RuO_ 2/MO_x-TiO_2(M=Ce、Mn、La、Zr、Co)催化剂制备及其氯化氧化性能

氯化氢催化氧化制氯气具有高效率、低能耗、环境友好等优点,一直是研究的热点。首先采用浸渍法制备RuO_2/TiO_2催化剂,并通过催化活性评价和H_2-TPR表征优化Ru的负载量。然后制备Ce、Mn、La、Zr、Co等氧化物修饰的MO_x-TiO_2(M=Ce、Mn、La、Zr、Co)载体及RuO_2/MOxTiO_2催化剂,考察不同修饰物对催化剂氯化氢氧化性能的影响。结果表明,采用该型号TiO_2载体时最佳负载质量分数为2%~3%;MO_x-TiO_2载体中MOx修饰物均呈高分散状态,La、Zr、Ce等氧化物修饰后,TiO_2晶粒尺寸增大,其中Zr、Mn、Co等氧化物掺杂进入TiO_2晶格。Ce和Zr氧化物修饰可以提高RuO_2/TiO_2催化剂催化活性,Mn、Co、La等氧化物修饰对活性有不利影响。Mn、Co氧化物修饰可以降低反应活化能,所以这两种氧化物修饰的催化剂催化活性较低是由指前因子减小导致的,这意味着进一步提高RuO_2/MO_x-TiO_2(M=Mn、Co)催化剂活性组分分散性才能开发出活性更好的催化剂。     

氯化氢氧化Cu-Cr-K/Al2O3催化剂的研究

由副产氯化氢氧化回收利用氯元素是实现氯资源循环利用的有效方法。提出采用多组分金属氧化物CuO-Cr2O3作为氯化氢氧化的主要活性组分,以γ-Al2O3为催化剂载体,并采用共沉淀法制备催化剂,以一种新的固钾方法将钾元素负载于氯化氢氧化CuO-Cr2O3/γ-Al2O3催化剂上,在微型流化床反应器中研究了催化剂中CuO,Cr2O3,K2O对氯化氢氧化性能的影响,探讨了不同固钾剂、不同钾用量、不同钾源、不同固钾方法及不同n(Cu)/n(Cr)对催化性能的影响,得出最佳的固钾剂为固钾剂1,最佳钾源为KCl,最佳的n(Cu)/n(Cr)=1.3,最佳的金属用量为n(Al)∶n(Cu)∶n(Cr)∶n(K)=1∶0.4∶0.32∶0.44,催化剂活性达到了1.3×10-2mol/(g.h)。     

钌基Deacon催化剂的研究进展

大量副产氯化氢已成为制约众多涉氯行业发展的共性难题。催化氧化氯化氢制氯气,即Deacon过程,是一种实现工业副产氯化氢循环利用的可持续发展途径。钌基Deacon催化剂具有高活性和高稳定性的优异特点,并且已成功应用到工业过程。根据催化剂种类的不同将氯化氢氧化机理分为两种:以铜基催化剂为代表的种类为MarsvanKrevelen机理,以钌基催化剂为代表的种类遵循Langmuir-Hinshelwood机理。分析和总结出钌基Deacon催化剂是以RuO_2和金红石晶型的氧化物载体为基本组成,其结构是由RuO_2呈二维薄膜形态包覆在金红石晶型载体表面形成的核壳结构。详述改进型钌基催化剂在降低贵金属负载量和提高稳定性两个方面的研究进展,并展望未来降低Deacon催化剂成本的发展方向。     

