K2NiF4型Pr2-xSrxCoO4±λ的合成及催化氧化活性

采用聚乙二醇凝胶法合成了Co系稀土复合氧化物Pr_2-xSr_xCoO_4±λ（0.2≤x≤1.0）,以CO和C₃H₈氧化为探针反应及XRD、TPD、TPR、XPS和化学分析等方法对催化剂的组成、结构进行了表征.结果表明：所有样品都具有K₂NiF₄型结构,x=0.2和x=1.0时,样品中有少量杂相,0.2＜x＜1.0时,样品为单一A₂BO₄物相;随x的增大,Pr_2-xSr_xCoO_4±λ催化剂的晶胞参数、晶胞体积和平均晶粒度递减,晶格畸变率、Co³⁺的含量、晶格氧的脱附量及氧空位浓度递增;x＝0.2和x=0.4时,Pr_2-xSr_xCoO_4±λ催化剂的O_1s谱只有结合能在529 eV附近的脱附峰,而x为0.6～1.0时,其O_1s谱呈双峰结构,且结合能在531 eV附近的脱附峰随x增加而增大;CO和C₃H₈氧化反应的催化活性与Co³⁺、晶格氧及氧空位有密切联系.     

A2BO4类钙钛矿型复合氧化物在催化领域的应用研究进展

概述了A₂BO₄类钙钛矿型复合氧化物的结构和性能，与ABO₃钙钛矿型氧化物进行了比较，简述了类钙钛矿型复合氧化物的制备方法和对复合氧化物的结构以及性能的影响，重点介绍了Ni系、Cu系和Co系等A₂BO₄型复合氧化物在尾气净化、NOx消除、氧化反应和甲烷氧化偶联等催化领域中的应用。     

基于废旧锂离子电池正极材料LiMn2O4制备λ-MnO2催化剂

以废旧锰酸锂（LiMn₂O₄）电池的正极活性材料为原料,通过酸浸脱锂原位转化获得锰氧化物,X射线衍射（XRD）分析表明所得样品为立方晶系的λ-MnO₂ 。实验考察了所制备的λ-MnO₂ 对乙酸和异戊醇合成乙酸异戊酯的酯化反应的催化活性,并探讨了酸浸过程的酸浓度和反应时间对λ-MnO₂ 催化性能的影响。在室温条件下,当硫酸浓度为0.5 mol·L^-1,反应时间为3 h时,所得λ-MnO₂ 催化乙酸异戊酯酯化反应的酯化率高达94.62%。分别采用红外光谱和气相色谱对酯化产物进行了鉴定。结果表明,λ-MnO₂ 催化剂对合成乙酸异戊酯反应具有很好的选择性。     

Preparation of λ-MnO2 catalyst from spent LiMn2O4-based lithium-ion battery

以废旧锰酸锂（LiMn₂O₄）电池的正极活性材料为原料,通过酸浸脱锂原位转化获得锰氧化物,X射线衍射（XRD）分析表明所得样品为立方晶系的λ-MnO₂ 。实验考察了所制备的λ-MnO₂ 对乙酸和异戊醇合成乙酸异戊酯的酯化反应的催化活性,并探讨了酸浸过程的酸浓度和反应时间对λ-MnO₂ 催化性能的影响。在室温条件下,当硫酸浓度为0.5 mol·L^-1,反应时间为3 h时,所得λ-MnO₂ 催化乙酸异戊酯酯化反应的酯化率高达94.62%。分别采用红外光谱和气相色谱对酯化产物进行了鉴定。结果表明,λ-MnO₂ 催化剂对合成乙酸异戊酯反应具有很好的选择性。     

Cu-Zr-Ce-O复合氧化物催化剂上CO选择性氧化性能

将共沉淀法制备的Cu-Zr-Ce-O复合氧化物催化剂应用于富氢气体中CO的选择性氧化反应,研究了ZrO₂掺杂量及预处理方法对催化剂性能的影响,并通过H₂-TPR、CO-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,掺杂ZrO₂的Cu₁Zr₁Ce₉O_δ催化剂在160～200℃之间具有99％以上的CO转化率和相对较高的选择性.掺杂适量的ZrO₂能够提高催化剂的热稳定性和储氧能力,促进催化剂表面吸附氧向晶格氧的转化.经氧气预处理的Cu₁Zr₁Ce₉O_δ催化剂活性最高.催化剂上Cu⁺/Cu²⁺氧化还原离子对和表面的晶格氧含量均影响催化剂的活性,但在富氢气氛下,表面的晶格氧对催化剂的性能影响较大.     

