大孔钙钛矿型氧化物催化剂制备及其对碳烟燃烧的催化性能

采用有机络合和溶液燃烧相结合的方法制备了La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ (x=0, 0.1;y=0, 0.5)催化剂,通过X射线衍射（XRD）、傅立叶红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电镜等分析手段对La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ 催化剂进行了表征。结果表明,制备的催化剂为钙钛矿型复合氧化物,具有蜂窝状大孔结构,平均孔径大于50 nm。采用超声辅助的方法让碳烟颗粒扩散到催化剂孔道内,利用程序升温反应技术评价了La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ 催化剂对柴油车尾气中碳烟颗粒物的催化燃烧活性,结果表明,大孔钙钛矿催化剂具有较高的碳烟催化燃烧活性,与纯碳烟的燃烧峰值温度(Tm）相比,下降了（165~239） ℃。通过A位和B位离子的部分取代,可以使钙钛矿型氧化物催化剂的催化氧化性能进一步提高,m降低超过70 ℃。     

多组元贵金属尾气净化催化剂的氧化性能

用微反装置研究了Pt-Pd/Al₂O₃和Pt-Rh-Pd/Al₂O₃催化剂氧化态和还原态的催化活性。对催化剂进行了XRD、TPD和TPR表征,并对反应机理进行了探讨。结果表明,氧化态Pt-Pd/Al₂O₃催化剂的氧化性能优于其还原态,且具有相同的催化机理;氧化态Pt-Rh-Pd/Al₂O₃催化剂的氧化性能逊于其还原态,主要是由不同的催化机理所致。     

Ce1-xCuxO2-x/Al2O3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γ-Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备了负载型Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂（x=0～1）以及不同Ce_0.2Cu_0.8O_1.2含量的Ce_0.2Cu_0.8O_1.2/Al₂O₃催化剂，采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征，评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明，Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能，在载体γ-Al₂O₃表面，Ce和Cu形成了固溶体，从而提高了Cu的分散性，改变了Ce和Cu的氧化还原性能，提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能，并且Ce和Cu之间存在着协同作用.     

Pd/Al2O3催化剂上CH4选择性还原NO的研究

考察了Pd/Al₂O₃、In/Al₂O₃和Co/Al₂O₃对甲烷选择性还原NO的催化活性。结果表明，采用浸渍法制备的Pd/Al₂O₃、In/Al₂O₃和Co/Al₂O₃三种催化剂，在有氧气氛下，用CH₄作还原剂催化还原NO时，Pd/Al₂O₃催化剂的活性最佳，热稳定性好，在550 ℃，用CH₄选择还原NO，Pd/Al₂O₃催化剂表现出较强的催化能力，NO的转化率达到100%。在高空速实验中，该催化剂亦表现出较高的活性，其活性顺序为Pd/Al₂O₃>In/Al₂O₃>Co/Al₂O₃。实验研究了助催化剂、氧含量以及空速对Pd/Al₂O₃催化剂活性的影响。     

工业芳构化催化剂中γ-Al2O3对分子筛酸性的影响

用重量吸附法测得HZSM-5分子筛原粉、γ-Al₂O₃和工业用芳构化催化剂HZSM-5的酸量和强度。实验发现HZSM-5原粉和工业催化剂的酸量很接近,而Al₂O₃的酸量要比原粉低得多,强酸只占原粉的10%左右。用红外吸附法测得原粉的B酸/L酸相对含量为催化剂的4倍左右,实验表明,Al₂O₃对分子筛的酸性有较大影响,主要增加了L酸。     

制备条件对Cu/Al2O3 选择性催化还原NO的影响研究

考察了制备方法、活性组分负载量和焙烧温度对Cu/Al₂O₃ 选择性催化还原NO的影响。结果表明，采用溶胶-凝胶+浸渍法制备的Cu/Al₂O₃催化剂活性最好；负载Cu质量分数为15%时，催化剂的活性温域最宽，最大活性温度最低，催化活性最好；最佳焙烧温度为750 ℃。     

Au改性La0.8Sr0.2MnO3催化剂的催化燃烧性能

采用共沉淀（CP）和沉积-沉淀法（DP）分别制备了0.5%(质量分数)金掺杂的Au-LSM和Au/LSM钙钛矿催化剂,以甲苯催化燃烧为模型反应测试催化剂活性,并用XRD、BET、H₂-TPR对其进行表征。结果表明,Au掺杂并不改变La_0.8Sr_0.2MnO₃催化剂的织构性质,但明显增强了催化剂表面氧的活动性,提高了其低温催化氧化活性。与DP法制备的Au/LSM相比,Au-LSM表现出更好的催化性能,其催化活性与商业贵金属Pd/Al₂O₃相当。通过对焙烧温度考察以及50 h的变温活性测试,Au-LSM催化性能并没有发生较大变化,催化剂具有良好的稳定性。     

