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.     

担载型含稀土三组份体系在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能

用浸渍法制备了一系列氧化锆担载的含稀土Ⅷ族金属催化剂，对其在二氧化碳甲烷化过程中的催化活性作了研究，并用漫反射紫外可见光谱，ＦＴＩＲ等手段对催化剂作了表征。结果表明，含稀土新型催化剂具有催化活性高，目标产物选择性好等优点；稀土主要以氧化物形式存在于催化剂表面，参与对氢及表面含碳物种的吸附及活化；含稀土三组份催化剂的活性与所添加稀土三价离子的４ｆ电子数有关。     

稀土改性镍催化剂对CO2甲烷化反应的影响

以稀土为助剂 ,金属镍为活性组份 ,研究了不同稀土对镍催化剂的改性作用 ,同时用活性比表面、H2 -TPD、CO2 - TPD及 XPS等方法对催化剂进行了表征。结果表明 ,稀土对镍催化剂的 CO2 甲烷化活性有明显的促进作用 ,其中以稀土 Sm的改善效果最好 ;海泡石和 Sm既能增大镍催化剂的活性比表面积 ,又能提高 H2 和 CO2 的吸附量 ,同时降低反应的活化能 ,增大镍上的电子云密度。     

稀土基催化材料用于含氯废气催化燃烧的研究进展

针对有毒有害的含氯挥发性有机化合物废气的催化氧化脱除,从稀土氧化物(Ce和La)出发,以饱和含氯代烃(二氯甲烷,二氯乙烷等)和不饱和氯代烃(氯苯,氯乙烯)为模型反应;详细分析了稀土修饰(Ce,La)或以稀土为主的催化剂(CeO_2,La MnO_3)对氯代烃催化燃烧的影响。以催化剂表面的酸性中心和氧化还原性能为主线,分析了二者在氯代烃催化燃烧反应过程中的作用,酸中心与催化剂CO选择性、积碳相关;而多氯副产物的生成和分布则受催化剂氧化性能的影响。在此基础上提出氯代烃的催化燃烧催化剂的设计思路,结合氯代烃分子结构差异,调控催化剂表面酸性中心和氧化还原性能之间的匹配,提高催化剂的低温反应活性、兼顾含碳(氯)副产物的选择性、避免催化剂积碳、氯中毒的现象,增加催化剂的稳定性。     

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.     

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。     

NiWP/RE_2O_3催化剂的重整活性与稳定性研究

采用浸渍法制备一系列以稀土氧化物为载体的NiWP催化剂。在固定床反应装置上考查其在973 K~1123 K温度范围内CO_2重整CH_4的催化活性,发现NiWP/Y_2O_3催化剂催化活性最好,其在1073 K时,CH_4和CO_2的转化率达到了98%和90%。同时考察了以Y_2O_3为载体的Ni,Ni W,Ni P,WP,NiWP的催化剂在固定床反应装置上在1023 K~1123 K温度范围内CO_2重整CH_4的催化活性及其稳定性。并通过XRD,H2-TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明,不同催化活性组分对催化剂NiWP/Y_2O_3有明显的影响,在1073 K时,NiWP/Y_2O_3的催化活性最好,CH_4和CO_2的转化率为98%和90%,其次为Ni/Y_2O_3,其CH_4和CO_2的转化率为88.5%和77%。同时在1073 K下,NiWP/Y_2O_3催化剂的稳定性亦优于其他几种催化剂的稳定性,其在10小时后的CH_4的转化率为95.1%与10小时前CH_4的转化率相差不大。并对积碳后催化剂进行TG-DTG表征,结果表明,不同活性组分催化剂积碳后的积碳量不同,其积碳种类也不尽相同,其中NiWP/Y_2O_3催化剂的积碳率最少为9.74%,其积碳以丝状碳和石墨碳为主;Ni/Y_2O_3和Ni W/Y_2O_3的积碳率相差不大,为14.38%和14.63%,而Ni P/Y_2O_3的积碳率为35.6%,这三者的积碳以丝状碳为主。     

