Cu-Mn氧化物催化N_2O直接分解性能

分别以Cu(NO_3)_2·3H_2O和50%Mn(NO_3)_2水溶液为铜源和锰源,K_2CO_3为沉淀剂,采用沉淀法和共沉淀法制备单一Cu、Mn氧化物催化剂和Cu-Mn-O复合氧化物催化剂,用于催化N_2O直接分解反应,并利用N_2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等进行表征。结果表明,单一Cu和Mn氧化物分别以体相CuO和Mn2O_3物相形式存在,Cu-Mn-O复合氧化物中除形成CuMn_2O_4尖晶石物相外,还有一定量小晶粒CuO,较单一氧化物具有更加优异的还原性能,表现出较高的催化N_2O直接分解活性。在空速10 000 h~(-1)和N_2O体积分数0.1%条件下,Cu-Mn-O复合氧化物催化剂可在440℃催化N_2O完全分解,分别较单一Cu和Mn氧化物催化剂降低了40℃和60℃。     

制备方法对CuO-CeO_2-ZrO_2催化CO氧化性能的研究

采用溶胶凝胶法和共沉淀法制备了2种不同的Cu O-CeO_2-ZrO_2催化剂,并在不同的温度(400℃,500℃和600℃)下进行焙烧,利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)技术对所制备的催化剂进行了表征,考察了催化剂的CO氧化性能。研究结果表明,共沉淀法制备的Cu O-CeO_2-ZrO_2催化剂的CO氧化活性明显高于溶胶凝胶法制备的催化剂,共沉淀法制备的催化剂表面高分散Cu O的颗粒较大、活性位最多,当焙烧温度为500℃时,CO完全转化时的温度仅为90℃。     

Ni/CeO_2复合催化剂的乙醇水蒸气重整制氢研究

分别采用共沉淀法、浸渍法和水热法合成了Ni/CeO_2复合催化剂,对这三种催化剂进行乙醇水蒸气重整制氢性能测试。采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)、热稳定性等表征技术对催化剂的结构和催化性能之间的关系进行了关联。结果表明,制备方法对催化活性有着重要的影响,水热法合成的Ni/CeO_2复合催化剂在反应温度为325℃时可将乙醇完全转化,在热稳定性能测试过程中表现出良好的活性、选择性和热稳定性。     

尖晶石型Mn_(1-x)M_xCo_2O_4柴油车尾气处理催化剂的制备及其应用

尖晶石型复合氧化物因具有独特的结构特征而成为相对理想的柴油车尾气处理催化剂。采用溶胶-凝胶法制备尖晶石型Mn_(1-x)M_xCo_2O_4催化剂,通过X射线衍射(XRD)和程序升温氧化(TDO)等对Mn_(1-x)M_xCo_2O_4催化剂进行表征。结果表明,制备的样品Mn_(1-x)M_xCo_2O_4均为尖晶石型复合氧化物;掺杂Cu、Ce后,催化剂的氧化性能有不同程度的变化。在固定床微型反应器上对催化剂催化活性进行评价,结果表明,与纯MnCo_2O_4相比,Mn_(0.9)Ce_(0.1)Co_2O_4催化剂催化活性提高,Mn_(0.9)Cu_(0.1)Co_2O_4催化剂催化活性降低,但CO_2选择性增加。     

Pd-Co/Hopcalite混合氧化物催化苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯的研究

以Hopcalite氧化物作为载体,浸渍后得到Pd-Co/Hopcalite混合氧化物负载型催化剂,用于氧化羰基化合成碳酸二苯酯(DPC)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征,结果表明:催化剂颗粒大小均匀,具有良好的孔结构;稳定晶相Cu Mn2O4、Co Mn2O4和Pd0.5Pd3O4的形成使反应前后催化剂表面活性组分Mn、Co的价态保持不变,有利于催化剂的重复使用;Pd0.5Pd3O4产生晶格缺陷,增加了晶格中的氧空位,可促进气相氧的吸附,加速整个催化循环,有利于活性组分再生,催化活性进一步提高。通过合成实验,DPC收率和选择性分别达到43.5%和99.6%。     

