MIL-53(Al)与Al_2O_3负载铜铈催化剂的制备及CO氧化性能对比

以新型金属有机骨架材料MIL-53(Al)和传统多孔材料Al_2O_3为载体,采用满孔浸渍法负载铜铈金属离子,分别得到(Cu-Ce)/MIL-53(Al)催化剂与(Cu-Ce)/Al_2O_3催化剂用于CO氧化,对两种材料的催化性能进行了对比研究。样品通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。结果表明,载体MIL-53(Al)的比表面积高于Al_2O_3的比表面积,MIL-53(Al)上负载的铜铈颗粒分布均匀且粒径小于Al_2O_3上铜铈颗粒粒径。在CO氧化反应中,MIL-53(Al)负载铜铈催化剂的催化活性明显高于Al_2O_3负载的铜铈催化剂,(Cu-Ce)/MIL-53(Al)催化剂在120~130℃时使CO氧化的转化率达到100%,(Cu-Ce)/Al_2O_3催化剂在205~235℃时使CO氧化的转化率达到100%。     

TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料的制备及其光催化性能

采用原位水热法合成了TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)磁性复合光催化材料,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET和磁学测量系统对复合光催化材料的结构和性能进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,研究了该复合光催化材料的可见光催化活性,并考察了光催化材料的稳定性。结果表明:巯基官能化的Fe_3O_4和TiO_2与MIL-101(Cr)结合成功,复合后的TiO_2-Fe_3O_4/MIL-101(Cr)光催化材料的可见光响应范围得到明显拓宽;当TiO_2的添加量为400mg时所制得的磁性复合光催化材料具有相对较好的光催化降解效果,经过120min光照后,对MB的去除率高达80%;该磁性复合光催化材料具有良好的稳定性和磁分离性能。     

Ce-Cu/Ti-Al-Ox催化氧化CO的性能研究

采用挤出成型法制备系列铜铈负载钛铝氧化物(Ce-Cu/Ti-Al-O_x)催化剂,研究Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化氧化一氧化碳(CO)的性能,并对催化剂进行表征。结果表明:三氧化二铝(Al_2O_3)的掺入抑制了二氧化钛(TiO_2)的颗粒长大,不仅增大了催化剂的比表面积,同时提高了铜铈负载二氧化钛(Ce-Cu/TiO_2)催化剂的缺陷浓度,有利于催化剂表面反应气体的吸附以及催化反应的进行,因此适量添加Al_2O_3能明显提升Ce-Cu/TiO_2催化剂的低温催化氧化活性,拓宽其活性温度窗口,添加20%(wt,质量分数)Al_2O_3制得的Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化剂具有对催化氧化CO的最好催化活性,在140℃条件下,活性达到了98%,170℃以上活性达到了100%。     

