CuO/Al_2O_3催化剂高温固相反应的原位XRD和Raman研究

采用原位 XRD 和激光 Raman 光谱等技术对 CuO/Al_2O_3系列催化剂高温下的表面组成和体相结构的变化进行研究，结果表明，随着焙烧温度升高，CuO 首先与载体 Al_2O_3发生固相反应生成 CuAl_2O_4．CuAl_2O_4层能阻止外层 CuO 进一步向载体 Al_2O_3扩散，从而使部分 CuO 稳定在 CuO/Al_2O_3催化剂的表层。

超声改性的CuO/Al_2O_3-MgO催化剂结构及其超低浓度甲烷催化燃烧性能

采用普通浸渍和超声改性的方法分别制备了CuO/Al2O3-MgO催化剂,用于超低浓度甲烷的催化燃烧,并利用SEM、XRD、XPS、H2-TPR等技术对催化剂进行表征,研究了超声改性作用对催化剂的结构和性能的影响。结果表明,与普通浸渍法制备的催化剂相比,在超声改性的CuO/Al2O3-MgO催化剂上,甲烷的转化率得到提高,燃烧特征温度降低。随着超声时间的延长和超声功率的增加,催化剂的催化活性均呈现先增大后减小的趋势;催化剂制备的最佳超声工况为功率150 W、时间20 min。超声改性可使催化剂的比表面积和孔容积增大,表面催化活性较高的Cu+浓度增加,活性组分CuO由晶相向非晶相转变、分散度增大,晶粒粒径变小、分布更均匀;这使得甲烷催化燃烧的表观活化能下降、催化剂活性得到增强。

蜂窝状堇青石基CuO/Al_2O_3催化剂用于烟气同时脱硫脱硝的研究

考察了制备参数及反应条件对蜂窝状堇青石基CuO Al2O3催化剂同时脱硫脱硝活性的影响。结果表明,添加碱金属可以提高脱硫活性,但由于促进NH3氧化而降低了脱硝活性。为了获得理想的同时脱硫脱硝活性,催化剂的适宜载铜量为6.0%,载钠量为2.0%。随着反应温度从350℃升高到450℃,该催化剂的脱硫活性逐渐升高,再生后脱硫活性都有所下降,但仍具有活性随温度升高而升高的趋势,说明脱硫过程为反应控制型;但由于温度升高,NH3氧化加剧,脱硝活性逐渐降低,所以适宜操作温度为400℃。在1450h-1～3600h-1范围内,空速对脱硝活性影响不大,对脱硫活性影响较大。对于再生催化剂,当空速由3600h-1降低到2300h-1时,硫容(SO2转化率达80%时单位质量催化剂所吸附的SO2量)不断增加,继续降低空速时硫容基本保持不变,所以适宜操作空速为2300h-1以下。

共沉淀法制备纳米CuO/Al_2O_3复合粉体

以NH_4HCO_3为沉淀剂、CuSO_4和NH_4Al(SO_4)_2为母液,采用共沉淀法制备CuO/ Al_2O_3复合粉体,用激光粒度分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了母液浓度、沉淀剂浓度、反应温度、pH值等工艺条件对粒径和粒度分布的影响。结果表明:通过控制反应条件,可获得粉体粒径较小、分布较窄的纳米CuO/Al_2O_3复合粉体;最佳工艺参数为反应温度55℃,pH值为7,CuSO_4浓度为0.095 mol/L,NH_4Al(SO_4)2质量浓度为1.67 g/L,NH_4HCO_3浓度为1.52 mol/L,得到的纳米复合粉体的粒径在60 nm左右。

Fe助剂对CuO/Al_2O_3催化剂上CO_2+H_2合成甲醇影响的研究

在363～873K的温度范围内,0.1MPa的压力下,研究了不同前驱态的铁助剂对CuO/Al2O3催化剂上CO2+H2合成甲醇的影响,对这些催化剂用XRD和TPR方法进行了表征,研究结果表明,在本实验条件下,CuO/Al2O3催化剂上生成甲醇的活性与其上的晶相铜无直接的联系,与催化剂低温活性直接相关的是在室温下能被空气氧化、也可在室温下被还原的高度分散的铜物种;Fe助剂能明显地改变CuO/Al2O3催化剂中Cu的分布、分散度和价态,能增加这些铜物种的含量,从而提高催化剂在CO2+H2合成甲醇反应的低温活性。

CuO/Al反应自生复合材料的热力学研究

在CuO Al体系的热力学试验和理论分析的基础上 ,对体系反应的热力学进行探讨 ,论证了CuO Al低温合成反应在热力学上是可行的。建立了体系的绝热温度的一般表达式 ,并且从理论上探讨了Al粉含量和反应温度对反应绝热温度的影响。计算了CuO Al体系在不同温度下的热效应值。

