纳米钙钛矿型氧化物LaFe_(1-y)Al_yO_(3-λ)制备及催化性能

采用溶胶－凝胶方法制备了Ｂ－位掺杂的纳米钙钛矿型复合氧化物ＬａＦｅ１－ｙＡｌｙＯ３－λ，并对其催化甲烷完全氧化性能进行了研究．发现纳米氧化物（ｙ＝０．１）可以大幅度降低反应温度，其比活性和表面Ｏ晶／Ｏ吸均较大，晶格氧物种可能有利于甲烷的完全氧化     

纳米钙钛矿型氧化物LaF1—yAlyO3—λ制备及催化性能

采用溶胶－胶方法制备了Ｂ－位掺杂的纳米钙钛矿型复合氧化物ＬａＦｅ１－ｙＡｌｙＯ３－λ，并对其催化甲烷完全氧化进行了研究，发现纳米氧化物（ｙ＝０．１）可以大幅度降低反应温度，其比活性和表面Ｏ晶／Ｏ吸较大，晶的种可能有利于甲烷的完全氧化。     

低温甲烷氧化偶联钙钛矿型SrTiO3纳米催化剂

 采用溶胶-凝胶法制备了Sr/Ti摩尔比为1.2的纳米钙钛矿型复合氧化物SrTiO3催化剂,比较了纳米SrTiO3催化剂和相同组成的常规SrTiO3催化剂对甲烷氧化偶联(OCM)反应的催化性能,并采用XRD,TEM和原位ESR技术对催化剂进行了表征. 结果表明,纳米SrTiO3催化剂具有较好的低温催化OCM反应性能. 在反应气氛下催化剂表面形成的吸附氧物种和F-中心能够活化甲烷生成C2烃,但吸附氧物种最终导致反应中间体和C2烃完全氧化; F-中心则能在低温下活化甲烷,并高选择性地生成C2烃. 纳米SrTiO3催化剂不仅含有吸附氧物种,而且含有高浓度的F-中心,而常规SrTiO3催化剂上只有吸附氧物种.     

脉冲反应技术研究气相氧和晶格氧对甲烷氧化偶联的作用

ＣａＯ的晶格氧对甲烷能发生非选择性氧化反应，经反应消耗的晶格氧可以由气相氧中补充，也可以通过体相晶格氧向表面的迁移来补充。Ｎａ￣＋添加剂能抑制ＣａＯ晶格氧的反应活性，当Ｎａ￣＋含量达到５％时，ＣａＯ晶格氧对甲烷的完全氧化活性被完全抑制。Ｃａ＿ｘＳｒ＿（１－ｘ）ＴｉＯ＿３复合氧化物催化剂的晶格氧对甲烷没有活性。只有当气相氧存在时，在５％Ｎａ￣＋／ＣａＯ和Ｃａ＿ｘＳｒ＿（１－ｘ）ＴｉＯ＿３复合氧化物上才能通过气相氧向表面氧物种的转化而引发甲烷氧化偶联反应。     

La0.8Sr0.2MnO3和La0.8Sr0.2CoO3在γ—Al2O3上的载体效应研究

一般认为Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３和Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＣｏＯ３两种钱钛矿型复合氧化物是ＣＯ氧化、碳氢（ＨＣ）化合物完全氧化和ＮＯ，还原的良好氧化物催化剂，用复合硝酸功体，制取此类负载型催化剂，负载量１５％，用二甲苯完全氧化反应作为“探针反应”，配合ＸＲＤ分析、ＢＥＴＧ只测定，发现resume     

在Ti系钙钛矿型混合氧化物催化剂上的甲烷氧化偶联──焙烧温度的影响

探讨了焙烧温度对钙钛矿型复合氧化物ＬａＴｉ１－ｙＬｉｙＯ３－λ（０≤ｙ＜１）为主要物相的ＬｉＬａ０．５Ｔｉ０．５Ｏ２＋λ催化剂的结构及甲烷氧化偶联反应活性的影响机制，用ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ和ＢＥＴ等方法对催化剂进行表征。结果表明，焙烧温度对催化剂的ＯＣＭ反应活性的影响是双重的。提高焙烧温度有利于Ｌｉ＋进入ＬａＴｉＯ３晶格（或间隙）产生更多数量的氧空位，进而产生更多的活性氧种，有利于ＯＣＭ反应的进行，但过高的焙烧温度又使催化剂的结构（或物相）发生变化，因而使Ｌｉ＋的取代量、比表面积和甲烷转化率均下降。     

低温甲烷氧化偶联纳米SrTi_(0.975)Li_(0.025)O_(3-δ)催化剂的原位ESR和TPSR表征

采用溶胶-凝胶法制备纳米钙钛矿型复合氧化物催化剂SrTi1-xLixO3-δ(x=0、0.025、0.050),用微型催化反应评价装置结合XRD、TEM、原位ESR和程序升温表面反应(TPSR)等方法,研究甲烷氧化偶联(OCM)纳米SrTi1-xLixO3-δ催化剂结构和催化性能。结果表明,B位掺杂适量的低价Li+离子可优化纳米SrTiO3催化剂低温(~650℃)甲烷氧化偶联催化性能,Li+掺杂量为0.025时获得最高的甲烷转化率和C2选择性。与柠檬酸法制相同组成的常规催化剂相比,SrTi0.975Li0.025O3-δ纳米催化剂具有较优良的低温OCM催化性能和相同温度下更高的C2选择性。SrTi0.975Li0.025O3-δ纳米催化剂优良的催化性能与其表面原子配位不饱和存在F中心相关。     

