Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲醇水蒸气重整制氢反应的性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR、NH_3-TPD、CO_2-TPD等方法对其进行表征。在连续流动常压固定床微型反应器上评价Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能,考察了反应温度、水醇比和质量空速对催化性能的影响,反应结果表明Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有较高的催化活性和稳定性,在温度为260℃、水醇摩尔比为1.2∶1、质量空速为3.6h–1的条件下,甲醇的转化率可达99%以上,氢气的选择性为98%以上,一氧化碳的选择性低于2.5%。表征结果显示助剂CeO_2和ZrO_2的加入促进活性组分在载体表面的分散性,影响催化剂的孔结构和酸碱性,增强了催化剂的活性。     

铈锆复合氧化物催化HCl氧化中相互作用机制

采用浸渍法制备了不同负载量的ZrO_2/CeO_2·(xZr/Ce)和CeO_2/ZrO_2·(y Ce/Zr)两组催化剂。并采用XRD、Raman、N2-Sorption、TEM和H2-TPR等手段对xZr/Ce和y Ce/Zr的结构和性质进行表征,并结合HCl催化氧化活性研究CeO_2与Zr O_2在反应体系中的相互作用。结果显示,CeO_2表面掺杂适量的Zr4+可以增加xZr/Ce表面氧空位浓度,提高其HCl氧化反应活性;但当CeO_2表面掺杂过量的Zr4+,Zr元素会以ZrO_2的形式存在于xZr/Ce表面,覆盖氧空位,降低了xZr/Ce的反应活性。对于y Ce/Zr催化剂,ZrO_2表面高分散的CeO_2有利于催化活性的提高,但ZrO_2表层负载的CeO_2对催化活性的贡献具有阈值,当Ce O_2负载量超过10%后,额外增加的铈物种对催化活性已无显著促进作用;对比发现xZr/Ce的氧空位主要来自于铈锆固溶体,y Ce/Zr的氧空位主要来自于高分散的CeO_2,由铈锆固溶体产生的氧空位对活性提升更有利;与纯组分CeO_2相比,xZr/Ce与y Ce/Zr两组催化剂在苛刻条件下的长期稳定性测试中均表现出高反应稳定性。     

单斜ZrO_2加入量对CaO材料性能的影响

为了改善电熔CaO材料的抗热震性能和抗水化性能,以电熔CaO(5～3、3～1、≤1和≤0. 074 mm)为原料,单斜ZrO_2(≤0. 074 mm)为添加剂,热固性酚醛树脂为结合剂,经配料、成型、烘干、1 600℃热处理3 h后,制备了CaO材料。研究了单斜ZrO_2加入量(w)分别为0、5%、10%、15%时对CaO材料的抗热震性能和显微结构的影响。结果表明:添加单斜ZrO_2可以有效提高CaO材料的抗热震性能;随着单斜ZrO_2加入量的增加,试样的抗热震性能提高;综合考虑材料力学性能和抗热震性能,单斜ZrO_2加入量(w)为10%时最合适;加入单斜ZrO_2可以显著提高试样的抗水化性能,添加量为10%(w)时,试样的抗水化性能最好。     

CeO_2-ZrO_2-La_2O_3-Pr_2O_3储氧材料制备及其负载单Pd三效催化剂性能

采用共沉淀法制备了质量分数4%La2O3和质量分数6%Pr2O3共改性的不同Ce与Zr质量比(分别为2∶7、4∶5和8∶1)的Ce O2-Zr O2-La2O3-Pr2O3储氧材料,利用BET、XRD、H2-TPR和OSC等对其织构、结构性能和氧化还原性能进行表征,并对负载Pd的三效催化剂进行模拟汽车尾气活性测试。BET结果表明,新鲜储氧材料的比表面积随着Ce含量增加逐渐增大,Ce与Zr质量比8∶1的储氧材料C8Z1具有最大比表面积109.6 m2·g-1;1 000℃空气气氛处理4 h的老化储氧材料的比表面积变化趋势与新鲜储氧材料相反,随着Ce含量增加,比表面积逐渐降低,Ce与Zr质量比为2∶7的C2Z7a具有最大比表面积55.1 m2·g-1;XRD结果表明,高Ce含量材料的抗高温结构稳定性较中低Ce含量的材料差;H2-TPR和储氧量测试表明,老化前后Ce与Zr质量比4∶5的储氧材料C4Z5均具有最佳的还原能力和最大储氧量;模拟汽车尾气测试表明,高Ce含量的Pd/C8Z1三效催化剂对CO、NO和HC具有最低的起燃温度,50%起燃温度(T50)分别为238.8℃、265.9℃和268.4℃。     