Al_2O_3-ZrO_2复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢性能的影响

采用共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,并以此为载体制备负载型Cu基催化剂,运用X射线衍射、X射线能谱、扫描电子显微镜对载体和催化剂进行表征。以糠醛气相加氢制糠醇反应为探针,考察复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢活性的影响。结果表明,Al2O3-ZrO2复合氧化物中ZrO2的存在会减少CuO与Al2O3的接触,降低Cu基催化剂的深加氢能力;Al2O3有助于延迟ZrO2的晶化,避免活性组分Cu嵌入到ZrO2晶格中导致催化活性下降。载体中ZrO2质量分数为20%时,Cu/Al2O3-ZrO2催化剂选择加氢活性最高,与Cu/Al2O3催化剂相比,该催化剂具有较好的低温加氢活性和高温加氢选择性。     

Ce-Mn-O_x催化剂催化氧化苯性能的研究：制备方法的影响

采用不同的合成途径制备三种铈锰复合氧化物催化剂(分别记作CM-CP、CM-HT和CM-SG)。通过三种铈锰复合氧化物催化剂对苯的去除实验,并采用多种表征技术[N_2-吸脱附、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)和O_2程序升温脱附(O_2-TPD)]对其催化性能及物化性质进行探讨。结果表明:不同合成途径对催化剂的催化性能有很大影响,三种铈锰复合氧化物催化剂中具有优异织构性能、氧化能力的CM-SG表现出催化去除苯的优异能力,该催化剂在282℃时对苯的去除率为90%。     

n型半导体氧化物上的Cu基催化剂对醋酸异丙酯加氢性能的影响

选取了六种n型半导体氧化物,采用共沉淀法制备了相应的CuO-ZnO、CuO-Fe2O3、CuO-CeO_2、CuO-TiO_2、CuO-BaO、CuO-SnO_2六种Cu基催化剂,并用于催化醋酸异丙酯加氢反应以进行催化性能评价。借助X射线衍射(XRD),H2程序升温还原(H2-TPR),N2O氧化滴定、ICP元素分析、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段,比较这6种氧化物对Cu的表面和体相的分散度、Cu活性位比表面积、表面酸性以及与Cu之间的结合能大小,及最终对反应结果的影响。结果发现:6种Cu基催化剂的性能差别较大,催化活性高低依次为:Cu-ZnO、Cu-Fe2O3、Cu-CeO_2、Cu-TiO_2、Cu-BaO、Cu-SnO_2。其中Cu-ZnO催化剂因具有最低的还原温度、最高的Cu表面分散度、最大的活性位比表面积、最小的晶粒尺寸以及最大的结合能而表现出最佳的催化活性,具有最低的酸性而呈现最高的乙醇选择性和最低的乙酸乙酯选择性。而Cu-BaO、Cu-SnO_2催化剂还原后主要以铜钡氧化物及铜锡合金的形式存在,因而其催化活性较差,Cu-Fe2O3催化剂由于较低的酸性在主产物乙醇选择性方面表现也较好。     

锰铁复合氧化物催化臭氧化脱色木醋液

用共沉淀法制备了锰铁复合氧化物催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD),比表面积分析仪(BET)及扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并测试催化剂臭氧化降解脱色木醋液性能。结果表明,制备的锰铁复合氧化物催化剂具有与层状MnO_2相同的晶体结构;随着铁含量的增加,其形貌由仙人球状转变为片状,比表面积也由26.4 m~2/g增大到74.1 m~2/g。锰铁复合氧化物催化臭氧化相对于单一使用臭氧表现出更好的脱色效果,且含铁比例越大效果越好;催化剂使用量的增加以及提高pH值都有利于木醋液降解脱色。     

CO2加氢直接合成二甲醚催化剂的研究——沉淀方法对复合催化剂性能的影响

分别采用三种不同的共沉淀方法(一步法、两级法和两步法)制备了 CuO-ZnO-Al_2O_3/HZSM-5复合催化剂。对 CO_2加氢直接合成二甲醚的催化活性顺序(自高至低)依次为:两步法催化剂>两级法催化剂>一步法催化剂。X 射线衍射(XRD)表征结果表明,采用两步共沉淀法时,催化剂的前驱体中有类水滑石[Cu_2Zn_4Al_2(OH)_(16)CO_3·4H_2O]结构的 Cu-Zn-Al 三元物相生成,焙烧后的催化剂中 CuO 和 ZnO的相互分散程度较好,Cu 和 Zn 物种之间相互作用程度较强,有利于催化剂活性的发挥。红外光谱(IR)研究发现,催化剂在1 101 cm~(-1)和450 cm~(-1)处的 IR 吸收峰强度,可表现 Cu/Zn/Al 氧化物与 HZSM-5之间相互作用程度,且与催化剂的活性之间存在着对应关系。     

