CeOx-MnOx/TiO2低温SCR催化剂的制备及脱硝性能

利用超声浸渍法分别制备了MnOx/TiO2和CeOx-MnOx/TiO2低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂,并对其进行了SEM、EDS、BET及XPS等表征,在此基础上,研究了催化剂的低温SCR脱硝性能,重点考察了Mn负载量及Ce/Mn摩尔比对催化剂性能的影响,结果表明：当Mn负载量为15%时,催化剂具有较高的催化活性;Ce的掺杂有利于催化剂催化活性的提升,当Ce/Mn=0.8时,其催化活性最高,在180℃时达到了97.86%。另外,Ce的掺杂有利于提升催化剂的抗硫抗水特性,但仍有待进一步提升。     

Effect of Metal Oxide Doping into Ce0.5Zr0.5O2 on Catalytic Activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zro.45M0.1Ox （M = Y, La, Mn） Honeycomb Catalysts

This article showed that the catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2 monolithic catalyst toward the catalytic combustion of ethanol in a fixed bed reactor could be greatly improved by doping three metal oxides into Ce0.5Zr0.5O2. The catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45M0.1 Ox （M = Y, La, Mn） is better than that of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.5 Zr0.5O2. The order of activity of the catalysts is as follows： MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1Ox 〉 MnOc/γ-Al2O3/Ce0.45 Zr0.45La0.1Ox 〉 MnOx/γT-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Mn0.1Ox 〉 MnOx/y-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2. The influence of the loading amount of manganese oxide in enhancing the catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1 Ox was investigated. The results showed that when MnO2 loading amount was 10% （mass fraction）, the MnOx/Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1Ox catalyst recorded the highest activity.     

纳米Y_(0.7)Ce_(0.1)Sr_(0.2)M_(1-x)Cu_xO_3(M=Fe,Mn)的制备、表征及其对NO+CO的催化活性

为探究纳米钙钛矿型复合氧化物ABO3中不同B位元素及Cu的掺杂量对催化剂的结构、形貌、表面性质和催化活性的影响规律及原因,并优化出具有更好活性的催化剂,采用柠檬酸-溶胶-凝胶法制备得到8个钙钛矿型复合氧化物Y0.7Ce0.1Sr0.2Fe1-xCuxO3和Y0.7Ce0.1Sr0.2Mn1-xCuxO3(x=0.1~0.4),通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法对其进行了表征,并测试了8个样品对CO+NO的催化活性。结果表明,在Fe、Mn两个系列中,x=0.3时的两个样品对CO+NO分别具有最高的催化活性,Y0.7Ce0.1Sr0.2Fe0.7Cu0.3O3对NO和CO的转化率均在225℃时达到100%,而Y0.7Ce0.1Sr0.2Mn0.7Cu0.3O3对NO和CO的转化率则分别在325℃和225℃时达到100%。Y0.7Ce0.1Sr0.2Fe0.7Cu0.3O3的催化活性优于Y0.7Ce0.1Sr0.2Mn0.7Cu0.3O3,这是由于Fe4+/Fe3+的摩尔比高于Mn4+/Mn3+,并且Y0.7Ce0.1Sr0.2Fe0.7Cu0.3O3中所有Ce4+/Ce3+、Cu+/Cu2+和OA/OL的摩尔比均高于Y0.7Ce0.1Sr0.2Mn0.7Cu0.3O3中相应的摩尔比,而这些因素均有利于NO+CO的催化活性。通过适量的Cu取代B位离子可提高催化剂对NO+CO的氧化还原性,同时Cu的掺杂对于Fe、Mn两个系列中OA/OL的摩尔比具有不同的影响。     

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.     

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。     

Effect of Metal Oxide Doping into Ce0.5Zr0.5O2 on Catalytic Activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45M0.1Ox(M=Y, La, Mn) Honeycomb Catalysts

This article showed that the catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2 monolithic catalyst toward the catalytic combustion of ethanol in a fixed bed reactor could be greatly improved by doping three metal oxides into Ce0.5Zr0.5O2. The catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45M0.1Ox (M=Y, La, Mn) is better than that of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2. The order of activity of the catalysts is as follows: MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1Ox＞MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45La0.1Ox＞MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Mn0.1Ox＞MnOx/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2. The influence of the loading amount of manganese oxide in enhancing the catalytic activity of MnOx/γ-Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1Ox was investigated. The results showed that when MnO2 loading amount was 10%(mass fraction), the MnOx/Al2O3/Ce0.45Zr0.45Y0.1Ox catalyst recorded the highest activity.     

