催化碳烟氧化用PtCexZr1-xO2催化剂的制备及性能研究

采用水热晶化法一步制备了铈锆摩尔比不同的PtCe_xZr_(1-x)O_2系列催化剂,测定其比表面积、储氧量、氢气还原温度等物化性能参数,并进行结构表征,研究催化剂组成中铈锆摩尔比(n_(Ce)/n_(Zr))对催化剂结构和性能的影响。结果表明,当n_(Ce)/n_(Zr)=5:5时,制备得到的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂晶粒尺寸最小,储氧量较高,氢气还原温度低,微观结构为四方相和立方相2种晶型结构并存的固溶体。与传统贵金属浸渍负载方法制备的Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂相比较,水热晶化法一步制备的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂对碳烟的低温氧化具有更优的催化活性。     

Pd-Rh/AlCeZrOx 催化剂的制备及性能评价研究

采用溶胶-凝胶法制备了新型Pd-Rh/AlCeZrO_x催化剂。利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、差热-热重分析(H2-TG)和氢气程序升温还原(H2-TPR)技术研究了不同焙烧温度条件下Pd-Rh/AlCeZrO_x催化剂的比表面积、物相结构、储氧量及氧化还原性能。结果表明,该催化剂热稳定性好,储氧量高。800℃焙烧4 h后,其比表面积和储氧量分别为176.88 m2/g和743.67μmol/g;1000℃焙烧4 h后,贵金属颗粒小于10 nm。分别在模拟天然气(CNG)车尾气和汽油车尾气氛围下的整体式小样性能评价表明,该催化剂可用于CNG车尾气的净化,其最佳空燃比(α)范围为0.978~1.025;也可用于汽油车尾气的净化,最佳空燃比α≈1。     

Co掺杂ZnO薄膜的制备及其红外反射性能研究

目的 提高真空保温管道中红外反射层的红外反射性能。方法 以四水合醋酸钴和二水合乙酸锌为金属离子源，利用溶胶-凝胶法制备了不同Co掺杂量的ZnO溶胶(Zn1–xCoxO，x=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10)。进一步采用提拉法在镜面316L不锈钢表面制备薄膜，经450 ℃退火处理3 h后得到所需样品。利用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)表征Zn1–xCoxO凝胶在热处理时发生的干燥、晶化过程。利用X射线衍射仪(XRD)分析表征不同Co掺杂量的薄膜中的物相组成。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察薄膜表面的微观形貌。利用能谱仪分析(EDS)热处理后薄膜表面的元素分布情况。利用UV-Vis-NIR分光光度计测试涂层的红外反射性能。结果 所得的Zn1–xCoxO溶胶在基体表面铺展良好，经热处理后晶粒分布均匀，表面致密无明显缺陷;涂敷Zn1–xCoxO薄膜后，样品红外反射性能得到明显改善，由纯基体的0.6355提升至最佳值0.8131(其中，x=0.06)。同时，XRD结果表明掺杂并未导致样品物相的改变，薄膜材料仍然保持稳定的六角纤锌矿结构，但随着Co掺杂量的提高，样品在(101)晶面发生择优取向。经28 d 400 ℃有氧热处理后，试样仍能保持0.8018的较高反射率。结论 通过在红外反射层表面涂敷Zn1–xCoxO薄膜，不但可有效提高其红外反射率，还可对内部金属基体起到良好的保护作用，从而提高热力管道的隔热性能和使用寿命。     

MoS2/Ti3C2Tx对磷酸盐涂层宽温域摩擦学性能的影响

目的 以MoS2/Ti3C2Tx为固体润滑剂,在25(室温)~400 ℃下制备具有优异摩擦学性能的MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层,并研究它在不同温度下的减摩抗磨机制。方法 以氢氟酸为MAX相(Ti3AlC2)粉体的蚀刻剂,制备具有“手风琴”形貌的Ti3C2Tx MXene。以硫脲、钼酸铵、MXene为原料,制备MoS2/Ti3C2Tx复合材料。以Al(H2PO4)3为黏结剂,以CuO为固化剂,分别以Ti3C2Tx和MoS2/Ti3C2Tx为固体润滑剂,制备Ti3C2Tx磷酸盐涂层和MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层。通过高温摩擦磨损试验机和光学数码显微镜测试涂层在25~400 ℃时的摩擦因数和磨损率,采用扫描电子显微镜和显微共焦激光拉曼光谱仪分析磨痕表面形貌、物相,进而探讨磨损机理。结果 当Ti3C2Tx与Al(H2PO4)3的质量比为2∶1时,Ti3C2Tx磷酸盐涂层在室温(25 ℃)下的摩擦因数和磨损率均最低,分别为0.38和2.75×10⁻⁴ mm³/(N.m)。在Ti3C2Tx表面负载MoS2,将MoS2/Ti3C2Tx作为固体润滑剂,能够显著降低磷酸盐涂层在25~400 ℃下的摩擦因数,同时磨损率也有所降低。MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层在室温下的摩擦因数低至0.11,相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了71.1%,其磨损率相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了1个数量级。在25~400 ℃范围内,MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层的摩擦因数均低于0.21。随着温度的升高,摩擦因数呈先减小后增大的趋势,磨损率整体上呈增大趋势。结论 相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层,MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层在25~400 ℃下的摩擦学性能均得到显著提升。     