矿用柴油机尾气的催化净化

为提高柴油机尾气净化催化剂的机械强度和大幅度降低催化剂的成本,选用稀土矿石进行了催化剂的制备,并在柴油机台架上对其性能进行了考察。结果表明,以通空气焙烧的催化剂活性最佳,不仅具有较好的低温特性、空速特性、热稳定性和抗积碳性能,而且对NOX也有一定的净化效果。其活性优于用铁矿石制备的催化剂。对该催化剂用于净化汽车尾气及工业有机废气的可行性进行了分析。     

Ni/Al_2O_3及La改性Ni/Al_2O_3催化CO浆态床甲烷化性能

采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3及La改性的Ni-La/Al2O3催化剂,并考察了其浆态床CO甲烷化反应性能。借助XRD、H2-TPR、CO-TPD、H2-TPD等对催化剂进行了表征。结果表明,La助剂改性制备的Ni-La/Al2O3催化剂较Ni/Al2O3催化剂具有更高的CO甲烷化活性,La助剂的添加促进了Ni物种在载体表面的分散,降低了还原温度,增强了催化剂对CO和H2的吸附能力。La助剂的添加次序对甲烷化活性影响较大,采用共浸渍法制备的催化剂具有最佳的甲烷化活性,CO转化率达到96.3%,CH4选择性和时空收率分别达到87.1%和179.6 m L·kg-1·h-1,优于先浸渍Ni后浸渍La或先浸渍La后浸渍Ni制备的催化剂。     

稀土基催化材料及其活化过硫酸盐去除水中活性药物的研究进展

由于稀土基材料具有独特的电子结构特性以及价态可变可调等优势，作为催化剂或助催化剂在活化过硫酸盐去除水中活性药物领域展现出优异的性能。本文概述了稀土基催化剂活化过硫酸盐去除水中活性药物的研究进展。介绍了稀土基催化剂常见的制备方法，讨论了作用于过硫酸盐的活化机制，以及对水中活性药物的降解性能，并基于前沿性、创新性的科研成果对未来稀土基催化剂应用于硫酸根自由基高级氧化技术去除水中活性药物领域的发展趋势进行了总结和展望。为后续稀土基新型催化剂的设计和制备提供参考和借鉴。     

两种不同液相方法制备的稀土LaMnAl11O19催化剂及甲烷燃烧催化性能的研究

用微乳法和异丙醇-聚乙二醇法制备了磁铅石型稀土高温燃烧催化剂LaMnAl11O19,并用XRD,BET和TPR技术及甲烷燃烧活性对其进行了表征,实验结果表明,微乳法和异丙醇-聚乙二醇法在1400℃的高温下焙烧3小时均可制备出主相结构为LaMnAl11O19的六铝酸盐催化剂,异丙醇-聚乙二醇法制备的LaMnAl11O19具有较高的比表面,微乳法制备的LaMnAl11O19具有较高甲烷催化燃烧活性.     

新型稀土催化剂的研究

本文提出了采用国内廉价的２＃原料，代替活性氧化铝，用一次搓成法和固体合成法新工艺，研制了９０１１＃，９１０４＃新型汽车尾气净化稀土催化剂，提高了催化剂的低温活性，降低了成本，为稀土催化剂的应用开辟了一条新路。     

甲烷氧化偶联La-Ba-O系催化剂的研究

甲烷氧化偶联反应可不经合成气而直接介成C_2,国际上对这一反应的研究十分活跃。本文在开发稀土复合氧化物催化剂新体系中发现,La-Ba-O系催化剂具有优良的甲烷氧化偶联活性,La/Ba=1时800℃下的C_2收率可达20%。再添加碱金属(例如Na)作为第三组份可进一步提高偶联选择性,抑制燃烧反应发生,适当提高反应温度可促进乙烷进一步氧化脱氢,增加乙烯产量。     

