六铝酸盐SrMAl_(11)O_(19-δ)催化剂上CO_2重整甲烷制合成气反应研究

制备了一系列六铝酸盐 Sr MAl11O19δ催化剂。并通过 XRD、XPS、TPR和 TGA等实验技术对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明 ,这类物质的还原性和对二氧化碳重整甲烷制合成气反应催化活性与其结构和晶格中过渡金属 M的性质密切相关。在 780℃反应 2 h,六铝酸盐 Sr Ni Al11O19δ表现出最高的催化活性和稳定性 ,CH4 和 CO2 转化率分别保持在 95 .0 %和 93 .4%以上 ,其它过渡金属 M取代六铝酸盐活性均低于Sr Ni Al11O19δ的活性。六铝酸盐晶格中过渡金属的活性顺序为 Ni Co>Fe>Mn>Cu。     

六铝酸盐CaMAl_(11)O_(19-δ)催化二氧化碳重整甲烷制合成气反应研究

通过过渡金属M(M=Fe、Co、Ni、Mn和Cu)的晶格取代作用,制备了一系列具有磁铅石结构的六铝酸盐复合金属氧化物催化剂CaMAl11O19-δ,并通过XRD、XPS和TPR等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,这类物质的还原性和催化活性与六铝酸盐的晶体结构和晶格中过渡金属性质密切相关。其中Ni取代六铝酸盐CaNiAl11O19-δ表现出较高催化活性和稳定性,在780℃反应2h,CH4和CO2转化率分别达93.4%和91.2%,没有发现活性组分烧结和催化剂失活,其它过渡金属取代催化剂活性均低于CaNiAl11O19-δ,过渡金属活性顺序为Ni>>Co>Fe>Mn>Cu。     

LaFeXAl12-XO19催化剂制备及其对甲烷催化燃烧活性的研究

用共沉淀法制备Fe做为活性组分的一系列六铝酸盐催化剂LaFeXAl12-XO19,通过BET、XPS、XRD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Fe的取代量对催化剂结构以及对甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：催化剂在1200℃焙烧后可以形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较高的催化性能和高温稳定性,铁离子的取代量对于催化剂的特性有较大的影响。由于铁的加入催化剂的活性得到明显提高,其中以LaFeXAl12-XO19催化剂的活性最好。     

金属螯合凝胶法制备六铝酸盐催化剂的研究及其甲烷燃烧活性的研究

利用金属螯合凝胶法分别采用柠檬酸、蔗糖、纤维素和葡萄糖做为螯合剂制备六铝酸盐复合氧化物LaMnAl11o19,通过XRD、BET、XPS技术考察了不同螯合剂对催化剂结构及反应性能的影响。结果表明用金属螯合凝胶法制备催化剂经过1200cI=灼烧可以形成完整的六铝酸盐晶相,其中用蔗糖做螯合剂所制备的催化剂LaMnAl11o19,在甲烷燃烧过程中具有较高的催化活性。该催化剂在800℃下进行100h稳定性试验,催化活性仍能够保持稳定。     

制备方法对BaAl_(12)O_(19-α)催化剂结构和甲烷催化燃烧活性的影响

采用反相微乳液法、普通氨水共沉淀法制备BaAl12O19-α六铝酸盐催化剂及其中的Al3+部分被Mn2+取代的BaMnAl11O19-α催化剂,研究了合成方法、Mn2+取代部分Al3+对催化剂晶相结构、比表面积、粒径以及甲烷催化活性的影响。结果表明,反相微乳液法制备的催化剂经1200℃焙烧后更有利于形成六铝酸盐晶相,且具有粒径小、比表面积大、甲烷催化活性高的特点。与BaAl12O19-α相比,BaMnAl11O19-α催化剂具有更高的比表面积(42.87m2/g)和更优异的催化活性,起燃温度T10%为473℃,T90%为668℃。     

共沉淀法制备LaMnAl11 O19-δ催化剂及其甲烷燃烧催化活性的研究

以甲烷催化燃烧为目标反应,分别采用了碳酸铵和氨水为沉淀剂的共沉淀法制备了Mn取代的镧六铝酸盐催化剂。在不同的焙烧温度下通过物相分析,确定了最佳焙烧温度。用BET、XRD进行了物性表征,研究了沉淀剂的种类和沉淀温度对所制备催化剂的化学结构及甲烷催化燃烧活性的影响,最后考察了不同碳酸铵加入量下所得催化剂性能。结果表明：在1200℃左右焙烧4h可以形成完整的六铝酸盐晶型。氨水做沉淀剂在不同温度下所制备的催化剂从比表面积和活性上来看均不如碳酸铵所得催化剂。当沉淀温度为90℃、n（碳酸铵）／n（M^2＋）（其中M^2＋为带两个正电荷的金属离子）1．5时,所得催化剂的活性最高,起燃温度Tm为471℃,完全转化温度T90%为662℃。     

