Pt、Pd及其双金属催化剂表面氧性能与催化活性的研究

用ＴＰＤ－ＭＳ及ＣＯ氧化活性测定等方法研究了Ｐｔ／Ａｌ＿２Ｏ＿３、ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３及Ｐｔ－Ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂上表面氧的脱出－恢复性能及催化活性。结果表明，Ｐｔ、Ｐｄ单金属催化剂上的表面氧随金属负载量增加，氧脱附峰面积增大，起脱温度降低，催化氧化活性提高。双金属催化剂上的表面氧性质与单金属催化剂的不同，两种金属间可能发生相互作用，促进各自的氧化还原性能：随Ｐｄ／Ｐｔ比增加，脱附峰面积明显增大，催化活性也提高，催化活性与催化剂表面氧吸脱附性能有密切的联系。     

锂和镧的添加对NiO/Al_2O_3甲烷部分氧化积炭的影响

采用ＮＨ３－ＴＰＤ技术考察了ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３表面酸性，发现Ｌｉ和Ｌａ的添加使催化剂的表面酸性强度和酸性中心数目低于相应的ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３。同时利用ＴＧ、ＴＰＯ－ＭＳ、ＸＰＳ等技术考察了ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３和ＬｉＮｉＬａＯ／Ａｌ２Ｏ３上的甲烷部分氧化制合成气积炭情况。发现Ｌｉ和Ｌａ的添加显著提高了催化剂的抗积炭能力。ＬｉＮｉＬａＯ／Ａｌ２Ｏ３上甲烷部分氧化反应寿命实验表明，反应连续进行２００ｈ，ＣＨ４转化率一直保持不变，这说明Ｌｉ和Ｌａ的添加还可以提高ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３的热稳定性。     

负载型Pd-CuO/γ-Al_2O_3双金属催化剂上O_2-TPD-MS的特性

运用ＸＲＤ、ＴＰＤ－ＭＳ及色谱－微反流动法等手段，研究了Ｐｄ－ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３双金属催化剂物相结构、表面氧性能及对催化活性的影响。结果表明，双金属催化剂中由于Ｐｄ－ＣｕＯ间的相互作用，使催化剂活性组份的表面分散状态发生了变化。研究还表明不同的Ｐｄ／ＣｕＯ比对ＣＯ和ＣＨ４的氧化具有不同的活性，可通过调变活性组份含量比，改善催化剂上氧的吸、脱附行为，从而起到提高活性的作用。     

在ThO_2－SrCO_3／BaSO_4催化剂中甲烷氧化偶联反应的研究

研究了ＴｈＯ２－ＳｒＣＯ３／ＢａＳＯ４催化剂在甲烷氧化偶联反应中的催化作用，发现在ＳｒＣＯ３／ＢａＳＯ４中添加ＴｈＯ２可明显提高催化剂的活性，其Ｃ２选择性及Ｃ２收率可达６１．３１％和１８．１７％，而且经过３００ｈ的连续考察，活性稳定。用ＸＲＤ方法研究了３组份催化剂的物相组成，推测结构与催化性能的关系。用ＴＰＤ方法研究３组份催化剂的酸碱性与活性的关系。     

MgO对γ－Al_2O_3结构稳定性及负载Pt－Pd催化剂氧化性能的影响

考察了添加ＭｇＯ对γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３结构稳定性及负截Ｐｔ－Ｐｄ催化剂氧化性能的影响。结果表明，添加ＭｇＯ使γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３在高温下能保持较好的结构稳定性，并在一定程度上阻止了γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３的烧结，提高其耐热性。ＭｇＯ的引人使Ｐｔ－Ｐｄ／γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３催化剂对正己烷的氧化活性有明显的提高，对苯和正丁醇的氧化活性有一定程度的提高。     

在ThO_2－SrCO_3／BaSO_4催化剂中甲烷氧化偶联反应的研究

研究了ＴｈＯ２－ＳｒＣＯ３／ＢａＳＯ４催化剂在甲烷氧化偶联反应中的催化作用，发现在ＳｒＣＯ３／ＢａＳＯ４中添加ＴｈＯ２可明显提高催化剂的活性，其Ｃ２选择性及Ｃ２收率可达６１．３１％和１８．１７％，而且经过３００ｈ的连续考察，活性稳定。用ＸＲＤ方法研究了３组份催化剂的物相组成，推测结构与催化性能的关系。用ＴＰＤ方法研究３组份催化剂的酸碱性与活性的关系。     