完全氧化和部分氧化反应中CuMnO_x的不同活性相

完全氧化和部分氧化反应的目标产物完全不同,而铜锰复合氧化物催化剂(CuMnO_x)不仅可以催化燃烧挥发性有机物(VOCs)这样的完全氧化反应,也可以催化醇类选择氧化制醛酮这样的部分氧化反应。CuMnO_x结构复杂,且对制备方法具有高度敏感性,制备方法的微小差别就可导致催化剂结构的显著差异。CuMnO_x中存在不同价态的CuO_x 、MnO_x 物种,还可生成尖晶石型或者无定形的铜锰复合氧化物。CuMnO_x中的这些物种在完全氧化反应和部分氧化反应中都可能存在一定的催化活性,研究者对CuMnO_x的活性相还没有完全统一的认识。在醇类部分氧化反应中,CuMnO_x所含的尖晶石型铜锰复合氧化物能提供移动性强的表面吸附氧物种、具有吸附-活化分子氧功能的表面氧空位以及晶格氧等多种活性氧物种。在VOCs完全氧化反应中,富含具有吸附反应物能力的Mn~(4+)的尖晶石型铜锰复合氧化物,具有较强的氧化还原能力,表现出高催化活性。含有丰富的Mn~(3+)的无定形铜锰复合氧化物也具有高催化活性,无定形铜锰复合氧化物表面发生Cu~(2+)+Mn~(3+)→Cu++Mn~(4+)氧化还原反应是其具有高催化活性的原因。尖晶石型铜锰复合氧化物和氧化铜/氧化锰形成的复合物也可能是完全氧化反应的活性相,其中MnO_x 由于具备较强的储氧/释氧能力可以为尖晶石型铜锰复合氧化物提供充足的氧物种,而高度分散的CuO_x 能提高活化分子氧的能力,从而提高催化剂在完全氧化反应中的催化能力。本文归纳了CuMnO_x在部分氧化醇类及完全氧化VOCs反应中的活性相的研究进展,对尖晶石Cu_xMn_(3-x)O_4物种作为部分氧化醇类活性相进行介绍,并分析其在部分氧化反应中的氧化机理。分别对无定形Cu-Mn-O物种在完全氧化反应中的作用、尖晶石Cu_xMn_(3-x)O_4物种在完全氧化反应中的作用、尖晶石Cu_xMn_(3-x)O_4物种和氧化铜或氧化锰的复合体在完全氧化反应中的作用进行介绍,为开发高效的完全氧化和部分氧化催化剂提供参考。     

负载型MoO3／β分子筛催化剂的丙烷氧化脱氢性能

以β分子筛为载体,采用浸渍法负载钼制备了MoO3／β筛催化剂,通过XRD、FTIR、BET、NH3-TPD进行表征,结果表明,样品中有活性组分氧化钼存在,也有不同酸性质的活性位存在,负载量对催化剂的表面积和孔径有影响;考察了催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯的催化性能,结果表明,单纯β分子筛载体有催化活性,不同钼负载量对催化性能有影响,考察负载量区间内反应转化率出现极值。     

以TMAOH为添加剂制备高孔隙率纳米MIL-101(Cr)

为改进纳米MIL-101(Cr)的制备方法,采用水热合成法和改进的溶剂置换法,并在反应过程中添加四甲基氢氧化铵（TMAOH）,制备得到粒径均一、孔隙率较高的纳米MIL-101(Cr),并通过粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验,对纳米MIL-101(Cr) 进行了表征。实验结果表明：采用改进后的溶剂置换法洗涤产物,大大地缩短了后处理时间;当TMAOH的添加量为1 mmol,可制备得到粒径约为93 nm、BET比表面积约为3 500 m2/g的纳米MIL-101(Cr);经PXRD、SEM、TG、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验可知产物不仅纯度高,而且具有极高的孔隙率。此方法可以简单、高效地制备纳米MIL-101(Cr),从而拓宽其应用范围。     

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。     

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。     

Fe3O4@P(St-co-OBEG)核壳结构微球负载银/铂纳米粒子复合催化剂的构筑及催化性能

本工作采用无皂乳液法合成出具有核壳结构的四氧化三铁@聚(苯乙烯-co-十八醇马来酸聚乙二醇双酯)(Fe_3O_4@P(St-co-OBEG))磁性聚合物复合微球,并以此为载体制备Ag/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)和Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)两种复合催化剂。借助透射电镜和动态光散射表征复合催化剂的形貌和尺寸,并通过紫外可见吸光光度法测试它们的催化性能。实验结果表明两种复合催化剂对硝基苯和4-硝基苯酚的硝基加氢还原反应均具有良好的催化性能。相比Ag/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG),Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)催化活性更高,这可能与Pt/Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)催化剂中Pt纳米粒子本身的高催化活性和在磁性聚合物载体上较大的比表面积有关,还有可能归因于Pt纳米粒子在Fe_3O_4@P(St-co-OBEG)上的分布更均匀。     

