Fe/CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 整体式催化剂上的甲烷催化燃烧反应

 采用共沉淀法制备了一系列 CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 储氧材料 (其中 CexZr0.9-xLa0.1O1.95 与 Al2O3 的质量比为 1; x = 0, 0.3, 0.5, 0.7 和 0.9), 以其为载体, 制备了一系列负载铁基整体式催化剂. 考察了该系列催化剂催化甲烷燃烧反应性能, 并用低温 N2 吸附-脱附、储氧能力测试、X 射线衍射和 H2 程序升温还原等手段对载体和催化剂进行了表征. 活性测试结果表明, 当 x = 0.7 时, 催化剂活性最高, 可在 V(CH4) = 1% 和 50 000 h1 条件下使甲烷 465 oC 起燃, 615 oC 完全转化. CexZr0.9-xLa0.1O1.95-Al2O3 样品同时具有较高的储氧能力、较高的比表面积和抗热老化能力. 当 x = 0.5 和 0.7 时, 催化剂载体以 CeZrLaAlO 固溶体存在, 抗老化能力最好, 且 x = 0.7 时, 催化剂最易被还原.     

整体式担载型Pt基催化剂上航空煤油的裂解:助剂SrO和BaO的影响

考察了整体式担载型Pt基催化剂上国产3号航空煤油(RP-3)的常压裂解反应,着重探讨了添加BaO和SrO助剂对裂解效果的影响,以及裂解时间对积炭量的影响.采用全自动吸附仪、程序升温还原、X射线光电子能谱以及X射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在整体式担载型Pt基催化剂上RP-3裂解的总产气量比热裂解提高了39.7%;BaO或SrO助剂的添加又使其总产气量又分别提高了25.6%和37.0%;同时添加BaO和SrO的催化剂,其催化裂解总产气量则提高了96.5%.BaO和SrO助剂均可有效地抑制积炭的生成,而两者间的协同作用,进一步抑制了RP-3催化裂解过程中积炭的生成.     

航空燃料结焦深度的光度法评价

飞行器在高速飞行时,吸热型碳氢燃料实现吸热反应的主要途径是燃料裂解,而裂解过程伴随的结焦成为高速飞行器应用碳氢燃料的主要障碍之一。对于结焦程度的了解和评价是目前关注的一个主要问题,因此建立一种简单快速评价结焦深度的方法有着重要的意义。基于裂解残液中多环芳烃对残液颜色的影响建立了一种评价航空燃料结焦深度的光度法。根据裂解残液的吸光度对碳氢燃料的结焦情况进行比较分析和半定量评价;对比不同压力、不同流量、不同裂解管径下裂解残液的吸光度和实际的结焦情况验证了该方法的可行性和重复性。从而为碳氢燃料结焦深度的比较分析和半定量评价提供了一种有效的手段。     

Ce0.50Zr0.50O2中掺杂M(M = Mn,Y)对乙酸乙酯燃烧催化剂MnOx/Ce0.50-zZr0.50-zM2zOy/Al2O3性能的影响

考察了乙酸乙酯催化燃烧时,铈锆固溶体中掺杂M (M = Mn, Y)对催化剂MnO_x/Ce_0.50-zZr_0.50-zM_2zO_y/Al₂O₃活性的影响。结果表明: Mn的掺杂明显增加了储氧材料的储氧量(OSC),Y的掺杂明显降低了催化剂的还原温度;Mn 和Y的同时掺杂兼具Mn掺杂和Y掺杂的优点。催化剂MnO_x/Ce_0.40Zr_0.40Mn_0.10Y_0.10O_y/Al₂O₃ 性能最佳,完全转化温度为513K,且T_10% 和 T_100%间隔的温度范围最窄,可适用于较大初始浓度变化范围和较高空速(GHSV)条件下的乙酸乙酯净化。H₂程序升温还原(H₂-TPR)和X射线衍射(XRD)测试显示,MnO_x/Ce_0.40Zr_0.40Mn_0.10Y_0.10O_y/Al₂O₃具有较低的还原温度和较大的还原峰面积; Mn 和Y进入铈锆固溶体的晶格,改善了其织构性能,促进了锰氧化物在载体表面的分散。     

