稀土元素改性kappa相铈锆复合氧化物的性能研究

Kappa相铈锆复合氧化物(κ-Ce_2Zr_2O_8)的晶体结构中铈锆离子有序排列,具有极高的储氧量。但是,κ-Ce2Zr2O8释放氧温度较高,氧化条件下热稳定性较差,限制了其在汽油车三效催化剂上的应用。通过表面包覆稀土元素的方法制备了改性的kappa相铈锆复合氧化物,并且通过XRD和H_2-TPR研究了稀土元素的种类、包覆量及预处理条件对改性κ-Ce_2Zr_2O_8的储放氧能力和热稳定性的影响。Pr元素包覆的kappa相铈锆复合氧化物储氧量增加,释放氧温度降低,经过还原预处理后热稳定性提高,因而在汽油车三效催化剂上具有广阔的应用前景。     

H2O2氧化对铈锆复合氧化物性能的影响研究

以廉价白云石为原料所制备的碳酸氢镁溶液作为沉淀剂合成铈锆复合氧化物,研究沉淀过程中双氧水氧化稀土锆混合料液对铈锆复合氧化物性能的影响。采用XRD、BET、SEM、TPR、O2脉冲化学吸附技术等手段研究了不同氧化时间对铈锆复合氧化物的晶型、比表面积、微观形貌、氧化还原性质和储放氧能力的影响。结果表明:双氧水氧化稀土锆料液不仅可以有效提高铈锆复合氧化物的比表面和高温稳定性,抑制其发生分相,而且可以提高铈锆复合氧化物表面活性氧的数量。随着氧化时间的延长,铈锆复合氧化物的比表面积、老化性能及储氧量增加,氧化时间为30 min时达到最佳效果,其600℃焙烧新鲜比表面积为111.3 m2/g,1000℃老化比表面积为32.9 m2/g,500℃时储氧量为315μmol O2/g;继续延长氧化时间,比表面积、老化性能及储氧量变化不大。     

铈锆复合氧化物制备及甲烷燃烧催化活性表征

采用共沉淀水热联合法制备了大比表面铈锆复合氧化物材料,在较低焙烧温度400℃下形成了稳定的晶相结构,500℃焙烧新鲜比表面达135.44 m2/g,900℃、6 h老化后比表面仍维持44.07 m2/g。采用沉淀陈化工艺,并掺杂改性,得到的铈锆复合氧化物,稳定性更高,经950℃、2 h老化后,最高比表面可达59.62 m2/g。活性氧化铝与铈锆复合氧化物有协同作用,二者复合得到了更高性能的氧化物材料,新鲜比表面为188.92 m2/g,经950℃、4 h老化后,比表面为71.64 m2/g,经1 050℃、4 h老化后,比表面为58.10 m2/g。对所得铈锆材料进行了X射线衍射、吸脱附表征,并负载钯贵金属制得催化材料,以甲烷完全催化燃烧为探针反应,研究了铈锆复合氧化物材料的甲烷燃烧催化性质。结果表明,铈锆复合氧化物材料是很好的燃烧催化剂二载材料,负载钯催化剂具有较高催化活性,起燃温度降低至352℃。     

铈锆固溶体对贵金属整体样催化剂氧化性能的影响

采用共沉淀法制备了不同铈锆比的粉末铈锆固溶体,考察了铈锆比和铈锆固溶体负载量对浸渍法制备的颗粒状和整体样贵金属催化剂上C3H6(丙烯)氧化反应催化性能的影响,并运用XRD和TPD表征技术对催化剂的物化性能进行研究.结果表明,所制备的催化剂中均形成了铈锆固溶体,并且铈锆含量的增加能够提高催化剂对C3H6的吸附能力.当铈锆固溶体的负载量相同时,在氧化气氛和较低贵金属含量条件下、Ceo.6Zro.4O2的加入使催化剂在低温时具有最好的催化效果.但与Pt/A12O3相比,采用浸渍法添加铈锆固溶体降低了贵金属整体样催化剂的活性,且活性随着负载量的增加显著降低.     

化学沉淀法制备CeO2-La2O3-ZrO2陶瓷粉末

采用化学沉淀法制备了La2Zr2O7(LZ)和CeO2-La2O3-ZrO2(LCZ)陶瓷粉末。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射、DSC及霍尔流速计等分析方法,对粉末的化学组成、不同CeO2掺杂量LCZ的相组成、不同煅烧温度下的相组成、高温相稳定性和流动性能进行了研究。结果表明:所制备粉末的组成与锆酸镧烧绿石相的组成相近;热处理温度600℃时粉末为无定形的混合氧化物,900℃时转化为复合氧化物,1 150℃时转变为单一的锆酸镧烧绿石相;高温下LCZ无明显相变;温度高于1 400℃煅烧后,LCZ的流动性显著改善,可用于等离子喷涂。     

