添加稀土氧化物助剂的CeO2-ZrO2固溶体的储氧性及热稳定性研究

大多数工业催化剂都是在稳定的操作条件下进行的,然而汽车尾气净化催化剂却被暴露在大气中,使用条件经常变化,尤其是空燃比(A/F)的变化,直接影响了对氧敏感的三效催化剂的氧化和还原性能[1].CeO2则是一种具有储氧/释氧能力的催化材料,它作为助剂加入三效催化剂中,可在贫况下储存氧(以Ce4+存在)利于NOx的还原,在富况下释放氧(以Ce3+存在),利于HC、CO的氧化,从而提高了催化剂的活性.然而,CeO2 的储氧性通常局限在表面上,当温度超过400℃以上时,其比表面积降低从而引起储氧性能急剧下降,直接影响催化剂的性能和寿命.     

Ce0.64Mn0.13R0.23Ox催化剂催化燃烧柴油机碳烟的研究

采用共沉淀法制备一系列Ce_0.64Mn_0.13R_0.23O_x（R=La,Zr和Y）催化剂,并用低温N₂吸附-脱附（BET）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）和氧气程序升温脱附（O₂-TPD）等手段对催化剂进行了表征,同时考察了该系列催化剂对柴油车排放碳烟的催化燃烧性能。研究结果表明该系列催化剂均形成了具有立方萤石结构的固溶体。加入Rn+离子后,催化剂的抗老化性能有了很大的提高,其中加入La的催化剂具有最好的抗老化性能,老化后碳烟催化燃烧的Tm为319℃,适合于柴油车的排气温度,具有较好的应用前景。     

(CeO2)x-(La-Al2O3)1-x复合氧化物对柴油车尾气中可溶性有机成分的催化氧化

采用共沉淀法制备了一系列(CeO₂)_x-(La-Al₂O₃)_1-x复合氧化物(其中x为质量分数, x=0.00, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00), 以其为催化剂. 采用热重-差热分析(TG-DTA)法模拟测试该系列催化剂对柴油车尾气中可溶性有机成分(SOF)的催化氧化性能. 结果表明, 当x=0.75时, 催化剂活性最高, 可使SOF在125℃起燃, 355℃完全转化. 并用低温N₂吸附-脱附, 储氧量(OSC)测试, X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对催化剂进行了表征. 研究结果表明, 适量La 和Al 共掺杂增大了氧化铈的比表面积和催化剂中Ce³⁺所占的比例, 从而提高了催化剂对SOF的低温吸附能力和催化剂的储释放氧能力, 因而提高了催化剂对SOF的氧化活性. 所制备的(CeO₂)_0.75-(La-Al₂O₃)_0.25复合氧化物适合应用到柴油车尾气净化催化剂中.     

Rh~Ⅰ中心上一氧化碳和氢相互作用研究

利用TP-IR动态方法研究了0.7％Rh_2/Al_2O_3上CO吸附,CO和H_2共吸附的动态行为。结果表明,0.7％Rh_2/Al_2O_3上CO只有孪生吸附态,谱线出现在2087和2014cm~(_1)且孪生吸附态对应的Rh~I中心是稳定的。CO单独暴露于催化剂时,CO歧化在260℃以上发生。在室温CO和H_2(1:1)共吸附时,2050cm~(_1)新谱带出现,归属为Rh~I中心上形成羰基氢化物。动态过程中2050cm~(_1)谱带逐渐向低波数位移的行为归结为多氢羰基氢化物的形成。与CO单独吸附的结果相比较,作者认为在CO+H_2反应条件下,C—O键的削弱和断裂是经由多氢羰基氢化物途径,而不是经由C—O键直接断裂(CO解离或Bouduarol反应)途径。     

RhCo双金属催化剂的研究Ⅵ.Rh_2Co_2/Al_2O_3上表面羰基氢化物及其动态行为

利用连续流动微反研究了Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上的ＣＯ加氢反应．该反应在２００℃以上发生，反应活性随着温度的升高和Ｈ２／ＣＯ比的增大而增大．利用ＴＰＩＲ动态方法研究了Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上ＣＯ和Ｈ２的共吸附及其动态行为．结果表明，在Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３的Ｒｈ上的孪生和桥式中心及Ｃｏ上的线式中心上，ＣＯ和Ｈ２室温共吸附时即有部分孪生、桥式ＣＯ及Ｃｏ上的线式ＣＯ转化为相应的羰基氢化物．随着温度的升高，剩余的孪生、桥式ＣＯ及Ｃｏ上的线式ＣＯ向羰基氢化物转化，而羰基氢化物又向多氢羰基氢化物转化．在ＣＯ加氢反应温度下，Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３的三种吸附中心上只存在多氢羰基氢化物．与ＣＯ加氢反应和ＣＯ歧化的吸附态动态研究结果相关联，可以认为在Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上ＣＯ加氢生成ＣＨ４经由了羰基氢化物多氢羰基氢化物途径．     

RhCo双金属催化剂的研究 Ⅰ.RhCo双金属催化剂的金属-金属及金属-载体相互作用

利用XPS对以金属盐共浸渍制备的PH+CO/AL_2O_3和RH_2Co_2(CO)_12为前体制备的Rh_2Co_2/Al_2O_3催化剂的金属-金属及金属-载体相互作用进行了详细的研究.发现Rh+Co/Al_2O_3经400℃ H_2还原后RH的结合能与Rh~0的结合能接近,Co基本上以CoAL_2O_4状态存在,Co_0的谱峰很弱;而Rh_2Co_2/Al_2O_3经400℃H_2还原后Rh的结合能与Rh~0接近,Co除以CoAl_2O_4状态存在外,还有相当一部分以Co~0状态存在.上述结果揭示出两个样品的RH-Al_2O_3的相互作用弱,Co-Al_2O_3的相互作用强.Rh+Co/Al_2O_3上Rh-Co相互作用弱,而Rh_2Co_2/Al_2O_3在H_2还原后仍保持RhCo簇合物的强的Rh-Co相互作用,导致显著量的Co~0存在.     

超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化活性

考察了超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的催化性能,发现该催化剂经还原后对甲烷部分氧化反应表现出较高的催化活性.X射线衍射结果显示,Ni/Al2O3催化剂在超高温(1200~1400℃)下焙烧后生成了NiAl2O4,且无相转移,进一步经950℃还原后催化剂中绝大部分Ni以单质Ni0形式存在.透射电子显微镜测试结果表明,不同超高温焙烧的催化剂经950℃还原后Ni晶粒的大小无明显差异.这说明超高温焙烧的Ni/Al2O3对甲烷部分氧化反应的高活性可归结为NiAl2O4的可还原性以及还原后Ni0相似的晶粒尺寸.同时还发现,焙烧温度越高,生成的NiAl2O4的还原温度越高.     

机动车尾气净化催化剂的研究进展

此文论述了机动车尾气净化催化剂的科学和技术特征及我国在机动车尾气净化催化剂领域面临的挑战。介绍了作者在汽车、摩托车、压缩天然气汽车等尾气净化催化剂研究方面的进展。     

BaO含量对Ba改性Al2O3及其负载的Pt-Rh密偶催化剂性能的影响

采用胶溶法制备了不同BaO含量的Ba改性的Al2O3样品(Ba-Al2O3).采用低温N2吸附-脱附、X射线衍射和氨程序升温脱附对样品进行了表征.结果表明,BaO的添加量为8%时,Ba-Al2O3样品具有最佳的织构性质、最大的表面酸量和最强的表面酸性;经1273 K焙烧5 h后,其比表面积和孔体积分别为142 m2/g...     

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。