以H_2再生SO_2吸附剂CuO/Al_2O_3及硫的回收

吸附SO2饱和的CuO/Al2O3可在400℃下的尾气循环过程中用还原剂H2对其再生.在热重仪上进行程序升温还原再生实验,以考察尾气循环过程中吸附剂上Cu和S的相态变化.DTG曲线上分别于280和330℃处出现失重峰,表明吸附剂上的CuSO4在H2气氛中依次被还原为CuO和Cu.XPS表征结果则显示吸附剂上CuS由SO2和Cu反应生成.在400℃、进口气H2/SO2摩尔比为1.5时的硫磺制备过程中,以H2再生后的CuO/Al2O3作催化剂,可获得50%以上的硫磺产率,表明在吸附剂的H2再生过程中生成的CuS是硫磺制备过程的催化剂.

CuO/Al2O3脱硫反应单颗粒模型化研究

针对氨再生CuO/Al2O3脱硫反应只发生在固体内外表面的CuO上这一特性,在粒子模型基础上,建立了描述氨再生CuO/Al2O3脱硫的单颗粒数学模型,并在热重分析仪上进行了CuO/Al2O3颗粒脱硫反应动力学的研究,将反应过程中CuO逐步变为CuSO4、孔隙率逐渐减小及气相SO2的有效扩散系数逐渐降低的现象用经验式De=α(1-x)b表达,从而使结构变化对反应的影响在颗粒模型中体现出来。模型预测与实验结果吻合良好。数值分析表明,孔扩散对CuO/Al2O3颗粒脱硫反应进程起重要作用,扩散活化能随反应的进行而增大。

CuO/Al_2O_3催化剂上CO还原NO反应条件的研究

为减小工业废气中氮氧化物对环境的污染,以多价态金属助剂修饰的Cu/Al2O3为催化剂,采用以CO为还原剂的催化还原法进行消除氮氧化物的研究,考察工艺条件对催化剂反应性能的影响。结果表明,反应温度240℃即可实现NO的完全转化,较低空速有利于催化剂长周期稳定运行,助剂最佳质量分数为6%,降低或提高助剂含量均不利于NO的完全转化,体系中CO含量影响催化剂性能,CO含量过高会打破催化剂活性中间体的动态平衡,导致催化剂快速失活,应严格控制CO含量。

CuO/Al铝热剂体系绝热温度的计算机数值计算与分析研究

根据绝热温度的热力学计算原理,采用TurboC2程序编制出CuO/Al体系绝热温度的数值计算程序。对体系绝热温度进行了数值计算并进行了验证,同时也对添加不同稀释剂Cu粉对绝热温度的影响进行了研究。结果表明,体系预热温度较低时,绝热温度为产物Cu的沸点温度(2843K),标况下约有52.9%的产物Cu为气相,预热温度仅仅提高了产物Cu的蒸发量。

CuO/Al_2O_3催化剂对苯催化燃烧性能的研究

以大孔拟薄水铝石为原料,添加有机溶剂,经挤条成型、干煅、焙烧制备了比表面积高、孔分布宽的柱状氧化铝载体。用等体积浸渍法制备了系列Cu O/Al2O3催化剂,进行催化燃烧苯实验,并利用低温氮吸附(BET)和程序升温还原(TPR)对所制备催化剂进行表征。结果表明:Cu O负载量为14%的Cu O/Al2O3催化剂性能高,在反应温度为300℃、空速为1800 h-1、常压条件下,苯完全催化燃烧。

Plasma协同CuO/Al_2O_3催化剂脱硝实验研究

利用设计搭建的活性测试试验台,对CuO/Al_2O_3催化剂以及Plasma(等离子体)协同CuO/Al_2O_3催化剂脱硝进行实验研究,研究测试CuO质量分数、反应温度、催化剂与等离子体协同作用以及布置方式对NO脱除效率的影响,实验结果表明,随着CuO质量分数的增加,催化剂的脱硝效率呈现出先升高后降低的趋势,当质量分数为8%时催化剂拥有最高的反应效率;NO脱除率随着反应温度的升高先增大后减小,在350℃时催化剂的脱硝效率达到最大值;催化剂与等离子体之间存在协同反应;布置方式的不同对反应器脱硝效率有明显影响。

CuO/Al_2O_3催化剂的合成方法及催化性能综述

对Al2O3负载Cu O催化剂的合成方法及催化性能进行了详细介绍,其中关于浸渍法研究较多,而溶剂挥发自组装法和微弧氧化法方法先进,能够提高催化剂的催化活性及使用性能。