S2O2－8/Fe2O3-ZrO2-SiO2固体酸催化剂合成马来酸二己酯

在铁锆氧化物中引入硅的氧化物，并用S₂O^2－₈浸渍铁锆硅复合氧化物，制得较S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂（PSFZ）和SO^2－₄/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（SFZS）催化活性更强的固体酸催化剂S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（PSFZS），研究获得最佳制备条件。用马来酸酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂活性。XRD和TEM结果表明，制备的催化剂S₂O^2－₈对铁锆硅复合氧化物的促进作用明显好于SO^2－₄；SiO₂ 和Fe₂O₃的引入使催化剂呈现多孔结构，分散性好，其稳定性增加，催化活性提高；用该催化剂代替硫酸和对甲苯磺酸用于催化马来酸酐和正己醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3 h内酯化率达97.9%，分别比PSFZ和PSFZS催化剂提高约10%20%。     

载体和制备方法对铜系一步法合成

以甲醇与乙醇一步反应合成异丁醛反应为基础，研究了不同载体对铜基催化剂反应性能的影 响。分别以SiO₂、SiO_2-ZrO₂、SiO_2-Al₂O₃、Al₂O₃和SiO₂-TiO₂为载体，采用溶胶-凝胶和 浸渍法制备催化剂。采用TPR、XRD和BET等技术对催化剂进行表征。结果表明，复合氧 化物特别是SiO₂-ZrO₂和SiO₂-TiO₂作载体能提高催化剂的比表面积，活性组分分散 好，催化剂的催化性能较好。     

纳米γ-Fe2O3复合氧化物的制备与气敏性质

用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂复合氧化物,用热重-差热分析 (TG-DTA)、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)和二次粒度分布对纳米粒子进行表征,并考察了γ-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃/SiO₂敏感材料对CO、H₂、C₂H₄、C₆H₆等气体的敏感系数及其焙烧温度对敏感系数的影响,并选择了敏感材料对气体检测的最佳工作温度.结果表明,γ-Fe₂O₃/SiO₂纳米复合氧化物中SiO₂对提高γ-Fe₂O₃的相变温度、加强热稳定性及提高催化和气体敏感系数起很大作用.     

Al2O3对AlPO4催化剂的结构及其缩醛化反应活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列AlPO₄-Al₂O₃催化剂,利用XRD、TG-DTA、NH₃-TPD和催化剂评价等方法,研究了制备条件对催化剂结构和缩醛化反应催化性能的影响,结果表明,Al₂O₃的存在不仅能提高AlPO4的热稳定性,而且可以调节催化剂的表面酸性性能。在适宜的缩醛化反应条件下,400 ℃焙烧和Al₂O₃质量分数为15%的AlPO₄-Al₂O₃催化剂样品具有较好的催化活性,1,2-丙二醇转化率达28.1%,AlPO₄-Al₂O₃催化剂的缩醛化反应活性与表面弱酸中心的酸量成顺变关系。     

非晶态TiO2-SiO2复合氧化物合成及其汽油氧化脱硫性能

采用沉淀法制备不同TiO₂含量的TiO₂-SiO₂复合氧化物,并用XRD、FT-IR、UV-VIS及TEM对样品进行表征,结果表明,TiO₂-SiO₂复合氧化物为非晶态结构。以过氧化氢-乙酸作为氧化体系,TiO₂-SiO₂复合氧化物为催化剂,考察TiO₂含量、反应温度、反应时间、过氧化氢用量和催化剂用量对汽油催化氧化脱硫效果的影响。结果表明,TiO₂质量分数为40%的TiO₂-SiO₂复合氧化物催化汽油氧化脱硫效果最好,在汽油用量10 g、冰醋酸用量0.5 mL、30%过氧化氢用量0.6 mL、催化剂用量为汽油质量的4%、反应时间60 min和反应温度40 ℃最佳条件下,汽油脱硫率为78%。     

沉淀剂对Cu-Mn-Ce复合氧化物催化剂结构和性能的影响

为了避免柠檬酸溶胶-凝胶法制备过程中环境问题, 采用共沉淀法制备了Cu-Mn-Ce复合氧化物催化剂, 以催化燃烧甲苯为模型反应, 考察了沉淀剂对Cu-Mn-Ce催化结构和性能的影响。结果表明, 以NaOH作为沉淀剂催化剂效果最佳, 其次为NH₃·H₂O、K₂CO₃、Na₂C₂O₄。采用NaOH作为沉淀剂, 氢氧化物前体在焙烧活化过程中更易使Cu、Mn离子进入CeO₂的立方结构, 形成具有缺陷结构的CeO₂固溶体, 从而提高了表面氧浓度和活动性, 在燃烧反应中表现出更优异的催化特性。     

Ru-CeOx/TiO2复合氧化物催化HCl氧化反应制Cl2

为提高钌基催化剂的高温稳定性,本文采用液相共浸法制备了一系列Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂,探究了CeO₂对钌基催化剂在HCl氧化过程中催化性能的影响。通过TEM、XRD、N₂吸附-脱附、Raman、XPS等表征手段分析催化剂结构及组成,结合催化剂在HCl催化氧化反应中的催化性能,研究了不同Ce负载量对RuO₂/TiO₂体系的作用规律。结果表明,引入Ce之后改变了活性相RuO₂与载体TiO₂的相互作用,形成了Ce-O-Ru结构,对钌基催化剂的活性产生一定的负面作用;但是由于抑制了Ru活性位点的烧结失活,同时高浓度的Ce³⁺物种有利于氧物种的吸附与活化,使含适量Ce的Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂能够在较高温度（370℃、400℃）下保持良好的高温稳定性与催化活性,最终确定摩尔比以Ru∶Ce=1∶1较为适宜。     

