13X分子筛为载体制备单壁碳纳米管研究

采用流化床法,以Fe/13X分子筛作为催化剂载体,催化裂解正己烷制备出定向排列的、较纯的单壁碳纳米管.利用TEM、HRTEM、TG和Raman对产物进行了表征,对不同浸泡时间Fe/13X分子筛制成的单壁碳管的含量和分子筛的负载量进行了分析,研究了催化剂铁负载量对单壁碳纳米管的产量和直径的影响.结果表明,单壁碳纳米管产量受催化剂含量和活性的共同影响,且在一个特定催化剂负载量下碳管产量可以达到最高,而其直径变化不大,且不受催化剂负载量的影响.     

负载型复合氧化物催化剂催化燃烧氯苯性能研究

采用沉积-沉淀法制备了系列负载型Mn-Ce-Zr复合氧化物催化剂,考察了载体、摩尔比以及负载量对催化燃烧氯苯性能的影响,同时借助X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段研究了催化剂的理化性能。结果表明:以堇青石蜂窝陶瓷为载体、锰铈锆摩尔比为4∶1∶1、负载量为30%的条件制得的催化剂表现出最优的催化氧化性能,325℃下氯苯的转化率可达99%。研究发现,这与催化剂优异的氧化还原性能以及活性组分于载体的均匀分布密切相关。此外,催化剂对不同结构特性CVOCs的催化燃烧性能也进行了初步的比较研究。     

大比表面三维介孔MCM-48分子筛负载Pt催化氧化甲苯EI北大核心

采用自合成大比表面三维有序介孔分子筛MCM-48(≈1400 m^(2)/g)为载体,其上负载Pt,获得负载型Pt/MCM-48,应用于甲苯催化燃烧,与微孔分子筛Silicalite-2、介孔分子筛材料SBA-15和MCM-41以及商用SiO_(2)等硅基载体相比,展示出优异的低温催化氧化性能。在此基础上,考察不同Pt负载量对负载型Pt/MCM-48催化燃烧甲苯性能的影响,筛选出的1%(质量分数)理论负载量的催化剂具备最佳催化氧化性能。对等体积浸渍法、原位合成法、甲醇法、乙二醇法等不同引入方式的考察发现,等体积浸渍法与原位合成法向载体上引入Pt的实际负载量接近于理论添加量,相比之下,甲醇法、乙二醇法等溶剂法获得Pt实际负载量远低于理论负载量。转化频率(turnover frequency, TOF)计算结果表明,甲醇法获得的Pt/MCM-48中Pt转化效率以及Pt原子利用率最高。BET,XPS,STEM以及H_(2)-TPR等表征充分证明,MCM-48超大的比表面为Pt的分散提供了有利条件,有助于获得高比例Pt^(0);有序的三维介孔结构则大大提高活性位点的可接近性,并减小甲苯分子的扩散阻力,因此呈现出优异的催化氧化甲苯性能。此外,GC-MS研究表明甲苯在Pt/MCM-48上首先转化为醛/酚/酸类中间产物,最终实现深度催化氧化成为二氧化碳。     

大比表面三维介孔MCM-48分子筛负载Pt催化氧化甲苯

采用自合成大比表面三维有序介孔分子筛MCM-48(≈1400 m²/g)为载体，其上负载Pt,获得负载型Pt/MCM-48,应用于甲苯催化燃烧，与微孔分子筛Silicalite-2、介孔分子筛材料SBA-15和MCM-41以及商用SiO₂等硅基载体相比，展示出优异的低温催化氧化性能。在此基础上，考察不同Pt负载量对负载型Pt/MCM-48催化燃烧甲苯性能的影响，筛选出的1%(质量分数)理论负载量的催化剂具备最佳催化氧化性能。对等体积浸渍法、原位合成法、甲醇法、乙二醇法等不同引入方式的考察发现，等体积浸渍法与原位合成法向载体上引入Pt的实际负载量接近于理论添加量，相比之下，甲醇法、乙二醇法等溶剂法获得Pt实际负载量远低于理论负载量。转化频率(turnover frequency, TOF)计算结果表明，甲醇法获得的Pt/MCM-48中Pt转化效率以及Pt原子利用率最高。BET,XPS,STEM以及H₂-TPR等表征充分证明，MCM-48超大的比表面为Pt的分散提供了有利条件，有助于获得高比例Pt⁰;有...     