镍调变六铝酸盐LaNiyAl12-yO19-δ催化甲烷部分氧化制合成气的研究

采用高温焙烧硝酸盐氧化物分解法,通过同晶取代作用,把过渡金属活性组分镍镶嵌在六铝酸盐晶体的晶格中,制备了一系列镍调变六铝酸盐复合氧化物LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)催化剂,通过XRD、TPR、XPS等手段,考察了镍调变六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)的体相结构、氢还原性、表面性质和对甲烷部分氧化制合成气反应催化活性。六铝酸盐LaNiAl_(11)O_(19-δ)的体相结构在经过900℃还原前后基本保持不变,基于结合能数据和TPR实验可推断Ni的价态为Ni~(2+),且调变镍本身的价态不随其调变量的改变而改变。实验表明,还原六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)展示了良好的催化活性,在500～800℃反应温度范围内,甲烷和氧气的转化率随温度的升高而迅速增大,当870℃时,甲烷和氧气的转化率均可达到100%。在相同反应条件下,对不同调变量镍催化剂,其催化活性随镍调变量(y值)的增大而提高。该法制得的六铝酸盐催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中具有良好的稳定性和催化活性,并具有很好的应用前景。     

Mn掺杂对LaFeMn_xAl_(11-x)O_(19)结构及其催化甲烷燃烧的影响

采用溶胶-凝胶法制备了同时掺杂Fe和Mn系列的六铝酸盐催化剂LaFeMnxAl11-xO19(x=0,0.5,1,2,3,4,5),通过X射线衍射、BET比表面积测定、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和程序升温还原技术对催化剂的结构进行了表征,考察了Mn掺杂量对催化剂结构及甲烷催化燃烧活性的影响。实验结果表明,LaFeMnxAl11-xO19催化剂在1 200℃焙烧后可形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较高的催化性能和高温稳定性。当Fe含量不变时,Mn掺杂量对催化剂的活性有较大的影响,掺杂Mn使催化剂的活性明显提高,但掺杂过量Mn后催化剂的活性又有所降低。其中LaFeMnAl10O19催化剂具有较大的比表面积(16.3m2/g)和较高的催化活性,起燃温度T10为497℃,完全转化温度为T90为701℃。     

掺杂金属的六铝酸盐催化甲烷燃烧性能研究

采用共沉淀法制备了六铝酸盐催化剂CeCoAl_(11)O_(19),通过测试催化剂的活性,研究了焙烧温度和掺杂金属离子对其催化燃烧性能的影响。研究表明,1 200℃焙烧温度制得的六铝酸盐催化剂表现出较好的催化活性;掺杂金属离子可明显提高其催化活性;Mn~(2+)的半径与Al~(3+)半径比较接近,易于进入六铝酸盐骨架并促进六铝酸盐的形成,掺杂Mn~(2+)的催化剂表现出更高的催化活性。活性最高的催化剂是在1 200℃焙烧下混合掺杂Co、Mn制得的CeCoMnAl_(10)O_(19)。     

共沸蒸馏法制备稀土六铝酸盐催化剂LaMnAl11O19及甲烷燃烧催化性能的研究

用共沸蒸馏法制备了磁铅石型稀土高温燃烧催化剂LaMnAl11O19并用XRD、BET、TPR、FT-IR光谱及甲烷燃烧活性对其进行了表征,同时与碳酸铵共沉淀法和尿素均匀沉淀法比较.实验结果表明,共沸蒸馏法、碳酸铵共沉淀法和尿素均匀沉淀法在1400℃的高温下焙烧3 h均可制备出主相结构为LaMnAl11O19的六铝酸盐催化剂,共沸蒸馏法制备的试样TPR谱明显出现一个肩峰,有较高的比表面和甲烷催化燃烧活性.     

