CeO_2-TiO_2催化剂低温协同控制燃煤NO_x与汞

采用溶胶-凝胶法合成了CeO_2-TiO_2(Ce Ti)催化剂,并采用BET,XRD和XPS等分析技术对催化剂进行表征。在固定床实验装置上研究Ce Ti催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝及汞氧化性能。研究结果表明:铈氧化物在催化剂表面高度分散,催化剂比表面积较大,具有丰富的表面活性氧;在250℃下,Ce Ti催化剂的汞氧化效率可达80%以上,NO还原效率可达99%;在无O2条件下,NH3显著降低催化剂的汞氧化性能,在有O2条件下,NH3微弱抑制催化剂的汞氧化活性;NO在无O2条件下会抑制汞的氧化,在有O2条件下,NO对汞的氧化起促进作用;SCR脱硝及汞氧化过程的相互影响不明显;采用Ce Ti催化剂可以在低温条件下实现NO与汞的协同控制。

添加剂对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构及性能的影响

分别以柠檬酸(CA)、聚乙二醇(PEG)和淀粉(ST)为添加剂,采用共沉淀法制备CeO_2-ZrO_2-Al2O3(CZA)复合氧化物储氧材料,利用XRD、TG/DSC、SEM、N_2吸附-脱附、氧脉冲吸附和程序升温还原等检测方法对材料性能进行表征。XRD结果表明:ST添加剂的样品经1000℃煅烧后产物主要为CeO_2和γ-Al_2O_3,添加CA与PEG的样品为CeO_2-ZrO_2相,并夹带少量γ-Al_2_O3相;经1100℃煅烧后,3种添加剂样品都主要为CeO2-ZrO2晶相。SEM结果表明:CA、ST和PEG添加剂样品经1000℃高温处理后,分别为颗粒状、蜂窝状和多孔网状结构。N_2吸附-脱附结果表明:经600℃热处理后,ST添加剂样品具有最大的比表面积234.95 m~ 2/g和孔容1.589 cm^3/g;经1000℃热处理后,添加PEG样品获得最大的比表面积、孔容和孔径,其值分别为92.50 m^2/g、0.702 cm3/g和29.84 nm,且有最佳的孔分布和吸附-脱附能力。储氧性能OSC和H2-TPR结果表明:PEG添加剂制备的材料具有最好的储氧能力(OSC)和还原性能;1100℃高温下,ST添加剂样品的结构特性与PEG的接近;而CA添加剂样品的吸附能力、储氧性能都相对较低。

改进溶胶-凝胶法合成CeO_2-ZrO_2固溶体及催化性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和ZrO(NO_3)_2·2H_2O为原料采用改进溶胶-凝胶法合成了纳米级铈锆固溶体,考察了不同铈锆摩尔比和温度条件对制备固溶体的粒度、晶型和还原性能的影响,获得了优化工艺条件.采用XRD、比表面积测定(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温还原(TPR)进行表征.结果表明:此方法制备的固溶体均为立方萤石结构的铈锆固溶体复合氧化物,其比表面积可达92m^2/g;450℃焙烧制备的样品具有良好的还原活性.在常压固定床流动体系中进行乙醇水蒸气重整反应结果表明:当n(Ce):n(Zr)=3:1时,CeO_2-ZrO_2固溶体比CeO_2和其它比例的固溶体具有更高的催化活性和对氢气的选择性.ZrO_2的引入不但改进了CeO_2的热稳定性,而且提高了CeO_2的还原能力.

CeO_2-MgO/AC催化剂开发及臭氧催化氧化深度处理制药废水

采用浸渍法制备CeO_2-Mg O/活性炭催化剂,研究臭氧催化氧化(COP)和尾气利用-臭氧催化氧化(RO-COP)对制药废水中COD和NH_3-N的去除特征。结果表明,当进水COD及NH_3-N的质量浓度平均分别为252.8 mg/L和153.8 mg/L时,在适宜COP工艺条件下(臭氧投加量4.9 g/h、初始p H为11和催化剂投加量1.5 g/L),COD和NH_3-N去除率平均分别为94.31%和99.71%;COD和NH_3-N的反应动力学常数分别为2.11×10-2 min^(-1)和5.01×10^(-2) min^(-1)。在上述工况条件下,经RO-COP处理后,COD及NH_3-N平均去除率分别为96.3%和99.82%,1 m^3尾气中可回收臭氧量为4.21 g,回收率为75.39%。

