CeO2基氧化物储氧材料研究 (Ⅰ) 制备、储氧性能研究

用共沉淀法制备了CZO和CZYO复合气化物,对在750,900,1050℃老化的样品进行XRD,BET和OSC的测试和分析。在高温条件下纯CeO2样品的比表面积和OSC迅速下降,晶粒尺寸快速增大;所制备的CZO复合氧化物由立方相和四方相两种结构的固溶体组成,在高温老化后氧化物晶粒的尺寸增大较快;CZYO复合氧化物中的Y含量增至0.15mol时形成均相的固溶体,且氧化物的晶粒尺寸增长较慢,Y起到了高温条件下稳定氧化物性能的作用;CZYO复合氧化物具有BET表面积大、OSC高等优良的耐高温性能,是适用于开发新一代TWO、的储氧材料。     

锰掺杂对铈锆复合氧化物储氧性能的影响

利用溶胶凝胶法制备了CeO2-ZrO2-MnOx复合氧化物，通过CO脉冲和CO-O2循环脉冲测试分别考察样品的完全储氧能力和动态储氧能力。掺杂方法使氧化锰和氧化铈在体相和表面均产生强相互作用。只有少部分Mn离子进入了CeO2晶体形成固溶体，其余以Mn3O4的形式弥散分布在表面。材料的储氧能力受到Mn掺杂量和Mn在CeO2晶格中的固溶度两个因素影响。当测试脉冲频率较低时，储氧能力主要取决于材料中可以储放氧成分的相对含量；而当脉冲频率较高时，材料中影响晶格氧迁移速度的缺陷浓度则成为影响OSC性能的主要因素。     

铋杂对Ce-Zr固溶体储氧性能稳定性的影响

以Ce(NO3)3·6H2O,ZrO(NO3)2·2H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,氨水为沉淀剂,双氧水为氧化剂,在pH值为9.5～10.5条件下,采用氧化共沉淀法制备了不同比例组成的复合氧化物Ce1-x-yZrxBiyOσ.通过XRD,BET和Raman表征可知,该法制备的样品550 ℃焙烧后均可形成固溶体,当x0.15,y0.2时,高温焙烧后易分相.H2-TPR和CO脉冲测试结果显示Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ较易被还原,且1050℃焙烧4 h后储氧量仍可达625 μmol·(g cat)-1,这是由于Bi3+取代了Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ中部分Ce4+和Zr4+形成氧空位,增强了体相晶格氧的移动性,从而使Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ固溶体中的Ce4+和Bi3+同时被还原.     

焙烧温度对复合储氧材料性能的影响

自上世纪80年代初期以来,稀土铈氧化物(CeO2)作为一种储氧材料已在汽车三效催化剂(TWC)中得到了广泛应用。众所周知,CeO2在富氧和富燃条件下有储氧和释放氧的功能,CeO2在缺氧条件下可通过Ce4 转化成Ce3 而释放出氧气,在富氧条件下Ce3 又可氧化成Ce4 而吸收氧,即2CeO2(Ce2O3 1/2     

高热稳定性、 高比表面积低铈型铈锆钇储氧材料的制备及其性能研究

采用氨水 碳酸铵混合沉淀剂制备了低铈型铈锆钇三组分储氧材料. 采用X射线衍射、 BET、 氧脉冲吸附和H2程序升温还原(H2-TPR)等技术对材料的晶体结构、 比表面积、 孔结构、 储氧性能和还原性能进行了研究. 结果表明， 该材料经873 K焙烧4 h后比表面积达到116.8 m2/g, 孔容达到0.30 cm3/g, 经1 273 K老化10 h后, 比表面积和孔容仍然保持在68.1 m2/g和 0.22 cm3/g. 由XRD结果可知, 材料的物相组成为四方相的Zr0.84 Ce0.16 O2, 在热处理过程中物相结构稳定. 氧脉冲吸附和程序升温还原的结果表明, 材料储氧性能保持较好.     

