Au/Fe2O3催化剂上CO选择氧化反应性能的研究

采用共沉淀法、沉积-沉淀法和浸渍法制备了1.5%Au/Fe2O3催化剂,考察了不同方法制备的Au/Fe2O3催化剂对富氢气体中CO选择氧化反应性能的影响。结果表明,浸渍法制得的催化剂在40℃~60℃时CO的转化率为100%;共沉淀法与沉积-沉淀法制得的催化剂在80℃以下CO的转化率均为100%;沉积-沉淀法制得的催化剂在100℃时CO的转化率依然高于95%。上述三种催化剂CO氧化反应的选择性均高于40%,且在CO完全转化时选择性在50%以上。     

Au/CeO_2-cube催化1,3-丙二醇氧化酯化反应性能

采用沉积-沉淀法制备了高活性的Au/Ce O2-cube催化剂,并对催化剂进行了电感耦合等离子发射光谱、透射电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱表征。将制得的催化剂用于1,3-丙二醇选择性氧化酯化反应,考察了沉淀剂尿素的用量、Ce O2-cube载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、Au负载量和沉积温度对反应性能的影响,结果表明:尿素和Ce O2-cube的质量比为6、沉积温度80℃、Ce O2-cube焙烧温度400℃、催化剂焙烧温度200℃制备的1.5%Au/Ce O2-cube,具有最优的催化活性。在100℃、O2分压2 MPa、1,3-丙二醇和Au的物质的量比为75.5的条件下反应4 h,1,3-丙二醇的转化率达到97.5%,3-羟基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的选择性分别达到90.1%和6.1%。将用过的催化剂在200℃焙烧2 h烧掉表面的中毒物质后循环使用4次,催化性能略有降低,性能下降主要是由催化反应过程中Au颗粒粒径的长大造成的;催化剂上2.0~4.0 nm左右的具有少量Auδ+的负载纳米Au单质颗粒有助于醇的氧化酯化反应。     

Au/TiO2-B催化剂的CO低温氧化性能

探索Au纳米粒子对新型材料的催化性能可以显著拓宽金催化剂的应用范围。使用TiO₂-B作为载体,担载Au纳米粒子并应用于低温CO氧化反应体系。TiO₂-B为长度5～20 mm的微米级纤维,Au纳米粒子粒径在3 nm以下,均匀地分散在TiO₂-B表面。CO 氧化测试表明,Au纳米粒子的性能受TiO₂-B焙烧温度的影响,不同焙烧温度会引起Au分散性以及Au纳米粒子与载体相互作用的改变。分散于纯TiO₂-B载体上的金的催化活性可与其分散在锐钛矿纳米粉体上的相媲美。此外,300℃下活化的Au纳米粒子表现出了最佳的CO氧化性能,在氧化性气氛中活化的催化剂的催化性能优于在惰性和还原性气氛中活化的催化剂。     

富氢气体中CO选择性氧化的绣球状CuO-CeO2催化剂的研究

以草酸为沉淀剂制备了一种绣球状CuO-CeO₂(简称CuCe)催化剂，考察了其用于富氢条件下CO选择性氧化时工艺条件、活性组分的负载量等对催化性能的影响。结果表明，600℃的焙烧温度有利于催化剂的催化活性；且5%CuCe催化剂具有最佳的催化活性和稳定性。CO完全转化温度区间为105～150℃,且在105℃时O₂对CO的选择性高达95%;同时，在110 h内CO转化率基本保持在100%。XRD与Raman表征结果表明，活性组分CuO被高度分散于载体CeO₂表面，且部分Cu物质与CeO₂晶格形成了Cu-Ce固溶体，从而产生了更多的氧空位和Ce³⁺。XPS测试结果表明，5%CuCe催化剂具有更高的氧空位浓度与Cu⁺的相对质量分数，导致其具有最佳的催化性能。     

纳米金催化剂室温下对甲醛的催化氧化

Fe Ox和Ce O2对于Au/Al_2O_3催化剂催化氧化甲醛是一种有效助剂。本文采用等体积浸渍法制备了Au/Fe Ox/Al_2O_3和Au/Fe Ox-Ce O2/Al_2O_3复合催化剂。考察金负载量和Fe Ox-Ce O2复合助剂对催化剂室温催化氧化甲醛的影响,并利用XRD、BET和透射电镜(TEM)对催化剂进行技术表征。研究表明:在Au负载量等同时,催化活性顺序是:Au/Fe O_x-Ce O_2/Al_2O_3Au/Fe O_x/Al_2O_3Au/Ce O2/Al_2O_3;Au负载量越高催化剂催化活性越好。     