负载氧化钼催化剂催化氧化脱硫研究

浸渍法制备了MoO₃/TiO₂催化剂,并对其进行了X射线衍射以及拉曼光谱分析。以正辛烷为溶剂,二苯并噻吩为模型硫化物组成模拟油品,以MoO₃/TiO₂为催化剂（以MoO₃/Al₂O₃作对比）,在H₂O₂-CH₃COOH体系中对模拟油品的氧化脱硫进行了研究。考察了活性组分MoO₃负载量、氧化剂用量、乙酸用量、反应时间以及反应温度等因素对二苯并噻吩脱除的影响。实验结果表明,相对MoO₃/Al₂O₃,MoO₃/TiO₂具有更好的催化氧化脱硫性能;同时MoO₃负载量、乙酸加入量和过氧化氢加入量以及反应温度对二苯并噻吩的氧化脱除均有影响。     

正己烷在Zn/HZSM-5上芳构化反应机理的探讨

比较了正己烷在HZSM-5、Al₂O₃和ZnO/Al₂O₃催化剂上的反应性能，探讨了锌含量和水热处理对Zn/HZSM-5芳构化性能的影响。发现B酸是芳构化反应不可缺少的活性中心，Zn-L因其氢解作用促进烃类的活化和脱氢，Al-L酸只是对正己烷有较弱的活化作用。提出了正己烷在Zn/HZSM-5上的芳构化反应机理。     

负载型La-K-Cu-Mn-O催化剂同时去除颗粒物和NOx性能

通过在柴油机排放颗粒物过滤器上负载La_0.8K_0.2Cu_0.05Mn_0.95O₃复合金属氧化物催化剂并进行实际柴油机尾气挂烟,利用程序升温反应技术,对同时催化去除柴油机颗粒物和氮氧化物反应进行了实验研究。研究结果表明,空白载体上实际柴油机排放颗粒物燃烧生成的CO₂曲线呈双峰,分别对应于可溶性有机物和干碳烟的燃烧。负载型催化剂能有效降低可溶性有机物和干碳烟的燃烧温度,促进NO向N₂转化。与淤浆法相比,浸渍法负载的催化剂效果更好,浸渍法负载催化剂可以将起燃温度降至160 ℃,最高的NOx向N₂转化率达63.4%。     

NiMo/ZrO2-Al2O3柴油深度加氢脱硫催化剂的研究

以ZrOCl₂·8H₂O和Al₂O₃为原料,采用包覆法制备了一系列不同ZrO₂含量的ZrO₂-Al₂O₃复合载体,并用等体积浸渍法负载活性金属,制备了相应的NiMo/ZrO₂-Al₂O₃加氢脱硫催化剂,以柴油为原料考察了催化剂的加氢脱硫活性,利用XRD、N₂吸附和UV-Vis DRS等技术对催化剂及载体的基本物性进行了表征。结果表明,在催化剂载体中引入适量的ZrO2,保持了Al₂O₃载体的孔道结构,降低了活性金属和载体的相互作用,有利于提高催化剂的柴油加氢脱硫活性,当载体中ZrO₂质量分数为10%时,催化剂表现出最高的催化活性,脱硫率达99.25%,产品中硫低于10 μg·g^－1,满足柴油欧-Ⅳ的硫含量标准。     

轻汽油在HZSM-5分子筛上催化裂解制丙烯的研究

以催化裂化轻汽油（≤75 ℃）为原料,在小型固定床反应器上,考察了反应温度、反应空速、催化剂不同硅铝物质的量比及载体Al₂O₃含量对轻汽油的催化裂解性能及丙烯选择性的影响。实验结果表明,反应温度和空速对催化裂解的产物分布和丙烯收率有较大的影响,高硅铝比催化剂的丙烯选择性比低硅铝比催化剂好,适量Al₂O₃的添加有助于提高丙烯收率。选择合适的反应条件可以有效提高催化剂的裂化性能并能很好抑制氢转移反应的进行,从而提高丙烯的选择性。在550 ℃、0.2 MPa和空速4 h^－1条件下,高硅铝比n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=200］催化剂的丙烯收率为37.56％,当添加30%的Al₂O₃时,丙烯收率增至38.26%。     

含CO2合成气低温合成甲醇的研究

以含CO₂的合成气为原料,Cu-Zn基催化剂,醇溶剂,低温、低压（443 K、3.0 MPa）下合成甲醇。考察了时间、溶剂和催化剂对反应的影响。结果表明,随着反应时间的增加,碳的总转化率、甲醇选择性及收率均逐渐增加;醇溶剂参与反应,但并不被消耗,起到助催化作用,且2-丁醇溶剂表现出较高的反应活性;ZnO、Y₂O₃、La₂O₃、MgO和Al₂O₃作为载体制得的Cu/M_xO_y催化剂,Cu/ZnO呈现出较高的反应活性;稀土元素La作为助剂,能提高Cu-Zn基催化剂的活性,当使用n(Cu)∶n(Zn+La)=1∶1,且n(Zn)∶n(La)=3∶2的Cu/ZnO/La2O3催化剂进行甲醇合成反应时,碳总转化率、甲醇的选择性和收率均高于Cu/ZnO催化剂。     

