以碱土金属为助剂的CuO/CeO_2水煤气变换催化剂的催化性能

采用共沉淀法制备了系列CuO/CeO_2-MO(M=Mg、Ca、Sr和Ba)催化剂,通过X射线粉末衍射、M_2物理吸附、N_2O选择性化学吸附、H_2程序升温还原和循环伏安法等手段对催化剂的物化性能进行表征,考察了富氢条件下水煤气变换反应中碱土金属氧化物作为助剂对CuO/CeO_2催化剂性能的影响。结果表明,BaO作为助剂可降低载体CeO_2和CuO的晶粒度,有效增大催化剂的比表面积,提高铜组分的表面分散度,并有利于更多与载体表面氧空位有强相互作用的CuO物种的形成,从而获得较高的催化活性。MgO、CaO和SrO的添加对催化剂活性影响较小。关联活性数据和结构表征结果,推断CuO/CeO_2催化剂在水煤气变换反应中的有效活性位是与载体CeO_2表面氧空位强相互作用的单质Cu。     

CeO_2形貌对甲醇水蒸汽重整CuO/CeO_2催化剂的影响

通过改变焙烧气氛,通过水热法合成不同形貌的CeO_2纳米材料,再通过浸渍法将其制备成CuO/CeO_2催化剂,并应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明:空气气氛下焙烧得到的纳米棒状结构的CeO_2负载CuO制备的CuO/CeO_2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO_2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO_2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260℃、n(水)/n(甲醇)=1.2、甲醇气体空速为800h–1时,甲醇转化率可达100%。     

纳米Cu-Zr-O催化剂催化乙醇脱氢合成乙酸乙酯

以纳米ZrO₂为载体,采用浸渍法制备负载型CuO/ZrO₂催化剂;以凝胶Zr(OH)₄粉末为前驱物,制备掺杂型CuO-ZrO₂催化剂;采用共沉淀法制备共沉淀型催化剂CuO·ZrO₂。通过XRD、N₂吸附、TEM和SEM对催化剂进行表征。以乙醇氧化脱氢合成乙酸乙酯为探针反应,考察Cu-Zr-O催化剂的催化性能。结果表明,3种催化剂均为纳米级颗粒,并对乙醇脱氢合成乙酸乙酯反应均有催化活性。共沉淀型CuO·ZrO₂催化活性较好,在反应温度473 K,乙醇转化率为49%,乙酸乙酯选择性达88%。     

负载型铜催化剂的三效催化性能及应用

采用等体积浸渍法制备了以CeO2、Al2O3以及CeO2/Al2O3为载体的负载型CuO催化剂及其老化样品,采用XRD和H2-TPR等技术对老化前后催化剂的结构和氧化还原性能进行了表征。结果显示,对于老化前后的CuO/CeO2/Al2O3催化剂,CuO均能够很好地分散在载体上,即CeO2/Al2O3具有较好的抗烧结能力。考察了不同载体、CeO2和CuO负载质量分数对CuO/CeO2/Al2O3样品三效催化性能的影响,并将制得的CuO/CeO2/Al2O3催化剂与贵金属三效催化剂Pd/CeO2/Al2O3相比较,考察了高温焙烧之后的CuO/CeO2/Al2O3老化样品对CO、C3H6和NO的三效催化性能。结果表明,以10%CeO2/Al2O3为载体,CuO负载质量分数为7%的CuO/CeO2/Al2O3催化剂对汽车尾气脱除催化反应具有较高的催化活性;与Pd/CeO2/Al2O3比较,CuO/CeO2/Al2O3具有更好的低温活性,CO、HC和NOx的起燃温度分别为130℃、250℃和250℃,在350℃三种原料气的转化率均达到90%;老化实验表明,CuO/CeO2/Al2O3具有较好的抗老化性能。     

沉淀方法对铜基甲醇合成催化剂性能影响的研究

采用沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂,研究了并流、反加、正加以及分步沉淀等沉淀方法对所制备的Cu/ZnO/Al2O3催化剂性能的影响.结果表明,采用分步沉淀法制备的催化剂的活性要比传统并流共沉淀法和其它方法制备的催化剂高.XRD结果表明采用分步沉淀法制备催化剂有利于催化剂中CuO和ZnO的分散,铜锌间作用增强.     