磁性CuO-Bi2O3/Fe3O4-SiO2-MgO催化剂的制备及甲醛乙炔化性能

采用浸渍法和共沉淀法制备了一系列不同Cu含量的超顺磁CuO-Bi₂O₃/Fe₃O₄-SiO₂-MgO催化剂。使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)、低温N₂物理吸-脱附、X射线衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的组成、结构、织构及磁性能进行表征, 评价了该催化剂催化甲醛乙炔化合成1, 4-丁炔二醇的催化活性。结果表明, 制备方法对催化剂中活性组分CuO的存在状态及炔化性能有较大影响, 采用共沉淀法较浸渍法制备的催化剂具有更高的比表面积、CuO分散度与较好的还原能力, 表现出较高的炔化性能;Cu含量是影响催化剂炔化性能的另一重要因素, 随Cu含量的增加, 催化剂活性逐渐增加, 在本研究考察范围内, 以共沉淀法制备的Cu质量分数为30%的催化剂表现出最佳的甲醛乙炔化性能。同时, 该催化剂具有良好的超顺磁性, 可以在外加磁场的作用下迅速分离回收, 循环使用6次后, 其催化活性明显高于非磁性催化剂。     

Co-Cu-M(M=Fe,Mn,Ni,Zn,Ce)催化剂催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备了添加不同金属助剂的铜钴复合氧化物(Co/Cu质量比为0.6)催化剂,考察了其催化N_2O分解的活性。结果表明,稀土金属Ce以及过渡金属Fe对钴铜催化剂催化N_2O分解的活性有明显的促进作用。通过分析催化剂的X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及扫描电镜(SEM)等表征结果发现,助剂的添加并没有引起催化剂晶相结构的明显改变,但可以提高钴离子与铜离子的还原能力。尤其是添加Ce和Fe之后还原峰向低温区显著移动,从而提高了钴铜复合氧化物催化剂的活性。     

Co改性Mn/Cu/MgO催化剂对合成气制混合醇的影响

采用共沉淀法制备了Co改性的Mn/Cu/Mg氧化物催化剂,通过低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、CO程序升温脱附(CO-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对催化剂进行表征,并研究了其CO加氢制混合醇的催化性能。结果表明:Co的加入促进了Co_2Mg和MnCo_2O_4相的形成,有利于Cu,Mn及Mg物种的分散;当Co和Cu的物质的量之比增加至0.3时,总醇中C_(2+)OH与C_1OH选择性之比由0.31增至3.12,C_(2+)OH时空收率由9.07 g/(kg·h)增至28.83 g/(kg·h);适量Co助剂的添加可有效提高催化剂的插碳能力,从而提高了C_(2+)OH在总醇中的选择性,催化剂稳定性能良好。     

La0.75K0.25Mn0.95Cu0.05O3/CeO2催化净化FCC再生烟气的研究

采用浸渍法制备La0.75K0.25Mn0.95Cu0.05O3/CeO2钙钛矿型复合氧化物催化剂(负载质量分数分别为10％、20％、30％、50％和100％),利用XRD、FT - IR及UV - Vis DRS表征手段对制备的催化剂进行表征,以C2 H2为还原剂,考察该氧化催化剂净化FCC再生烟气的性能.结果表明,制备的系列氧化催化剂存在明显的钙钛矿结构,并且La0.75 K0.25 Mn0.95Cu0.05O3/CeO2 (50％)催化剂的氧化活性最高.     

CuCe/2D-VMT成型催化剂CO-SCR脱硝性能研究

采用共沉淀法和涂敷法制备了CuCe/2D-VMT成型催化剂,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法对催化剂的理化性质进行了表征,并在中试脱硝装置中用真实烟气评价了其CO选择性催化还原(CO-SCR)脱硝活性。结果表明：制备过程中实现了铜铈均匀掺杂,蛭石提供了更多氧空位,更优的分散性和氧化还原性能提升了催化剂的脱硝活性。在真实烟气中,125℃时NO转化率达57%;260h的长期测试中,催化剂NO转化率没有明显下降,维持在55%左右,表明催化剂能够用于实际工程中。     

