexZr1-xO2催化剂上丙烷完全氧化性能研究

采用沉淀法制备了ZrO2,CeO2和Ce0.7Zr0.3O2载体,并用浸渍法制备负载型Pt催化剂。考察了500和900℃焙烧催化剂的丙烷完全氧化性能和水汽对丙烷氧化反应的影响。对于500℃焙烧的催化剂,催化剂的丙烷氧化活性顺序为:Pt/ZrO2-500>Pt/CeO2-500>Pt/Ce0.7Zr0.3O2-500;而经900℃焙烧的催化剂活性顺序为:Pt/ZrO2-900>Pt/Ce0.7Zr0.3O2-900>Pt/CeO2-900。反应气氛中水汽的存在对两种Pt/ZrO2催化剂的活性均有抑制作用(T50温度均提高了10~15℃);而对于Pt/CeO2-500催化剂有抑制作用(T50温度提高10℃),但对Pt/CeO2-900催化剂活性有促进作用(T50温度下降25℃);对于两种Pt/Ce0.7Zr0.3O2催化剂活性具有促进作用(T50温度均下降5~25℃)。表征结果表明催化剂的活性与其表面Pt物种价态密切相关,催化剂表面上Pt0物种有利于活性的提高。Pt/Ce0.7Zr0.3O2-500催化剂中只含有氧化态Pt物种(Pt^2+),而Pt/Ce0.7Zr0.3O2-900催化剂中则含有部分金属态Pt物种,因此其活性高于Pt/Ce0.7Zr0.3O2-500催化剂。     

Ce-Zr固溶体的纯度及其在三效催化剂中的作用

采用溶胶－凝胶法和有机溶剂分解法,制备了Ｃｅ－Ｚｒ固溶体。应用ＸＲＤ和ＬＲＳ谱测试,详细研究了经不同温度焙烧后固溶体的结构、晶相和热稳定性,并进行了储氧量、比表面积的测定和催化活性评价。结果表明,ＸＲＤ和ＬＲＳ相结合,可以较好地表征固溶体,并且储氧量高,但热稳定性较有机溶剂分解法制得的固溶体差;含富铈固溶体的三效催剂剂老化后的催化活性明显高于含纯ＣeＯ２的三效催化剂。     

满足欧Ⅲ排放标准的摩托车用三效催化剂

以性能优异的铈锆固溶体和耐高温高比表面积的氧化铝为载体材料制成Pt/Pd/Rh型三效催化剂,分别在模拟快速老化条件和实车条件下对其进行了活性和耐久性考察. 结果表明,催化剂的两种载体材料均表现出良好的抗高温老化性能. 催化剂表现出良好的低温活性、宽的空燃比窗口和高的耐久性能. 整车实验结果表明该催化剂能够满足欧Ⅲ标准的排放限值和耐久性要求.     

Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂. 当Ce∶Zr∶Cu摩尔比为2∶8∶5时,制得的Ce0.2Zr0.8Cu0.5-O2-λ催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口. 当空燃比为1.33(富氧)时, CO, C3H6和NO的起燃温度分别为183, 257和236 ℃, 并且当温度高于340 ℃时都能完全转化; 催化剂经高温老化后CO, C3H6和NO的起燃温度仍较低,分别为225, 350和350 ℃. X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu进入 Ce-Zr固溶体形成Cu-Ce-Zr固溶体; Cu与Ce产生协同效应使Ce0.2Zr0.8Cu0.5O2-λ催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.     

用Pr修饰的(Ce-Zr)O2固溶体在三效催化剂中的作用

采用溶胶－凝胶法制备了三效催化剂助剂（Ce-Zr)O2,(Pr-Ce-Zr)O2和（Pr-Zr)O2，并对它们进行了XRD，EXAFS和BET比表面的测定，采用H2的程序升温还原（TPR）表征该类助剂的还原特征，以考察此类含有镨的混合氧化物作为三效催化剂储氧组分的可能性。在≥800℃高温时，（Pr-Zr)O2形成了立方相固溶休，并且变得更容易被还原，含少量Pr的三元固溶体（Pr-Ce-Zr)O2在其还原过程中起着重要的作用，也具有易被还原的重要特性，测量了含有Pt,Pd和Rh的三次催化剂活性，即固定反应气氛组成（S＝1.00）时CO，C3H6和NOx转化的起燃温度。结果表明，在（Ce-Zr)O2固溶体中加入少量的镨可使得C3H6和NOx转化的起燃温度降低，所有含镨的催化剂对NOx转化均表现出较高的活性，并且在富氧区（S≥1.00）具有更大的S值宽度。     

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响     

Ce-Zr-La-Al2O3的制备及负载的单Pd三效催化剂

采用共沉淀和浸渍两种方法制备了Ce-Zr-La-Al2O3(CZLA),对其进行了N2吸附和X射线衍射分析.以CZLA为载体制备了2%Pd/CZLA三效催化剂,并对催化剂进行了程序升温还原和活性测试.结果表明,两种方法制备的CZLA均具有较好的结构、织构和储氧性能,共沉淀法制备的CZLA具有更好的抗老化性能.以CZLA为载体所制备的单Pd三效催化剂表现出低的起燃温度、优异的三效性能,特别是优异的转化NO性能及抗老化性能.     

Ir/CexZr1-xO2/Al2O3/FeCrAl高温甲醇水蒸气重整催化剂的研究

对Ir/CexZr1-xO2/Al2O3/FeCrAl催化剂的制备及其在高温甲醇水蒸气重整中的应用进行了研究.通过XRD,SEM,TPR等表征对FeCrAl箔片、 CexZr1-xO2/Al2O3/FeCrAl样品及CexZr1-xO2粉体进行了分析;比较了以FeCrAl合金和陶瓷蜂窝为载体的高温水蒸气重整催化剂的性能; 针对CexZr1-xO2涂层中Ce/Zr比例对催化剂性能的影响进行了研究.在100 h寿命评价中,Ir/Ce0.8Zr0.2O2/Al2O3/FeCrAl催化剂显示出了较好的催化活性和稳定性.     