Si_3N_4—ZrO_2系统烧结性能的研究

本文着重讨论了几种烧结助剂对Si_3N_4—ZrO_2系统烧结性能的影响。结果表明MgAl_2O_4与Y_2O_3—Al_2O_3是较好的烧结助剂,相对密度分别可达96％与98％。烧结性与ZrO_2加入量无明显依从性。X衍射相分析结果表明添加剂影响Zr的存在形式,A1_2O_3能抑制ZrN的生成。以MgAl_2O_4为烧结助剂时,Zr主要以单斜ZrO_2和ZrN形式存在;以Y_2O_3—Al_2O_3为烧结助剂时,Zr主要以立方ZrO_2和ZrN形式存在。用电子探针观察了试样内Zr的分布状态,结果表明Zr并不连续分布,而是集中在Zr质粒子中,且成聚集体,加入量越多,团聚现象越严重。由此推断(1)、晶界玻璃相中溶入的ZrO_2为数极少,加入8wt％时可能已大大超过溶解度极限,因此液相量不随ZrO_2加入量而变化;(2)加入的ZrO_2以结晶第二相存在,其中少部分转化为ZrN,大部分以单斜或立方ZrO_2形式存在;(3)结晶第二相并不均匀分布于晶界处,而是呈大的团聚体,成为基质中尺寸较大的夹杂物,这对提高材料的断裂韧性与高温力学性能不利。文章讨论了抑制ZrN生成的工艺途径,指出选用合适的烧结助剂和埋粉组成,控制ZrO_2的颗粒度,以及合理的烧结温度和保温时间,可使ZrN的生成量降至最少。     

CO_2-O_2重整CH_4反应制备合成气的催化剂研究

针对CO_2-O_2联合重整CH_4反应制备合成气的催化剂进行了研究。首先以Zr、Ce无机盐为前体,采用溶胶-凝胶法和分步浸渍法制备ZrO_2-CeO_2载体,然后运用浸渍法制备负载型Ni催化剂,对载体的制备方法、焙烧温度、Ce/Zr比例及不同的活性组分对催化剂性能的影响进行了研究,再用BET和XRD等技术对催化剂进行表征。结果表明:在550℃下焙烧载体,以浸渍法制备的Ce/Zr=1/2,Ni负载量为9%的催化剂Ni/ZrO_2-CeO_2用于CH_4重整反应,可获得较高的转化率和稳定性。     

助剂改性CuO-ZnO-Al_2O_3/HZSM-5双功能催化剂及其催化性能

在并流共沉淀法合成CuO-ZnO-Al_2O_3类水滑石前驱体过程中,加入助剂Zr,Ce,Mg,Y对催化剂进行改性,焙烧后与MFI型分子筛进行机械混合制备CO_2加氢直接合成DME双功能催化剂。采用XRD、N2吸附、SEM和H_2-TPR对催化剂的结构特征、形貌尺寸和还原性进行表征评价,并在固定床上对其催化性能进行考察。结果表明:助剂Y和Zr加入使催化剂的颗粒变小、分散均匀、催化活性增加。在压力3.0 MPa,原料气比例V(H_2)∶V(CO_2)=3∶1和空速GHSV=1 800 m L/(h·g)的反应条件下,反应温度达到533 K时催化剂活性最佳。其中Y改性的效果最好,CO_2的转化率为40.66%,DME的选择性为54.79%,收率为22.28%。     

Pt的加入提高了PdO/Al2O3催化剂反应活性

采用共沉淀法同时制备了PdO/M-Al2O3(M=Ce、Zr、Ce-Zr)和PtO-PdO/M-AlO3催化剂.考察了Pt的加入对PdO/M-Al2O3催化剂的影响,助剂Ce、Zr改性的PtO-PdO/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧反应性能以及催化剂预处理对催化反应性能的影响.结果表明,PtO-PdO/Ce-Al2O3...     

CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土催化CO2加氢合成低碳烯烃

以廉价的高岭土为原料,三乙胺为模板剂,采用水热法制备了负载型催化剂(SAPO-34)-高岭土。通过将CuO-ZnO负载于(SAPO-34)-高岭土表面制备了双功能催化剂CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土,用XRD、SEM、EDS、BET、H_2-TPR及NH_3-TPD对合成的催化剂进行了表征,将其用于催化CO_2加氢制备低碳烯烃,在反应温度为673 K、反应压力为3 MPa、空速为1 800 m L/(g_(cat)·h)、V(CO_2)∶V(H_2)=1∶3的条件下,CO_2单程转化率为43.5%,低碳烯烃的选择性和产率分别为63.8%和27.8%。在连续8 h的催化性能测试中,低碳烯烃的产率最低为18.7%。     

不同晶相结构ZrO2负载铜基催化剂用于二乙醇胺脱氢反应

通过制备不同晶相结构〔单斜相(m-ZrO_2)、四方相(t-ZrO_2)和无定型(a-ZrO_2)〕ZrO_2载体,再通过沉积沉淀法制得Cu/m-ZrO_2、Cu/t-ZrO_2和Cu/a-ZrO_2催化剂,分别用于催化二乙醇胺脱氢合成亚氨基二乙酸反应。采用XRD、氮气物理吸附脱附、XPS、H_2-TPR、CO_2-TPD对催化剂的结构进行了表征。结果表明,Cu/m-ZrO_2催化剂界面更加有利于Cu~+/Cu~0稳定存在,具有更多的碱性位点,且抗氧化性较好。在二乙醇胺脱氢反应中,Cu/m-ZrO_2催化剂性能最好,反应时间为2.5 h,亚氨基二乙酸收率为97.64%。     

介孔CuCe/M/CuCe(M=Co,Mn,Zr)催化剂富H_2中优先氧化CO的催化性能

优先氧化是去除富H2中CO最有效的方法,铜铈催化剂是该领域的研究热点。以SBA-15为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列介孔Cu Ce/M/Cu Ce(M=Co,Mn,Zr)催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、H2-TPR和O2-TPD对催化剂结构及形貌进行表征,并对其在富H2中CO优先氧化性能进行研究。结果表明,Mn有利于催化剂表面吸附氧的增加,有助于大量氧空位的产生,进而促进CO优先氧化性能的提高;Zr的加入抑制了Cu O的还原,且其表面氧脱附温度范围过宽,不利于催化剂催化氧化性能的释放。掺杂Co与Mn可以形成Ce-Cu-M-O固溶体,促进了催化剂表面氧和晶格氧之间的相互转化,最终有利于铜铈催化剂CO优先氧化性能的提高。     

K2CO3对Na2SiO3+K2CO3/MgO催化性能的影响

为提高催化剂的性能,在CO_2、甲醇和环氧丙烷合成碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯反应的催化剂Na_2SiO_3/MgO中加入K_2CO_3,制得不同K_2CO_3质量分数的Na_2SiO_3-K_2CO_3/MgO催化剂。采用N_2吸附脱附、XRD、SEM和CO_2-TPD等表征方法对催化剂的孔结构、活性组分分布、表面形貌和活性位数量进行了测定;通过间歇反应釜对催化剂性能进行了评价;对反应条件进行了优化。当K_2CO_3的质量分数为17.5%时,催化剂具有较大的比表面积和孔容、较好的活性组分分布、较优的表面形貌、较多的催化活性碱位,并表现出较优的催化性能。在反应温度180℃、反应压力2.0 MPa、反应时间5 h、甲醇和环氧丙烷体积比为1.5∶1、搅拌转速200 r/min条件下,环氧丙烷的转化率达98.86%,碳酸二甲酯的选择性达54.67%,碳酸丙烯酯的选择性达30.89%,且催化剂的性能稳定。     

Ag/CeO2-Al2O3催化剂的制备及催化氧化甲醛性能研究

以Al_2O_3和CeO_2-Al_2O_3载体,制备了x%Ag/CeO2-Al_2O_3(x=0.5%、1%和2%)催化剂,并用于催化氧化甲醛。研究发现:Ag的含量对催化剂催化氧化甲醛性能的影响显著,当Ag为1%时,催化剂1%Ag/CeO_2-Al_2O_3在60℃可以将甲醛完全氧化成H_2O和CO_2。H2-TPR和O2-TPD表征揭示:催化剂的低温还原能力和丰富的表面活性氧物种提高了催化剂催化氧化甲醛的性能。     

SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂上异丁烯叠合反应的研究

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2(SZ)可以在低温下催化异丁烯的叠合反应。采用沉淀浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2(SZ)催化剂。考察了液固浸渍质量比和浸渍硫酸浓度对SZ催化异丁烯叠合的影响,并采用XRD、NH_3-TPD、TG手段表征了催化剂的晶相结构、酸量和酸强度。结果表明,浸渍液固质量比对SZ催化异丁烯叠合生成分子质量为250~500的聚异丁烯有显著影响,当液固质量比为1时,产物中五聚体及以上的选择性最大。降低硫酸浓度提高了强酸中心数量和单斜晶相比例,使生成异丁烯五聚体以上的性能大大改善。     

