Pt／Al_2O_3，Pd／Al_2O_3催化剂上CO氧化与表面氧脱出－恢复性能

Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３，Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上ＣＯ氧化与表面氧脱出－恢复性能周仁贤，郑小明（杭州大学催化研究所，杭州３１００２８）关键词铂，钯，氧化铝，氧化锆，负载型催化剂，一氧化碳，氧化，氧脱附ＡＩ。Ｏ。负载的贵金属（Ｐｔ，Ｐｄ或Ｒｈ等）催化剂对有...     

乙苯在Pt、Re、Sn/Al_2O_3系催化剂上的程序升温表面反应

本文通过乙苯在氢气流和氦气流中的程序升温表面反应,考察了Pt系、Re系及Pt-Re系催化剂中金属K和Sn的作用,结果认为K可降低催化剂的脱甲基性能和裂解性能,而Sn却极大地抑制了催化剂的脱甲基性能和裂解性能,同时认为Re-K/Al_2O_3催化剂比Pt-K/Al_2O_3的脱甲基能力大得多,且在Re-K/Al_2O_3中加入Pt后脱甲基能力和脱乙基能力都更进一步提高,而若在Pt-Re-K/Al_2O_3中加入Sn则能抑制Pt的裂解活性而不影响其脱氢活性,从而改善了乙苯脱氢的选择性。     

Pt－Mo／Al_2O_3和Pt－Co－Mo／Al_2O_3催化剂中Pt、Co助

利用ＴＰＲ、Ｈ_２－ＴＰＤ技术，考察了氢气氛下的Ｐｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３和Ｐｔ－Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３催化体系中物种和电荷交换的现象和规律，揭示了Ｐｔ和Ｃｏ在表面Ｍｏ物种还原过程中助剂作用的本质．Ｐｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３的ＴＰＲ、Ｈ_２－ＴＰＤ结果证明，由于微量Ｐｔ参与了表面Ｍｏ物种还原时的物种和电子交换，有效地降低了其还原温度．Ｒｔ－Ｍｏ／Ａｌ_２Ｏ_３在氢还原过程中，氢和Ｍｏ容易形成载有活动氢的氢物种，并储存在催化剂表面，这种活动氢在Ａｒ中，甚至Ａｒ－Ｈ２混合气中可以释放出来。Ｐｔ－Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３的研究结果表明，Ｃｏ可以进一步促进Ｍｏ的还原．在样品预还原过程中，氢和Ｃｏ可以形成氢物种，其上的氢具有更强的可动性，很容易溢流到Ｍｏ物种的边上促进其还原．根据以上规律可以推测，加氢脱硫催化剂中Ｃｏ和贵金属的作用是使催化剂更容易形成低价的配位不饱和的钼中心，也就是ＨＤＳ活性中心．     

甲烷部分氧化制合成气反应Pt/Al_2O_3和Pt/CeO2/Al_2O_3催化剂的研究(英文)

研究了Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应的催化活性，发现Ｐｔ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３显示了比Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３更高的甲烷转化率和合成气选择性。用Ｈ２ＴＰＲ，Ｈ２ＴＰＤ，ＳＥＭ和ＸＲＤ等手段和技术对催化剂进行了表征。ＣｅＯ２与Ｐｔ之间存在较强的相互作用（ＳＭＳＩ），这种作用促进了Ｐｔ在催化剂表面的分散，抑制了Ｐｔ在催化剂表面的迁移，大大降低了催化剂在反应中的完全燃烧活性，提高了催化剂的部分氧化活性和选择性，避免了因催化剂床层局部温度过高而导致催化剂活性下降或失活，提高了催化剂的稳定性。同时，在反应过程中，ＣｅＯ２通过促进水蒸气变换反应（ＷＧＳＲ）的进行使反应体系迅速达到平衡，提高了催化剂对Ｈ２的选择性。     

Pd－pt／Al_2O_3燃烧催化剂的活性和热稳定性

研究了Ｐｄ－Ｐｔ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂对有机物的完全氧化活性和热稳定性。结果表明：Ｐｄ－Ｐｔ双组分催化剂的活性高于单组分催化剂。在实验范围内，催化剂的氧化活性与Ｐｄ、Ｐｔ负载量无关，热稳定性受Ｐｄ、Ｐｔ负载量影响而与Ａｌ＿２Ｏ＿３的表面积关系不大。高温处理引起催化剂表面Ｐｄ、Ｐｔ含量的降低是造成活性下降的主要原因。该催化剂对有机物具有很高的氧化活性，对氧的利用率很高，适用于工业有机废气的净化。     

负载型贵金属催化剂Pd(Pt)/A1_2O_3的硫中毒机理

以CO和吡啶为分子探针,用红外分光光度计对用于合成尿素工业消除CO_2原料气中微量氢气的Pd(Pt)/Al_2O_3催化剂进行了表征。结果表明,负价硫(S~(2-),S_2~(2-)是使催化剂失活的直接原因,而高价硫(SO_4~(2-),Al_2O_3-SO_3-H_2O)是失活的最终原因。     

铌改性的Pd/Al_2O_3催化剂催化苯燃烧反应

采用浸渍法制备了Nb改性的Pd/Al2O3催化剂,考察了该催化剂催化苯燃烧反应性能,并研究了催化剂的稳定性.结果表明,Nb的添加明显提高了Pd/Al2O3催化剂性能,在195℃时苯转化率达到90%,苯的完全燃烧温度降低了40℃.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和氮气吸附等手段对催化剂进行了表征,结果表明,Nb的加入不仅提高了Pd物种的分散度,同时改变了部分Pd的价态,形成适宜反应的PdO-Pd物种,并促进了催化剂表面氧浓度的增加,使氧物种氧化能力增强,从而提高了催化性能.1%Pd-5%Nb/Al2O3催化剂的催化活性高于2.0%Pd/Al2O3催化剂.     