Lewis酸型固体酸催化剂Ce-Ag-PW的制备、表征及催化酯化反应合成生物柴油性能研究

通过超声浸渍法，经Ce3+和Ag+协同改性磷钨杂多酸（HPW）制备了一种以Lewis酸性活性位为主的固体酸催化剂Ce-Ag-PW。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重（TG）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段对其物理化学性能进行了表征分析。并以Ce-Ag-PW为经甲醇和油酸酯化反应来合成生物柴油的催化剂，对其的催化活性和稳定性进行了研究。结果表明，Ce-Ag-PW具有高催化活性和稳定性，以其为催化剂，当甲醇与油酸的物质的量比为14: 1，催化剂用量为反应物总质量的2%，反应温度为65 ℃，反应6 h后，油酸的转化率即高达91%。固体酸催化剂在经过4次循环使用后，油酸的转化率仍可达到80.5%。Ce-Ag-PW的高催化活性和稳定性可归因于Ag+可置换HPW中的质子，以及Ce3+的强吸电子作用，使其由Br?nsted酸型催化剂转化为以Lewis酸型为主的催化剂。由于Br?nsted酸位易与酯化反应过程中生成的水发生水合反应而失活，因而Lewis酸位的形成有助于减少催化剂的失活现象发生。因此，当通过油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油时，Ce-Ag-PW是一种具有高催化活性和稳定性的以Lewis酸性活性位为主的固体酸催化剂。      

In含量对In-Ag-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂三效催化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了以稀散金属In、过渡金属Ag和稀土金属Ce为活性组分,以γ-Al2O3为载体的三效催化剂。通过XRD、BET、SEM、N2吸附技术对In-Ag-Ce-O/γ-Al2O3催化剂的微观结构进行了表征,并考察了In含量(质量分数)对催化剂性能的影响。结果表明,加入In之后,在XRD谱图中出现了AgInO2物相,使催化剂活性得以提高,但随着In含量的增加,催化剂的活性逐渐下降;由BET、SEM分析可知,In含量的增加,造成活性组分聚集,使其分散度降低,催化剂比表面积降低,催化活性随之下降。活性组分In含量为2%时,In-Ag-Ce-O/γ-Al2O3催化剂的三效催化活性最佳。     

Redox behaviors and structural characteristics of Mn0.1Ce0.9Ox and Mn0.1Ce0.6Zr0.3Ox

Mn0.1Ce0.9Ox and Mn0.1Ce0.6Zr0.30x samples synthesized by sol-gel method were tested for redox properties through the dynamic oxygen storage measurement and characterized using X-ray diffraction, BET, electron paramagnetic resonance, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that redox performances of ceria-based materials could be enhanced by synergetic effects between Mn-O and Ce-O. Fresh and aged samples were characterized with the fluorite-type cubic structure similar to CeO2, and furthermore, the thermal stability of Mn0.1Ce0.9Ox materials was improved by the introduction of some Zr atoms. From XPS, it could be concluded that Mn^2＋/Mn^3＋ redox couples existed on the surface of Mn0.1Ce0.9Ox and Mn0.1Ce0.6Zr0.3Ox samples. Electron paramagnetic resonance researches revealed that there were three types of Mn^2＋ species： isolated Mn^2＋ substituting for Ce^4＋ ions in the lattice with a cubic symmetry, ones in defect with a noncubic symmetry, and at the surface of samples.     