制备方法对低温NH3-SCR催化剂Mn-La结构与性能的影响

采用固相反应法、共沉淀法制备了Mn-La复合氧化物催化剂,考察了制备方法对催化剂脱硝性能及抗SO₂/H₂O性能的影响。并通过XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD、XPS等手段对催化剂的结构和物理化学特性进行了表征。结果表明,La掺杂降低了MnO_x的结晶度,增大了催化剂的比表面积和孔体积。Mn-O-La键合作用促进了锰在催化剂表面的分散,而高分散的锰更容易被还原,催化剂的还原温度向低温方向迁移,氧化还原能力得到提高。掺杂La之后,催化剂表面Br?nsted酸和总酸量增加,同时Mn⁴⁺和表面化学吸附氧的浓度也得到提高。因此,La掺杂有利于促进催化剂的脱硝活性。反应评价结果表明,共沉淀法制备的MnLa-CPM催化剂表现出最佳的脱硝效率,在80 ℃时脱硝效率接近100%。在H₂O和SO₂存在的条件下,MnLa-CPM催化剂的脱硝效率仍能达到80%,表现出了较好的抗硫水性能。     

Ce元素改性对分子筛性能的影响

通过离子交换法以分子筛为原料进行稀土元素Ce的改性,并负载贵金属Pd制备出整体式催化剂材料,利用对比实验考察了改性分子筛的孔结构、储氧量、低温碳氢吸附活性、台架储氧能力和催化活性。采用低温氮吸附(BET)、程序升温还原(TPR)、台架性能测试(AFR)和台架储氧能力(OSC)进行了表征。结果表明,改性分子筛在比表面积、孔容上有所下降,但是提高了催化剂低温碳氢的吸附活性、台架储氧能力、储氧量和催化活性。     

H2O2氧化对铈锆复合氧化物性能的影响研究

以廉价白云石为原料所制备的碳酸氢镁溶液作为沉淀剂合成铈锆复合氧化物,研究沉淀过程中双氧水氧化稀土锆混合料液对铈锆复合氧化物性能的影响。采用XRD、BET、SEM、TPR、O2脉冲化学吸附技术等手段研究了不同氧化时间对铈锆复合氧化物的晶型、比表面积、微观形貌、氧化还原性质和储放氧能力的影响。结果表明:双氧水氧化稀土锆料液不仅可以有效提高铈锆复合氧化物的比表面和高温稳定性,抑制其发生分相,而且可以提高铈锆复合氧化物表面活性氧的数量。随着氧化时间的延长,铈锆复合氧化物的比表面积、老化性能及储氧量增加,氧化时间为30 min时达到最佳效果,其600℃焙烧新鲜比表面积为111.3 m2/g,1000℃老化比表面积为32.9 m2/g,500℃时储氧量为315μmol O2/g;继续延长氧化时间,比表面积、老化性能及储氧量变化不大。     

CHA型分子筛在柴油车NOx排放控制的研究进展

CHA型分子筛具有比表面积大、孔隙结构发达、酸性可调控等优势,是柴油车NOx排放控制最具有发展潜力的载体材料。基于对50多篇文献的分析,综述了近20年来CHA型分子筛在柴油车用PNA和SCR催化材料中的应用研究进展,阐述了活性组分、分子筛结构性质、尾气组分等3个方面对CHA型分子筛载体催化剂性能的影响,对CHA型分子筛的研究方向进行了展望。     