CexZr1—xO2复合氧化物负载PdO催化剂的CO和CH4氧化性能研究

以CexZr1-xO2复合氧化物为载体, 采用浸渍法配制了负载PdO催化剂,考察了催化剂对CO和CH4的氧化活性, 并对该催化剂的还原性能进行了表征. 结果表明,Ce/Zr比对催化剂的活性影响很大. 对于CO氧化, 当x=0.8时, 催化活性最高;而对于CH4氧化, x=0.5时,活性最高. 出现3个催化剂还原峰(α、β、γ), α峰归属于PdO还原,而β和γ峰归属于载体的还原. 我们认为α峰与CO氧化有关.     

Pd/CexZr1-xO2/Al2O3催化剂上甲烷燃烧及TPR/TPO性能研究

考察了Ce-Zr复合氧化物的添加对Al2O3负载Pd催化剂的甲烷燃烧性能的影响，并利用XRD，TPR，TPO技术对Pd／CexZr1-xO2／Al2O3体系催化剂的物相结构及氧化还原性能进行了研究。结果表明，Ce-Zr复合氧化物的添加抑制了氧化铝载体的。相变并提高了PdO的分解温度，从而提高了催化剂的耐热稳定性。催化剂经高温1100℃焙烧老化后，由于Ce-Zr复合氧化物的存在促进了表面PdO物种的还原，从而提高了甲烷的催化燃烧活性（T20％和T90％值降低），其中Pd／Ce0.2Zr0.8O2／Al2O3催化剂具有最好的催化活性及热稳定性。     

介孔CexZr1-xO2的多元醇法合成及性能研究

采用多元醇法合成了介孔CexZr1-xO2(x=0.5～0.8)复合氧化物,并运用XRD,Raman,BET,FT-IR ,TG和H2-TPR等手段对复合氧化物进行了表征.结果表明,所制样品均为立方萤石结构的介孔铈锆固溶体复合氧化物,并具有较高的比表面积(133～181 m2·g-1)和较集中的孔径分布(3.7～7.7nm).CexZr1-xO2固溶体的晶体结构、比表面积、孔性能和还原性能均与Zr含量有关,随着zr含量的增加,样品的比表面积和孔体积增大,孔径和晶胞参数减小.     

Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd质量分数为0.1%~1.0%的Pd/SiO2和Pd/5%CexZr1-xO2/SiO2（x0.0~1.0）系列催化剂,在微型固定床反应器上对催化剂的甲烷催化燃烧性能进行了评价,用XRD、H2-TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征。结果表明,Pd/SiO2和Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂都具有较好的甲烷催化燃烧活性,CexZr1-xO2可以明显提高催化剂的催化活性,并且Ce和Zr的比值对催化剂催化活性也有显著的影响。XRD和TPR显示,Pd/CexZr1-xO2/SiO2催化剂中的CexZr1-xO2对PdO的分散性和还原性有较好的促进作用。     

CuxCe1-xO2-x/SiO2催化剂上Co催化氧化及反应活化能

以SiO2为载体,利用共浸渍法制备了不同Cu、ce摩尔比和含量的CuxCe1-xO2-x/SiO2(x-0～1)催化剂,在消除内、外扩散的条件下,评价了催化剂的CO催化氧化活性,求取了反应的活化能,并对催化剂的结构进行了表征.结果表明,CuxCe1-xO2-x/SiO2催化剂的活性和反应活化能与Cu、Ce摩尔比和CuxCe1-xO2-x含量都有关系,其中Cu、ce摩尔比为1:1的25%Cu0.5,Ce0.5,O1.5/SiO2催化剂具有最好的催化活性和最低的反应活化能,CO能够在169℃时完全转化,反应的活化能为56.1 kJ/mol.对于Cu0.5Ce0.5O1.5系列催化剂,活性组分含量较低时,催化剂的物相主要是CuO-CeO2固溶体,含量大于35%时开始有CuO物相生成.对于不同Cu、Ce摩尔比的催化剂,Cu摩尔含量较高时主要是CuO物相,Cu摩尔含量较低时主要是CuO-CeO2固溶体和CeO2物相.活性组分Ce和Cu之间、活性组分和载体之间存在着一定的相互作用,其对催化剂的活性和反应活化能有一定的影响.     

Ni-La/CexZr1-xO2对甲烷部分氧化/CH4-CO2重整耦合制合成气的催化剂制备及反应性能

通过共沉淀法制备铈锆固溶体作为载体,采用等体积、分步浸渍的方法制备了一系列10% Ni-3% La/CexZr1-xO2（X=0、0.16、0.5、0.75、1）催化剂,并将其应用到甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整耦合制合成气的反应中。对不同Ce/Zr比的催化剂性能展开研究,采用XRD、H2-TPR、SEM手段对载体及催化剂进行了表征。结果表明,铈锆固溶体的形成不仅提高了催化剂表面活性组分的分散度,使催化剂表面NiO晶粒尺寸从26.5 nm减到13.7 nm;而且能够加强活性组分与载体之间的相互作用,提高催化剂的热稳定性能;随着Ce/Zr比的增加,催化剂的转化率、选择性及稳定性随之增强,其关系为：Ni-La/Ce0.75Zr0.25O2 > Ni-La/Ce0.5Zr0.5O2 > Ni-La/Ce0.16Zr0.84O2。