La0.1Ce0.6Zr0.3O2储氧纳米固溶体微粒的制备

以Ce(NO)3·6H2O、La(NO)3·6H2O和Zr(NO)4·3H2O为原料,NH3·H2O做pH指示剂,采用溶胶-凝胶法合成了La0.1Ce0.6Zr0.3O2纳米固溶体储氧材料;运用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)、比表面积吸附(BET)和透射电镜(TEM)等方法考察了样品的物相结构、比表面积以及不同温度的煅烧对样品性能的影响.试验表明,以无机凝胶为前躯体,经500℃煅烧2 h后形成了稳定的La0.1Ce0.6Zr0.3O2纳米固溶体储氧材料,其比表面积Sw=147.2 m2/g,平均粒径d=12 nm;在耐高温老化试验中,样品经1 100℃煅烧2 h后仍然保持单相,Sw=26.2 m2/g,平均粒径d=36 nm,显示出良好的耐高温老化性能.通过自制的汽车尾气净化催化剂及耐高温老化评价装置,考察了溶胶-凝胶法合成La0.1Ce0.6Zr0.3O2纳米固溶体储氧材料作为三元催化剂的催化净化效果;选用不同产地、不同组成的铈锆固溶体材料,在相同条件下附载贵金属(Pt、Pd)制备三元催化剂做汽车尾气催化剂.结果表明,La0.1Ce0.6Zr0.3O2纳米固溶体制备的三元催化剂的催化性能更好,具有较低的起燃温度和对NOx有更高的催化净化效率,即样品未老化前起燃温度为170℃,对NOx的净化效率达到了92.0%;样品经1 050℃老化2 h后,起燃温度为240℃,NOx的净化效率达到78.1%.     

糠醛羰基加氢超细CuO/SiO2环境友好催化剂的研究(Ⅰ)——活性组分负载量对催化剂结构及催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备超细CuO/SiO2环境友好催化剂,用XRD、TEM对催化剂结构进行表征.将催化剂用于糠醛羰基催化加氢反应,分别制备糠醇和2-甲基呋喃,研究活性组分负载量对催化剂结构及催化性能的影响.并与Cu-Cr/γ-Al2O3负载型催化剂进行比较.结果表明:溶胶-凝胶法制备的催化剂载体颗粒直径达到纳米数量级,CuO高度分散于载体内,晶粒度小,催化性能高.作为一种新型无Cr的环境友好催化剂,无毒,无污染,高活性,高选择性,可代替Cu-Cr催化剂用于糠醛加氢过程,制取糠醇和2-甲基呋喃.     

负载型LaCoO_3的催化性能与EPR研究

用柠檬酸法制备了Ce0.6Zr0.4O2(简称CZ)和Ce0.6Zr0.35Y0.05O2(简称CZY)固溶体,分别在Ce0.6Zr0.4O2和Ce0.6Zr0.35Y0.05O2固溶体上负载不同质量的LaCoO3。用热重法测试了催化剂对碳烟的催化活性。采用程序升温还原法(H2-TPR)、比表面(BET)、X-射线衍射仪(XRD)和电子顺磁共振仪(EPR)对催化剂进行了测试。结果表明:随着钙钛矿组分La、Co在铈锆固溶体或铈锆钇固溶体表面负载量的增加,催化剂催化燃烧碳烟的起燃温度下降,催化活性增强;TPR结果显示,CZ或CZY为载体的催化剂体系,随着表面La、Co组分含量的增加,可还原氧总量也相应增加,催化活性也对应增加,表明催化剂对碳烟的催化活性与催化剂表面的氧化还原性密切相关;EPR结果也显示由于钇的掺杂增加了铈锆固溶体表面缺陷,提高了O-离子的浓度,有利于催化活性提高。     

新型铜锰复合通风瓦斯甲烷氧化催化剂制备与活性研究

为降低低浓度甲烷催化氧化温度,提高催化剂的反应活性,以溶胶-凝胶法合成的具有介孔和三维交联通透型微米级大孔的新型Al2O3为载体,Zr为助剂,采用浸渍法制备得到一种新型Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂.在微型固定床反应器上测试了甲烷催化氧化的转化率,应用XRD和SEM分析了Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂的物相组成和形貌.结果表明:所合成的新型Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂具有良好的低温活性,低浓度甲烷在0.5M Cu-Mn/Al2O3催化剂上的完全转化温度T90为518℃.在一定的实验条件下,甲烷氧化的催化活性随着活性组分浸渍液中金属离子浓度的增大而升高,Cu-Mn浸渍液的最佳浓度为0.5M;随着助剂负载量的增大,CH4的转化率逐渐升高,助剂Zr的最佳负载量为5%.     