Mo含量对激光熔覆CoCrFeNiW0.6Mox高熵合金涂层组织与性能的影响

目的 研究Mo含量的变化对激光熔覆CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层的影响。方法 使用RFL-C1000光纤激光器,在45钢基体表面制备CoCrFeNiW0.6Mox(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)高熵合金涂层,并利用Leica DVM6光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪、显微硬度仪、电化学工作站对熔覆层的宏观形貌与稀释率、相结构、微观组织结构、硬度、耐腐蚀性能进行测试与分析。结果 加入Mo元素后,结合状态与表面形貌良好,当x=0~0.4时,涂层微观组织主要呈树枝晶形态,且晶粒逐渐变细。当x≥0.6时,涂层表面开始有裂纹产生。随着Mo元素的添加,涂层逐渐析出σ相,晶粒尺寸逐渐减小。当x=0.8时,有共晶组织形成。涂层显微硬度随Mo元素的增加而增加,但由于x=0.8时出现较多裂纹,裂纹的出现影响了涂层硬度,导致x=0.8时的硬度减小。当x=0.6时,涂层平均显微硬度最高,达到了959.69HV0.3,约为CoCrFeNiW0.6涂层平均硬度的20.32%。当x=0~0.6时,涂层耐腐蚀性能随着Mo元素含量的增加逐渐提升。当x=0.8时,耐腐蚀性能变差,其原因是裂纹的出现以及σ相的形成使得涂层耐腐蚀性变差。在x=0.6时,涂层耐腐蚀性能最好。结论 Mo元素的加入使得涂层微观组织出现σ相,同时有细化晶粒的作用,可以显著改善涂层的硬度以及耐腐蚀性。     

高分子辅助沉积法制备Sm x Nd1- x NiO3 外延薄膜

采用高分子辅助沉积法制备掺杂不同钐（Sm）含量的Sm_xNd_1-xNiO₃外延薄膜（钐掺杂量x=0.5,0.55,0.6）。X射线衍射（特征θ-2θ扫描、摇摆曲线和φ-scan）和扫描电子显微镜的测试结果表明,制备的薄膜结晶性和外延性良好,与衬底的（001）取向保持一致。电阻率-温度曲线表明制备的外延薄膜均表现出金属绝缘体转变现象。随着Sm掺杂量的提高,金属绝缘体转变温度逐渐升高;当x=0.55时,外延薄膜的转变温度在室温附近。并且高分子辅助沉积法可以简单有效地制备热致变色外延薄膜。     

掺杂Sn对V/UiO-66催化剂抗碱金属性能的影响

采用浸渍法，以UiO-66为载体，制备了V/UiO-66及改性Sn-V/UiO-66催化剂，并对催化剂的碱金属钾中毒进行了模拟，探讨了钒钛催化剂的反应机理和失活机理。结果表明，K负载后催化剂的晶型变化不大并且催化剂比表面积的变化呈现不规律波动。负载了碱金属以后，催化剂的金属氧化还原性能和表面酸量迅速降低，这是催化剂活性降低的主要原因。添加Sn能够增强VO_x与其他组分的相互作用，进而提高VO_x的可还原性及V⁵⁺的占比，使Sn-V/UiO-66催化剂表面的VO_x提供更多的酸性位点。中毒后的K-Sn-V/UiO-66催化剂仍然具有较高的总酸量和较强的氧化还原性，表明Sn-V/UiO-66催化剂具有优异的抗碱金属中毒能力。     

程序升温还原法和程序升温脱附法表征全Pd催化剂

研制的新型储氧材料具有高的储氧量和大的比表面积,显示出良好的抗高温老化性能.将新型的储氧材料作为载体添加到Pd/Al2O3催化剂中,用程序升温还原法(TPR)和程序升温脱附法(TPD)对催化剂Pd/Al2O3、Pd/OSZ及Pd/Al2O3+OSZ性能进行表征,表明储氧材料的添加,影响了Pd的氧化还原性能和氧脱附性能,提高了催化剂的活性.     

Effects of co-precipitation temperature on structure and properties of La and Y doped cerium zirconium mixed oxides

Due to the oxygen storage and release properties, cerium zirconium mixed oxides are recognized as the key material in automotive three-way catalysts. To reveal the effects of co-precipitation temperature on structure, physical and chemical properties of multi-doped cerium zirconium mixed oxides, a series of La and Y doped cerium zirconium mixed oxides (CZLYs) were synthesized via a co-precipitation method, and the physical and chemical properties of CZLYs were systemically characterized by XRD, N₂ adsorption–desorption, TEM, XPS, oxygen storage capacity (OSC) and hydrogen temperature programmed reduction (H₂-TPR). The results show that co-precipitation temperature is an important parameter to influence the crystal size, oxygen storage capacity and thermal stability of CZLYs. When the co-precipitation temperature was 60 °C, the best redox properties and thermal stability of CZLYs were obtained. After thermal treatment at 1100 °C for 10 h, the specific surface area and oxygen storage capacity of the corresponding aged sample were 15.42 m²/g and 497.7 μmol/g, respectively. In addition, a mechanism was proposed to reveal the effects of co-precipitation temperature on the structure and properties of CZLYs.     