铈基氧化物储氧材料研究进展EI北大核心CSCD

储氧材料是汽车尾气净化三效催化剂的关键材料之一,决定了催化剂的性能及使用寿命。随着欧V排放法规的实施,对铈基储氧材料的性能提出了更严格的要求。CeO2是汽车尾气净化催化剂的一个重要组分,稀土、过渡金属、贵金属的掺杂都能在一定程度上提高CeO2的热稳定性、储氧能力和催化活性。综述了用于三效催化剂中的储氧材料铈基氧化物近年来的研究状况,阐述了Zr、La、Pr、Sn和Ti等非贵金属的掺杂、Pd、Ru、Pt等贵金属的掺杂对CeO2储氧性能的影响,总结了金属掺杂的CeZr基多元氧化物和CeZrAl的研究现状。     

稀土-锆复合氧化物在汽车尾气净化中的应用进展

稀土-锆复合氧化物在汽车尾气净化中有两种重要应用:氧传感器电解质和三效催化剂(TWC)助剂.本文简述了稀土-锆复合氧化物在这两种应用中的作用机理,介绍了氧传感器中ZrO2的稀土掺杂改性,以及CexZr1-xO2固溶体作为催化助剂的研究现状,并对稀土-锆复合氧化物在汽车尾气净化方面的应用进行了展望.     

纳米CeO2及其复合催化剂的制备及对CO氧化的催化性能

以硝酸铈和氢氧化钠为原料,使用超声雾化工艺实现微区反应制备纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体;再以硝酸铈为铈源,氨水为沉淀剂,用凹凸棒石为载体合成凹凸棒石负载CeO2纳米复合材料.利用XRD、TEM、HRTEM和BET-N2等手段对所得产物的成分、物相结构和形貌进行表征,研究所制备的纳米CeO2及其复合催化剂对CO氧化的催化性能.结果表明:所制备的纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体呈球形,粒径均为4～5 nm,且单分散性好;所合成的CeO2/凹凸棒石纳米复合材料中,CeO2颗粒均匀包覆在凹凸棒石表面.催化实验结果表明:CeO2颗粒越小、比表面积越大,对CO氧化的催化活性就越高;凹凸棒石负载CeO2纳米复合催化剂具有很强的协同催化效应,可提高其催化活性;Cu(5%)-Ce-O催化剂对CO氧化具有最好的催化活性,表明铜的掺入有利于提高CeO2在CO催化氧化反应中的低温活性,降低起燃温度.     

铈锆复合氧化物在摩托车尾气净化催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.8Zr0.3O2和Ce0.7Zr0.2Y0.1O2两种复合氧化物,并用XRD、BET及OSC等方法对复合氧化物的结构、织构及储氧性能进行了表征.结果表明,2种复合氧化物均形成了立方相的铈锆固溶体并具有良好的织构及热稳定性能,经1000℃,5 h老化后的Ce0.7Zr0.2Y0.1O2比表面积仍高达50m2/g以上.将所制备的复合氧化物用于摩托车尾气净化三效催化剂,模拟摩托车尾气的组成,分别对Pt-Rh/Ce0.7Zr0.3O2和Pt-Rh/Ce0.7Zr0.2Y0.1O2 2种催化剂进行了活性评价.结果显示,催化剂Pt-Rh/Ce0.7Zr0.2Y0.1O2在老化前后均具有高的三效催化活性和高的抗热老化性及宽的空燃比窗口.     

铈锆比对贵金属催化剂Pt/CeO2-ZrO2性能的影响

采用共沉淀法制备了不同比例的CeO2-ZrO2混合物,并以此作为载体用浸渍法制备了一系列Pt／CeO2-ZrO2催化剂。通过对催化剂样品的XRD、BET和OSC表征,最后用模拟汽车尾气对催化剂进行活性评价。结果表明当Ce／Zr=1时,催化剂的低温活性和热稳定性最好。     

Ce/Zr比对PdO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂三效催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备一系列CexZr1-xO2(x=0～1)复合氧化物,并以该复合氧化物为载体制备负载贵金属的PdO/CexZr1-xO2(x=0～1)催化剂,选择NO-CO反应和CO以及CH4氧化反应为模型反应对催化剂的三效催化性能进行评价,并通过XRD、H2-TPR等手段对载体和催化剂进行初步表征。结果表明:Ce/Zr比对CexZr1-xO2载体及负载PdO催化剂三效催化性能均存在重要影响,不同Ce/Zr比的CexZr1-xO2复合氧化物载体具有不同的晶相结构及还原性能,由其负载的PdO催化剂的三效催化性能也各不相同。同时,催化剂的NO还原活性与CO氧化活性与α还原峰存在一定的对应关系。     

贵金属催化净化汽车尾气中稀土氧化物的助催化和稳定化

面临日趋严格的汽车尾气排放标准，采用同时进行CO和烃类氧化，NOx还原的Pt／Rh系三效催化剂是一种有效的解决办法。在汽车污染控制中使用助催化剂CeO2，是今天稀土氧化物最重要的应用，Ce^3 ／Ce^4 在氧化／还原条件下可以贮存／释放氧，扩宽了中心接近化学计量的催化剂活性工作带，氧化铈促进反应物分子的活化而降低反应温度。当前三效催化剂中，采用CeO2－ZrO2混合氧化物反映了发展紧偶催化剂的最先进的工艺。含少量Ru、Rh、Pt等贵金属的稀土钙钛矿型氧化物有可能成实用的净化汽车尾气三效催化剂。     