甲烷氧化偶联纳米SrTiO3催化剂的原位ESR和TPSR表征

采用溶胶-凝胶法制备了纳米钙钛矿型复合氧化物SrTiO3催化剂,并用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、原位电子自旋共振和程序升温表面反应等技术对催化剂进行了表征,测定了催化剂对甲烷氧化偶联(OCM)反应的催化性能.结果表明,与相同组成的常规SrTiO3催化剂相比,纳米SrTiO3催化剂具有较好的低温(～650℃)催化性能.通过增大Sr/Ti比可进一步优化纳米SrTiO3的催化性能.纳米SrTiO3催化剂表面的吸附氧物种和F中心均具有活化及催化甲烷分子生成C2烃产物的活性,但吸附氧物种易使OCM反应中间体和产物深度氧化,而F中心具有低温活化甲烷分子及高选择性生成C2烃产物的特性.纳米氧化物粒子因表面原子配位不饱和(配位数低),其表面存在较多的F中心。     

(Ba,Ca)(Co,Fe)O3-δ系列混合导电型透氧膜的研究

采用改进的Ｐｅｃｈｉｎｉ法合成了（Ｂａ,Ｃａ）（Ｃｏ,Ｆｅ）Ｏ３－δ系列材料,对其结构,透氧量及透氧稳定性进行了考察,结果表明,材料具有较高的透氧量和透氧稳定性,其中Ｂａ０．９５Ｃａ０．０５Ｄｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３－δ在９５０℃透氧量高达１．４ｍｌ／（ｃｍ＾２．ｍｉｎ）,８５０℃稳定操作１６０ｈ以上,将其应用于膜反应器,对无催化剂的甲烷氧化偶联反应作了尝试,结果表明,对甲烷氧化偶联反应具有较高的选择,但甲烷转化率较低。     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ．镍系催化剂的反应性能

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷氧化的结果证实了催化剂设计中的预测：（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子．只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲烷部分氧化活性．第四周期元素中只有镍具有这样的性质．Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化性能最好．催化剂ＮｉＯ－ＣｕＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－ＭｎＯ－Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ－Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３的反应活性和选择性顺序，与金属Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ上ＣＯ和Ｈ２脱附的顺序是一致的     

BaKPbO和BaKPbBiO的熔盐阳极电结晶

钙钛石（ＡＢＯ３）型复杂氧化物由于Ａ位、Ｂ位在适当范围内掺杂其他离子而成为性能宽广的功能材料．例如ＢａＰｂＯ３及其取代物ＢａＰｂＢｉＯ是甲烷偶联反应的催化剂［１］,ＢａＰｂＢｉＯ［２］和ＢａＫＢｉＯ［３］还具有超导性．另一方面,这些复杂氧化物的功能又?..     

钙钛矿型复合氧化物Ca_xSr_（1－x）TiO_3催化剂上的甲烷氧化偶联反应

在固定床反应器上，评价了不同温度下钙钛矿型复合氧化物ＳｒＴｉＯ３和ＣａＴｉＯ３的组成变化对甲烷氧化偶联反应的影响．同时，利用ＸＰＳ和ＣＯ２－ＴＰＤ对催化剂的结构及其氧物种的反应特性进行了表征．结果表明：ＳｒＴｉＯ３和少量Ｃａ掺杂的ＣａｘＳｒｌ－ｘＴｉＯ３有利于在较低温度（９２３Ｋ）下催化反应的活性和选择性，而ＣａＴｉＯ３体系则在高温（１０７３Ｋ）下表现出较好的活性和选择性．钙钛矿型复合氧化物ＳｒＴｉＯ３和ＣａＴｉＯ３组成变化对不同温度下反应活性的影响与ＣＯ２－ＴＰＤ的脱附谱图有很好的平行关系．     

甲烷部分氧化制合成气Ⅱ.镍系催化剂的反应结果

主要用第四周期金属元素的氧化物与Ａｌ２Ｏ３的复合氧化物催化剂上甲烷催氧化的结果证实了催化剂设计中的预测，（１）催化剂首先应能解离活化甲烷，（２）催化剂要能较快地活化Ｏ２分子，只有同时满足这两个条件，催化剂才可能有较好的甲部分氧化活性，第四周期元素中只有镍具有这样的性质，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｌａ，Ｃａ，Ｚｎ等氧化物的添加可明显提高Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的甲烷部分氧化性能，其中Ｃｕ的助催化剂性能最好，催     