CuO对Co_3O_4-CeO_2催化剂富氢气条件下CO优先氧化性能的影响

CO优先氧化方法是去除富氢气CO中最为有效的方法,而且钴铈催化剂又受到重点研究和关注。通过共沉淀法制备不同CuO掺杂量的8Co_3O_4-1CeO_2-c CuO催化剂,使用透射电镜、高分辨透射电镜、X射线粉末衍射、N_2吸附-脱附和程序升温还原以及比表面积等测试手段对催化剂进行表征,并对其在富氢气条件下CO优先氧化性能进行研究。结果表明,掺杂适量CuO的钴铈催化剂,其催化活性较未添加CuO的催化剂明显提高,其中钴铈铜物质的量比为8∶1∶1的催化剂其CO完全转化温度降低至115℃,同时添加适量CuO的催化剂粒径明显减小,表面分散度改善,增强了Cu-Co-Ce间相互作用,具有较好的催化活性。     

加料方式对共沉淀法制备的Cu/MnO/Al2O3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备Cu/MnO/Al₂O₃催化剂,运用N₂吸附-脱附、XRD、XRF和H₂-TPR等对其进行表征,并用于乙酸甲酯加氢制乙醇反应,考察共沉淀加料方式对催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,共沉淀时采用的加料方式显著影响制备的Cu/MnO/Al₂O₃催化剂的织构性质、CuO晶粒大小、还原性能和化学组成,这些因素共同作用决定了催化剂在乙酸甲酯加氢反应中的催化性能。其中,反加法制得的催化剂Cu和Mn组分含量相对比值接近理论值,且具有较高的比表面积和较佳的还原性能,因而表现出最佳的催化性能,在反应温度200 ℃、压力6.5 MPa、空速0.6 h^-1和氢酯物质的量比50条件下,乙酸甲酯转化率和乙醇选择性分别达98.9%和98.1%。     

ZnO/CuO/CeO2异质结的构建及其光降解性能与抗菌性能

采用溶液法将ZnO与CuO、CeO_2复合构建了一种新型Z型异质结ZnO/CuO/CeO_2,通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis及PL等方法对其物化和光学性质进行了表征,并探讨了其降解亚甲基蓝的可能机制。结果表明,ZnO/CuO/CeO_2为分层孔状结构,具有较大的孔隙率和较多的反应位点,ZnO与CuO、CeO_2形成了Z型异质结结构,提高了ZnO/CuO/CeO_2对可见光吸收能力,并促进了光生电子-空穴的分离,从而有效增强了ZnO/CuO/CeO_2的光降解性能和抗菌性能。在可见光照射下,ZnO/CuO/CeO_2异质结对亚甲基蓝的降解行为遵循一级反应动力学,其反应速率常数分别是ZnO和ZnO/CuO的2.03倍和1.26倍,其灭菌率分别是ZnO和ZnO/CuO的1.57倍和1.10倍。     

负载型CeO_2/OMS-2催化剂对VOCs的催化氧化性能

采用回流法合成了OMS-2,同时以OMS-2为载体,采用浸渍法负载CeO_2制备了Ce/OMS-2催化剂,运用X射线衍射、拉曼光谱、BET、H_2-TPR和NH_3-TPD等方法对催化剂进行表征,并考察CeO_2/OMS-2催化剂催化氧化二氯甲烷和乙酸乙酯的性能。结果表明,CeO_2的加入并未改变OMS-2较好的八面体分子筛结构,CeO_2的晶粒很小且以高分散的形式存在;负载CeO_2的OMS-2催化剂比表面积都有增大趋势;随着CeO_2负载量的增加,低温和高温的还原峰都先向低温方向偏移再向高温方向偏移;随着CeO_2负载量的增加,高温处强酸性峰先向低温方向偏移再向高温方向偏移。反应活性结果表明,CeO_2/OMS-2催化剂活性比载体OMS-2的活性好,随着铈负载量的增加,催化活性先升高再降低,其中,CeO_2负载质量分数为1.0%(1.0Ce/OMS-2)时催化剂效果最好,这可能是由于铈的加入活化了OMS-2中的氧,影响了整体催化剂的酸性,进而影响反应性能。     