稀土在汽车尾气净化中的应用

阐述了汽车尾气催化净化工艺中用稀土代替贵金属的必要性和可能性。叙述了三元（效）催化剂的类型和组成，稀土在三元催化剂中的作用及其应用前景和市场潜力。指出开发稀土三元催化剂并使之产业化有利于解决我国严重的环保问题，有利于我国稀土工业向高技术产业转轨。     

稀土在尾气净化领域的应用技术产品开发及产业化推广

我国是稀土资源大国，四川是稀土资源大省，而稀土是生产高性能机动车尾气净化催化剂所必需的重要基础原料。过去几年，掌握稀土催化材料核心制备技术的发达国家公司（如法国罗迪亚公司），采用从中国进口廉价的稀土原料，生产出高性能稀土催化材料提供给国外著名机动车尾气净化催化剂生产厂商（如英国庄信公司、德国巴斯夫、比利时优美科等），最后由国外催化剂生产厂商将催化剂转卖回我国而获得巨额利润。因此加大稀土在我国机动车尾气净化领域的应用技术、应用产品开发及产业化工作具有非常重要的意义。     

稀土基单原子催化剂的合成及应用研究进展

稀土元素因其具有极大的潜在应用价值而备受关注。稀土元素独特的电子结构与氧化还原特性使其广泛应用于催化领域。与此同时，金属单原子催化剂因其极高的原子利用率、较低的金属用量和较高的选择性，在与传统金属催化剂的比较中，展现出巨大优势。将稀土元素用于单原子催化剂为实现稀土高附加值利用提供了一条全新途径。目前有关稀土基单原子催化剂研究仍处于起步阶段，尚不够广泛和深入。本文总结了目前已报道的稀土基单原子催化剂的合成方法及其在电催化和光催化领域中的应用研究进展。同时，在此基础上提出了稀土单原子催化剂所面临的问题以及未来的发展前景。     

稀土功能材料现状与分析

对我国稀土材料产品进行了概述，并与世界水平进行了对比，叙述了稀土永磁材料，汽车尾气稀土净化催化剂、稀土荧光粉，稀土钨电极的现状及国内外发展状况和存在问题，对发展稀土新材料进行了分析。     

论稀土材料的现状与发展

对我国稀土材料产品进行了概述，并与世界水平进行对比叙述了稀土永磁材料、稀土汽车尾气净化催化剂、稀土荧光粉、稀土钨电极的现状及国内外发展状况，存在问题，对发展稀土新材料提出了见解。     

稀土修饰丝光沸石对精萘异丙基化反应的影响

2，6-二异丙基萘（2，6-disopropylnaphthalene，简称2，6-DIPN）是制备高级聚酯材料PEN和液晶聚合物的原料。研究了以精萘和丙烯为原料，以水气脱铝丝光沸石（SDHM）代替传统的傅一克催化剂，在0．5L高压釜中进行择形异丙基化反应制备2，6-DIPN。用稀土修饰SDHM外表面，使SDHM酸中心部分覆盖，可减少非择形反应，提高丝光沸石对萘异丙基化反应的选择性。经混合稀土（La，Ce）或（La，Ce，Pr）修饰的催化剂的催化反应效果好于以单一稀土La修饰的催化剂的催化效果，可使2，6-DIPN的择形率”（2，6-DIPN）提高到63％～64％，使n（2，6-DIPN）／n（2，7-DIPN）提高到2．3～2．4，而萘的转化率仍能维持在93％～94％。同时，2，6-DIPN收率保持在35％～36％，且更易分离提纯。催化剂再生后仍保持较大活性。     

新型含钼催化剂的研制开发和应用效果

阐述了新型Ｍｏ－Ｎｉ／ｒ－Ａｌ２Ｏ３系耐硫低温变换工业催化剂的研制意义、催化反应机理、制备工艺流程、产品特点及其应用效果等。介绍了以二氧化钛为载体的新型含钼加氢催化剂和甲烷化催化剂的主要特点、应用价值和开发成功的意义。