硅铝比对水热处理后改性ZSM-5催化裂化性能的影响

以ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２５、３８、４６的ＮａＺＳＭ－５为原料，用ＨＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＬａＣｌ３进行改性，并对改性样品进行水热处理（７３０℃、５ｈ、１００％水蒸气）。采用正十六烷裂解反应考察改性样品水热处理后催化性能的差异。结果表明，对硅铝比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）相同的ＮａＺＳＭ－５，经ＮＨ４Ｃｌ交换得到的ＨＺＳＭ－５（Ｎ），其活性均高于ＨＣｌ交换的ＨＺＳＭ－５。ＨＺＳＭ－５（Ｎ）的活性以原料ＮａＺＳＭ－５中的ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３排序为：ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝４６＞ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２５＞ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝３８。ＨＺＳＭ－５的活性以原料ＮａＺＳＭ－５中的ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３排序为：ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝４６＞ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝３８＞ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２５。对ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝２５、２８的ＨＺＳＭ－５（Ｎ）经ＬａＣｌ３改性后活性提高，对ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３＝４６的ＨＺＳＭ－５（Ｎ）经ＬａＣｌ３改性后活性不变，但气体选择性下降，汽油选择性提高。     

不同气氛处理对CuO／γ－Al_2O_3催化剂的影响

采用原位气氛处理及其反应技术，对ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂在经过不同气氛条件处理后，对活性组份在ＣＯ氧化反应过程中氧含量及活性进行了研究，并用ＴＧ和ＤＳＣ进行了ＴＰＲ考察。研究结果表明，ＣｕＯ催化剂经Ｈ２还原或Ｈ２还原再氧化后的样品不仅ＣＯ氧化活性高，而且氧化过程中形成的铜氧键性质不同于未经还原性气氛处理的催化剂。这种处理的ＣｕＯ催化剂活性高的原因是ＣＯ氧化催化机理为Ｏ２优先吸附反应机理，以及表面上形成的反应性活泼的与铜成键强度弱的晶格氧［Ｏ２－］。     

HZSM-5分子筛与铜基的复合催化剂上合成气制二甲醚

以ＨＺＳＭ－５分子筛与铜基甲醇合成催化剂组成复合催化剂用于从合成气制二甲醚，以ＨＺＳＭ－分子筛替代γ－Ａｌ２Ｏ３作脱水催化剂可降低复合催化剂的活性温度。在２５０～２６０℃，ＨＺＳＭ－５分子筛复合的催化剂，其ＤＭＥ选择性、时空产率均高于γ－Ａｌ２Ｏ３。甲醇合成催化剂与ＨＺＳＭ－５分子筛配比为３∶２时，ＣＯ转化率、ＤＭＥ时空产率较高。不同甲醇合成催化剂只影响复合催化剂的ＣＯ转化率，不影响ＤＭＥ选择性。不同硅铝比的ＨＺＳＭ－５分子筛对复合催化剂的ＤＭＥ选择性影响显著，当硅铝比从３２．７９增至５２．０９，ＤＭＥ选择性增大，ＭｅＯＨ、ＣＯ２选择性下降；当硅铝比从５２．０９增至７０．７０时，ＤＭＥ、ＭｅＯＨ、ＣＯ２选择性几乎不变。     

新型临氢脱烷基制苯催化剂反应前后表面形态的研究

本文主要运用ＳＥＭ、ＥＤ５、ＸＲＤ、ＡＡＳ等技术，研究了新鲜的和失活的第二代临氢脱烷基制苯催化剂（Ｃｒ＿２Ｏ＿３－ＮｉＯ－ＣｅＯ＿２／γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３）的表面形态和活性组份分布的差异；从实验和理论两方面入手，探讨了这种催化剂在实际工业生产中容易引起飞温失活的可能原因。     

负载型硫酸铁对烯烃齐聚催化作用的研究 Ⅳ.不同方法制备的 Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3 的丙烯齐聚反应的考察

