氧化铈形貌对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂性能的影响

采用简单的改变焙烧气氛的方法改变水热法合成的CeO2纳米材料的形貌,得到的CeO2纳米材料再通过浸渍法制备CuO/CeO2催化剂,并将其应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS等对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,纳米棒状结构的CeO2负载CuO后得到的CuO/CeO2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260 °C、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h-1时,甲醇转化率可达100%,重整气中CO摩尔含量为0.16%。     

甲醇合成催化剂Cu/CeO_2活性位的形成机制与初始催化机理探索

结合甲醇合成催化剂在制备过程中和反应初期得到的表征信息(XRF、XRD、HRTEM、H_2-TPR等),对催化剂Cu/CeO_2活性位的形成机制与初始催化机理进行了探索。结果表明,催化剂Cu/CeO_2制备过程中,除了CuO被完全还原外,载体CeO_2的表面也有部分被还原;CO/H_2在Cu/CeO_2上合成甲醇之前,会有短暂的CO_2生成,当CO_2生成达到峰值时,甲醇合成活性开始出现。     

多孔碳负载Cu2O/Cu双相催化剂的制备及其在对硝基苯酚还原中的应用

采用溶剂热合成和气氛焙烧后处理方法制备了多孔碳负载的Cu2O/Cu双相纳米晶,并系统探究了该催化剂在对硝基苯酚催化还原中的催化活性。XRD表征表明在空气中焙烧金属有机框架材料Cu-BTC可以得到CuO纳米材料,而在氮气气氛中焙烧Cu-BTC则可以得到多孔碳负载的Cu2O/Cu双相纳米晶材料。论文通过扫描电镜和透射电镜对比了不同条件下制备的铜基催化剂的微观形貌,相对于空气气氛中制备的CuO催化剂,氮气气氛中制备的Cu2O/Cu双相催化剂具有更小的粒径、分散度和高比表面积。对硝基苯酚催化还原实验结果表明, 相对于空气气氛中制备的CuO催化剂,氮气气氛中制备的Cu2O/Cu双相催化剂在对硝基苯酚的还原中具有更高的催化活性。     

CeO_2修饰的Cu/AC催化丙三醇转化制乳酸的研究

采用等体积浸渍法制备CeO_2修饰的Cu/AC催化剂,利用N_2物理吸附、X射线粉末衍射和H_2程序升温还原等表征手段对Cu基催化剂进行表征。结果表明,Cu基催化剂的主要活性组分为Cu纳米粒子;此外,CeO_2和Cu之间有着较强的相互作用。在N_2气氛下,以KOH为碱性添加剂,考察了Cu基催化剂在丙三醇水相催化转化制乳酸反应中的催化性能。结果表明,以CeO_2修饰Cu/AC可显著提高催化剂的催化性能。同时考察了反应温度和反应时间对Cu-CeO_2/AC催化剂催化性能的影响。以Cu-CeO_2/AC-0.3为催化剂,在220℃下反应4 h,丙三醇转化率为100%,乳酸选择性达85.7%。     

CeO_2形貌对Pt基阳极催化剂性能的影响

采用水热合成法在不同温度(300、400和500℃)下制备了比表面积分别为174.72、120.15和101.13 m~2/g,孔径均在2~4 nm范围的帚状CeO_2。通过微波辅助乙二醇还原氯铂酸法制备了CeO_2修饰的石墨烯负载Pt(Pt-CeO_2/C)催化剂。探究不同焙烧温度制备的CeO_2对Pt-CeO_2/C催化剂微观结构及电催化性能的影响。结果表明:随帚状CeO_2焙烧温度的降低,催化剂的催化性能、稳定性及抗中毒能力随之增强。添加了帚状CeO_2的Pt-CeO_2/C催化剂的催化性能、稳定性和抗中毒能力优于传统的Pt/C。帚状CeO_2焙烧温度为300℃时,Pt-CeO_2/C催化剂的电催化性能最好,其电化学活性表面积为102.83 m~2/g,峰电流密度为757.17 A/g,1 100 s的稳态电流密度为108.17 A/g。     