La取代对甲烷燃烧催化剂钡铁六铝酸盐性能促进作用的研究

用碳酸铵水溶液共沉淀法制备Ba1-xLaxFeAl11O19-δ六铝酸盐型催化剂,以甲烷燃烧为探针反应考察催化剂的氧化活性.甲烷催化燃烧的结果表明,La部分取代Ba可以提高催化剂的甲烷燃烧活性,随La取代量的增加,催化剂的起燃温度发生规律性变化,镧、钡之间存在最佳配比,其中活性最好的催化剂为Ba0.2La0.8FeAl11O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃温度仅有495℃(V(CH4)/V(O2)/V(N2)=1/4/95).XRD和SEM结果表明,不同含量镧搀杂的材料经1200℃/5h焙烧呈现典型的六铝酸盐结构特征,不同温度的焙烧实验表明,搀杂镧能够促进六铝酸盐相的形成.Diffuse UV-Vis表征催化剂结构中铁呈+3价,DiffuseUV-Vis和FTIR表征结果表明,Ba、La、Fe之间存在协同作用.     

六铝酸盐SrMAl11O19—δ催化剂上CO2重整甲烷制合成气反应研究

制备了一系列六铝酸盐ＳｒＭＡｌ１１Ｏ１９－δ催化剂。并通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ和ＴＧＡ等实验技术对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明,这类物质的还原性和对二氧化碳重整甲烷制合成气反应催化活性与其结构和晶格中过渡金属Ｍ的性质密切相关。在７８０℃反应２ｈ,六铝酸盐ＳｒＮｉＡＬ１１Ｏ１９－δ表现出最高的催化活性和稳定性,ＣＨ４和Ｃ论率分别保持夺９５．０％和９３．４％以上,其它过渡金属Ｍ取代六铝酸盐     

反相微乳法制备二甲醚燃烧催化剂LaMAl11O19-δ的研究

在正庚烷、曲拉通、正辛醇和水按一定比例组成的反相微乳体系中制备了六铝酸盐LaMAl11O19-δ（M=Ni、Cu、Co、Mn和Fe）,并采用XRD对该催化剂的晶相进行分析,考察不同焙烧时间和引入不同金属离子对催化剂晶相结构和热稳定性的影响。结果表明,La作为镜面离子的六铝酸盐催化剂LaMAl11O19-δ的最佳焙烧条件是1050℃焙烧4h,Mn和Fe作为活性组分掺入的六铝酸盐具有较好的热稳定性。进一步考察催化剂LaMAl11O19-δ对二甲醚催化燃烧反应。结果表明,催化剂LaMAl11O19-δ产生了催化活性,使二甲醚起燃温度和完全燃烧转化温度均比没加催化剂时降低,起燃温度为170℃,430℃时有90％的燃烧转化率。研究还对反相微乳液的回收利用进行了初步探讨,在回收的反相微乳液中制备的催化剂依然有较好的热稳定性和催化活性。     

双钙钛矿催化剂LaSrFeM_(o_(1-x))C_(o_x)O_6的制备及其催化性能研究

采用共沉淀法制备了Fe3+,Mo2+,Co2+同时作为活性组分的一系列双钙钛矿催化剂LaSrFeMo1-x Cox O6(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0),通过XRD,BET,H2-TPR,SEM,TG-DSC方法对催化剂的结构进行了表征,并考察了Co2+掺杂量对催化剂结构及其催化甲烷燃烧活性的影响。实验结果表明,催化剂在800℃焙烧后可形成完整的双钙钛矿晶型,同时具有较高的催化活性。Co2+掺杂量对催化剂性能的影响较大,说明Fe3+,Mo2+,Co2+之间存在着一定程度的协同作用。加入Co2+时催化剂的高温活性得到明显提高,但加入过量Co2+时催化剂的高温活性有所降低,而低温活性有所提高。其中LaSrFeMo0.9Co0.1O6催化剂具有较高的活性,反应温度472℃时甲烷转化率达到90%。     

CuMn_2TiO_6催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

用溶胶-凝胶法制备了CuMn_2TiO_6,CuTiO_3,Mn_2TiO_5,CuMn_2O_4催化剂,又分别采用共沉淀法和浸渍法制备了CuMn_2TiO_6催化剂;采用XRD、H_2-TPR、N_2吸附-脱附和TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,在小型固定床连续流动反应装置上评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能,分析了催化剂的元素组成和制备方法对催化剂的结构和活性的影响。实验结果表明,Ti组分的引入可抑制晶粒的生长,提高催化剂的还原性,从而使催化剂的活性提高;共沉淀法制备的CuMn_2TiO_6催化剂具有较高的活性,在432℃、气态空速12 000 h~(-1)的条件下,可使甲烷转化率达到90%。Mn_2O_3和Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4是催化剂的主要活性物种,且Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4的活性高于Mn_2O_3。     