固体碱催化剂MgO@SBA-15催化大豆油制备生物柴油的研究

以SBA-15分子筛为载体,采用浸渍法通过负载MgO制备了MgO@SBA-15固体碱催化剂,并对其进行了X射线衍射和N2吸附-脱附等分析表征,考察了焙烧温度、MgO负载量、醇油物质的量比和催化剂用量等因素对催化剂性能的影响。结果表明:MgO负载量为15%(质量分数)的MgO@SBA-15催化剂能够很好地保持SBA-15原有的介孔特征,且MgO在SiO2骨架上高度分散;在焙烧温度500℃、MgO负载量为15%时催化剂活性最佳;在醇油物质的量比为9∶1、催化剂用量为大豆油质量的3%、反应时间为3h的条件下,生物柴油的产率达到91.83%。     

钛基LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂的制备及催化燃烧性能

为提高钙钛矿型催化剂的活性,以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备负载型钙钛矿LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、A位元素配比和B位元素掺杂对催化剂催化燃烧甲苯性能的影响,并对催化剂进行XRD和BET表征。结果表明:催化剂的最佳制备条件是活性组分负载量为12%,焙烧温度为750℃,催化剂的最佳形式为La0.8Ce0.2 Ti0.8 Mn0.2 O3/γ-Al2 O3,在该催化剂的作用下,甲苯的起燃温度T50和完全转化温度T90分别为292℃和338℃;负载型钙钛矿催化剂保持了完整的钙钛矿结构,活性组分均匀分布在载体的孔道中,虽然会导致载体的比表面积有所降低,但催化剂可以更最大程度地分散,更有利于提高催化剂的催化活性。     

Mn、Fe和Cu氧化物在低温等离子体催化氧化甲苯体系中的活性比较

采用等体积浸渍法制备了MnOx/γ-Al2O3、FeOx/γ-Al2O3和CuOx/γ-Al2O3催化剂,测定了不同催化剂在低温等离子体场内分解甲苯的活性,用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)技术对催化剂进行表征。结果表明催化剂分解甲苯的活性的顺序是MnOx/γ-Al2O3>FeOx/γ-Al2O3>CuOx/γ-Al2O3。催化剂分解臭氧的实验表明,不同催化活性组分对臭氧的催化分解性能顺序与对甲苯的分解性能顺序是一致的。MnOx/γ-Al2O3催化剂的Mn负载量对其催化活性有明显影响,Mn的含量为1%(质量分数)时,催化剂的活性最高,当能量密度为19J/L时,其对甲苯催化氧化的转化率接近100%。催化剂表征结果表明当Mn含量为1%(质量分数)时,氧化锰在载体γ-Al2O3上最接近单层分散量,此时活性组分与载体表面的相互结合力最强,在载体上有很好的分散性,从而表现出对甲苯分解的最好性能。     

不同硅铝比对Fe-Beta分子筛选择性催化还原性能的影响

采用离子交换法制备Fe-Beta分子筛,重点研究不同硅铝比对Fe-Beta的低温性能影响。以NO、NH_3、H_2O、CO_2为反应物的小样催化性能评价显示,当硅铝比为30时,Fe-Beta分子筛催化剂展现出优异的催化活性。研究表明,自主制备的Fe-Beta可有效降低NOx排放,副产物生成量极低。采用X射线衍射、扫描电镜、氮气吸附、氨气程序升温脱附、固体紫外光谱等手段研究分子筛物相结构与分子筛催化剂活性之间关系。结果表明,当控制Beta硅铝比为30,Fe负载量为1.3%时,Fe-Beta具有适宜的比表面积、酸性位及优异的NH_3-SCR活性。UV-vis谱图显示,分子筛中存在不同的Fe物种,通过分峰计算发现,孤立的Fe~(3+)、低聚物、高聚物大颗粒3种同时存在,其中孤立的Fe~(3+)、低聚的Fe■O_y为Fe-beta的SCR活性位点。高性能Fe-Beta催化剂的制备对指导满足非道路四阶段排放法规的高效环保SCR催化剂开发具有重要的理论及实践意义。     

载体Al/Si比对Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢合成甲醇的影响

用直接合成法制备了不同铝硅物质的量比Al-SBA-15(β)(β=n(Al)/n(Si)=0,0.02,0.03,0.05)介孔分子筛,并采用浸渍法制备了金属负载量m=35%的CZZ/Al-SBA-15(β)负载型介孔催化剂,考察了Al/Si比对负载催化剂结构和性能的影响。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、CO_2吸附(CO_2-TPD)、NH3吸附(NH3-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了表征,在固定床反应器上评价了其CO_2加氢合成甲醇的催化性能。实验结果表明,CZZ/Al-SBA-15(β)具有介孔结构,Al的引入不但增加了载体表面酸性位点,同时还提高了催化剂表面铜分散度(DCu%)和铜比表面积(SCu)以及促进了Cu~+-O-Zn活性位的形成,从而大大提高了催化剂的活性。其中CZZ/Al-SBA-15(0.03)催化剂的甲醇选择性达到26%,与不掺铝的CZZ/Al-SBA-15(0)催化剂相比,甲醇选择性提高了11%,但随着掺Al量的继续增加,酸性太强,CO_2吸附能力下降,活性反而降低。     