介孔CuCe/M/CuCe(M=Co,Mn,Zr)催化剂富H_2中优先氧化CO的催化性能

优先氧化是去除富H2中CO最有效的方法,铜铈催化剂是该领域的研究热点。以SBA-15为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列介孔Cu Ce/M/Cu Ce(M=Co,Mn,Zr)催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、H2-TPR和O2-TPD对催化剂结构及形貌进行表征,并对其在富H2中CO优先氧化性能进行研究。结果表明,Mn有利于催化剂表面吸附氧的增加,有助于大量氧空位的产生,进而促进CO优先氧化性能的提高;Zr的加入抑制了Cu O的还原,且其表面氧脱附温度范围过宽,不利于催化剂催化氧化性能的释放。掺杂Co与Mn可以形成Ce-Cu-M-O固溶体,促进了催化剂表面氧和晶格氧之间的相互转化,最终有利于铜铈催化剂CO优先氧化性能的提高。     

催化湿式氧化纳米Ce/Mn催化剂的研制

为处理吡虫啉农药废水，通过共沉淀法制备了一系列Ce/Mn催化剂。当n(Ce)∶n(Mn)=2∶1和焙烧温度500 ℃时，所得催化剂颗粒直径为3.60 nm,催化剂的比表面积为127 m²·g^－1。在反应温度190 ℃、总压8.0 MPa、氧分压1.6 MPa、pH为8.42和加入2.0 g·L^－1催化剂的条件下，COD的最高去除率达93%。     

Co/Cu/γ-Al2O3催化剂制备及其性能

以钴盐为主催化剂,以铜盐为助催化剂,采用等体积浸渍法,以γ-Al_2O_3为载体,制备了Co/Cu/γ/-Al_2O_3催化剂,以对甲酚为原料对催化活性进行测试,并采用XRD、FT—IR、XPS和BET表征方法对催化剂的晶体结构、表面电子状态和比表面积进行表征,研究各种因素对催化活性的影响。结果表明,Co_3O_4为催化剂的活性组分,催化剂中活性组分未与载体发生强烈的相互作用,且其比表面积最大,有利于活性组分的分散。Co/Cu/γ-Al_2O_3催化剂最佳制备条件为:Co与Cu物质的量比为5:1,浸渍液质量浓度为6%,焙烧温度400℃,对羟基苯甲醛收率为41.5%。     

复合氧化物催化剂催化氧化甲苯性能

以γ-Al2O3为催化剂载体,铜、锰为活性组分,稀土元素铈为助催化剂,采用浸渍法制备复合氧化物催化剂5%Cu/γ-Al2O3、5%Mn/γ-Al2O3、5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3,并考察其催化氧化甲苯性能。研究表明,复合氧化物催化剂催化氧化甲苯具有显著的效果,5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3催化剂和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3催化剂表现出良好的低温活性和催化性能,对甲苯的完全燃烧温度分别为340℃和285℃。采用SEM和BET对催化剂进行表征,结果表明,催化剂的催化活性与活性组分在催化剂表面的分散度和催化剂的孔结构相关。     

RuO2/CNTs催化剂的制备及催化氧化性能研究

以碳纳米管(CNT)为催化剂载体,以RuCl3.nH2O活性组分前驱物,采用浸渍法制备了无定形水合RuO2/CNTs催化剂。苯甲醇、环己醇等醇类作为研究对象,考察了RuO2纳米催化剂的催化活性,试验表明:该催化剂可在温和的条件下,以较高的催化氧化活性将苯甲醇、环己醇等醇类转化为相应的醛或酮,并考察了不同载体对负载RuO2催化活性的影响,碳纳米管作为载体的催化剂表现出较高的催化活性。采用XRD,TEM以及XPS等分析方法对催化剂进行表征。     

稀土-Cu-K/Y分子筛催化剂的制备与性能研究

采用浸渍法制备了分别以Y型分子筛和γ-Al2O3为载体的几种含铈、镨、钕的氯化氢氧化催化剂.运用XRD、ESEM、BET等不同测试手段对两种催化剂进行了表征,测试了这两种催化剂对于氯化氢氧化反应的活性.XRD检测结果表明:以γ-Al2O3为载体的催化剂表面形成了明显的稀土氧化物及氯化钾晶相的特征衍射峰,且主要以CeO2相存在,而以Y型分子筛为载体的催化剂表面并没有检测到相关的物相;ESEM检测表明在Y型分子筛中引入铜、钾及稀土元素后并没有破坏Y型分子筛的结构.在氯化氢氧化反应中,稀土-Cu-K/Y显示了良好的催化活性,在648 K,V(HCl)/V(O2)＝1.5的条件下,氯化氢的转化率达到了85%.     