以碱土金属为助剂的CuO/CeO_2水煤气变换催化剂的催化性能

采用共沉淀法制备了系列CuO/CeO_2-MO(M=Mg、Ca、Sr和Ba)催化剂,通过X射线粉末衍射、M_2物理吸附、N_2O选择性化学吸附、H_2程序升温还原和循环伏安法等手段对催化剂的物化性能进行表征,考察了富氢条件下水煤气变换反应中碱土金属氧化物作为助剂对CuO/CeO_2催化剂性能的影响。结果表明,BaO作为助剂可降低载体CeO_2和CuO的晶粒度,有效增大催化剂的比表面积,提高铜组分的表面分散度,并有利于更多与载体表面氧空位有强相互作用的CuO物种的形成,从而获得较高的催化活性。MgO、CaO和SrO的添加对催化剂活性影响较小。关联活性数据和结构表征结果,推断CuO/CeO_2催化剂在水煤气变换反应中的有效活性位是与载体CeO_2表面氧空位强相互作用的单质Cu。     

纳米CeO_2不同的制备方法对催化性能的影响

采用快速氧化法、直接焙烧法、水热滴加法和水热倾倒法制备了纳米CeO_2催化剂,并用于催化甲醇与CO2合成碳酸二甲酯(DMC)。结果表明,水热滴加法制备的纳米CeO_2催化性能优于其他方法制备的催化剂。水热滴加法的最优条件为3 m L氨水和1.0 g CTAB,DMC产率最高可达0.772 0 mmol/mmolcat。此外,通过透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、N2吸脱附、X-射线光电子能谱仪(XPS)和程序升温吸附(TPD)对所制备的催化剂进行表征。研究结果表明,纳米CeO_2上较高的Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)比值和适当的酸碱性位数量和强度对其催化性能有显著影响。     

制备方法对高CuO含量的Cuo/CeO_2催化剂水煤气变换性能的影响

采用机械混合法、固相合成法、水热法、沉积-沉淀法和共沉淀法制备系列CuO/CeO_2水煤气变换催化剂,采用XRD、N_2物理吸附和H_2-TPR等方法对样品进行表征,研究制备方法对CuO/CeO_2催化剂结构的影响以及催化剂结构与其催化性能的关系。结果表明,共沉淀法有利于获得较小的CuO和CeO_2晶粒、较大的比表面积、孔容和孔径以及较好的还原性能,制得的催化剂活性和稳定性较好。     

焙烧温度对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2-ZrO2/SiC整体催化剂的影响

采用溶胶凝胶法制备了CuO/CeO₂-ZrO₂/SiC整体催化剂，并将其应用到甲醇水蒸气重整制氢反应中。通过XRD、BET、H₂-TPR、N₂O滴定等表征手段，探究焙烧温度对CuO/CeO₂-ZrO₂/SiC整体催化剂的影响。结果表明，焙烧温度对CuO/CeO₂-ZrO₂/SiC整体催化剂催化活性影响较大。结合表征分析，其中500℃焙烧的整体催化剂具有较好的Cu分散度，较大的Cu比表面积。在反应温度为360℃,水醇物质的量之比为1.2,甲醇水蒸气气体空速为4 840 h^-1的条件下甲醇的转化率为77.3%。为整体催化剂的开发提供基础数据。     

CeO_2催化剂的制备条件对甲醇和二氧化碳合成碳酸二甲酯的影响

采用沉淀法制备CeO_2催化剂,考察了KOH溶液浓度、硝酸铈溶液浓度、焙烧温度等制备条件对催化甲醇与CO_2直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应性能的影响,并利用XRD和SEM表征分析了催化剂的晶核和粒径。实验结果表明,在KOH溶液浓度为6 mol/L、硝酸铈溶液浓度为0.360 mol/L、焙烧温度为700℃时,CeO_2催化活性最高;通过正交试验得出,3种因素的影响顺序为:硝酸铈溶液浓度焙烧温度KOH溶液浓度。     