负载Cr-Ce催化CO2氧化乙烷制乙烯反应研究

采用浸渍法制备负载型Cr-Ce催化剂,研究活性组分Cr2O3、CeO2负载量,反应温度,物料配比对CO2氧化乙烷脱氢反应（ODE）的影响。采用XRD技术,研究了催化剂的晶型结构。实验结果表明：Cr2O3是CO2氧化乙烷脱氢反应良好的催化活性组分,CeO2有利于抑制积炭的生成。当Cr2O3、CeO2的负载量分别为12％和10％时催化效果最好,在反应温度为700℃、反应气配比y（CO2）：V（C2H6）=2：1时,乙烷的转化率为29．3％,乙烯的收率为28．9％。     

镍基复合催化剂的制备及其在生物质气化气体净化中的应用

采用共沉淀法制备了NiO/TiO_2复合催化剂,通过XRD、XPS和SEM等手段对催化剂的物质组成及形貌进行了表征。结果表明,NiO/TiO_2复合催化剂中含有锐钛矿型TiO_2和NiO两相,形貌为纳米花球,微球的大小在1μm左右;NiO以纳米颗粒的形式附着在TiO_2纳米花表面,这种结构有利于NiO/TiO_2复合催化剂比表面积的增大,以及催化活性的增强。以城市垃圾为生物质原料,NiO/TiO_2复合催化剂和ICI46-1型催化剂为催化剂,进行了催化生物质气化实验,比较了两种催化剂的催化活性和使用寿命。结果表明,NiO/TiO_2复合催化剂的催化活性明显优于ICI46-1型催化剂。当NiO/TiO_2复合催化剂的使用寿命为300 min时,城市生活垃圾气化的燃气产率为1.70 m~3/kg(MSW),而燃气中的焦油含量仅0.27 g/m~3,催化剂活性仍保持在98%以上。     

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。     

FeO_x对Mn-Ti复合氧化物催化剂催化燃烧氯苯性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Fe含量的MnOx-TiO2催化剂,使用氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积测定(BET)和X射线衍射(XRD)等技术对其进行了表征,考察了该类催化剂催化燃烧氯苯(CB)的活性和稳定性。催化活性测试结果表明,Fe的添加改善了MnOxTiO2催化剂的活性,同时显著提高了该催化剂的稳定性。表征结果表明,适量FeOx的添加能明显提高催化剂的比表面积,促进了各活性组分的分散,提高了催化剂表面活性氧物种和晶格氧的数量,使催化剂表面的氧化能力大幅度提高,从而提高了FeOx-MnOxTiO2催化剂的活性和稳定性。     

MnO_x的掺杂对CeO_2/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

采用浸渍法制备了MnO_x掺杂的CeO_2/AC催化剂,考察了MnO_x的掺杂对催化剂的低温NH_3选择性催化还原NO_x的性能的影响,并采用了XRD、NH_3-TPD、H_2-TPR对催化剂进行了表征。结果表明,MnO_x的掺杂提高了催化剂的表面酸性和氧化还原性能,从而使催化剂在110℃以下的活性得以提升,但催化剂在120℃以上的活性则随着MnO_x的掺杂量的增加而降低。与其他催化剂相比,Ce/Mn比为4∶1的催化剂在整个温度区间都具有较好的活性,而且该催化剂在210℃下具有较好的抗SO_2中毒能力。     

凹凸棒土负载CeO2催化氧化处理亚甲基蓝染料废水

采用均相沉淀法,以Ce(NO3)3·6H2O为原料,HMT为沉淀剂,制备了ATP/CeO2纳米复合材料.并以H2O2为氧化剂,利用该复合材料对亚甲基蓝(MB)染料模拟废水进行了催化氧化处理,分别考察了催化剂的投加量及CeO2的负载量对MB降解的影响规律.研究结果表明,负载CeO2凹凸棒土纳米复合催化剂的催化活性明显高于相同条件下制备的纯的CeO2,CeO2负载量及ATP/CeO2的投加量分别为40%和0.2g时,最大降解率可达96%,对亚甲基蓝表现出较强的催化活性.     