老化温度对汽车临界催化剂性能的影响初探

临界催化剂的制备是汽车车载诊断(OBD)系统标定认证的难点。高温快速水热老化方式是国五工况下常见的OBD催化剂制备方式之一,但该方式制备的老化温度与催化剂整车性能之间关系尚不明确。将同批催化剂在不同温度老化,采用整车排放、台架储氧能力(OSC)和比表面积(BET)共3项指标的测试,研究了各指标与老化温度的关系。结果表明,在拐点温度之前各项性能变化较平缓,其后随温度升高劣化幅度急剧加大,3项指标的拐点温度稍有差异。通过催化剂OSC或BET的测定,预估拐点温度,可以快速定位临界催化剂样件烧制的温度范围,简化制备流程。     

钾盐沉积对VMoTi催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法（IM）与溶胶凝胶法（Sol-gel）制备VMoTi催化剂,并在实验室模拟选择性催化还原（SCR）催化剂的碱金属K中毒,通过X射线衍射、BET比表面积测试法、NH₃-程序升温脱附（TPD）、H₂-程序升温还原（TPR）和光电子能谱等方法对催化剂表面的理化性能进行分析,并探讨钒钛系催化剂的反应及失活机理。结果表明：与浸渍法制备的VMoTi催化剂相比,溶胶凝胶法制备的VMoTi催化剂具有较小的晶粒粒径,较大的比表面积和孔容,较多的表面酸量,较强的氧化还原能力以及较高的V⁴⁺、Mo⁴⁺和表面活性氧含量,因此,VMoTi （Sol-gel）催化剂表现出了较好的脱硝效率,在180~320 ℃的温度区间内,脱硝效率稳定在约100%。钾的加入会导致催化剂中毒,且不同方法制备的催化剂的中毒效应不同,K盐沉积对浸渍法制备的VMoTi催化剂的脱硝效率影响较大,溶胶凝胶法制备的VMoTi催化剂具有较好的抗K金属中毒的性能。通过对催化剂的表征发现,K盐削弱了活性成分与载体间的相互结合作用,增强了锐钛矿型TiO₂衍射峰的强度,降低了催化剂表面酸性及氧化还原性,同时催化剂表面的化学吸附氧及V⁴⁺、Mo⁴⁺等活性金属含量降低,这些因素是造成催化剂活性下降的主要原因。     

Mn掺杂提高IrO2-Ta2O5 电极在硫酸溶液中析氧的电催化活性

制备了不同 Mn 含量的IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x电极。揭示了Mn含量对该类电极的物理和电化学特性的影响。结果表明,涂??覆的IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x层由于其凹凸不平的多孔结构而具有较大的比表面积。少量Mn的加入抑制了活性成分IrO₂的结晶,并将其转化为Ir³⁺。适当地用 Mn 代替Ir可以显著提高 IrO₂-Ta₂O₅-MnO_x 电极的电催化性能。高的电催化活性、长的寿命和低的成本得益于 Mn 掺杂的电极具有更大的活性表面积,从而促进了硫酸溶液中氧的析出。     

Preparation of Pt-based ternary catalyst as cathode material for proton exchange membrane fuel cell by solution route method

In this research, Pt-based ternary catalysts for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) have been successfully prepared by the solution route method. This type of catalyst was claimed to improve the activities of oxygen reduction reaction (ORR). The ternary catalyst was prepared using 10% platinum, 5% cobalt, and 5% chromium by weight support on untreated and treated carbons by reduction with NaBH₄ at room temperature. The FTIR spectra showed a new functional group as carboxyl group on treated carbon using H₂O₂. The XRD patterns for both carbon samples confirmed platinum and carbon phases in the products. The EDS spectra detected platinum, cobalt, chromium, oxygen and carbon atoms in the prepared catalysts. The XAS patterns revealed that the products were mixed Pt-CoO-Cr₂O₃ catalysts. The SEM and TEM images showed more dispersion of catalyst on the treated carbon support surface than on the untreated carbon support. Particles size were 3.97 nm for untreated carbon and 1.93 nm for treated carbon. Finally, the electrochemical property was tested by CV technique. It indicated that Pt-CoO-Cr₂O₃/C catalyst supported on treated carbon exhibited the highest performance among the prepared ternary alloy catalysts.     

Structure and denitration performance of carbon-based catalysts prepared from Cu–BTC precursor

Using Cu–BTC prepared by hydrothermal method as precursor, carbon-based catalysts were obtained as model materials for low-temperature DeNO_x. These catalysts were characterized by X-ray diffractometry (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS). The results showed that all carbon-based catalysts held the octahedron shape of Cu–BTC in most parts, and they mainly consisted of face-centered cubic copper. CuO_x/C exhibited excellent catalytic activity, and such catalytic activity was further improved with the introduction of Ag. The catalyst with a Cu to Ag mole ratio of 6:1 and an activated temperature of 600 °C showed the best catalytic performance, and its catalytic denitration rate reached 100% at a temperature as low as 235 °C. During the catalytic reaction process, Cu⁺ mainly played a catalytic role.