铈基氧化物催化剂上氧物种的EPR研究

选择ＣｅＯ２、２０％（ｍｏｌ）Ｃｅ／Ｓｒ及ＳｒＣＯ３３种甲烷氧化偶联催化剂，进行了吸附氧的ＥＰＲ及骤冷ＥＰＲ研究，对氧物种的形式、吸附方式及在反应中的作用进行了深入讨论．实验发现，氧化铈及复合催化剂很容易吸附氧分子产生Ｏ２－超氧离子，而碳酸锶表面不利于Ｏ－２的生成．Ｏ－２可以不同方式吸附于催化剂表面，不同方式吸附的Ｏ－２具有不同的氧化能力和稳定性．不同温度下骤冷可以在复合催化剂上得到几乎相同强度的Ｏ－２ＥＰＲ信号，因此Ｏ－２可能不是甲烷的选择活化中心，而是在反应条件下转化成了Ｏ２－２或Ｏ－选择性物种．复合催化剂中的ＳｒＣＯ３，对ＣｅＯ２中氧的流动性及产生氧中间体的能力起到了调节作用，抑制了过氧化．     

钙钛石型复合氧化物LaFeyMN1-y-O3的化学性质与氨氧化性能之间的关系

研究了Ｂ位二元复合钙钛石型氧化物ＬａＦｅｙＭｎ１－６Ｏ３对氧化反应的催化性能，用多种手段对催化剂进行了表征，讨论了氨氧化反应中ＮＯ选择性与催化剂固体物理化学性质之间的关系，发现催化剂的晶体结构和过渡金属离子的氧化还原性质是影响催化剂物化性质和催化性能的，Ｂ位少量掺杂对ＮＯ选择性的影响是显著，富锰区ＮＯ选择性主要取决于Ｍｎ＾４＋离子的浓度，富铁区则主要与Ｆｅ离子的状态和催化剂的缺陷结构有关。     

甲烷氧化偶联含锂多元复合氧化物催化剂的失活机理

对甲烷氧化偶联反应活性较高的多元复合氧化物催化剂（Ｌｉ－Ｔｉ－Ｌａ，Ｌｉ－Ｍｎ－Ｌａ，Ｌｉ－Ｎｉ－Ｌａ）的稳定性和失活机理进行了初步探讨，利用ＸＲＤ，ＩＲ，ＸＰＳ和Ｏ２－ＴＰＤ等方面对催化剂进行了表征，结果表明，催化剂在高温及反应气氛的作用下，表面锂的流失，使体相晶格中的锂向表面扩散，导致含锂活性相结构的分解（或部分分解），从而减少了体相相氧空位和生氧种的数量，降低了晶格氧的活动性，致使催化剂活必     

La－Th－O系催化剂的结构与甲烷氧化偶联催化性能的关系

研究了Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ二元氧化物的组成、结构及其对甲烷氧化偶联反应催化性能的影响；用ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ等方法对催化剂进行表征。Ｌａ－Ｔｈ－Ｏ系列催化剂随Ｌａ／Ｔｈ原子比的变化，可生成Ｌａ＿ｘＴｈ＿（１－ｘ）Ｏ＿（２－δ）固溶体。具有萤石结构的Ｌａ＿ｘＴｈ＿（１－ｘ）Ｏ＿（２－δ）是甲烷氢化偶联反应的主要活性相。     

制备因素对Ni—Co—O复合氧化物结构及氧化活性的影响

用共沉淀法和机械混合锻烧法制备了Ｎｉ－Ｃｏ－Ｏ复合氧化物催化剂。用ＴＰＲ、ＸＲＤ氧化活性评价等实验手段对催化剂进行了考察。结果表明不同方法制得的复合氧化物呈现不同的催化行为。共沉淀的ｐＨ值的高低及焙烧温度对催化剂的氧化活有较大影响，尖晶石型复合相ＮｉＣｏ２Ｏ４可能是提高催化剂氧活性的活性相。     

甲烷氧化偶联催化反应的特征

应用程序升温反应（ＴＰＲ）及质谱分析表征了ＣａＯ，Ｓｍ２Ｏ３，０．５－１０％Ｓｍ／ＣａＯ催化剂上的甲烷氧化偶联反应特性。谱图分析表明，在４００－１０００℃范围内，甲烷氧化偶联反应产物的变化呈现三个反应温度区域：（１）完全氧化区，反应主要为ＣＨ３·在催化剂表面完全氧化形成ＣＯｘ和Ｈ２：（２）偶联区，主要为ＣＨ３·的氧化和偶联竞争反应，Ｈ２谱线出现明显的低温峰；（３）氧耗尽区，反应为高温气相反应，产物     

Li－La－Mn－O钙钛矿型甲烷氧化偶联催化剂的研制

Ｌｉ－Ｌａ－Ｍｎ－Ｏ钙钛矿型甲烷氧化偶联催化剂的研制赵静，王大祥，李永丹（天津大学化工系工业催化教研室，天津３０００７２）关键词甲烷，氧化偶联，催化剂，钙钛石型化合物自１９８２年Ｋｅｌｌｅｒ等［１］首先研究甲烷氧化偶联反应以来，含锂催化剂是至今所开发...