Au/TiO_2-B催化剂的CO低温氧化性能

探索Au纳米粒子对新型材料的催化性能可以显著拓宽金催化剂的应用范围。使用TiO2-B作为载体,担载Au纳米粒子并应用于低温CO氧化反应体系。TiO2-B为长度5~20?m的微米级纤维,Au纳米粒子粒径在3 nm以下,均匀地分散在TiO2-B表面。CO氧化测试表明,Au纳米粒子的性能受TiO2-B焙烧温度的影响,不同焙烧温度会引起Au分散性以及Au纳米粒子与载体相互作用的改变。分散于纯TiO2-B载体上的金的催化活性可与其分散在锐钛矿纳米粉体上的相媲美。此外,300℃下活化的Au纳米粒子表现出了最佳的CO氧化性能,在氧化性气氛中活化的催化剂的催化性能优于在惰性和还原性气氛中活化的催化剂。     

Ru-La2O3/γ-Al2O3催化CO选择性氧化反应

采用浸渍法制备了Ru-La2O3/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中考察了催化剂中稀土La的掺杂量、氧气量、原料气中水和CO2含量以及空速等工艺条件对Ru-La2O3/γ-Al2O3催化剂在CO选择性氧化反应中催化性能的影响.结果表明,Ru/γ-Al2O3催化剂添加质量分数10%的La2O3后的催化性能较好,且具有较好到抗湿性和抗CO2能力.在原料气组成为65%H2,25%CO2,1%CO,9%He,氧气的分压与CO分压相等,气体流速为100 mL/min和气体空速为10 000 h-1的条件下,在110～170℃进行CO选择性氧化,CO转化率大于99%,CO的出口浓度小于100 μL/L,满足了质子交换膜燃料电池对富氢气体中CO浓度的要求.     

泡沫金属镍微型反应器内一氧化碳优先氧化

在微型反应器中,采用泡沫金属镍为载体负载Cu-Ce-Zr-O催化剂,用于优先氧化去除富氢气体中的CO。考察Zr掺杂量、焙烧温度和催化剂预处理工艺对催化剂性能的影响。结果表明,CuCe_9Zr_(1.5)O_δ催化剂表现出较好的催化性能,反应温度(160～260)℃,CO转化率达99%以上,出口气浓度降至100×10~(-6)以下,CO选择性维持在40%左右;反应温度(180～240)℃,富氢气体中CO浓度降至60×10~(-6)以下。经H_2预处理后的催化剂低温活性和反应性能略有提高。     

负载型Ru/γ-Al_2O_3催化剂上富氢气体中CO选择性氧化去除研究

实验研究了以浸渍法制备的负载型Ru/γ-Al2O3催化剂体系上富氢气体中CO选择性氧化性能,考察了各反应工艺条件包括催化剂中贵金属的担载量、反应原料气中O2/CO的比、CO2和H2O的存在等因素对Ru/γ-Al2O3催化剂上CO选择性氧化活性的影响,采用H2-TPR和XRD手段对催化剂进行检测。研究发现,钌担载量为1%Ru/Al2O3在170~190℃具有很好的CO选择性氧化活性。O2/CO比值升高,提高了CO转化率的同时存在着更多的氢气消耗,氢气的竞争氧化对CO的氧化反应起了一定的抑制作用,CO2的存在对催化剂的性能起着抑制作用,而水的存在对CO去除反应有促进作用。     

PtCoK/Al2O3催化剂涂层选择性氧化脱除富氢气氛中的CO

富氢气体中选择性氧化脱除CO是去除重整气中少量CO的有效方法。该文考察了K/Pt摩尔比对PtCoK/Al2O3催化剂涂层的影响。研究发现,适量K的添加能显著提高催化剂涂层的CO去除能力,最优K/Pt摩尔比是1～1.5,超过这个配比,CO脱除能力降低。将进口气氛中O2的体积分数从1%提高到1.5%,可提高CO转化率,但是对应的CO2选择性有所下降。富氢气中同时含有H2O和CO2对催化剂涂层活性影响微弱。连续反应100 h后,PtCoK/Al2O3催化剂涂层上CO转化率几乎未降低,催化剂涂层非常稳定,表明该催化剂涂层具有较强的工业化应用前景。     