用程序升温氧化技术研究Pt/Al2O3催化剂的积炭

用程序升温氧化(TPO)和氢化学吸附研究了Pt/Al_2O_3和Pt-Sn/Al_2O_3催化剂的表面积炭。表明炭可沉积在金属活性中心上,也可沉积在酸性中心部位。在单铂和铂锡催化剂上都有两个代表沉积在金属中心的TPO峰。铂锡催化剂的两个峰的峰温比单铂的高,终合法制备的铂锡催化剂不仅峰温向高温位移,而且温度范围变窄。在催化剂表面积炭过程中测定的氢化学吸附表明:氢吸附量开始下降很快,并逐渐变慢直至保持不变。说明铂表面的某些部位容易积炭,另一些部位难以积炭。对于Pt/Al_2O_3,有15%的铂表面是裸露的。Sn的加入减少了表面积炭,使裸露表面增加到30%。     

Pt/HM、Pd/HM催化剂上CO氧化反应活性和动力学研究

研究了Pt/HM、Pd/HM催化剂上CO氧化反应的活性,求出了各种催化剂的CO氧化反应动力学方程。考察了不同气氛下CO氧化活性的演变规律和V⁴⁺、Co²⁺离子对Pt、Pd的助催化作用,并用催化剂集团结构适应模型对以上结果作出了解释。     

钛添加物对Pt/Al_2O_3催化剂金属担体相互作用的影响

Pt/Al_2O_3催化剂的CO吸附TPD谱显示,CO的低温脱附峰(200℃前)受预吸附氢和后吸附氢的影响很大,呈现室温氢助CO吸附效应(RTHAA).而200℃以上的CO脱附谱基本上不受氢的影响.已知在聚集态Pt(如Pt丝)上的CO吸附不受氢的影响.因此可以认为,TPD谱中的高温CO脱附峰表征CO在聚集态Pt上的吸附;而受氢影响的CO低温脱附峰则表征CO在分散相Pt上的吸附.这是因为分散相Pt和Al_2O_3接触紧     

微量Pt和Pd对Fe_2O_3/ZrO_2催化剂结构与性能的影响

用ＸＲＤ、ＴＰＲ及固定床微反应器技术研究了微量Ｐｔ 和Ｐｄ 对Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ 催化剂结构及性能的影响。结果表明，活性组分Ｆｅ３ ＋ 与载体ＺｒＯ２ 之间的相互作用会阻止载体从无定形ＺｒＯ２ 到ｔ－ＺｒＯ２ 进而ｍ － ＺｒＯ２ 的转变，同时，促进Ｆｅ２Ｏ３ 在ＺｒＯ２ 表面的分散。微量Ｐｔ 或Ｐｄ 的加入对Ｆｅ２Ｏ３ 在ＺｒＯ２ 上的分散状态无明显影响，但使Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ 的还原性能发生明显变化，表层Ｆｅ２Ｏ３ 的还原性显著增强，导致Ｍ－ Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ 催化剂在ＮＯ＋ ＣＯ反应中有更高的催化活性。Ｎ２ 生成的选择性次序为Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ ＞ Ｐｄ － Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ ＞ Ｐｔ－ Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２ ＞ Ｐｄ／ＺｒＯ２ ＞ Ｐｔ／ＺｒＯ２ 。     

柠檬酸添加方式对Mo-Ni-P/Al_2O_3催化剂加氢活性的影响

以Mo、Ni为活性组分,Al_2O_3为载体,采用不同柠檬酸添加方法制备了Mo-Ni-P/Al_2O_3催化剂.通过氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD),透射扫描电镜(TEM)、XPS等表征方法研究催化剂的物化性质.结果表明:催化剂经柠檬酸的后处理,改善了载体氧化铝表面羟基基团的分布,促使Mo物种以八面体配位多核聚钼酸的形态存在,有效地减弱了载体与活性金属之间的强相互作用,提高了Mo物种的分散度与硫化度,使得催化剂形成更多"Mo-Ni-S"加氢活性相,提高了催化剂的加氢活性.与其他处理方法相比,柠檬酸后处理的催化剂对VGO具有更高的加氢脱硫、脱氮与芳烃饱和性能.     