DNA自组装制备CuO/Al纳米复合含能材料

为了制备结构均匀且热性能优异的纳米复合含能材料,采用脱氧核糖核酸(DNA)自组装法在室温和水相中制备了CuO/Al纳米复合含能材料。采用红外光谱(FT?IR)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及差示扫描量热仪(DSC)表征了纳米复合含能材料的结构及热反应性能。结果表明,通过DNA自组装法成功制备了一种微观结构更均匀的CuO/Al纳米复合含能材料;DNA自组装样品与同配比物理共混样品相比具有更高的反应热,且当φ=1.6时,自组装样品反应热达到1520 J?g^(-1),比同配比物理共混样品(999 J?g^(-1))提高52.15%。

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。

CuO/CeO_2和CuO/Al_2O_3催化剂的催化性能

本文以ＣＯ氧化为模式反应考察了ＣｅＯ２和Ａｌ２Ｏ３负载氧化铜催化剂的氧化活性，运用ＸＲＤ和ＴＰＲ技术研究了催化剂的还原性能和物相结构，结果表明：载体性质对负载ＣｕＯ催化剂的ＣＯ氧化活性有很大影响，ＣｕＯ／ＣｅＯ２催化剂活性明显高于ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂．催化剂的还原特性随载体不同而不同．同时发现，热处理对催化剂铜物种的存在形式，晶粒大小、还原特性及其催化活性有明显影响，ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂活性下降的主要因素是生成了活性较低的ＣｕＡｌ２Ｏ４相，而ＣｕＯ／ＣｅＯ２催化剂活性下降是由于ＣｕＯ和ＣｅＯ２发生烧结。

V助剂对CuO/Al_2O_3上CO_2加H_2合成甲醇的影响

研究了不同Ｖ 含量助剂对ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂上ＣＯ２ 加Ｈ２ 合成甲醇的影响，发现Ｖ 助剂在低于５１０Ｋ 时能明显提高催化剂的活性和选择性。Ｘ 射线衍射结果表明，Ｖ 助剂加入后，ＣｕＯ 的分散度明显提高。程序升温还原（ＴＰＲ） 的“ＲＯＲ”法揭示，在ＣｕＯ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂中存在能在室温下被氧化的铜物种，而这种铜物种的含量随Ｖ 负载量的增加而增多。

Fe、V助剂对CuO/Al_2O_3催化剂上CO_2加氢合成甲醇的影响

在 3 63～ 473 K,0 .1 MPa压力下 ,研究了 Cu-Fe-V2 O5/ Al2 O3催化剂上 CO2 催化加氢反应 ,对这些催化剂进行了 XRD及 TPR表征 ,并对 XRD结果和 TPR的“ROR”(还原 -氧化 -还原 )过程进行分析。结果显示 :在铜基催化剂中加入 Fe、V使其在 5 0 0 K以下的活性和选择性大为提高 ,且明显改善铜物种的分散度 ,影响催化剂表面的酸度。Fe、V浸渍的先后顺序对催化剂的性能亦有影响。Fe、V的加入及不同的浸渍顺序可能对催化剂上 Cu、Fe、V的分布状态及其相互作用有影响。室温下 ,催化剂上活性铜物种含量增加 ,有利于 H2的解离吸附及 CO2 的配位活化。

铁、钒助剂对催化剂CuO/Al_2O_3上CO_2+H_2合成甲醇影响的XPS研究

采用XPS方法研究了Fe,V助剂的加入对CuO/Al2 O3 催化剂的表面结构及其对合成甲醇活性的影响 .结果表明 ,Fe ,V助剂的加入能增大室温下被氧化的铜物种的表面浓度 ,从而提高催化剂的低温活性 .Cu ,Fe ,V原子的表面浓度都低于体相浓度 ,存在向体相扩散的趋势 .Fe ,V在载体上浸渍的先后顺序不能确定其表面原子浓度的大小 .与Cu相比 ,Fe和V在表面有一定程度的富集 ,它们还导致表面铝酸盐物种的生成 .

CuO/Al_2O_3催化剂中毒与氧吸附

The effect of CuSO 4 on the property of catalyst CuO/Al 2O 3 has been investigated. The TPD MS results showed that the amount of oxygen adsorbed on the surface of CuSO 4 CuO/Al 2O 3 increased with CuSO 4 content in the catalyst and the oxygen desorbed only at temperature above 900 K . TPSR results showed three adsorption sites of NO on the surface of CuO/Al 2O 3, respectively at 398, 643 and 683 K. The active site at 683 K was for NO decomposition and it was poisoned seriously when there was CuSO 4 in the CuO/Al 2O 3. For CuSO 4 CuO/Al 2O 3 the amount of N 2O formed from NO decomposition reduced probably due to the increase of oxygen species in the catalyst.