制备参数对Au/TiO_2催化剂上CO低温氧化性能的影响

以溶胶-凝胶法制备TiO2载体,用沉积-沉淀法制备出一系列负载型Au/TiO2。系统考察了焙烧温度、金的负载量、反应液pH值、沉淀剂种类以及Cl-存在与否等制备参数对催化剂活性的影响。以室温下CO的催化氧化为探针反应,确定催化剂的最适宜制备参数,并对优化的质量分数为1.0%的Au/TiO2催化剂进行了活性稳定性测试。结果表明：Au/TiO2的最适宜焙烧温度是200～350℃;反应液的最适宜pH值为9;最适宜沉淀剂是NaOH;金的负载量（质量分数,下同）在0.5%～5.0%范围内时,金含量越高,催化剂活性和热稳定性越好。大量Cl-的存在能导致催化剂活性的显著下降。对优化的Au/TiO2催化剂在室温下催化氧化不同浓度的CO进行循环测试,经历3次循环,连续反应2 160 min后,CO的转化率仍为100%。     

MnK/Al2O3催化苯甲醇液相氧化制苯甲醛

采用共浸渍法制备Mn1K1/Al2O3催化剂,并以分子氧为氧化剂考察了其在苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中的催化性能。实验结果显示,焙烧温度和负载量对催化剂性能有重要影响,773 K焙烧的10%(wt)Mn1K1/Al2O3具有最高的催化活性,373 K下反应3 h时,苯甲醇转化率为72.9%,苯甲醛选择性为99%,且该催化剂可循环使用6次以上而其催化活性无明显降低。粉末X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、拉曼光谱、X射线吸收光谱(XAS)、程序升温还原(H2-TPR)结果表明,负载在Al2O3表面的非晶态或小晶粒α-Mn O2是催化活化分子氧发生醇氧化反应的高活性物种。     

Ru1LaxOδ/γ-Al2O3 催化剂上CO选择性氧化去除性能及焙烧温度的影响

采用共浸渍法制备了一系列Ru1LaxOδ/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,考察了La2O3的加入量、焙烧温度对CO选择性氧化反应性能的影响.添加La2O3的Ru1La10Oδ/y-AI2O3催化剂在110～170℃时能达到99%以上的CO转化率,选择性相对较高;镧的加入提高了催化剂的热稳定性.在500℃以前焙烧钌的晶粒大小变化不大,但是焙烧温度达到了600℃后.晶粒明显长大.催化剂活性也随之下降.     

焙烧温度对CuO/Co_3O_4-CeO_2催化剂CO优先氧化性能的影响

采用浸渍法制备了Cu O/Co3O4-Ce O2(Cu Co Ce10)催化剂,考察了在不同温度(250、300、350、400和450℃)焙烧后的样品在富氢气氛中对CO优先氧化反应的催化性能。应用BET、XRD、H2-TPR及XAFS技术详细表征了催化剂的结构与性能。结果表明,不同温度焙烧的催化剂中,铜物种均主要以Cu O相存在;350℃焙烧的Cu Co Ce10催化剂具有最大的比表面积和最好的氧化还原性能,在98~173℃的温度范围内能够将CO完全转化为CO2,呈现出最宽的CO优先氧化可操作温度窗口,以及良好的催化活性稳定性。     

锆改性氧化铝负载的纳米金催化剂上环己烷氧化研究

通过浸溃法制备氧化锫改性的氧化铝载体,并采用改进的阴离子交换法(DAE)制备了负载型纳米金催化剂.以分子氧为氧化剂,考察了金催化剂在环己烷选择性氧化制环己酮和环己醇反应中的催化性能.结果表明,提高锆含量,环己烷转化率保持稳定,环己酮和环己醇总选择性,尤其是环己酮的选择性明显提高.随着金负载量增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低,金颗粒在6nm以下的催化剂具有很高的催化活性.在423K,1.5MPa、3h反应条件下,0.6%(wt) 金和17%(wt)锆含量的催化剂上环己烷氧化得到9,5%的转化率,环己酮和环己醇的选择性分别为38.8%和51.5%.     