Ru和CeO_2之间界面调控对催化湿式氧化DMF活性的影响

利用水热法制备了不同形貌(棒状、八面体)的CeO_2,研究了CeO_2的不同晶面对催化湿式氧化DMF活性的影响。结果表明,在180℃、2. 5 MPaO_2条件下反应5 h,CeO_2-R(纳米棒)的DMF转化率和COD去除率分别达到96. 79%和70. 24%,远高于CeO_2-O(纳米八面体)的48. 97%和39. 27%。相同反应条件下,Ru/CeO_2-R的DMF转化率和COD去除率均可达到100%,远高于Ru/CeO_2-O的74. 51%和66. 62%。对催化剂进行XRD、TEM、H_2-TPR和XPS等表征,结果表明,不同形貌的CeO_2载体所暴露的晶面不同,催化剂的催化活性与载体所暴露的不同晶面有关。     

甲醇水蒸汽转化制氢Cu1Zn1Al3.2催化剂研究

采用浸渍法制备了一系列CuxZnyAlz催化剂,考察了催化剂焙烧温度和组成对甲醇水蒸汽转化制氢反应性能的影响, 用TG-DTA、XRD和SEM等方法对催化剂性能进行了表征.结果表明:400℃焙烧、Cu/Zn/Al配比(摩尔)为1:1:3.2时,制备的Cu1Zn1Al3.2催化剂具有良好催化性能;Cu1Zn1Al3.2催化剂较为适宜的反应工艺条件为:反应温度240～250℃,水/醇比1.1～1.3,液体质量空速1～2 h-1;甲醇转化率达到100%,二氧化碳选择性大于97%.本研究制备的Cu1Zn1Al3.2催化剂中CuO 含量仅为24.53%(质量),约为通常共沉淀法制备的Cu/Zn/Al催化剂的CuO 含量的50%,但Cu1Zn1Al3.2催化剂对甲醇水蒸汽转化制氢反应性能与共沉淀法相当.为甲醇水蒸汽转化制氢技术用于燃料电池用氢和中小规模制氢过程提供依据.     

用于CO还原NO的CuO/Al_2O_3催化剂的制备及性能评价

采用溶胶-凝胶法制备了CuO/Al_2O_3催化剂,并用CeO_2、Co_2O_3及Cr_2O_3分别对其进行了改性。利用BET及XRD对制备的催化剂进行了表征,考察了Cu O负载量、焙烧温度、CO/NO摩尔比及反应温度对Cu O/Al_2O_3催化剂催化CO还原NO反应的影响。研究结果表明,Cu O的适宜负载量为8%,焙烧温度为750℃时,催化剂的活性最高;CO与NO摩尔比为1.2时,在相同反应温度条件下,NO的脱除率较高;当其他反应条件保持不变时,反应温度越高越有利于NO的还原脱除。     

活性形貌对CuO/ZnO/Al2O3催化加氢反应的影响

以硝酸铜、硝酸锌等为原料,采用沉淀-沉积法制备了载体是介孔Al_2O_3的CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂,通过改变焙烧时间可得到不同活性组分形貌(团簇球状和棒状)的催化剂,并用于CO/CO_2加氢反应。通过XRD、BET、N_2吸附-脱附、TEM、H_2-TPR、CO_2-TPD、NH_3-TPD和FTIR对催化剂进行了表征与测试。结果表明,活性组分(CuO/ZnO)形貌的改变影响了催化剂的Cu O晶粒尺寸、比表面积、孔径及其还原性能,且对催化剂的酸性位点和碱性位点的相对数量影响较大。团簇球状催化剂中活性组分的分散度高、易还原、碱性位多、酸性位少,有利于甲醇的生成;而棒状催化剂中孔道不均匀、碱性位少、酸性位多,更有利于二甲醚(DME)的生成。活性测试结果表明,团簇球状催化剂表现出高甲醇选择性(95.05%)和低DME选择性(4.18%);棒状催化剂的产物选择性与团簇球状相反,表现出高DME选择性(75.41%)和低甲醇选择性(12.81%)。     