非表面活性剂合成CeO2介孔材料

以非表面活性剂三乙胺(TEA)和聚乙二醇(PEG)为模板剂,合成了具有立方莹石晶相结构的介孔CeO2材料,通过XRD,HRTEM,BET,FTIR和选区电子衍射(SAED)等手段对介孔CeO2进行了表征。考察了模板剂在CeO2介孔结构的形成过程中所起的作用及其对比表面、孔径分布、热稳定性的影响,并对模板剂的作用机制进行了分析。结果表明,三乙胺在CeO2介孔结构的形成中起关键作用,聚乙二醇对介孔结构热稳定性有明显的改善作用,经600℃焙烧3h的样品仍能保持较好的介孔结构,其介孔呈直通型的六方型孔道,比表面积>200m2·g-1,孔分布呈双孔型分布,其中介孔孔径约为5nm左右,微孔孔径在1～2nm之间,介孔占较大比例,并且微孔数量随焙烧温度的升高逐渐减少,直至600℃消失。     

还原热处理对铈锆铝复合氧化物性能的影响

采用共沉淀法制备铈锆铝复合氧化物(CeO2-ZrO2-Al2O3,CZA)和铈锆复合氧化物(CeO2-ZrO2,CZ),将样品分别在空气和10%H2/Ar气氛下进行热处理,利用X射线粉末衍射(XRD)、O2脉冲吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了复合氧化物的结构及性能.结果表明:CZA样品经950℃还原热处理后出现CeAlO3晶相,热处理温度越高,越有利于CeAlO3物相生成.CZA储氧量(OSC)随着还原热处理温度升高逐渐增大,至900℃达到1270.3μmo·lg-1;温度继续升高,OSC减小,1100℃还原热处理后CZA的OSC仅为23.2μmo·lg-1.研究发现还原热处理中形成CeAlO3,其显著影响CZA样品的储氧性能和还原性能.     

沉淀方法对CeO2-ZrO2系储氧材料性能的影响

利用不同沉淀方法制备了一系列CeO2-ZrO2系储氧材料,并应用BET、XRD、TPR及其储氧性能测定等方法对储氧材料进行了研究.结果表明,不同的沉淀方法对样品的结构和性能有重要的影响.并流法可得到耐高温,储氧性能好,比表面积高的储氧材料;正滴法所得样品储氧量低但稳定,其比表面积抗老化性能差;反滴法所制备的样品储氧性能好,老化后比表面积较低.三种沉淀方法均可形成CeO2-ZrO2固溶体,材料的还原性能取决于比表面积,但与储氧性能无直接关系.     

CeO2基氧化物储氧材料研究(Ⅱ)添加贵金属改进储氧能力

在高温老化的复合氧化物CZO和CZYO体系中,添加微量贵金属(Pt,Pd,Rh)明显提高还原速度并增加OSC.含贵金属的CZO或CZYO的OSC与其组成和贵金属的种类有关.较长时间(10 h)老化后含Pd的CZO3样品的OSC明显下降,CZYO2样品的OSC略有下降.含Pt/Rh,10 h老化后CZO3和CZY02样品的OSC均高于相应同条件老化的含Pd样品的OSC.     

高性能Ce0.35Zr0.55Y0.1O1.95稀土储氧材料的研究

The oxygen storage material (OSM) Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95 was prepared by co-precipitation routine and studied by means of TEM, XRD, XPS, BET, H₂-TPR and oxygen storage capacity (OSC) measurements. The results indicated that this material possessed plenty of Ce³⁺ and lattice oxygen vacancy (percentage of Ce³⁺ was 59.6%) and high cerium atom utilization ratio (80.04%). The porous material was with an average BET surface area of 97 m²·g^-1 and pore volume of 0.26 mL·g^-1. After aged at 1 000 ℃ in air for 5 h, the sample still possessed plenty of Ce³⁺ and lattice oxygen vacancy (percentage of Ce³⁺ was 57.1%), and showed high cerium atom utilization ratio (78.25%), and high thermal stability.     

CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3稀土储氧材料制备工艺的研究

采用化学沉淀法制备了系列CeO2-ZrO2-Al2O3稀土储氧材料,并用BET,XRD和储氧性能测定等表征手段考察了陈化时间、La2O3含量、反应pH和沉淀方式等工艺因素对CeO2-ZrO2-Al2O3比表面积、储氧性能和结构的影响。结果表明:当陈化时间为12 h,反应pH=10时,掺杂2%(质量分数)La2O3的CeO2-ZrO2-Al2O3样品在老化前后均具有很高比表面积和良好的储氧性能,并且pH为影响样品比表面积及热稳定性能的主要因素。与一步法沉淀相比,二步法制得的CeO2-ZrO2-Al2O3样品具有很高的热稳定性能,1050℃老化5 h后的样品比表面积高达46.4 m2.g-1,但储氧性能略差,这与Al2O3对CeO2-ZrO2的结构影响程度有关。     