Al2O3或SiO2负载钒氧化物催化剂的紫外-拉曼光谱比较研究

用柠檬酸络合助溶的等体积浸渍法制备了氧化铝和氧化硅负载的系列钒氧化物催化剂，使用紫外-拉曼光谱对催化剂的结构进行了表征。结果表明，负载钒氧化物的结构与钒的负载量和载体类型有关，在低钒负载量时以隔离的钒氧物种为主；在高负载量时，钒氧化物在γ-Al₂O₃载体上以聚合的钒氧物种和V₂O₅共存，在SiO₂载体上主要以隔离的钒氧物种和V₂O₅形态为主，并有少量聚合的钒氧物种。     

Pd/Al2O3催化剂用于连续重整汽油全馏分加氢的失活分析

研究了负载在氧化铝载体上的贵金属Pd基催化剂在重整生成油选择性加氢脱烯烃反应中的性能。结果表明,在连续重整生成油全馏分的选择性加氢实验中，采用现有工业常用的工艺条件，单使用Pd作活性组分的Pd/Al₂O₃催化剂不能满足产品质量要求。探讨了切割馏分油加氢反应中催化剂失活原因，并对失活前后的催化剂采用XRD、SEM和FTIR等手段进行分析表征。结果表明，造成催化剂失活原因是催化剂表面油品中重组分等热敏类物质强吸附或聚合作用的结果。改进后的双金属Pd基催化剂UDO-01可用于重整生成油全馏分的选择性加氢脱烯烃反应，加氢后产品的溴价小于200 mg Br·(100 g-油)^-1,芳烃损失小于0.5%，且表现出好的稳定性。     

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能

以CuSO₄·5H₂O和MnSO₄·H₂O为前驱物,NaOH为沉淀剂,选用共沉淀工艺,添加Al₂O₃、BaO+Al₂O₃、ZrO₂+Al₂O₃或CeO₂+Al₂O₃粉末作为催化助剂,制备了4种铜锰氧化物水煤气高温变换催化剂。X射线衍射分析表明,4种铜锰氧化物催化剂的主要化学成分为氧化铜和氧化锰系化合物以及锰钡、铜锰和铜锰铝复合氧化物;在催化水煤气变换反应(WGSR)后,4种铜锰氧化物的化学成分发生了变化。H2还原实验结果表明,在4种铜锰氧化物中,添加ZrO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H₂还原效率最好;而添加CeO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H2还原效率最小。对WGSR出口气中CO体积分数进行对比分析可知,分别添加Al₂O₃和CeO₂+Al₂O₃铜锰氧化物催化剂的变换活性较好。     

醇交换反应催化剂的研究与应用

对醇交换反应中使用的催化剂进行了评述,介绍了碱或碱金属化合物、L酸、有机金属化合物的均相催化剂和SiO₂、Al₂O₃为载体的金属氧化物及分子筛的非均相催化剂的研究与应用。认为开发有机锡和有机钛类固载化催化剂是醇交换反应催化剂研究的重要方向。     

以RuCl3为前驱体的无氯Ru/Al2O3氨合成催化剂的制备

用等体积浸渍法制备了一种以RuCl₃作为钌母体，分别以γ-Al₂O₃和δ,θ-Al₂O₃为载体的负载型无氯Ru/Al₂O₃氨合成催化剂。该催化剂用水合肼还原，以Sm(NO)₃和Ba(NO₃)₂作助剂。催化剂各组分n(Ru)∶n(Ba)∶n(Sm)=1∶0.55∶1.6。用N₂物理吸附、XRD、XRF和CO化学吸附等方法对载体和催化剂进行表征。结果表明，以δ,θ-Al₂O₃为载体的催化剂，其氨合成活性高于以γ-Al₂O₃为载体的催化剂的活性；用水合肼还原并用热碱液和纯水洗涤的催化剂不残留Cl^-，Ru金属分散度高，其氨合成活性与用无氯钌前驱体制备并用H2还原的催化剂的活性相当，在压力10.0 MPa，空速10 000 h^-1的反应条件下，475 ℃转化率为81.2%，在500 ℃时转化率可以达到100%。而用H₂还原以RuCl₃作为钌母体的Ru/Al₂O₃催化剂时，因还原后催化剂上有Cl^-残留，其催化活性较低。     

脱除NOx复合催化剂的研究

研究了以莫来石质多孔陶瓷作载体、溶胶-凝胶法Al₂O₃ 和TiO₂涂层作为扩表剂和Cu作为活性组分的系列催化剂的制备及催化活性分析。试验以NH₃为还原剂催化还原NOx,在自制NOx催化还原装置上,系统地考察了制备方法、Cu活性组分负载量和焙烧条件等因素对催化剂活性的影响。利用光学显微照片和XRD等表征方法对催化剂的物相结构进行了研究。