碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定稀土型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂中氧化镧、氧化铈和二氧化硅

稀土型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂被广泛应用在脱硝系统，化学成分配比是稀土型选择性催化还原脱硝催化剂性能判定的重要依据之一。因此，有必要开发稀土型选择性催化还原脱硝催化剂中氧化镧、氧化铈和二氧化硅的测定方法。稀土型选择性催化还原脱硝催化剂产品中存在耐高温且硬度高的钨和钛，常规酸溶法难以将其完全分解。本文采用氢氧化钠和过氧化钠碱熔解样品，对熔剂用量、熔融温度、熔融时间和浸取时盐酸用量进行L₁₆(4⁵)的正交条件试验，确定样品前处理最佳条件：熔剂为1.5 g氢氧化钠-3.0 g过氧化钠，熔融温度为850℃、熔融时间为15 min,浸取时盐酸用量为25 mL;选择La 333.749 nm、Ce 446.021 nm和Si 251.611 nm为分析谱线；当溶液中Na⁺的质量浓度不大于2.0 mg/mL时，各元素的回收率为95.3%～100%,因此本文选择将溶液稀释10倍，此时溶液中Na⁺约为1.5 mg/mL,共存元素的干扰对测定结果影响可忽略不计；最终建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP...     

稀土复合氧化物燃烧催化剂的性能及表征

浸渍法制备了稀土型燃烧催化剂 ,采用多晶 X射线衍射 (XRD)、程序升温还原 (TPR)、差热热重分析(DTA- TG)、X射线光电子能谱 (XPS)和二甲苯催化氧化活性测试等方法表征了该燃烧催化剂的结构和性能     

镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3的制备及其催化性能

500℃焙烧3 h条件下制备了摩尔比nSn∶nW=2∶1,含3.0%(质量分数,下同)La2O3的镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3,采用IR分析对其进行了表征。通过改变催化剂用量、30%H2O2用量、反应时间及催化剂重复使用性等因素,系统考察了该稀土改性双金属氧化物催化氧化环己酮合成己二酸的催化性能。实验结果表明,己二酸的适宜合成条件为:100 mmol环己酮,1.25 g催化剂SnO2-WO3/La2O3,50 mL 30%H2O2,回流反应7 h,目的产物己二酸收率达77.7%。SnO2-WO3/La2O3连续使用6次己二酸收率仍可接近40%。     

焙烧温度对介孔Pd/Fe(OH)_x低温催化氧化CO性能的影响

CO的催化氧化不仅在环境保护方面有着重要的作用,同时也是催化研究中最常用的模型反应,如何制备高效的CO氧化催化剂是催化领域研究的热点之一。采用十六烷基三甲基溴化铵辅助-共沉淀法制备介孔Pd/Fe(OH)_x催化剂,并研究不同温度焙烧对催化剂低温催化氧化CO性能的影响。通过N2低温吸附脱附,X射线衍射(XRD),H2-程序升温还原,透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(XPS)等方法研究催化剂的结构与性能。研究发现,350℃焙烧得到催化剂的催化活性最佳,其中比表面积为199 m2·g-1,孔径为5.8 nm。催化剂Pd/Fe(OH)_x能在-10℃实现CO完全转化。这是由于催化剂中贵金属Pd与载体Fe(OH)_x强的相互作用使得部分载体与Pd共还原,从而使得催化剂表面具有较多的不饱和的Fe~(2+),促进了对氧的吸附和活化。即CO的吸附中心和氧活化中心分离,贵金属Pd作为CO的吸附中心,Fe(OH)_x或者Fe Ox作为氧的活化中心,从而提高了催化剂的低温反应性能。     

含稀土NH_3-SCR脱硝催化剂研究进展

氨选择性催化还原(NH_3-SCR)是目前国际上应用最为广泛的燃煤电厂烟气脱除NO_x技术,而高效催化剂的研制和开发是该技术的核心。近年来,稀土氧化物尤其是Ce O_2因其可以提高催化剂的热稳定性及脱硝性能、改善催化剂的抗SO_2和H_2O中毒能力而受到了国内外的普遍关注。因此,本文综述了用于NH_3-SCR反应的含稀土催化剂的研究现状,重点介绍了用于传统NH_3-SCR与低温NH_3-SCR的催化剂类型,阐明了含稀土催化剂在该反应过程中的机理,并对未来含稀土脱硝催化剂可能的研究与发展方向进行了展望。     