沉淀剂对花球状Au/CeO_2催化剂催化氧化CO活性的影响

采用水热合成法制备花状CeO_2载体,并选择了3种沉淀剂NH_4OH、Na_2CO_3和NaOH,通过沉积-沉淀法分别制备Au/CeO_2催化剂。以CO氧化为探针反应,研究不同沉淀剂对催化剂催化CO氧化性能的影响,通过ICP-AES、XRD、TEM、XPS、H_2-TPR等手段对催化剂进行表征,探讨了不同沉淀剂对Au/CeO_2催化CO氧化性能的影响。结果表明,以NaOH为沉淀剂制备催化剂室温活性最低,以NH_4OH和Na_2CO_3为沉淀剂制备的催化剂具有较好的CO氧化催化活性,室温转化率高于95%,但后者的室温催化活性相对更高。不同沉淀剂制备的催化剂活性与其实际金的负载量、金颗粒尺寸和载体还原的难易程度密切相关。     

Pt/C催化剂制备及CO催化氧化性能研究

采用大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原方法和氢气热还原方法制备Pt/C催化剂,考察了制备方法及Pt负载量对Pt/C催化性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)、循环伏安法、CO催化氧化反应研究Pt/C催化剂的晶相结构、电催化性能和CO催化氧化活性。结果表明:大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原所制备的样品具有更高的电化学活性和CO催化氧化活性。当Pt负载量在2%到10%之间变化时,Pt/C-PC催化活性随负载量增加而增加。XRD测试结果显示当Pt负载量为2%,5%和10%时,Pt粒径分别为:10.6 nm,9.1 nm和6.4 nm,说明采用等离子体辅助氢气热还原方法制备的Pt/C-PC催化剂,Pt负载量越大,Pt粒径越小,CO催化氧化活性更高。     

模板法制备中孔炭及其负载氧化铈的SCR脱硝性能研究

以硅铝比为38的分子筛为模板,蔗糖为前驱体,用模板法制备了中孔炭材料,并对制备的材料进行了表征。重点探讨了以制备的碳材料为载体,Ce为活性组分的催化剂的脱硝性能。结果表明,制备出的碳材料存在部分中孔,平均孔径为2.9nm;负载了Ce的催化剂,NH3选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR)脱硝性能比未负载的脱硝性能好,表明Ce具有催化作用;将制备的碳材料经硝酸预处理,发现Ce负载量为10%的催化剂脱硝活性最好,在380～450℃之间保持60%以上的NO转化率。     

杂多酸固载催化剂的合成及窄分子量纤维素制备的研究

通过水热合成法制备MCM-41型介孔分子筛,采用浸渍法负载磷钨酸于MCM-41介孔分子筛中,煅烧得到新型HPW/MCM-41固载催化剂。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)对固载催化剂进行表征;考察催化剂对棉纤维催化降解反应的性能。结果表明,新型HPW/MCM-41固载催化剂即持有了磷钨酸的Keggin结构,同时又保持了分子筛的完整介孔结构,具有催化、筛分双重性能。棉纤维催化降解反应数据显示,磷钨酸负载量、反应温度、催化剂用量、液固比及停留时间均影响HPW/MCM-41降解纤维素的性能。在单因素实验最佳反应条件下,棉纤维素降解产物的分子量分布较为均匀,降解产物的产率较优。     

载银氧化锰复合催化剂的制备及其室温下催化氧化甲醛性能

通过回流法(rf),研磨法(ym)制备了载银氧化锰八面体分子筛Ag/OMS-2复合催化剂,研究了制备方法和制备条件对其催化氧化甲醛性能的影响。采用XRD、TEM、SEM和BET技术对所制备样品进行表征。研究结果表明,回流法制备的rf-Ag/OMS-2催化剂活性明显高于研磨法制备的ym-Ag/OMS-2催化剂。制备条件(Ag负载量和煅烧温度)明显影响rf-Ag/OMS-2催化剂的催化性能。催化活性评价结果表明,载银量为10%(质量分数),煅烧400~500℃的催化剂催化活性较高,在室温下对甲醛去除率为80%以上。催化剂的稳定性研究结果表明,所制备的催化剂经过处理能重复使用多次,并且活性变化不大,具有很好的稳定性。     