Cr--MnOx/TiO2--ZrO2低温选择催化还原NO的活性及抗毒性能

采用溶胶凝胶法制备TiO2-ZrO2载体,然后采用柠檬酸溶液浸渍法制备Cr-MnOx/TiO2-ZrO2复合催化剂.通过X射线衍射、比表面积测试(BET)、扫描电镜、X射线光电子能谱等测试方法对催化剂的物化性能进行表征分析,并进行NH3选择性催化还原NO实验,考察催化剂在低温下的活性及抗硫抗水性能.Cr元素介入到MnOx中,形成了新型的CrMn1.5O4活性物相,其中的Mn元素多以Mn3+和Mn4+存在.高价态的Cr5+使Mn元素由Mn3+向高氧化态的Mn4+转化,有利于低温选择性催化还原反应的进行.鉴于Cr元素第一电离能和电负性均低于Mn元素,能优先于Mn与SO2-4和SO2-3结合,保护MnOx不被硫酸化,从而提高Cr-MnOx/TiO2-ZrO2催化剂的抗毒性能.制备的五种不同Cr/(Cr+Mn)摩尔比的催化剂中,Cr(0.4)-MnOx/TiO2-ZrO2的性能最优,其颗粒分散均匀,具有较大比表面积,在180℃时脱硝效率能够达到95.8%,同时通入5%H2O和10-4SO2,脱硝效率缓慢下降,反应8h后,下降到73%,并保持稳定.     

CO_2氢化催化剂的制备及性能研究

采用共沉淀-程序升温焙烧的方法制备Cu/Mn氧化物催化剂,考察元素组成对催化剂结构和性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)等对样品进行表征.结果表明,催化剂前驱体在程序升温焙烧过程中可形成Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石相,该尖晶石相结构有利于Cu晶粒分散,防止Cu晶粒在反应过程中团聚和烧结.元素组成显著影响催化剂的前驱体结构和性能.当Cu占Cu、Mn总质量的40%时,催化剂前驱体中几乎全部的Cu都与Mn结合形成Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4尖晶石相,比表面积最大,催化活性最高,CO_2转化率最高达到16.3%.尖晶石相结构有利于催化剂活性提高.Cu/Mn氧化物催化剂更有助于促进逆水煤气变换(RWGS)反应.     

MnOx-MoO3/TiO2-Al2O3催化剂的制备及其SCR脱硝性能

采用共浸渍负载成型法制备了MnOx-MoO3/TiO2-Al2O3(MMTA)催化剂,研究了该系列催化剂在NH3选择性催化还原反应(NH3-SCR反应)中的脱硝性能.通过固定床连续反应器考察了温度及不同载体对SCR反应的影响.采用X射线衍射(XRD)、BET、扫描电镜(SEM)等表征手段对该催化剂进行了表征,研究了催化剂的晶相、微观形貌.试验结果表明,与TiO2(T)载体相比,TiO2-Al2O3(TA)载体有较大的比表面积和孔体积.在空速为10000 h-1,150～450℃范围内,MMTA催化剂还原NOx的转化率高达75％～95％.活性组分MnOx在TiO2-Al2O3(TA)载体上分散较好,TiO2-Al2O3(TA)载体催化剂表现出良好的催化活性和高温稳定性,可有效控制氮氧化物的排放.     

镧或钕掺杂TiO2可见光催化剂及其对甲基橙的降解活性

用溶胶-凝胶法制备的La2O3/TiO2和Nd2O3/TiO2等催化剂,在可见光下降解甲基橙活性顺序为Nd2O3/TiO2>La2O3/TiO2>Fe2O3/TiO2>TiO2.焙烧温度为500℃的掺Nd为0.7%(摩尔分数)的催化剂活性最高.用XRD、DTG分析了催化剂的晶型结构,探讨了稀土对晶格畸变和催化活性的影响.     

纳米TiO2负载钯催化剂的性能研究

采用浸渍法制备了纳米TiO2负载钯催化剂,以乙炔选择催化加氢制备乙烯为反应模型考察了稀土元素La、空速对纳米Pd／TiO2催化剂性能的影响,并与纳米SiO2为载体的Pd—La／SiO2催化剂的性能做了比较。实验结果表明,纳米Pd／TiO2催化剂具有良好的催化活性和性能稳定性,La的加入显著提高了乙烯的选择性、增幅达加％左右。与Pd—La／SiO2催化剂相比,Pd—La／TiO2催化剂具有更高的选择性。     

高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉及其光催化性能

以TiCl3和SnCl4·5H2O为原料,采用高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉体.用制备的复合粉体对大红染料的稀释溶液进行脱色检验其光催化性能,并用XRD、TEM对粉体进行表征.结果表明利用高分子网络凝胶法制备的复合光催化剂粒径小、分布均匀可控.一定量的Sn掺杂使复合光催化剂活性明显优于单一的TiO2,n(SnO2)/n(TiO2)=6%时复合催化剂具有最高的催化活性.     