LnSrCoO4稀土复合催化材料制备与表征

首次采用聚乙二醇凝胶法制备了Co系类钙钛矿LnSrCoO4(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu) 复合氧化物,研究了稀土对催化剂的结构和催化性能的影响,考察了它们对 CO和C3H8 的氧化反应活性,并运用XRD、BET、TPD等方法对催化剂进行了表征.结果表明该类复合氧化物具有K2NiF4结构,它们的结构和催化性能随稀土不同而变化,其中以LaSrCoO4催化活性最好,这是由LaSrCoO4的晶格氧更易移动、Co3+离子含量更高,氧空位和反应时化学吸附氧更多所致.     

Ce、Sm改性Cu2O/MgO催化环己醇脱氢制环己酮的研究

采用浸渍还原法以水合肼为还原剂制备Cu2O/MgO催化剂,以环己醇脱氢制环己酮为探针反应,考察了Ce、Sm的添加对Cu2O/MgO催化性能的影响;采用程序升温还原(TPR)、二氧化碳程序升温脱附(CO2-TPD)和X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征.研究结果表明,Ce-Cu2O/MgO、 Sm-Cu2O/MgO的催化性能优于Cu2O/MgO.其原因是Ce、Sm的添加使Cu2O分散度变大,导致催化剂中活性组分与载体的相互作用力增强,Cu2O更稳定;同时增加了催化剂的弱、中碱中心强度并削弱了其强碱中心强度,从而有利于反应的进行.     

金属修饰对Cu-SAPO-34催化剂NH_3-SCR反应性能的影响

采用浸渍法引入稀土元素Ce和过渡金属Mn,考察了其对Cu-SAPO-34分子筛催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物(NH_3-SCR)反应性能的影响;并运用多种手段,如X射线衍射(XRD)、 N_2吸-脱附、 X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等对催化剂的物理和化学性质进行表征。稀土元素Ce的引入有效提高了Cu-SAPO-34分子筛催化剂的在高温区(375～570℃)对氮氧化合物的脱除能力;与之相反,过渡金属Mn的引入则抑制了催化剂的在高温区的反应性能。催化剂表征结果表明Ce的引入有效提高了催化剂表面的酸量、表面Cu~+/Cu~(2+)比例,以及对NO的吸附和氧化能力; Mn的引入增加了Cu-SAPO-34分子筛催化剂表面非活性中心CuO物种浓度的同时也降低了催化剂表面总酸的浓度。Mn促进高温下NH_3氧化性能的提高,从而降低了参与NH_3-SCR反应中NH_3的浓度,导致高温NH_3-SCR反应性能降低。     

Ce_xLa_(1-x)活性组分对NH_3-SCR脱硝特性的影响研究

为探究天然氟碳铈矿中Ce和La之间的联合作用对脱硝性能的影响,利用微波加热的方法制备了Ce_xLa_(1-x)活性组分并负载在γ-Al_2O_3上进行了活性测试,其中Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂脱硝效果最好,在反应温度为350℃时有78%的NO转化率。BET、NH_3-TPD、XRD、Raman和XPS测试结果表明,Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的活性组分是含有Ce和La的固溶体且具有更好的吸附NH_3能力与更高的比表面积,并且在Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的表面存在的表面吸附氧是提高NH_3-SCR催化性能的原因之一。     

尖晶石型Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能的研究

采用共沉淀法、溶胶凝胶法和溶液燃烧法制备了一系列Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂,研究了制备办法对催化剂甲烷催化燃烧反应性能的影响,并运用XRD、BET和TPR等技术对催化剂进行了表征.结果表明,共沉淀法制备的Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂有较好的催化活性和热稳定性,与溶胶凝胶法和溶液燃烧法制备的Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂相比,共沉淀法制备的Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂有较高的晶格畸变率和比表面积、较大的孔径和孔容、较小的品粒度、较强的氧活动性和较低的甲烷催化燃烧反应的表观活化能.     

稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究

稀土（La,Ce,Pr,Nd等）通常可以作为催化剂载体、助剂或与其它元素形成固溶体,成为催化剂的重要组成部分。文中系统地介绍了稀土在甲烷部分氧化（CPOM）制取合成气中的相关应用,重点分析了稀土作为催化剂载体、助剂、固溶体等在催化部分氧化制取合成气中的应用,并对其在CPOM中未来前景做出展望。     

稀土改性Ni/TiO_2光催化剂及其重复利用催化活性

用溶胶-凝胶法制备了La或Ce改性的0.3%Ni/TiO2(即La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2),考察了La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2在催化降解甲基橙水溶液过程中的重复利用性能,并用XRD、N2吸附-脱附以及XPS等手段对催化剂进行了表征分析。研究表明,适宜La和Ce掺杂量(La/Ti、Ce/Ti摩尔比)分别为0.15%和0.1%,适宜焙烧温度为400℃。在酸性条件下(pH=3),La-Ni/TiO2和Ce-Ni/TiO2与Ni/TiO2光降解甲基橙的能力相当,但La或Ce掺杂使Ni/TiO2催化剂的重复使用能力提高。催化剂上存在低结合能的低价钛离子(如Ti3+),低价钛离子的含量和结合能大小是衡量催化剂光催化降解活性的重要因素。可能是La或Ce使催化剂在使用过程中低价钛离子得到较好保留,从而使催化剂活性得到较好维持,催化剂重复使用性能提高。     

Cu掺杂的CeZrO2固溶体的制备及其催化燃烧芳香烃

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Ce0.48Zr0.48Cu0.04O2 固溶体,将其用作芳香烃的燃烧催化剂.在固定床微反应器中评价了催化剂对苯、甲苯和二甲苯等的氧化反应活性,并运用XRD进行表征.结果表明, Ce0.48Zr0.48Cu0.04O2具有和CeO2相似的立方结构.反应温度为600℃时,苯、甲苯和二甲苯的CO2的生成率分别达到100%,94%和90%,显示了催化剂良好的低温燃烧催化性能.经800℃高温热处理3h的催化剂,在同样的反应温度下,对苯、甲苯和二甲苯的保留活性分别为78%、61%和58%,显示了较好的耐热稳定性.     

甲烷部分氧化催化剂上的积碳研究进展

积碳是影响甲烷转化制合成气的催化剂性能的重要因素.在阐述甲烷催化部分氧化过程反应机理和催化剂体系的基础上,重点论述了甲烷催化部分氧化的催化剂失活与积碳的关系及影响催化剂的积碳因素.认为提高催化剂抗积碳性能的关键在于活性组分和负载量的改变、助剂的添加、载体的调控和制备方法的改进和储氧材料的使用,并对晶格氧催化甲烷部分氧化制合成气技术提出了展望,认为该技术具有良好的工业化应用前景.     

混合稀土掺杂硬质合金刀具工作表面稀土富集相的能谱分析

在能谱(EDX)分析时,因La的Lβ1与Pr的Lα,Ce的Lβ1与Nd的Lα,La的LIIIab与Pr的Lβ1,Ce的LIIIab与Nd的Lβ1存在谱线重叠现象,而且混合稀土通常以La和Ce为主体元素,在分析混合稀土掺杂合金中含稀土物相时容易出现对Pr、Nd的遗漏。本文介绍La、Ce、Pr、Nd混合稀土掺杂的硬质合金刀具工作表面稀土富集相EDX分析的谱线拟合方法,并对刀具服役过程中La、Ce、Pr、Nd向刀具工作表面的定向迁移进行研究。结果表明,对存在谱线重叠现象的"相似元素"进行EDX分析,应该采用谱线拟合方法判断是否存在"相似元素",以防止出现元素的遗漏与误判;对以La、Ce为主体元素的混合稀土掺杂合金中含稀土物相进行EDX分析时,即使忽视了对Pr、Nd的分析,也不会影响对La、Ce在合金中作用行为规律的判断,但会遗失La、Ce、Pr、Nd在合金中作用行为的整体信息;在对C、S含量适中的金属材料加工过程中,混合稀土掺杂硬质合金工具中的La、Ce、Pr、Nd原子可以定向迁移至工作表面,但这种迁移是非同步的,Ce、Pr、Nd原子具有较La原子高的迁移速度。     

沉淀剂对尖晶石型Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂甲烷催化燃烧性能的影响

分别以(NH4)2CO3、K2CO3和H2C2O4为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂,考察了沉淀剂对甲烷催化燃烧反应性能的影响,并运用XRD、BET和TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,沉淀剂种类对催化剂的催化活性、结构、比表面积和还原能力等均有一定的影响,其中以K2CO3为沉淀剂所制备的Co0.7Ce0.3Co2O4催化剂具有最好的催化活性(T10=262℃,T100=428℃)和热稳定性,因为该催化剂的晶格畸变率、孔容、比表面积和氧活动性较大,晶粒度较小,表观活化能较低.     