基于流电沉积法制备的Pt/Ni/Al_2O_3催化剂及其对CO催化性能

以水滑石为前驱体,通过流电沉积法制备了Pt负载型催化剂。在该催化剂中,贵金属Pt具有良好的分散性。此外,以CO氧化为探针反应考查了不同Pt负载量对CO催化氧化性能的影响。结果表明,当Pt的负载量为5%时,催化剂对CO的完全转化温度仅为90℃。     

循环积炭-烧炭处理对Pt/Al_2O_3和PtSn/Al_2O_3催化剂表面性质的影响——Ⅱ.再生催化剂的表面反应

应用C_2H_4-H_2滴定方法考察了Pt/Al_2O_3和PtSn/A1_2O_3催化剂经过n-C_4H_(10)积炭反应及氧烧炭循环后催化剂金属中心的变化。发现随循环次数增加,Sn对Pt表面的分割作用减弱,催化剂单铂中心减少而多铂中心增加。积炭催化剂的程序升温表面反应进一步揭示了多次循环后PtSn/Al_2O_3催化剂上烃分子脱氢深度增加,表面含炭物加氢活性减弱。表明经过循环积炭-烧炭处理的双金属PtSn催化剂一定程度地表现出Pt/Al_2O_3催化剂的性质。     

La_2O_3的负载方式对La_2O_3助Pd/SiO_2催化剂上的CO吸附和加氢反应性能的影响

利用in-situ FTIR,TPSR,TEM和CO加氢反应的活性测试,研究了助剂La_2O_3的不同负载方式对Pd/SiO_2催化剂的CO吸附和加氢反应性能的影响。结果表明,La_2O_3作为助剂加入Pd/SiO_2中,能提高CO的解离和加氢能力,引起CO的吸附容量降低,这可能是由于部分还原的La_2Ox斑块修饰了钯粒子的表面所致。因此,La_2O_3助剂对Pd/SiO_2催化剂的吸附和反应性能的影响与La_2O_3的负载方式密切相关。这意味着催化剂的制备方法对La_2O_3和表面钯粒子间的相互作用程度有直接影响。     

Al_2O_3掺杂SO_4~(2-)/SnO_2固体酸催化剂上的酯化和酯交换反应

用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%,摩尔分数)的SO24-/SnO2催化剂.采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27AlMASNMR)对催化剂的结构和织构性质进行了表征,用正丁胺电位滴定法测定了催化剂的酸量,并评价了这些催化剂对月桂酸与甲醇的酯化和三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应性能.实验结果表明SO24-/SnO2催化剂中掺杂少量Al2O3能明显提高催化活性,这是由催化剂的酸性位增加而引起的,添加Al2O3的摩尔分数为1.0%的催化剂表现出最高的反应活性,在酯化反应中6h后月桂酸转化率高达92.7%,在酯交换反应中8h后三乙酸甘油酯转化率高达91.1%.     

担载金属催化剂硫中毒机理及其再生方法研究 Ⅰ.Pd(Pt)/Al_20_3催化齐H_2—O_2反应下硫中毒机理的研究

使用催化色谱、TPR、XPS、AES、XRD、IR,研究了Pd(Pt)/Al_2O_3催化剂在H_2-O_2反应下的硫中毒机理.结果表明,催化剂硫中毒失活的机理随O_2/H_2比不同而不同.在“弱氧化气氛”下,中毒为不可逆,中毒失活主要是由于金属组分体相及表相,特别是表相被严重硫化.“强氧化气氛”下,一定范围内中毒具有某种程度的可逆性.当反应过程中生成的SO_4~(-2)在催化剂中大量聚积时,除金属组分被硫化外,SO_4~(-2)对活性表面的覆盖和屏蔽是催化剂失活的重要原因.     

Ni对Pd/Al_2O_3密偶催化剂催化性能的影响（英文）

考察了助剂Ni对以改性氧化铝为载体的单Pd密偶催化剂的影响.结果表明,掺杂Ni可以明显改善对C3H8的催化性能,尤其对老化催化剂效果显著.此外,Ni的添加使老化催化剂Pd/Al2O3的起燃温度(T50)和完全转化温度(T90)分别降低31和30 oC.单反应测试结果表明,添加Ni能明显提高对C3H8+NO反应的催化性能.采用H2程序升温还原、CO吸附、高倍透射电镜和X射线光电子能谱等手段对新鲜和老化催化剂进行了表征.结果表明,掺杂Ni不仅可以抑制活性组分PdO x的烧结,减少金属态Pd0的产生,而且可以提高PdO x物种的可还原能力和有效比表面积.     

钴负载量和焙烧温度对F-T合成用Co/Al_2O_3催化剂活性的影响

对用于F T合成制液态烃的Co/Al2 O3 催化剂进行了程序升温还原研究 ,确定了合适的还原活化温度 (约6 0 0～ 80 0K) ,同时考察了钴负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响 .结果表明 ,钴负载量和焙烧温度对C5+ 收率的影响十分显著 .用CODEX优化软件对钴负载量和催化剂焙烧温度进行了优化 .结果表明 ,比较理想的钴负载量为 11 6 % ,焙烧温度为 6 5 1K .XRD测试结果表明 ,在较高温度焙烧的催化剂由于易生成CoAl2 O4 尖晶石 ,导致催化剂的活性显著降低