制备方法对V_2O_5-WO_3/TiO_2选择性催化还原催化剂性能的影响

采用共沉淀法、溶胶-凝胶法和浸渍法制备了V2O5质量分数4%和WO3质量分数6%的V2O5-WO3/TiO2选择性催化还原催化剂,对比了3种方法制备的催化剂选择性催化还原NO性能。采用X射线衍射、热重、N2吸附-脱附和程序升温还原等对制备的V2O5-WO3/Ti O2催化剂的结构和性质进行表征,结果表明,共沉淀法制备的V2O5-WO3/TiO2催化剂具有更好的选择性催化还原NO活性和更大的比表面积,影响共沉淀法选择性催化还原NO活性的主要因素是催化剂的热稳定性、表面羟基数量、比表面积、粒径分布以及V、W与Ti之间的内在作用。     

CeO2掺杂对CuO/沸石催化剂催化氧化VOCs活性的影响

研究CeO2改性得到的CuO/CeO2/沸石催化剂,进行催化氧化（燃烧）销毁乙醇、丙酮、甲苯和苯的实验,并用TPR和XPS对所制备的催化剂进行表征.研究结果表明：使用CuO/CeO2/沸石作为催化剂时,四种VOCs（挥发性有机物）催化燃烧的起燃和完全燃烧温度都明显低于当使用CuO /沸石作为催化剂时四种VOCs催化燃烧的起燃和完全燃烧温度,这表明CuO/CeO2/沸石催化剂的活性明显高于CuO/沸石催化剂的活性.TPR分析表明CeO2的添加有助于增强催化剂中Cu的还原性;XPS表征分析显示,CeO2的添加增加了铜在表面的分布,并且引起Cu 2p3/2的结合能由933.8eV 变到932.8eV 和 933.4eV, 在催化剂表面呈现出Cu2＋和Cu＋的形式.此外,在VOCs催化燃烧过程中,稀土Ce存在有部分还原变价过程（Ce^4 ＋ →Ce^3 ＋ ） ,也使催化剂的活性得到提高.     

氧化铈形貌对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂性能的影响

采用简单的改变焙烧气氛的方法改变水热法合成的CeO2纳米材料的形貌,得到的CeO2纳米材料再通过浸渍法制备CuO/CeO2催化剂,并将其应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS等对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,纳米棒状结构的CeO2负载CuO后得到的CuO/CeO2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260 °C、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h-1时,甲醇转化率可达100%,重整气中CO摩尔含量为0.16%。     

新型CuO/ZnO催化剂的制备及其在水煤气变换反应中的应用

首次采用沉积沉淀法,以Cu（OH）₂为前驱体制备不同CuO负载质量分数的CuO/ZnO水煤气变换（WGS）催化剂,并运用XRD、N₂物理吸附和TPR等方法对催化剂进行结构表征。结果表明,活性组分CuO在载体ZnO表面的分散程度、颗粒大小及CuO和ZnO之间相互作用对催化剂的活性均有影响。CuO的适宜负载质量分数为20％,所得CuO/ZnO催化剂样品WGS反应活性较好,在350 ℃,CO转化率可达95.5％。     

超声浸渍法对CuO/CeO2/γ-Al2O3催化剂催化燃烧挥发性有机化合物性能的影响

引言 挥发性有机化合物(VOCs)是一类主要的空气污染物,给人类的健康以及环境带来严重危害[1].由于催化燃烧技术相对于热力学燃烧而言操作温度更低,而且不易产生氮氧化物, 这些优点和节能的特性使之成为目前最有应用前景的VOCs销毁方法之一[2-3].     