掺杂CeO_2的CuMnOx复合氧化物催化剂的制备及对甲苯催化燃烧性能研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了掺杂铈的铜锰复合氧化物催化剂,考察了铜锰原子比、铈的掺杂量、浸渍液浓度及催化剂制备焙烧温度对催化剂催化燃烧甲苯性能的影响,同时对该催化剂用于甲苯催化燃烧过程的稳定性进行了研究.实验表明:铜锰原子比1:2,铈掺杂量Cu:Mn:Ce=1:2:0.2,浸渍液质量浓度0.0278g/mL,焙烧温度600℃是催化剂制备的较优条件;经过45小时的连续催化操作,催化剂对甲苯的转化率仍保持在97%以上,表现出良好的稳定性.

CeO_2和ZrO_2添加剂对高能球磨Al_2O_3组织和热稳定性的影响

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3在高能球磨过程中的相结构转变及其耐热性能,研究了CeO2和ZrO2添加剂对Al2O3高能球磨和焙烧过程中的组织和热稳定性的影响。结果表明,随着球磨时间的延长,Al2O3粉末不断被细化,同时也发生了部分γ-Al2O3→α-Al2O3的转变;而且,经30h球磨的Al2O3在850℃下退火处理后就全部转变成α相。然而,当添加一定量的CeO2和ZrO2后,在球磨过程中γ-Al2O3→α-Al2O3的转变得到了有效的抑制,Al2O3在焙烧过程中的相变温度也提高到了1000℃以上,即CeO2和ZrO2的添加提高了γ-Al2O3的热稳定性。

CuO/CeO_2催化剂选择性氧化富氢气体中的CO

引言随着质子交换膜燃料电池技术的发展,甲醇在线重整制氢由于可以有效地解决氢能利用中存在的储存及配给等问题,成为当前研究的热点。然而甲醇重整气中少量的CO极易吸附在燃料电池阳极催化剂表面,使电池性能严重下降,必须对重整气中的CO进行去除,选择性氧化脱除重整气中的CO是成本较低、简单易行的方法,已见报道的用于CO选择性氧化反应的催化剂大多是Al_2O_3负载的Pt、Ru、Rh和Au等贵金属催化剂。

CeO_2/ATP/MoS_2三维复合材料制备及光氧化汽油脱硫性能

采用微波液相法制备了CeO_2/凹凸棒石(ATP)/MoS_2三维复合材料,用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、原位透射电子显微镜等手段对其进行表征,以苯并噻吩为模拟含硫污染物探讨了CeO_2/ATP/MoS_2对模拟FCC汽油的光催化氧化脱硫活性,研究CeO_2和MoS_2质量比对光催化剂活性的影响。结果表明,ATP骨架与CeO_2和MoS_2形成稳定三维网络结构,能有效增加复合光催化剂的表面积,在空间上形成多渠道的电子传递通道,促进光生载流子的分离。模拟太阳光连续照射2h,当CeO_2与MoS_2质量比为4/10时,CeO_2/ATP/MoS_2复合材料对模拟汽油脱硫率高达92%。

脉冲电沉积法制备Al基Pb-WC-CeO_2复合惰性阳极

为了制备性能优良的Al基Pb-WC-CeO_2惰性阳极材料,考察了WC、CeO_2颗粒浓度对阴极极化的影响,正向脉冲参数、温度和搅拌对沉积速率以及复合镀层表面形貌的影响,并研究了其在锌电解液中的耐蚀性能,确定了脉冲电沉积制备Al基Pb-WC-CO_2复合镀层的最佳工艺条件:基础镀铅液中添加40 g/L WC(粒径1μm),30g/L CeO_2(粒径20-30 nm),0.5-1.0 g/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB-CDS),正向占空比30%,正向脉冲工作时间400 ms,正向脉冲平均电流密度0.8 A/dm^2,温度40℃,搅拌速度300 r/min。结果表明:所获镀层在锌电解液中较纯铅和Pb-WC镀层有较好的耐蚀性;脉冲镀层比直流镀层表面颗粒排列更平整、有序、致密,粒度较大,基质金属对颗粒的包覆程度更好,有更好的耐蚀性。