基于Cu和Pt基催化剂的乙醇水蒸气重整制氢试验研究

乙醇水蒸气重整制氢的车载应用不但可在线产生富氢气体,解决氢气的储运问题,还可实现混富氢气燃烧,降低排放.为得到较优的重整制氢方案,模拟内燃机尾气温度条件,在燃料重整试验台上实现乙醇的水蒸气催化重整制氢过程.在不同催化剂Cu49Zn21Al18Zr12和Pt/CZO/Al2O3条件下,考察了反应温度、水醇摩尔比和空速对重整气中φ(H2)的影响.研究表明:当反应温度为723～973 K、空速为720 h-1、水醇摩尔比分别为6∶1和4∶1时,二者φ(H2)的平均值分别为47.78%和40.26%.催化剂Pt/CZO/Al2O3重整制氢的产量高于Cu49Zn21Al18Zr12,尤其是在823 K以上的高温区域.但是与Pt/CZO/Al2O3相比,Cu49Zn21Al18Zr12成本低廉,在873 K以上的温度区域,重整气中φ(H2)也相当高.因此,基于Cu49Zn21Al18Zr12催化剂的乙醇水蒸气重整对于车载制氢更加具有可行性.     

Cu-Zn-Zr/SiO2甲醇脱氢制甲酸甲酯催化剂反应性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu／SiO2负载型催化剂．分别测定它们对甲醇脱氢制甲酸甲酯反应的活性，并详细考察催化剂组成等因素对催化剂催化性能的影响，同时应用TPR、XRD等测试技术对催化剂的结构特征进行研究．结果表明，采用溶胶-凝胶法制备的Cu—ZnO-ZrO2／SiO2催化剂对甲醇脱氢制甲酸甲酯具有良好的活性和选择性，活性组分与载体之间、助剂Zn与Zr之间存在较强的相互作用，可使CuO高度分散于非晶态SiO2载体上．     

锆助剂对CuO-ZnO-ZrO_2/HZSM-5催化剂结构及性能的影响

以草酸为沉淀剂,采用悬浮共沉淀法制备CO2加氢一步合成二甲醚(DME)的双功能催化剂——Cu O-Zn O-Zr O2/HZSM-5.重点考察Zr O2对复合催化剂Cu O-Zn O-Zr O2/HZSM-5结构性能的影响,并采用XRD、BET、H2-TPR及XPS对催化剂进行表征.活性评价结果显示:Zr O2的存在,使得复合催化剂Cu O-Zn O-Zr O2/HZSM-5的催化性能明显提高;当Zr O2添加量占Cu O-Zn OZr O2质量的2%时,催化剂活性最高,CO2单程转化率为28.9%,DME的选择性、收率分别为55.1%和15.9%.表征结果表明:Zr O2对催化剂的比表面积、还原性能以及Cu O和Zn O的晶粒尺寸都有不同程度的影响.     

糠醛羰基加氢超细CuO／SiO2环境友好催化剂的研究（I）——活性组分负载量对催化剂结构及催化性能的影响

采用溶胶－凝胶法制备超细CuO/SiO2环境友好催化剂，用XRD、TEM对催化剂结构进行表征。将催化剂用于糖醛羰基催化加氢反应，分别制备糖醇和2－甲基呋喃，研究活性组分负载量对催化剂结构及催化性能的影响。并与Cu-Cr/γ－Al2O3负载型催化剂进行比较。结果表明：溶胶－凝胶法制备的催化剂载体颗粒直径达到纳米数量级，CuO高度分散于载体内，晶粒度小，催化性能高。作为一种新型无Cr的环境友好催化剂，无毒，无污染，高活性，高选择性，可代替Cu-Cr催化剂用于糠醛加氢过程，制取糖醇和2－甲基呋喃。     

ZnOOH/浮石催化臭氧氧化对氯硝基苯的研究

为提高浮石催化臭氧氧化活性,以浮石为催化剂载体,硝酸锌为金属活性组分前驱物,采用等体积浸渍法制备了Zn OOH/浮石催化剂.以对氯硝基苯(p-CNB)为目标反应物,对Zn OOH/浮石、浮石催化臭氧化和单独臭氧氧化去除水中微量p-CNB的效果进行了比较.结果表明,与单独臭氧氧化相比,Zn OOH/浮石和浮石催化臭氧化工艺可以明显提高水中p-CNB的去除率,分别为93.4%和72.1%.反应体系添加叔丁醇对p-CNB催化降解效率产生明显抑制作用,说明催化臭氧化过程中羟基自由基(·OH)是主导氧化物种.催化臭氧分解和·OH捕捉实验表明,利用Zn OOH改性浮石,提高了浮石催化分解水中臭氧能力,增加了·OH生成量,从而提高水中p-CNB的降解效率.水质背景对催化臭氧化p-CNB的去除率影响较明显.Zn OOH/浮石催化剂重复使用10次,催化活性稳定.催化臭氧化过程中Zn OOH/浮石离子溶出量低.     

稀土Ce掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能研究

以Ce2O3前驱体,通过溶胶—凝胶法制备一系列Ce3+/TiO2纳米微粒,对样品进行了XRD、DRS表征及吸附和光催化性能测试.结果表明,试验制备Ce3+/TiO2催化剂为锐钛矿TiO2,随Ce3+掺杂量增加,晶面衍射峰强度减弱,说明Ce3+掺杂掺杂有利于提高晶体的热稳定性,阻碍晶粒生长;Ce3+-TiO2的光吸收带边往长波方向移动(红移),意味着可能被可见光激发.吸附和光催化活性试验表明,Ce3+/TiO2催化剂吸附能力超强,阻碍光的利用率,不利于提高二氧化钛光催化降解甲基橙.