CoMnO_x/ZSM-5催化剂制备及其甲苯催化氧化性能

挥发性有机化合物(VOCs)的催化氧化去除被认为是有效且节能的工艺方法,而高性能非贵金属催化剂的开发是该方法有效推广的重要前提。基于双金属物种间氧化还原法,通过制备条件控制在多级孔沸石分子筛ZSM-5上负载非贵金属复合金属氧化物CoMnO_x,制备得到CMZ-R1、CMZ-R2和CMZ-R3催化剂。利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和XPS等对催化剂进行表征,考察3种催化剂催化氧化甲苯性能。结果表明,CMZ-R1催化剂具有最好的甲苯催化氧化活性,甲苯浓度400×10~(-6)和空速80 000 m L·(g·h)~(-1)时,T_(90)为258℃,表观活化能120. 3 kJ·mol~(-1),远优于CMZ-R2和CMZ-R3催化剂。催化剂结构及表面分析结果显示,CMZ-R1催化剂负载的CoMnOx具有片状结构和相对更多的高氧化态Co物种和低氧化态Mn物种,促进甲苯催化氧化性能的提高。     

Co掺杂对Ce/MCM-41和Ce/SBA-15催化剂催化氧化甲苯性能的影响

以分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备Ce/SBA-15、Ce/MCM-41、Ce Co/SBA-15和Ce Co/MCM-41催化剂。用N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、H2程序升温还原、X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱等对载体和催化剂进行表征,并考察催化剂催化氧化甲苯的活性。结果表明,与载体相比,随着Ce和Co的浸渍,催化剂的比表面积和孔容下降,但仍然保持了载体的有序介孔结构。引入的Ce和Co没有进入分子筛骨架,而是以立方相固溶体形式存在于分子筛表面和孔道中。催化剂催化氧化甲苯活性顺序依次为:Ce Co/SBA-15>Ce Co/MCM-41>Ce/MCM-41>Ce/SBA-15。共浸渍Ce和Co的催化剂活性明显优于只浸渍Ce的催化剂,活性与其还原性能直接相关,Ce Co/SBA-15催化剂具有最低的还原温度和最好的供氧能力,从而表现出最优的催化性能。     

W、Mn和Ce改性V-MCM-41/堇青石催化剂的制备及其脱硝性能

以采用水热法合成的介孔分子筛MCM-41为栽体,V为主催化剂,添加W、Mn和Ce等助剂,通过涂覆法在蜂窝堇青石(CC)上涂覆制备催化剂,考察助剂对V-MCM-41催化剂采用尿素选择性催化还原NO性能的影响.结果表明,W和Mn能提高催化剂的低温活性,Ce能促进催化剂的高温活性.制备的催化剂V-W-Mn-Ce-MCM-41...     

Ru-CeOx/TiO2复合氧化物催化HCl氧化反应制Cl2

为提高钌基催化剂的高温稳定性,本文采用液相共浸法制备了一系列Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂,探究了CeO₂对钌基催化剂在HCl氧化过程中催化性能的影响。通过TEM、XRD、N₂吸附-脱附、Raman、XPS等表征手段分析催化剂结构及组成,结合催化剂在HCl催化氧化反应中的催化性能,研究了不同Ce负载量对RuO₂/TiO₂体系的作用规律。结果表明,引入Ce之后改变了活性相RuO₂与载体TiO₂的相互作用,形成了Ce-O-Ru结构,对钌基催化剂的活性产生一定的负面作用;但是由于抑制了Ru活性位点的烧结失活,同时高浓度的Ce³⁺物种有利于氧物种的吸附与活化,使含适量Ce的Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂能够在较高温度（370℃、400℃）下保持良好的高温稳定性与催化活性,最终确定摩尔比以Ru∶Ce=1∶1较为适宜。     