Al-Si@Al2O3核壳结构载体的制备及其催化应用

以微米级铝硅（Al-Si）合金粉为原料,采用简单的水热反应,设计开发出一种以鳞片状Al2O3为壳、Al-Si 合金为核的催化剂载体（Al-Si@Al2O3）。通过傅里叶红外分析（FT-IR）、X 射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）等表征分析表明,经过水热反应后,Al-Si 合金表面原位生成片状的AlOOH,内核为未反应的Al-Si合金,500℃煅烧后浸渍载Pd制备出Pd/Al-Si@Al2O3催化剂,活性组分Pd粒子均匀分散在载体表面。以苯乙烯加氢为探针反应考察Al-Si合金原料的粒径、铝含量等因素对所制备催化剂性能的影响,同时还与水浴、碱处理及酸处理所制备的载体和传统载体活性炭、活性氧化铝进行比较。结果表明,在水热条件下,以粒径为5μm、铝含量为88%的Al-Si合金粉为原料制备的Pd/Al-Si@Al2O3具有较优的催化性能,且其催化活性优于活性炭和活性氧化铝载Pd催化剂。     

超声辅助分子自组装法合成硅胶负载TiO2光催化剂

超声辅助分子自组装法制备表面均匀和高催化活性的硅胶负载TiO2（TiO2-SiO2）光催化剂。采用XRD、SEM、FT-IR、PL等手段对制备产物晶型及形貌等进行了表征。以降解水中偶氮染料甲基橙为探针反应,评价了TiO2-SiO2的光催化活性。结果表明,500℃煅烧TiO2-SiO2的光催化活性最佳。     

铈掺杂TiO2光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征和解释,以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500 nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce量有最佳值.实验结果表明在TiO2中掺杂Ce的摩尔百分含量为2%,甲基橙起始浓度为20 mg·L-1,CeO2/TiO2用量为0.400 g,双氧水用量为5.88 mmol·L-1,pH值为6.4时,光照8 h,甲基橙的脱色率可达96.8%.     

Sr掺杂对LaCoO3/γ-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用过饱和溶液浸渍法,在不同焙烧温度下制备了LaCoO3/γ-Al2O3煤蚅a0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂并对其活性进行测试,利用XRD、BET等技术对样品进行了表征。焙烧温度<600℃,催化剂样品的比表面积相对较大,活性组分在载体Al2O3上分散度高,从而具有较高的活性,并且用Sr部分取代La制得La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂中,Sr的加入有助于钙钛矿的形成,可以促进催化活性的提高;焙烧温度≥600℃,催化剂样品的比表面积呈下降趋势,在载体Al2O3上所负载的LaCoO3或La0.8Sr0.2CoO3由于烧结而长大,造成分散度下降,催化活性变差,掺入Sr未能提高催化剂对甲苯的催化氧化活性,甚至会抑制催化活性。     

活性炭表面性质对Pd/C常温氧化CO的影响

采用等体积浸渍法制备了活性炭负载Pd催化剂(Pd/C),通过正交实验研究了活性炭的种类、催化剂的制备条件等对活性炭负载钯催化剂上CO氧化性能的影响,得到了最优的制备条件。并通过N2吸附、程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(H2-TPR)和透射电镜(TEM)等对催化剂进行了表征。正交实验极差分析表明制备各因素对催化剂氧化CO活性影响的次序为:还原剂>活性炭>还原剂用量>还原温度>还原溶pH值。催化剂表征结果表明活性炭的比表面积和孔径分布不是决定Pd/C催化剂性能的关键因素,活性炭的种类、表面组成和性质对催化剂的性能有显著的影响。其中椰壳炭(AC1)表面羧基的活性较高,同时具有较强的表面碱性,有利于活性金属Pd在载体表面的分散,并提高了Pd与载体之间的相互作用,从而使催化剂具有较高的CO氧化性能。提高Pd的担载量,可显著提高催化剂稳定性。以乙二醇作为还原剂,在pH=10,还原温度为60℃的条件下所制备的0.5%Pd/AC催化剂,在反应温度20℃时连续反应120 h仍可保持CO的全转化。