气相酯交换法合成碳酸甲丙酯负载型催化剂的研究

考察了负载型金属氧化物催化剂对碳酸二甲酯和丙醇气相酯交换合成碳酸甲丙酯的催化性能,并采用BET、XRD、CO2-TPD方法对催化剂进行了表征.结果表明,TiO2/Al2O3对反应具有较高的催化活性和稳定性.随着TiO2负载量的增加,催化剂的比表面积减小,而催化性能则随Ti负载量的增加先增加后减小,在Ti负载量为5%(wt)时活性达到最高,当Ti负载量低于5%(wt)时,TiO2可能以非晶态形式分散在Al2O3表面,而当Ti负载量高于5%(wt)时,TiO2以微晶的形式存在.CO2-TPD研究表明,负载量的改变对催化剂的碱性影响不明显.     

富氢气体中CO优先氧化催化剂研究进展

以高纯氢为燃料的质子交换膜燃料电池广泛应用于电动汽车,但其阳极容易被富氢气体中含有的少量CO毒化,造成电池性能严重降低。富氢气体在进入燃料电池前,必须进行CO净化处理。优先氧化法是除去富氢气体中少量CO最简单经济有效的方法,常用催化剂主要有Pt系、Au系和Cu系催化剂。着重阐述负载Au催化剂的制备方法、载体调变、助剂改性以及其他因素（如反应气氛中CO与O₂浓度比、水蒸汽和CO₂等）对Au催化剂CO优先氧化反应催化性能的影响。介绍以CuO/CeO₂催化剂为典型的非贵金属氧化物催化剂用于CO优先氧化反应的研究成果以及制备方法、载体和助剂改性等对催化性能的影响和反相结构CeO₂/CuO的催化性能。考虑利用催化剂活性组分,尤其是Au与Cu之间的协同作用,选用合适的载体,进行催化剂组分的设计仍然是今后研究的热点。突破常规无定形金属氧化物作载体,通过设计合成具有特定形貌的载体,研究不同晶面和不同价态等因素对催化剂CO优先氧化催化性能的影响,也是一项很有意义的研究。     

整体式催化剂MnO_X-CeO_2/Al_2O_3催化燃烧苯研究

利用浸渍法负载制备出MnOX-CeO2/Al2O3整体式催化剂,研究了活性组分的负载量、催化剂的焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,从而确定了催化剂的最佳制备工艺。结果表明：当Mn的负载量（质量分数）为10%,催化剂焙烧温度为600℃,焙烧时间为3 h时,催化剂MnOX-CeO2/Al2 O3具有最好的催化活性,在250℃时使苯的转化率在90%以上,并且适合比较大的空速范围,因此催化剂MnOX-CeO2/Al2O3具有广泛的工业应用前景。     

甲醇水蒸汽重整制氢Au/TiO2催化剂

采用沉积-沉淀法制备了一系列Au/TiO2催化剂,考察了Au负载量、焙烧温度以及助剂等因素对甲醇水蒸汽重整制氢反应催化性能的影响;并利用XRD, TEM对催化剂进行了表征. 结果表明,制备条件对催化性能有明显影响;Au负载量为5%(w)时所得催化剂活性较好;助剂NiO可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高;100℃烘干未焙烧制得的催化剂活性最好;TEM结果显示,NiO的加入使载体TiO2颗粒分散度提高,Au粒粒度变小.     

纤维状BPO4/SiO2催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢性能

通过静电纺丝法制备了一种高温焙烧后具有纤维状结构的磷酸硼/二氧化硅（BPO₄/SiO₂）催化剂,并考察了BPO₄负载量和焙烧温度对该催化剂的结构和催化丙烷氧化脱氢性能的影响。研究发现焙烧过程使纤维直径减小。随着BPO₄负载量的增加,丙烷氧化脱氢活性增高。当BPO₄负载量为7%（质量分数）,焙烧温度为600℃时,BPO₄/SiO₂催化剂具有最佳的催化性能;在反应温度为480℃下,丙烷转化率和丙烯产率分别达到17.0%和13.0%,且催化剂稳定性良好。当焙烧温度较低时（550℃）,催化剂中的有机物分子未被除尽,导致烯烃的选择性偏低;当焙烧温度较高时（700℃）,SiO₂结构收缩紧密,抑制了活性相的暴露。由于纤维结构可暴露更多活性位点,该催化剂较相同条件下粉末状BPO₄催化剂有着更高的催化活性。