Au/LaCo_(1-x)Ce_xO_3催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

为进一步提高催化剂活性,用Ce对LaCoO3载体进行改性,并采用溶胶-凝胶法制备系列LaCo1-xCexO3(x=0~0.5)载体。其中,x=0.1和0.2时,载体为钙钛矿结构。采用沉积-沉淀法制备Au/LaCo1-xCexO3(x=0.1、0.2)催化剂,通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行催化活性评价及稳定性表征测试。结果表明,Au/LaCo0.9Ce0.1O3和Au/LaCo0.8Ce0.2O3催化剂能够在90℃将CO完全转化,在此温度进行的连续20h和30h的寿命实验中,CO转化率保持100%,催化活性和稳定性均优于Au/LaCoO3催化剂。表明掺杂Ce改性载体,能够提高催化剂活性和稳定性。     

Mn／Ce／La复合催化剂湿式氧化处理苯酚废水的研究

为了研制高效稳定的新型催化剂,采用共沉淀方法制备了Mn／Ce/La复合催化剂,用于催化湿式氧化处理苯酚模拟废水,考察了催化剂制备条件和催化反应条件对催化剂性能的影响。以NaOH为沉淀剂,将混合盐沉淀物常温下老化0．5h,378K干燥12h,873K焙烧1h,研磨至粒径为75μm．制得Mn／Ce,／La复合催化剂。催化剂最佳配比为n（Mn）：n（Ce／La）：5：5（n（Ce）：n（La）=（2：1）。     

磷酸氧钒催化剂制备及其催化氧化性能研究进展

综述磷酸氧钒(VPO)催化剂制备方法及其对烷烃类物质催化氧化反应的研究进展,分析催化剂制备过程中载体、助剂、还原剂、分散剂、磷钒原子比以及在醇类溶液中回流时间等对VPO催化剂性能的影响。介绍VPO催化剂对烷烃类物质选择性氧化反应的反应机理,并展望VPO催化剂未来发展方向。     

Pd/AC催化剂制备及其催化完全氧化邻-二甲苯性能

制备了一系列活性炭(AC)负载的贵金属催化剂,并考察了其对邻-二甲苯的完全催化氧化性能,发现Pd/AC是其中活性最高的催化剂。重点研究了制备溶剂、预处理、负载量以及反应空速对Pd/AC催化剂催化氧化邻-二甲苯性能的影响。利用比表面积(BET)、热重差热(TG-DTA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等表征手段,研究了Pd/AC催化剂的物性结构与催化氧化邻-二甲苯性能之间的关系。结果表明,还原态的Pd既是Pd/AC上主要的存在状态,又是催化氧化邻-二甲苯的活性物种。同时,结合气相色谱-质谱仪(GC/MS)对反应产物的检测结果,讨论了邻-二甲苯在Pd/AC催化剂上可能的催化氧化反应机理。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

Fe-Mo对二甲苯选择氧化催化剂的制备及其性能

以Fe(NO₃)₃和(NH₄)₆MoO₂₄为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n(Fe)∶n(Mo)的催化剂,考察了该催化剂对对二甲苯催化氧化合成对苯二甲醛的催化性能。并应用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、紫外漫反射和热分析对催化剂进行了表征。结果表明,Fe对MoO₃改性能明显改善催化剂的活性,提高对苯二甲醛收率,原因是由于Fe₂(MoO₄)₃的生成。当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂活性最佳,此时对二甲苯转化率为66.8%,对苯二甲醛选择性和收率分别为37.2%和24.8%。XRD、FT-IR和DRS结果表明,当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂中有适量MoO₃存在,其催化活性最好,该催化剂能在高温维持较好的活性稳定性。