Study on the Synthetic Technology of Polyethylene Glycol's Gemini Surfactant and Its Suspension Properties

Sodium α‐sulfonated polyethylene glycol (400) stearate was synthesized by the reaction of stearic acid with polyethylene glycol using phosphoric acid and p‐Toluene sulfonic acid as catalysts, following by sulfonation with chlorosulfonic acid and neutralization. Effects of single factors such as temperature, time, material ratio on the esterification ratios were investigated. On this basis, employing the orthogonal design, the optimum synthetic conditions were studied. Experiment results: Stearic acid and polyethylene glycol reacted for 4 hours at 140–150°C with the mole ratio 2.5:1.0 with 2.0% catalyst to give the product in 83% yield. Chlorosulfonic acid and Stearate reacted for 1 hour at 60–70°C with mole ratio 2.4:1.0 to give the product in 96% yield. Total yield was 79.7%. Gemini surfactants demonstrated good suspension ability and cooperative effect of mixed system. Compared to conventional surfactants, Gemini surfactants have prior performance attributed to few change in suspension ratios at high temperature and in rate of viscosity change in impact experiments.     

锆氧杂环络合物合成方法探索

邻甲氧基苯基锂和 6,6-二甲基富烯 (或 6,6-二乙基富烯 )反应得配体锂盐 ( Cp′ Li) ,Cp′ Li直接和 Cp Zr Cl3· DME反应生成 2个新的锆络合物 Cp′ Cp Zr Cl2 。 BBr3和 Li Br分别用来使 Cp′ Cp Zr Cl2 环化 ,发现在相同条件下 BBr3比 Li Br3更有效。Cp′ Cp Zr Cl2 通过和 BBr3反应得到 2个新的锆氧杂环络合物。 4个新的锆络合物经元素分析、1 H NMR和 MS确证     

铈锆比对低贵金属Pt＋Rh/Ce0.3＋xZr0.6－xY0.1O1.95＋Al2O3三效催化剂性能的影响

用共沉淀法制得一系列铈锆比不同的Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95储氧材料, 并用于制备了一系列低贵金属Pt＋Rh/Ce_0.3＋xZr_0.6－xY_0.1O_1.95＋Al₂O₃三效催化剂. 用比表面、程序升温还原以及X射线衍射对该系列催化剂进行表征, 结果发现, 催化剂的活性与催化剂中贵金属的还原性能密切相关, 低铈储氧材料比高铈储氧材料更有利于促进贵金属还原, 因而含低铈储氧材料催化剂的活性明显优于含高铈储氧材料催化剂的活性, Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的活性最佳, 对HC, CO和NO的起燃温度最低分别为: 235, 175, 200 ℃. 样品经1000 ℃水热老化之后, 贵金属Pt被烧结而发生迁移, 使得催化剂的活性及还原性能变差, 含低铈材料的催化剂的抗老化性能优于含高铈材料的催化剂, 其中Pt＋Rh/Ce_0.35Zr_0.55Y_0.1O_1.95＋Al₂O₃的抗老化性能最好.     

The Influence of N‐doped Carbon Materials on Supported Pd: Enhanced Hydrogen Storage and Oxygen Reduction Performance

N‐doped graphene has become an important support for Pd in both hydrogen storage and catalytic reactions. The molecular orbitals of carbon materials (including graphene, fullerene, and small carbon clusters) and those of the supported Pd species will hybrid much stronger as N dopants are introduced, owing to the increased electrostatic attraction at the interface. This enhances the carbon substrates′ catching force for the supported Pd, preventing its leaching and aggregation in many practical applications. The better dispersion and stabilization of Pd nanoparticles, which are induced by various carbon supports with N‐doping, are pleasing to us and could increase their efficiency and facilitate their recycling during various reaction processes in several fields.     

交联型聚氨酯固-固相变材料的相变性能及形态

聚氨酯;聚乙二醇;储能材料;固 固相变材料;相变行为     

氧化锆布膜中硅含量的火焰原子吸收光谱分析

提出用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法进行镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中硅含量的测定.通过进行分析线、光谱通带宽度、燃烧器高度、灯电流、共存离子的影响等试验表明：该方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、容易掌握、分析周期短等优点.其相对标准偏差均小于1.0%（n=6）.标准加入回收率均为98.3%-100.9%（n=6）范围内.可以作为检测镍氢蓄电池材料用氧化锆布膜中硅含量的一种手段.