Pt-Rh-Pd/CeO2-La2O3/Al2O3催化剂的制备与表征

用共浸渍法制得了Pt-Rh-Pd/CeO2-La2O3/Al2O3催化剂,采用X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,使用配气测试系统对催化剂的活性进行评价。正交试验结果表明,对CO的氧化,选择最佳催化剂的配比为Pt-Rh-Pd 0.1%,CeO2 5%,La2O3 4%,对NO的还原,其最佳配比为Pt-Rh-Pd 0.1%,CeO2 4%,La2O3 4%。稀土氧化物(La2O3、CeO2)作为助剂,能改善Pt-Rh-Pd/CeO2-La2O3/Al2O3催化剂的催化性能,但不能起主要作用。     

Influence of the structure of TiO2, CeO2, and CeO2-TiO2 supports on the activity of Ru catalysts in the catalytic wet air oxidation of acetic acid

Ru catalysts, supported on TiO 2 , CeO 2 , and CeO 2 -TiO 2 , were prepared by the impregnation method. The effect of the structure of the supports on the activity of Ru catalysts was investigated in the catalytic wet air oxidation (CWAO) of acetic acid under 230℃ and 5 MPa in a batch reactor. Physical properties including the surface area, crystalline phase, and surface components of the Ru catalysts were characterized by N 2 adsorption, X-ray powder diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy ...     

La、Ba的添加对Pd/Y2O3-ZrO2催化氧化CH4性能的影响

以浸渍法制备了1.0%Pd/Y2O3-ZrO2催化剂,考察了Pd负载过程中La和Ba的添加对Pd/Y-ZrO2催化氧化CH4性能的影响,用BET、XRD、CO脉冲、TEM和H2-TPR等方法对所制备的催化剂进行表征。结果表明,La和Ba的添加降低了Pd/Y2O3-ZrO2催化剂氧化CH4的活性。催化剂中活性金属的分散度及体相PdO的还原性影响催化剂对CH4的氧化活性,La、Ba的添加降低了Pd/Y2O3-ZrO2催化剂中活性金属Pd的分散性,使Pd在高温老化后更容易团聚,同时增强了PdO与载体的相互作用,使PdO不容易被还原。     

掺杂双金属氧化物对CDPF催化性能的影响

制备了掺杂不同双金属氧化物Fe2O3-CeO2 (Fe-Ce)、CeO2-ZrO2 (Ce-Zr)和ZrO2-Fe2O3 (Zr-Fe)的催化型柴油机颗粒物捕集器(CDPF)样品,采用活性评价系统研究掺杂成分对CDPF催化性能的影响。结果表明,对CO、C3H8和NO的催化活性方面,按照强弱顺序依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr;抗劣化性能方面,3种CDPF新鲜样品对CO,NO的催化均具有较强的抗劣化性,对C3H8催化的抗劣化性能强弱依次为Ce-Zr,Fe-Ce,Zr-Fe;选择性方面,新鲜样品对CO、C3H8和NO的选择性强弱依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr;老化样品对CO和NO的选择性为Fe-Ce,Ce-Zr,Zr-Fe,高温时对C3H8的选择性强弱依次为Fe-Ce,Zr-Fe,Ce-Zr。     

Pd/ZrO2-Al2O3催化剂中载体制备对CH4转化活性的影响

为推动ZrO2-Al2O3在天然气汽车尾气净化催化剂中的实际应用,并阐明其制备条件对负载催化剂转化活性的影响机制,文章以ZrO2-Al2O3复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Pd/ZrO2-Al2O3催化剂,并在连续流动固定床反应器上研究了ZrO2-Al2O3复合氧化物的制备对催化剂低温CH4氧化活性的影响。结果表明：制备方法中,相比于浸渍法和胶溶法,沉淀法更能提高催化剂活性;锆源、铝源优选中,以Zr(NO3)4为锆源、拟薄水铝石为铝源时能获得较高的催化活性;组分配比中,以w (ZrO2): w (Al2O3)=10:90的催化活性最高。XRD、低温N2吸附、CO脉冲吸附的结构表征表明,ZrO2-Al2O3复合氧化物的大的比表面积、孔容、孔径是促进贵金属Pd分散,提升催化剂低温CH4转化活性的关键因素。     

汽车尾气净化用贵金属催化材料研究进展

综述了Pt、Pd、Rh等在汽车尾气净化催化剂中的应用及几种典型的贵金属催化材料。阐明在严格的排放法规和市场竞争中,贵金属虽然在汽车尾气净化催化剂中仍将处于主导作用,但以少量贵金属与稀土、过渡金属或碱土金属等氧化物组成的复合型催化功能材料必将成为开发新型汽车尾气净化催化剂的主流,在环境保护与资源的合理利用中发挥重要作用。