纳米CeO_2与碳基低温固体氧化物燃料电池

强调了发展可再生能源的战略意义;阐明了可直接将化学能转化为电能的固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构、特征、优点、应用及其两大研究趋势;评述了目前碳基低温固体氧化物燃料电池的研究进展;重点介绍了作者所在的实验室最近在研究具有微纳结构的CeO_2对碳基低温SOFC性能的影响,并指出:研究结果是初步的,然而是十分令人鼓舞的。

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。

铈铬比例对CeO_2-CrO_x复合氧化物催化剂上1,2-二氯乙烷催化氧化性能的影响

采用共沉淀法制备了不同铈铬比例的CeO_2-CrO_x复合氧化物(Ce/Cr摩尔比分别为9/1、4/1、2/1、1/1、1/2、1/4、1/8)以及单纯的CeO_2和Cr_2O_2,并研究了各催化剂对1,2-二氯乙烷(DCE)的催化氧化性能.结果表明,相较于单纯的CeO_2,不同铈铬比例的复合氧化物催化剂对DCE的催化氧化活性有明显提高,其中Ce/Cr摩尔比为2/1的CeO_2-CrO_x复合氧化物上DCE的氧化活性最好,且只有极微量的含氯等副产物产生;随着Ce/Cr摩尔比减小,对HCI的选择性有下降的趋势.通过X射线衍射(XRD)、N_2吸附/脱附(BET)、紫外拉曼(UV-Raman)光谱、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等实验技术,研究了铈铬比例对铈铬复合氧化物的物理化学性质的影响.结果表明,适当比例Ce-Cr的复合,形成了结构较稳定的Ce-Cr-O固溶体,提高了催化剂活性氧物种的流动性,催化剂表面酸量及强弱酸比例,从而有利于DCE的吸附活化,进一步脱氯降解以及深度氧化.

纳米CeO_2的制备技术及应用

综述并评价了目前国内外有关纳米CeO2的多种制备方法及其特点。从CeO2的结构特点和功能特性出发着重介绍了纳米CeO2在汽车尾气净化、燃料电池、电化学反应、化学机械抛光及金属表面涂层等若干高科技领域中的应用研究进展,并提出了纳米CeO2研究的发展方向,为进一步深入研究和开发高性能新型CeO2功能纳米材料提供参考和借鉴。

CuO在CeO_2和γ-Al_2O_3上的表面性质及对NO+CO反应性能的研究

在色谱-微反实验装置上考察了CuO/CeO2、CuO/γ-Al2O3及CeO2改性的催化剂对NO+CO的反应性能,并用TPR、XRD、XPS、BET和NO-TPD等技术对上述催化剂进行了表征.结果表明催化剂活性的提高与铜物种在两种载体(CeO2和γ-Al2O3)上的价态(Cu2+和Cu+)、分散状态和吸附特性有关.TPR实验显示CuO在CeO2上存在两种还原物种,而在γ-Al2O3上只有一种还原物种.XPS检测表明CuO/CeO2的Cu2p3/2结合能值与Cu2+和Cu+的标准结合能基本吻合,而CuO/γ-Al2O3的Cu2p3/2结合能值接近或略低于Cu2+的标准结合能.NO-TPD实验表明催化剂表面的NO脱附峰温低于载体表面的NO脱附峰温,而CuO/CeO2表面的NO脱附峰温低于CuO/γ-Al2O3表面的NO脱附峰温,说明NO在CuO/CeO2表面的分解活性大于CuO/γ-Al2O3,而NO在催化剂表面的分解活性大于载体.