不同粒径纳米CeO_2的制备及其影响因素的探究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和氨水为原料,采用水热法制备纳米CeO_2,考察分散剂用量、沉淀剂用量、焙烧温度等对粒径的影响。结果表明,通过改变工艺条件,采用水热法可制备出平均粒径范围为13.6⁶5.6 nm的纳米CeO_2,且分散度好,结晶性高,焙烧温度是影响其粒径的主要因素,随焙烧温度升高纳米CeO_2的粒径迅速增大。     

焙烧温度对Cu/Zn/Al催化剂超临界甲醇中木质素液化的影响

采用共沉淀法制备类层柱Cu/Zn/Al水滑石,经焙烧制备Cu/Zn/Al催化剂。考察了焙烧温度对催化剂在超临界甲醇中木质素催化液化活性及稳定性的影响。结果表明,500℃焙烧时水滑石分解较为完全,析出的ZnO和ZnAl2O4尖晶石相对析出的CuO纳米粒子起到良好的隔离和稳定作用;在340℃、80 mg木质素、30 mg催化剂、4 mL甲醇反应3 h条件下进行重复性实验,500℃焙烧催化剂表现出良好的活性和稳定性。     

甲醇合成催化剂Cu/CeO_2的初活性研究

探索铜基甲醇合成催化剂作为催化剂类型和应用反应条件的根据是一个活跃的工业和学术研究领域。采用实验空间离散化方法,利用固定床微反应器获取离散床层区域催化剂性能数据,以CO/H_2为原料,结合Cu/CeO_2催化剂在反应初期甲醇合成条件下得到的表征信息,对催化剂Cu/CeO_2的初活性进行了研究。结果表明,CO/H_2进入系统的前几个小时:催化剂床层从上到下,不同区域对于甲醇产量贡献不同;在更低的床层区域发生了暂时的甲醇分解,1h后,甲醇分解不再被观察到。     

不同粒径纳米CeO_2的制备及其影响因素的探究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和氨水为原料,采用水热法制备纳米CeO_2,考察分散剂用量、沉淀剂用量、焙烧温度等对粒径的影响。结果表明,通过改变工艺条件,采用水热法可制备出平均粒径范围为13.6~65.6 nm的纳米CeO_2,且分散度好,结晶性高,焙烧温度是影响其粒径的主要因素,随焙烧温度升高纳米CeO_2的粒径迅速增大。     

负载型金属催化剂上合成气制甲醇反应体系的耐硫性

<正> 研究了共沉淀法制备的系列金属负载型催化剂合成气制甲醇反应性能,考察了催化剂上合成甲醇反应体系的耐硫性能。结果表明,Cu/ZnO催化剂显示出较好的甲醇合成反应性能,但该反应在含硫气氛下迅速失活;Pd/CeO_2催化剂体现出良好的甲     

CuO-ZnO/Al_2O_3双功能催化剂上纤维素催化液化:焙烧温度的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同焙烧温度用于超临界甲醇中催化液化纤维素的CuO-ZnO/Al2O3催化剂。运用XRD、TG/DTG、BET和H2-TPR等手段对催化剂进行表征与分析,考察了焙烧温度对CuO-ZnO/Al2O3催化剂结构及催化性能的影响。结果表明,500℃焙烧下的催化剂,热分解较为完全,CuO、ZnO和Zn Al2O4之间相互作用良好且结构稳定,反应活性较高。当焙烧温度<500℃,催化剂结晶效果差,稳定性差,导致催化剂活性低;当焙烧温度>500℃时,CuO因为高温发生团聚,生成的大量尖晶石Zn Al2O4使催化剂组分相互作用削弱。在300℃、60 mg微晶纤维素,60 mg催化剂,3 m L甲醇反应60 min条件下进行液化试验及重复性研究,500℃焙烧催化剂表现出良好的活性和稳定性。