考察了不同方法制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂对丙烯齐聚反应的催化性能。结果表明，Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３的制备方法对催化剂的催化活性有很大的影响。与直接将Ｆｅ２（ＳＯ４）３担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上的制备方法相比，先担载Ｆｅ（ＮＯ３）３于γ－Ａｌ２Ｏ３上，焙烧后再担载（ＮＨ４）２ＳＯ４，再焙烧；或先用氨水将Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液调至ｐＨ＝１．２后形成胶体、再担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性都有明显的提高，这些催化剂表现出更强的酸性。用铝胶替代γ－Ａｌ２Ｏ３浸渍于Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液中，焙烧后制得的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３也表现出较高的活性，其酸量增大。当Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｆｅ２Ｏ３与Ｆｅ２Ｏ（ＳＯ４）３的Ｆｅ原子比为１５、１２、１１时，催化剂表现出较高的丙烯齐聚催化活性。此类催化剂上出现超强酸中心。强酸中心的增强归于Ｆｅ２Ｏ３与ＳＯ２－４的相互作用。     

甲烷、二氧化碳重整催化剂的研究Ⅱ．MgO－CeO_2双金属氧化物对Ni／γ－Al_2O_3催化剂抗积炭性能的影响

用固定床流动反应装置及ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＥＭ等技术，考察了ＭｇＯ、Ｌａ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２及ＭｇＯ－ＣｅＯ＿２等氧化物助剂对Ｎｉ／γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的甲烷、二氧化碳重整活性和抗积炭性能的影响。结果表明含ＭｇＯ＋ＣｅＯ＿２双氧化物助剂的催化剂能最有效地抑制积炭。与表征结果相关联发现，双助剂催化剂可提供不同于单一助剂和无助剂时的金属－载体相互作用形式，并表现出强烈的电子相互作用，这些因素可能是它具有最佳抗积炭性能的主要原因。     

合成气直接制取二甲醚催化剂的制备因素及其应用

研究了ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３和ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５催化剂的制备方法及合成反应条件对合成气直接制取二甲醚反应的影响。结果表明，采用共沉淀沉积法制备催化剂，３５０°Ｃ下焙烧，２３０～２４０°Ｃ下还原ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性最高。ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上合成反应的适宜条件：温度２７０～３００°Ｃ，压力４．０ＭＰａ，空速１５００ｈ－１，Ｈ２ＣＯ＝２～２．８（ｍｏｌ比），原料气中ＣＯ２的浓度为５％（ｖ）。     

气相催化合成N－甲基吡咯烷酮

在固体酸催化剂存在下，对气相合成Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮进行了研究，对不同来源和制备条件的γ－Ａｌ２Ｏ３和硅酸镁（ＭｇＯ－ＳｉＯ２）催化体系进行了比较。结果表明γ－Ａｌ２Ｏ３催化活性较低；硅酸铁活性较高，且其催化活性取决于ＭｇＯ的含量。推荐ＭｇＯ含量为１４．０％（ｍ）的ＭｇＯ－ＳｉＯ２催化剂。研究了该催化剂的反应温度、停留时间对产物收率的影响。在推荐的催化体系和工艺参数条件下，收率可达９４％。     

ZrO_2负载Ru─Fe双金属簇及其单金属簇上CO加氢反应及TPDE研究

测定了ＺｒＯ２负载的由不同前体得到的Ｒｕ－Ｆｅ双金属及其单金属催化剂的ＣＯ加Ｈ２反应活性。结果表明，ＺｒＯ２负载的由Ｒｕ２Ｆｅ（ＣＯ）１２或ＲｕＦｅ２（ＣＯ）１２获得的Ｒｕ－Ｆｅ双金属催化剂较负载Ｒｕ３（ＣＯ）１２、Ｆｅ２（ＣＯ）９及其混合簇催化剂以及由ＲｕＣｌ３、Ｆｅ（ＮＯ３）３制备的常规双金属催化剂具有高得多的ＣＯ加氢活性。用程序升温分解（ＴＰＤＥ）方法研究了ＺｒＯ２负载的Ｒｕ３（ＣＯ）１２，Ｆｅ２（ＣＯ）９及其混合簇催化剂的脱羰基过程。结果表明，除脱附作用外，负载络合物的羰基在Ａｒ中ＴＰＤＥ主要歧化生成ＣＯ２，在Ｈ２中ＴＰＤＥ主要加氢生成ＣＨ４。     