Zr0.5Ti0.5O2的添加对超临界裂解RP-3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了Zr_0.5Ti_0.5O₂载体材料,将其掺杂在CeO₂-Al₂O₃ (CA)基催化剂中, 并对其催化活性进行了超临界裂解测试, 采用全自动吸附仪、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温脱附(TPD)等方法对催化剂进行了表征. 实验结果表明, 催化剂能够明显降低裂解反应的温度, 600 ℃ CA基催化剂产气率是热裂解的2.8倍, 掺杂Zr_0.5Ti_0.5O₂载体材料的CA基催化剂是热裂解的4.0倍, 650 ℃时, 掺杂Zr_0.5Ti_0.5O₂载体材料的CA基催化剂热沉提高了0.55 MJ·kg^-1. BET结果表明, 掺杂Zr_0.5Ti_0.5O₂载体后催化剂出现双孔结构, 部分小孔的出现使得乙烯的选择性提高; NH₃-TPD结果表明, 掺杂Zr_0.5Ti_0.5O₂载体材料后, 催化剂强酸位的酸量增加了4.0倍,催化剂表现出更强的表面酸性和更集中的强酸酸中心密度, 有利于裂解多产烯烃.     

“化学+”多维协同育人模式构建与实践

化学是一门中心学科,对创新型国家建设意义重大.高校肩负着培养兼具社会主义核心价值观和科创能力的高质量化学专业人才的重任,但在一定程度上存在“重智育轻德育”“重科研轻教学”以及“重知识轻能力”的问题.本文作者王玉忠教授长期倡导本科创新教育、深耕教学改革,牵头创建了“化学+”多维协同育人新模式,构建了社会主义核心价值观和科创能力贯穿人才培养全过程的新体系.通过院士引领“化学+”育人模式的构建、实践及推广,探索出一条高水平化学人才培养的新途径.     

TiN和TiC涂层对碳氢燃料裂解结焦的影响

采用化学气相沉积(CVD)法,在304型不锈钢管道内壁分别沉积了TiN和TiC涂层,并采用SEM、EDS、金相显微镜和热冲击等方法对其进行了性能表征和测试。结果表明,两种涂层均匀致密,TiN涂层厚度为7.24μm,TiC涂层为11.52μm,且均具有良好的结合强度。为评价涂层抑制结焦效果,选用某碳氢燃料A,采取程序升温法进行超临界裂解实验,当反应管前后压差超过1 MPa时停止实验,结果表明,304空白管由于严重结焦,在650℃只运行了180 s;而TiC和TiN涂层管分别在780℃运行了275和1560 s。通过压差、产气组成和积炭微观形貌的综合分析表明,TiN、TiC涂层均呈现出优良的抑焦效果,且TiN涂层抑焦效果更优。     

Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8材料的制备及在三效催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8(0≤x≤0.4)材料, 并对所制备的材料进行了X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的表征, 测定了材料的比表面积(BET法)和储氧量(OSC), 同时采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)研究了材料的还原性能和表面酸性. 研究结果表明, Ce/Ti摩尔比大于1∶2的材料能形成立方萤石结构的固溶体, Ce/Ti摩尔比为1时, 材料表面Ce4+/Ce3+摩尔比达到最大; 随着Ce/Ti摩尔比的增大, 材料的储氧能力先增大后减小, 而TPR还原峰温则是先减小后增大, 当Ce/Ti摩尔比为1时, 材料的储氧量达到最大, 为660 μmol/g; 还原峰峰温最低, 为616 ℃. 以制备的材料为载体制备了一系列Pt/Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8三效催化剂, 并对催化剂进行了活性评价. 活性测试结果表明, 以Ce/Ti比为1的载体材料制成的催化剂对C3H8, CO和NO的起燃温度分别为236, 147和228 ℃, 表现出了优异的温度特性.     

氧化共沉淀法制备Ce0.65Zr0.25Y0.1O1．95的结构转化过程

以氨水和碳酸铵为沉淀剂,采用氧化.共沉淀法制备了Ce0.65Zr0.25Y0.1O1.95复合氧化物,并对不同处理温度下制备的样品用热重.差示扫描分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)和表面分析仪(BET)等进行了表征.结果表明,共沉淀法得到的沉淀物同时含有羟基和羧基,随着焙烧温度的升高,分别在100-170 ℃、250-300℃和420-500℃温度范围内先后发生脱水、脱羟基和脱羧基反应,在此过程中固溶体逐渐形成.提出了由沉淀物转变为Ce0.65Zr0.25Y0.1O1.95复合氧化物的结构转变模型.