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能

以CuSO₄·5H₂O和MnSO₄·H₂O为前驱物,NaOH为沉淀剂,选用共沉淀工艺,添加Al₂O₃、BaO+Al₂O₃、ZrO₂+Al₂O₃或CeO₂+Al₂O₃粉末作为催化助剂,制备了4种铜锰氧化物水煤气高温变换催化剂。X射线衍射分析表明,4种铜锰氧化物催化剂的主要化学成分为氧化铜和氧化锰系化合物以及锰钡、铜锰和铜锰铝复合氧化物;在催化水煤气变换反应(WGSR)后,4种铜锰氧化物的化学成分发生了变化。H2还原实验结果表明,在4种铜锰氧化物中,添加ZrO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H₂还原效率最好;而添加CeO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H2还原效率最小。对WGSR出口气中CO体积分数进行对比分析可知,分别添加Al₂O₃和CeO₂+Al₂O₃铜锰氧化物催化剂的变换活性较好。     

Ce1-xCuxO2-x/Al2O3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γ-Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备了负载型Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂（x=0～1）以及不同Ce_0.2Cu_0.8O_1.2含量的Ce_0.2Cu_0.8O_1.2/Al₂O₃催化剂，采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征，评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明，Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能，在载体γ-Al₂O₃表面，Ce和Cu形成了固溶体，从而提高了Cu的分散性，改变了Ce和Cu的氧化还原性能，提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能，并且Ce和Cu之间存在着协同作用.     

nx：ny对PdO／CexZryO2催化剂三效催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一系列CexZryO2(x=0～1,y=1～x)复合氧化物,并以该复合氧化物为栽体制备负栽贵金属的PdO/CexZryO2催化剂,选择NO-CO反应和CO以及CH4氧化反应为模型反应对催化剂的三效催化性能进行评价,并通过XRD、H2-TPR等手段对栽体和催化剂进行初步表征.结果表明:nx:ny对CexZryO2栽体及负栽PdO催化剂三效催化性能均存在重要影响,不同nx:ny的CexZryO2复合氧化物栽体具有不同的晶相结构及还原性能,由其负载的PdO催化剂也各不相同.同时,催化剂的NO还原活性与CO氧化活性与α还原峰存在一定的对应关系.     

纳米MOx/ZrO2催化剂上乙醇氧化合成乙醛性能研究

采用溶胶-凝胶法首先制备出Zr(OH)₄凝胶，再将凝胶用乙醇进行醇化处理，经烘干和焙烧制得ZrO₂纳米载体。载体颗粒粒径均匀，大小为20 nm左右。以ZrO₂为载体，采用浸渍法分别负载Fe₂O₃、CuO、NiO和Mo₂O₃等不同金属氧化物，制得负载型催化剂。通过XRD、TEM、SEM和IR等对催化剂进行表征。以乙醇氧化脱氢合成乙醛为探针反应，考察了催化剂的催化性能。实验结果表明，催化剂Fe₂O₃/ZrO₂在反应温度为573 K时，乙醇转化率为75.8%，乙醛选择性为97.3%。     

CeO2的制备及其在催化剂载体中的应用研究进展

概述了 CeO₂的制备方法对其性能的影响以及CeO2在催化剂载体中的运用,指出 CeO₂独特的储放氧性能使其在氧化反应、甲醇裂解、重整及变换反应和氮氧化物的还原等反应过程中呈现了良好的载体功能;溶胶-凝胶法以及超临界干燥等方法可以制备大比表面积的载体 CeO₂。制约载体 CeO₂工业应用的因素在于其机械强度和耐热性。     

无定型MnO2的制备及其催化苯甲醇选择氧化性能

用KMnO₄和MnSO₄为原料，通过简单的氧化还原过程合成了无定形MnO₂，并用于催化苯甲醇氧化制苯甲醛，发现制得的无定形MnO₂在催化苯甲醇氧化制苯甲醛中表现出较高的活性和苯甲醛选择性（100%）。考察了反应温度、氧浓度、催化剂用量以及反应时间对苯甲醇氧化的影响。结果表明，较高的反应温度和氧浓度以及合适的催化剂用量有利于无定形MnO₂催化苯甲醇氧化生成苯甲醛，在反应温度110 ℃、常压和通氧条件下反应3 h, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性均为100%。     

顺丁烯二酸酐催化氧化合成酒石酸

以纳米TiO₂为载体,通过浸渍法制备得到负载型催化剂W/TiO₂,通过催化氧化顺丁烯二酸酐合成酒石酸,研究了催化剂的催化性能。考察了反应温度、反应时间、反应物配比和催化剂用量等反应条件对氧化反应的影响。结果表明,反应温度70 ℃,反应时间6 h,掺杂钨质量分数为10％的W/TiO₂催化剂用量为顺丁烯二酸酐质量的4%和n（H₂O₂）∶n（顺丁烯二酸酐）＝3时,顺丁烯二酸酐转化率达90%。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。