反相微乳法制备二甲醚燃烧催化剂LaMAl11O19-δ的研究

在正庚烷、曲拉通、正辛醇和水按一定比例组成的反相微乳体系中制备了六铝酸盐LaMAl11 O19-δ(M=Ni、Cu、Co、Mn和Fe),并采用XRD对该催化剂的晶相进行分析,考察不同焙烧时间和引入不同金属离子对催化剂晶相结构和热稳定性的影响.结果表明,La作为镜面离子的六铝酸盐催化剂LaMAl11 O19-δ的最佳焙烧条件是1 050℃焙烧4 h,Mn和Fe作为活性组分掺入的六铝酸盐具有较好的热稳定性.进一步考察催化剂LaMAl11 O19-δ对二甲醚催化燃烧反应.结果表明,催化剂LaMAl11 O19-δ产生了催化活性,使二甲醚起燃温度和完全燃烧转化温度均比没加催化剂时降低,起燃温度为170℃,430℃时有90%的燃烧转化率.研究还对反相微乳液的回收利用进行了初步探讨,在回收的反相微乳液中制备的催化剂依然有较好的热稳定性和催化活性.     

溶剂对溶胶-凝胶法制备LaMnFe2Al9O19催化剂的影响

摘要 用溶胶凝胶法制备六铝酸盐催化剂LaMnFe2Al9O19，通过BET、XPS、XRD等技术，对催化剂的结构和性质进行了研究，主要考察了在制备过程中不同的醇做溶剂对催化剂结构及其甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：不同醇做溶剂所制备的催化剂LaMnFe2Al9O19 在1200℃焙烧后都可以形成完整的六铝酸盐晶型，且具有较高高温稳定性。同时对于催化剂的的催化性能也有较大的影响，用异丙醇做溶剂所得催化剂的催化活性最高，并保持了较大的比表面积。     

Mn~(2+)和La~(3+)对提高六铝酸盐热稳定性燃烧活性的作用

催化燃烧是提高效率,降低热NO_x污染的有效方法,要求活性组分及其载体具有良好的抗烧结性。这可通过在Al_2O_3中引入碱土金属离子组成层状结构的六铝酸盐来实现。以La~(3+)取代部分碱土离子(如Ba~(2+)等),能更容易获取纯净的六铝酸盐,而以Mn~(2+)取代部分Al~(3+),既可提高甲烷完全燃烧的活性,又增进了催化剂的高温热稳定性,再结合制备方法的改进,氧化铝载体及其活性组分的高温性能会得到显著改善。     

沉淀剂对甲烷在Ce_(0.9)Fe_(0.1)O_2催化剂上催化燃烧反应的影响

分别以NH3·H2O和(NH4)2CO3溶液或两者的混合溶液为沉淀剂制备了Ce0.9Fe0.1O2催化剂,采用X射线衍射、N2吸附-脱附和氢程序升温还原等方法对Ce0.9Fe0.1O2催化剂进行了表征,并考察了Ce0.9Fe0.1O2催化剂对甲烷催化燃烧反应的催化活性。实验结果表明,不同沉淀剂对Ce0.9Fe0.1O2催化剂的甲烷催化燃烧活性、表面性能和还原能力等均有显著影响。以(NH4)2CO3与NH3·H2O的混合溶液为沉淀剂制备的Ce0.9Fe0.1O2催化剂具有较大的比表面积和孔径、较小的粒径和较好的甲烷催化燃烧活性,甲烷的起燃温度和完全转化温度分别为397℃和543℃。催化剂的活性与其比表面积密切相关。     

CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物的甲烷催化燃烧性能研究

采用共沉淀法制备了系列CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物甲烷燃烧催化剂,并采用XRD和BET对所得催化剂进行了表征.结果表明,在适当的Ce/Mn摩尔比范围内,试样经500℃焙烧可形成Ce/Mn固溶体复合氧化物,更高焙烧温度则导致催化剂比表面积下降和一定程度的烧结.500℃和800℃焙烧催化剂的活性变化规律略有不同,其活性主要由Ce/Mn摩尔比决定,其中活性最高的催化剂中Ce/Mn摩尔比为7:3.100h稳定性试验结果表明,经800℃焙烧的Ce3Mn7O20-δ催化剂具有良好的热稳定性.典型催化剂在低转化率下的宏观动力学实验结果表明,甲烷催化燃烧在CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物催化剂上为一级动力学反应,反应速率受催化剂固有性质控制.