CH_4/CO_2重整制合成气Co催化剂上积炭的XPS/AES、TEM和XRD表征

用ＸＰＳ／ＡＥＳ、ＴＥＭ和ＸＲＤ技术对ＣＨ４／ＣＯ２重整制合成气负载型Ｃｏ金属催化剂表面积炭的组成和形貌进行了表征。通过对不同气体处理的１６．０％（ｍａｓ）Ｃｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂表面积炭进行ＸＰＳ／ＡＥＳ组成分析发现，金属碳化物碳（Ｂ．Ｅ．２８２．５ｅＶ）是重整反应中与ＣＯ２作用生成ＣＯ的活性碳物种。这种活性金属碳化物碳还可进一步转化为惰性的丝状碳和石墨碳。ＴＥＭ和ＸＲＤ分析结果表明，催化剂上生成丝状碳数量顺序为：１６％Ｃｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３＞＞９％Ｃｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３～９％Ｃｏ－Ｃａ／γ－Ａｌ２Ｏ３（ｍ（Ｃａ）∶ｍ（Ａｌ）＝１∶１）。这与相应催化剂上Ｃｏ微晶晶粒尺寸大小顺序（３０ｎｍ＞１５ｎｍ＞９ｎｍ）有一定的对应关系。作者认为，通过提高金属Ｃｏ微晶在催化剂表面的分散度和稳定性，可以有效地抑制丝状碳的生成。     

甲烷在担载过渡金属氧化物上转化的初步研究

对不同的载体（ＨＺＳＭ－５、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２和ＭｇＯ）担载不同过渡金属氧化物的甲烷非氧化气氛下转化成苯和Ｃ２－－烃的反应进行了研究，结果发现这些催化剂的反应性能差异很大。载体的酸性越强，甲烷的转化率越高，苯的选择性也越高。ＨＺＳＭ－５担载的第一过渡金属氧化物（从Ｖ２Ｏ５到ＺｎＯ），只有Ｖ／ＨＺＳＭ－５和Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５才有明显的催化活性，而其担载的Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ的相应氧化物几乎没有活性。ＨＺＳＭ－５担载的过渡金属如Ｒｅ、Ｗ、Ｍｏ和Ｖ等的高价态氧化物都表现出很好的甲烷转化活性。     

改进型XC502低压甲醇合成催化剂的研究 Ⅱ.催化剂的活性位

采用ＸＰＳ－Ａｕｇｅｒ、ＸＲＤ和ＦＴＩＲ等方法，对５组分Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｍ１－Ｍ２改进ＸＣ５０２铜基低压甲醇合成催化剂进行了表征。ＸＰＳ－Ａｕｇｅｒ结果表明，ＸＣ５０２催化剂出现主峰为３３６．４ｅＶ（Ｃｕ＋），而Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ催化剂主峰为３３４．９ｅＶ（Ｃｕ０）；ＸＲＤ结果表明，两种工作态催化剂比氧化态新增峰的２θ分别为３６．５°（Ｃｕ＋）和４３．３°（Ｃｕ０），ＸＣ５０２催化剂这两峰的强度比Ｉ３６．５／Ｉ４３．３是Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ催化剂的２．１倍，说明工作态ＸＣ５０２催化剂单位Ｃｕ０中的Ｃｕ＋含量比Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ催化剂多；ＦＴＩＲ谱显示，ＸＣ５０２和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ两种工作态催化剂新增波数分别为６２２ｃｍ－１和６２７ｃｍ－１的振动峰，此新增峰可能是Ｃｕ＋－Ｏ或Ｃｕ＋－Ｏ－Ｚｎ２＋的振动峰。改进型铜基甲醇合成催化剂的活性位可能是Ｃｕ０－Ｃｕ＋－Ｏ－Ｚｎ２＋／Ａｌ２Ｏ３－ＭＯｘ。     

Cu－Co／Al_2O_3催化剂水热稳定性研究

用ＸＲＤ、ＸＰＳ和ＴＧ－ＴＰＲ方法研究了Ｃｕ－Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂高温水热处理前后的表面及体相特征，探索了水热引起催化剂ＣＯ氧化活性下降的原因。结果表明，经水热处理过的催化剂，其ＣＯ氧化活性的下降主要是由于催化剂表面的金属活性组份与载体发生固相反应，且向体相迁移，形成体相尖晶石类（ＭＡｌ２Ｏ４）物质所引起的。提高载体预焙烧温度可以减少活性组份与载体的相互作用，有利于提高Ｃｕ－Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的水热稳定性。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂

采用反应评价并结合ＸＲＤ、ＴＰＲ、吡啶－ＴＰＤ、ＣＯ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ等物化测试手段研究了不同制备方法对ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂结构和催化性能的影响，揭示了不同方法制备催化剂的特点，发现共沉淀沉积法制备的ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂对合成气直接制取二甲醚具有优良的催化性能，ＣＯ转化率达８２％，二甲醚在有机物中选择性为９６％。