富氢气体中CO优先氧化催化剂研究进展

以高纯氢为燃料的质子交换膜燃料电池广泛应用于电动汽车,但其阳极容易被富氢气体中含有的少量CO毒化,造成电池性能严重降低。富氢气体在进入燃料电池前,必须进行CO净化处理。优先氧化法是除去富氢气体中少量CO最简单经济有效的方法,常用催化剂主要有Pt系、Au系和Cu系催化剂。着重阐述负载Au催化剂的制备方法、载体调变、助剂改性以及其他因素（如反应气氛中CO与O₂浓度比、水蒸汽和CO₂等）对Au催化剂CO优先氧化反应催化性能的影响。介绍以CuO/CeO₂催化剂为典型的非贵金属氧化物催化剂用于CO优先氧化反应的研究成果以及制备方法、载体和助剂改性等对催化性能的影响和反相结构CeO₂/CuO的催化性能。考虑利用催化剂活性组分,尤其是Au与Cu之间的协同作用,选用合适的载体,进行催化剂组分的设计仍然是今后研究的热点。突破常规无定形金属氧化物作载体,通过设计合成具有特定形貌的载体,研究不同晶面和不同价态等因素对催化剂CO优先氧化催化性能的影响,也是一项很有意义的研究。     

Synthesis and characterization of CuO/TiO2 catalysts for low-temperature CO oxidation

In this paper, the CuO/TiO₂ catalysts prepared by the deposition–precipitation (DP) method were extensively investigated for CO oxidation reaction. The structural characters of the CuO/TiO₂ catalysts were comparatively investigated by TG-DTA, XRD, and XPS measurements. It was shown that the catalytic behavior of CuO/TiO₂ catalysts greatly depended on the TiO₂-support calcination temperature, the CuO loading amount and the CuO/TiO₂ catalysts calcination temperature. CuO supported on the anatase phase of TiO₂-support calcined at 400 °C showed better catalytic activity than those supported on TiO₂ calcined at 500 and 700 °C. Among all our investigated catalysts with CuO loading from 2% to 12%, the catalyst with 8 wt% CuO loading exhibited the highest catalytic activity. The optimum calcination temperature of the CuO/TiO₂ catalysts was 300 °C. The XRD results indicated that the catalytic activity of the CuO/TiO₂ catalysts was related to the crystal phase and particle size of TiO₂ support and CuO active component.     

不同制备工艺的铜基合成甲醇催化剂的性能及结构

探讨不同制备工艺条件对Cu基合成甲醇催化剂性能的影响。分别采用反加共沉淀法、反加共沉淀法+助剂、并流法和并流法+助剂制备了4种催化剂样品,考察催化剂性能的变化,并对助剂在催化剂合成过程中所起的作用进行推测,采用X射线衍射、低温N₂吸附和扫描电子显微镜等对催化剂进行表征。结果表明,Cu基甲醇合成催化剂制备过程中加入助剂可以调整催化剂的孔径分布和表面组分分布,催化剂组成确定后,催化剂制备过程采用并流法+助剂制备的样品,孔径分布更合理,ZnO组分晶粒尺寸较小,Cu和Zn组分间相互接触的几率更大,催化剂性能更好。     

Ce掺杂的蛋壳型CuO/ZnO/SiO2颗粒催化剂的制备和表征

用添加表面活性剂的两步沉淀法制备了以蛋壳型纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂和掺杂Ce的CuO/ZnO催化剂,初步考察了两组催化剂用于一氧化碳加氢合成甲醇的催化性能,并采用TEM, BET, XRD, XPS等方法对催化剂的结构进行了表征. 结果表明,以纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂具有较大的比表面积,活性成分在载体表面分散均匀,粒径在13 nm左右. 加入掺杂剂Ce能有效提高催化剂的活性和选择性：一方面,Ce可以降低Cu 2p3/2和Zn 2p3/2的表面结合能, 使氧化铜更容易被氢气还原成铜;另一方面,Ce也能增强铜锌之间的相互作用,抑制铜粒子的烧结,改善活性成分的分散.