CeO_2-TiO_2复合纳米晶多孔膜的光电化学行为

用溶胶凝胶法制备了CeO2－TiO2复合纳米晶多孔膜电极，并用XRD及原子力显微镜（AFM）进行表征．通过光电化学研究，发现了CeO2-TiO2复合纳米晶电极光响应的p型和n型转换现象．结果表明，随着CeO2含量的不同及外电场的变化，CeO2－TiO2复合纳米晶电极可以呈现不同的光响应．

铈锆比对贵金属催化剂Pt/CeO_2-ZrO_2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。

水相介质中纳米CeO_2的分散行为

通过测定悬浮液体系润湿性、表面电性及分散性研究了纳米CeO2 在不同条件下水相介质中的分散行为。结果表明:纳米CeO2 在水相介质中的润湿与分散受体系pH值的影响很大,与Zeta电位有相当好的一致关系,其分散机理主要是双电层静电排斥作用;纳米CeO2 的等电点(pHPZC)为6.8左右;纳米CeO2 颗粒在酸性水介质中表面带正电,在碱性水介质中表面带负电,Zeta电位分别在pH值为4和11左右时较高,相应润湿性和分散性较好;随机械搅拌速率和时间的增加,纳米CeO2 的分散性增强;超声波对纳米CeO2 的分散作用明显优于机械搅拌,2 0kHz频率下超声波分散1min便能显著改善纳米CeO2 的分散状态;加入六偏磷酸钠(SHP)作为分散剂将改变纳米CeO2 颗粒表面电性,使其带负电,Zeta电位随SHP浓度增加而增大,起增强双电层的静电排斥作用;当SHP浓度达2 2 5mg·L- 1 时,Zeta电位趋于稳定,并使纳米CeO2 在广泛的pH值范围内获得较高的Zeta电位和很好的分散效果,从而降低了体系pH值的影响。

超细CeO_2粉体的制备及其紫外线吸收性能

用碳酸氢铵作沉淀剂通过添加NH4NO3和(NH4)2CO4两种不同的试剂制备了超细CeO2粉体.采用X射线衍射、BET和激光散射的方法研究了不同灼烧温度下粉体粒径的变化规律,并研究了粉体粒径对紫外线吸收的影响.结果表明:NH4NO3和(NH4)2CO4作为添加剂可以制得一次粒径在10～100 nm的纳米粉体,团聚粒径在200～300 nm分散性好的超细CeO2粉体.X射线衍射和BET测得的一次粒径随灼烧温度升高呈明显增大的趋势,激光散射测得的团聚粒径随灼烧温度变化不明显.CeO2粉体分散在去离子水中的吸收光谱研究表明,粉体一次粒径大小对光的吸收效果有明显影响,粒径小,紫外线吸收效果好,可见光穿透性强,粒径增大,粉体将失去紫外线吸收效果,紫外吸收受粉体的团聚粒径影响不大.

CeO_2及Pt/CeO_2催化剂上H_2、O_2的作用特性

采用TPD、TPR、FT-IR和TPEC等方法研究了CeO_2及Pt/CeO_2上H_2、O_2作用特性。结果表明,Pt促进CeO_2还原,并形成高活动性氢物种。Pt的存在使吸H_2和放氢温度下阵达300℃。部分还原的CeO_2常温下吸附氧形成分子离子氧物种(O_2^-,O_2^(2-)),Pt的存在改变氧化铈催化剂在常温下氧吸附物种的形态,以解离态存在。氧化铈上吸附的氧物种在升温时可部分脱附,高于170℃时则转化为晶格氧。

焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3和CeO_2-CuO/γ-Al_2O_3催化剂NO还原活性的影响

用浸渍法制备了CuO γ Al2O3催化剂和CeO2改性的CeO2 CuO γ Al2O3催化剂,考察了焙烧温度对CuO γ Al2O3和CeO2 CuO γ Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响,以及CeO2的添加量对CeO2 CuO γ Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响。结果表明,在200℃～500℃的焙烧温度范围内,焙烧温度对CuO γ Al2O3催化剂的活性影响很小;在500℃～800℃的焙烧温度范围内,随着焙烧温度的升高CuO γ Al2O3催化剂的活性急剧下降,由XRD物相测定结果可知,归因于对反应表现惰性的尖晶石CuAl2O4相的生成。当焙烧温度为500℃时,CeO2的添加对CuO γ Al2O3催化剂的活性影响很小;当焙烧温度为800℃时,CeO2的添加对CuO γ Al2O3催化剂有明显的助催化作用,当Ce和Cu的摩尔比为1∶10时,NO转化率较为理想。