CeO2及其复合催化剂对煤粉燃烧效率的影响

 利用热重分析法研究了稀土氧化物CeO2和其复合催化剂对煤粉燃烧特性的影响。研究了稀土氧化物及其复合催化剂的添加量、配比对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：CeO2可以促进烟煤挥发分析出和燃烧,改善其燃烧性能,CeO2添加质量分数为4%时其催化效果最为显著;不同催化剂对无烟煤燃烧的催化效果各异,MnO2有利于挥发分析出,而CeO2促进了残碳的燃烧,其催化作用不同于烟煤;Ce-Fe-Mn系复合催化剂催化效果优于单组分催化剂,其中CeFeMn(3∶1∶1)的催化效果最佳。利用Coats-Redfern动力学模型分析了煤粉燃烧活化能、指前因子等动力学参数,添加CeFeMn(3∶1∶1)的煤粉反应速率常数较大,催化效果显著。     

稀土尾矿泡沫陶瓷用于催化低浓度甲烷燃烧

为了探究白云鄂博尾矿中甲烷催化燃烧机理,采用有机泡沫浸渍法成功制备出泡沫陶瓷材料,以聚氨酯海绵为模板,稀土尾矿和添加剂(羧甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶等)为浆料,玻璃板挤压成型并950℃烧结可制得泡沫陶瓷催化剂;利用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等测试手段,研究泡沫陶瓷的形貌、价态及氧化还原等物理化学性质...     

稀土在硬质合金球形粉末烧结体表面富集现象的观察

采用合金粉末烧结体表面观察法研究了稀土在WC-Co硬质合金中的作用机理。合金中的稀土分别以混合稀土(以La和Ce为主体成分)-Co预合金粉(简称RE-Co预合金粉)形式和La(NO3)3的丙酮溶液形式在湿磨时直接加入。用扫描电镜和能谱仪对平均粒径小于200μm的2种球形稀土硬质合金粉末(简称合金粉末)烧结体表面进行观察与分析,发现:以RE-Co预合金粉形式加入稀土时,在烧结过程中,合金中的稀土La和Ce以及杂质元素在合金粉末烧结体表面产生了明显的富集,形成了含La,Ce,S,Ca,W,C和O的复杂形式的化合物,在稀土富集物中没有检测到Co。以La(NO3)3形式加入稀土,在合金粉末烧结体表面没有检测到La。说明在合金粉末烧结体表面不存在La的富集或聚集。稀土的添加形式同时也影响合金粉末烧结体表面硬质相WC与粘结相的比例,以RE-Co预合金粉末形式加入稀土,合金粉末烧结体表面粘结相含量较少,因此,稀土的添加形式影响其在硬质合金中的作用机理。以RBCo预合金粉形式加入稀土,合金中的稀土不但具有较好的富集合金中杂质元素的作用,而且还可以阻止烧结体表面富粘结相结构的形成。     

掺杂镧对Ni-Si甲烷裂解催化剂性能影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ni-Si催化剂,采用XRD,SEM,HRTEM等技术对催化剂的结构与物性进行了表征,并在微型固定床反应器中考察了甲烷的催化裂解性能,同时考察了稀土La丑对催化剂的甲烷催化裂解性能的影响.结果表明,掺杂稀土La提高了催化剂结晶度,促进了活性中心Ni的表面偏析,同时有利于产物碳物在Ni颗粒表面的扩散和径向迁移,促进均匀细长碳纳米管的形成,提高了催化剂的甲烷催化裂解活性和热稳定性,750℃时氢气生成率达90%,700℃下老化12 h后仍具有较高的催化裂解活性.