单分散纳米CeO_2和Cu-Ce-O催化剂的制备、表征及其催化性能

以硝酸铈、硝酸铜和氢氧化钠为原料,使用超声双雾化工艺实现微区反应制备了纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体,并利用XRD、TEM、HR-TEM、FT-IR和BETN2等手段对其成分、物相结构、形貌及颗粒大小进行表征;并将所制备的粉体作为催化剂考察其对CO的催化氧化性能.结果表明,所制备的纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体粒径均为4～5 nm,球形,粒度分布均匀,且单分散性好;CeO2催化剂粉体粒径越小、比表面积越大,对CO的催化氧化活性越高;Cu-Ce-O催化荆对CO具有最好的催化氧化活性,表明铜的掺入有利于明显提高CeO2催化剂在CO催化氧化反应中的低温活性,降低起燃温度.     

低温选择性催化还原脱硝催化剂CeVO_4/凹凸棒土的制备和性能研究

燃煤电厂产生的氮氧化物会严重危害大气环境和人类身体健康,如何减少氮氧化物的排放已成为研究的热点。通过水热法制备的低温选择性脱硝催化剂CeVO_4/凹凸棒土是以凹凸棒土为载体材料,以CeVO_4为活性催化中心,通过XRD、SEM和N_2吸附等表征手段分析表明所制备催化剂的活性成分主要为CeVO_4,同时有微量的CeO_2和V_2O_5生成,且具有大的比表面积(217.571m~2/g),在180℃时的催化转化效率达到最大93.24%,在一定量SO_2存在的条件下,催化转效率依然维持在81%以上,表明CeVO_4/凹凸棒土催化剂具有较好的低温催化活性和抗SO_2毒害性能。     

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。     

CTAB辅助合成MIL-100(Fe)及其NO-CO催化性能

在表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作用下,采用水热合成法制备了一系列铁基金属有机骨架MIL-100(Fe)_((xCTAB,x=1/4,1/6,1/12)),其中Fe~0、1,3,5-BTC、HNO_3、HF、H_2O摩尔比为1.0∶0.67∶0.6∶2.0∶277,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、傅立叶红外光谱仪(LR)、显微激光拉曼光谱仪(Raman)对所制备的催化剂进行了表征,结果表明添加表面活性剂CTAB辅助合成的MIL-100(Fe)_((xCTAB,x=1/4,1/6,1/12))比未添加CTAB合成的MIL-100(Fe)具有更规整晶形、更大比表面积及更高分散度;CO-SCR催化性能测试结果表明,在200℃时,MIL-100(Fe)_((1/4CTAB))的催化活性比MIL-100(Fe)的提高将近40%;在220℃的抗硫稳定性测试中,MIL-100(Fe)_((1/4CTAB))在通入SO_2后,仍能保持88%左右的脱硝率,且在停止通入SO_2后,其脱硝率能恢复至接近原有水平。     

Zr助剂对富氧条件下Ag/Al2O3选择性催化C3H6还原NO性能的影响

采用浸渍法制备了不同Zr助剂改性的Ag/Al_2O_3的Ag-Zr系列催化剂,在富氧条件下对比其对选择性催化还原NO的影响。采用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD和O_2-TPD技术对催化剂进行了表征。研究结果表明,以硝酸锆为Zr源的先浸渍Zr后浸渍Ag的1.5%Ag/1%Zr/Al_2O_3催化剂具有最好的催化活性,与Ag/Al_2_3催化剂相比,400℃和450℃的NO转化率分别提高了10%和8%。XRD表征表明少量Zr的添加增强了催化剂的体相储氧能力。H_2-TPR表征表明Zr助剂的添加提高了催化剂的低温活性。NH_3-TPD表明Zr助剂的添加可以增加催化剂的弱酸和中等强度酸中心。O_2-TPD表明Zr的添加显著增强了催化剂储氧能力,从而提高其对NO的催化还原性能。