ABS基体化学镀铂催化剂室温净化甲醛的研究

以ABS塑料为载体,采用化学镀方法制备了负载型Pt催化剂用于室温催化燃烧甲醛,考察了不同Pt负载量催化剂的性能。XRD表征发现化学镀铂后能检测到铂的存在。SEM表征表明,铂含量为0.2%时铂颗粒比较分散且较均匀,而此时催化剂的性能也最好,铂含量继续增加时铂颗粒会出现团聚现象,这也导致催化性能的下降。对各种催化剂进行性能评价发现铂含量为0.2%的催化剂在室温下催化燃烧甲醛的效率达到80%,最终的甲醛浓度降低到1.64mg/m3。     

Cu含量对Cu/ZSM-5催化剂氨选择性催化还原NO影响的研究

采用浸渍法将铜(Cu)负载在ZSM-5分子筛上,制备了一系列不同Cu含量的Cu/ZSM-5分子筛催化剂。对ZSM-5及Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原一氧化氮(NO)性能进行评价,并对Cu/ZSM-5分子筛催化剂进行表征分析。结果表明,Cu含量变化对Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原反应(NH3-SCR)活性影响较大,Cu含量为0.75%(wt,质量分数)制得的Cu/ZSM-5具有最佳的中低温活性,在190℃条件下对NO的转化率为91%。     

钙钛矿型LaCo_(1-x)Fe_xO_3催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能研究

以催化甲烷燃烧为目标反应,采用共沉淀法制备铁和钴同时作为活性组分的一系列钙钛矿催化剂LaCo1-xFexO3(x=0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0),通过XRD、BET、SEM、DSC-TG和TPR等实验技术,对催化剂的结构和性质进行了考察。主要考察了不同掺杂量的Fe对催化剂结构及催化甲烷燃烧活性的影响。结果表明,催化剂在600℃焙烧后可以形成完整的钙钛矿晶型,同时具有较高的催化性能。不同量的Fe掺杂对于催化剂的特性有较大的影响,说明Fe离子和Co离子之间存在着一定程度的协同作用。Fe的加入使催化剂的活性得到明显提高,但加入Fe过量,催化剂的活性会有所降低。其中LaCo0.2Fe0.8O3催化剂具有较大的比表面积和较高的催化活性。     

酞菁钴/MCM-41的制备及其可见光催化性能

以MCM-41分子筛为载体,采用浸渍法将酞菁钴负载到分子筛上以氙灯为光源降解甲基橙溶液。对负载型酞菁钴催化剂进行FT-IR、XRD、SEM表征,结果表明所制催化剂负载效果良好,且分子筛结构未发生改变。以甲基橙溶液为模拟处理对象,研究催化剂的催化性能,考察了光照、酞菁钴负载、催化剂用量等因素对催化效果的影响。结果表明,氧气充足时,在光照条件下、0.04g负载型酞菁钴催化剂处理200mL的0.05g/L甲基橙溶液能够有很好的处理效果,2h降解率能够达到98.3%,且重复利用4次后降解率仍能达到90%。     

Pd负载型介孔ZrO2-TiO2复合材料的设计合成及其CO催化氧化性能研究

以介孔结构的复合ZrO₂-TiO₂为载体负载活性组分, 制备了具有高CO催化氧化活性的Pd/ZrO₂-TiO₂与PdCu/ZrO₂-TiO₂负载型催化剂。XRD、TEM研究结果表明: 活性组分Pd、Cu物种可均匀分散于介孔载体中。系统考察了不同的催化剂载体、制备方法和助催化剂等对该介孔复合材料CO催化氧化性能的影响, 结果表明: 以ZrO₂-TiO₂为载体的催化剂其CO催化氧化活性明显优于以介孔Al₂O₃或介孔SBA-15为载体的催化剂; 一步法制备的介孔Pd/ZrO₂-TiO₂催化剂其CO催化氧化的低温活性较浸渍法制备的Pd/ZrO₂-TiO₂有很大提高; 并且Pd和Cu物种共负载的介孔ZrO₂-TiO₂复合催化剂具有最优的CO催化氧化活性, 其CO的完全催化氧化温度可降至170℃, O₂-TPD分析说明Pd和Cu之间的相互作用使得PdCu/ZT催化剂在更低温度具有氧化还原活性。     

新型Pt基整体式催化剂的结构与催化性能

以堇青石蜂窝陶瓷(CHC)为载体,采用化学镀法制备Pt基整体式催化剂Pt-CHC,研究Pt-CHC催化剂在甲醛催化燃烧中的催化性能;对Pt-CHC催化剂在不同的甲醛初始浓度范围、较宽的空速范围与不同的进样相对湿度条件下进行活性测试,并进行扫描电镜和X射线能量色散谱表征。结果表明:Pt-CHC催化剂在Pt负载量较小(质量分数为0.24%)时,甲醛可在100℃时基本转化完全;活性组分Pt在蜂窝陶瓷载体表面选择性富集,Pt颗粒在催化剂中通孔道内部与孔口处均能基本维持均匀分布,颗粒粒径小于100 nm。