Cu/Co复合氧化物催化降解正庚烷研究

采用不同沉淀剂及Cu/Co比例,以共沉淀法制备了系列Cu/Co复合氧化物催化剂。对制备的催化剂进行XRD、SEM、H2-TPR和O2-TPD表征,探究了不同沉淀剂对催化剂物理化学性质的影响,结果表明以氨水为沉淀剂制备的催化剂氧化还原性较强且具有更多的化学吸附氧。在反应空速15000h-1,氧气浓度10%,温度150-275℃条件下,在固定床连续反应器-气相色谱在线检测装置上考察了Cu/Co催化剂对正庚烷的催化燃烧降解活性,结果表明,Cu1Co4催化剂(n(Cu):n(Co)=1:4)活性最优,温度为185.61℃时其对正庚烷转化率达90%。Cu1Co4寿命实验结果表明其稳定性良好,XRD表征及热重分析(TG)结果表明反应前后催化剂结构稳定且表面无积碳生成。     

沉淀剂对ZnCr氧化物催化剂合成异丁醇性能的影响

为开发高选择性和稳定性的异丁醇合成催化剂,选用了不同的沉淀剂,通过共沉淀法制备了系列ZnCr基氧化物催化剂。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)等手段对催化剂织构参数、体相结构、还原性能等进行表征,并研究了其CO加氢制异丁醇的催化性能。表征数据表明:使用碱性较弱的沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较大,ZnO和Cr_2O_3形成非计量比尖晶石Zn_xCr_(2/3(1-x))O结构,且颗粒分散度较好,被还原能力较强。使用强碱性沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较小,出现相分离现象,且被还原能力较差。研究结果表明,使用(NH_4)_2CO_3沉淀剂制备的ZnCr催化剂表现出了最佳的催化性能。该催化剂在390℃,10000h~(-1),12MPa时,CO单程转化率可达15.3%,醇选择性90.3%,异丁醇选择性33.5%。     

微通道反应器制备Cu-ZnO催化剂

为了考察共沉淀过程中的流动混合条件对催化剂结构性能的影响,分别采用微通道反应器和传统共沉淀法制备了铜锌催化剂,并用于催化合成气制甲醇反应。结果显示,微通道反应器制备的催化剂具有更好的催化活性。通过透射电镜(TEM)和低温N_2吸脱附(BET)表征及对反应过程的分析认为,微通道反应器中沉淀反应条件均匀、返混程度小,所得催化剂颗粒粒径小、分布均匀且比表面积大。X射线粉末衍射分析(XRD)和程序升温还原(H_2-TPR)的结果表明,微通道反应器制备的催化剂晶体生长得更好,还原后可得到更多的活性铜结构,这些特性使得催化剂在一氧化碳加氢合成甲醇反应上表现出更高的活性和甲醇选择性。     

还原剂对Pd/Pb_(2-x)Mn_8O_(16)催化剂微观结构与催化性能的影响

以Hollandite型氧化物Pb_(2-x)Mn_8O_(16)为载体,Na BH4、甲醛和乙二醇为还原剂,采用液相沉积还原法制备了3种载Pd催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征,分析了不同还原剂对催化剂微观结构、氧化还原性质及其在苯酚氧化羰基化反应中催化性能的影响。实验结果表明,Na BH4的强还原性破坏了载体Pb_(2-x)Mn_8O_(16)的结构;与甲醛相比,以乙二醇为还原剂所得的纳米钯粒子在载体上的分布更加均匀,Pd粒子的平均尺寸为4.1 nm。其中采用乙二醇为还原剂制备的Pd/Pb_(2-x)Mn_8O_(16)催化合成碳酸二苯酯的收率最高,达15.6%。     

负载铜锰复合氧化物催化剂上有机废气(VOCs) 的催化燃烧性能

用不同方法制备了以Al2O3-CeO2-ZrO2为载体的负载CuMn复合氧化物催化剂,Cu和Mn的摩尔比为12.用共沉淀法、一步浸渍法和两步浸渍法制备的催化剂分别记做CuMn/ACZ(cp)、CuMn/ACZ(im)和CuMn/ACZ(im2),以乙酸乙酯和乙醇为探针反应,对各催化剂的催化燃烧活性进行了评价.结果表明,共沉淀法制备的复合氧化物具有催化燃烧活性高和二氧化碳选择性好的特点,乙酸乙酯和乙醇均可在较低温度下实现完全转化.