不同处理条件对前驱体转变成ZrW2O8的影响

利用分析纯氯氧化锆(ZrOCl_2·8H_2O)、钨酸(H_2WO_4)、氨水(NH_3·H_2O)作为原材料制备了ZrW_2O_8前驱体。通过对前驱体XRD，SEM和TG-DSC分析，研究了不同处理条件对前驱体转变成立方晶系ZrW_2O_8过程的影响。前驱体在1 100℃分别加热1，2h和5 h后的产物为单斜晶系WO_3和ZrO_2。在1 150℃分别加热0.5，1 h和1.5 h后产物为ZrW_2O_8和WO_3。Zr／w摩尔比为1∶2.5，1∶2.2和1∶2的前驱体，在1150℃保温1.5 h后产物为ZrW_2O_8和WO_3，但相同处理条件下，Zr／W摩尔比为1∶1.8和1∶1.5时，其产物为ZrW_2O_8和ZrO_2。研究结果表明：Zr／w摩尔比为1∶1.8的ZrW_2O_8前驱体，经1 150℃保温1.5 h，所合成的ZrW_2O_8粉末的X射线衍射峰为较好的单一峰。     

纳米Fe_3O_4-PO_4~(3-)/ZrO_2催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2 )吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_3O_4加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_3O_4负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)_4与纳米Fe_3O_4摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。     

CeO_2/ZrO_2物质的量比对CeO_2-ZrO_2-WO_3催化剂在NH_3选择性催化还原NO中的影响:氧化还原性能和表面酸性的探讨

采用水热法制备了一系列的催化剂用于NH_3选择催化还原NO,通过不同的CeO_2/ZrO_2物质的量比考察催化剂的氧化还原性能和表面酸性对其催化活性的影响。采用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD等表征手段对催化剂进行了表征,结果表明:当CeO_2/ZrO_2物质的量比为5∶5时,催化剂拥有最强的氧化还原能力和较多的弱酸和中强酸,从而在200~430℃区间内该催化剂拥有90%以上的NOx去除率。此外,10%(体积分数)H_2O对该催化剂低温活性有抑制作用,在213~500℃区间内,H_2O对SCR活性没有影响,在225~500℃区间内,NOx的去除率达到100%。     

添加剂对ZrO_2-MgO系湿敏陶瓷湿阻性能的影响

本文研究了ZrO_2-MgO系湿敏陶瓷Zr/Mg比及添加剂对其湿阻性能的影响,摸索了有关配方和工艺。实验结果表明,提高Zr/Mg比,并引入某些M_2O_3(M为三价金属元素)外加剂对湿阻性能有利,但低温下元件的阻值仍较高。进一步添加外加剂如Li_2CO_3,可使湿阻性能得到改善。     

镍基负载合成NiO-Ce_xZr_(1-x)O_2/Al_2O_3催化剂的正交试验分析

采用正交试验探讨了制备方法、助剂配比以及焙烧温度三因素对合成催化剂、CH_4/CO_2重整反应催化性能的影响,采用BET手段进行催化剂表征。结果表明,对CH_4/CO_2反应性影响最大的是助剂的配比,其次是焙烧温度和制备方法。当助剂n(CeO_2)∶n(ZrO_2)=3∶1、采用沉淀-浸渍法、700℃焙烧温度时,甲烷和二氧化碳的转化率最高;经10h活性测试,CH_4、CO_2转化率和H2收率分别可达88.3%、81.2%和94.8%。     

ZrO2/Mo-MCM-41中孔分子筛催化2-甲氧基萘乙酰化反应的研究

在水热条件下制备了Mo-MCM-41中孔分子筛,以Zr(SO4_)_2·4H_2O为锆源,用浸泡和研磨两种方式制得ZrO_2/Mo-MCM-41催化剂。通过XRD、FT-IR、NH3-TPD及N2吸附-脱附技术对合成的材料进行了表征。结果表明:合成的中孔分子筛催化剂具有良好的中孔结构;在通过浸渍的方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛中,ZrO_2分散于中孔分子筛的孔道内,在Mo-MCM-41分子筛外表面没有发现ZrO_2的结晶体;在通过研磨方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛,ZrO_2仅存在于Mo-MCM-41分子筛的外表面;Mo原子没有进入分子筛骨架的内部,而是以氧化物的形式存在于分子筛表面。将合成的ZrO_2/Mo-MCM-41用于催化2-甲氧基萘的乙酰化反应,反应结果与SO42-/ZrO_2、HY及HZSM-5相比,以浸泡方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛表现出良好的催化活性和对目的产物高的选择性。