陈化体系中醇对Ce_(0.65)Zr_(0.35)O_2及其负载的单Pd催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了Ce0.65Zr0.35O2(CZ)储氧材料,分别以乙醇-水、丙醇-水、乙二醇-水、丙三醇-水体系对沉淀物进行陈化,研究了醇的种类对CZ及其负载的单Pd催化剂性能的影响。对CZ进行了扫描电镜(SEM),N2-吸脱附分析,对Pd/CZ进行了粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、储氧量(OSC)和程序升温还原(H2-TPR)的表征,并考察了三效催化性能。结果表明,醇的种类对CZ及Pd/CZ的性能有显著影响。在乙醇–水和丙醇–水陈化体系中制备的CZ分散性高,颗粒堆积松散,比表面积和孔径大,孔容高,且具有优异的热稳定性,其中丙醇–水陈化体系中制备的CZ老化后比表面积和孔容分别可达28 m2/g和0.1 m L/g,具有最高的热稳定性,其负载的单Pd催化剂在老化后对C3H8、CO和NO转化显著优于乙二醇–水和丙三醇–水陈化体系中制备的CZ所制备的催化剂。

复合沉淀剂制备的CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料及其负载的单Pd三效催化剂（英文）

采用了一种由氨水和碳酸铵组成的复合沉淀剂来制备CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3(CZA)复合氧化物。作为对比,分别采用氨水和碳酸铵为沉淀剂制备了另外两个CZA复合氧化物。系统地研究了各CZA材料在织构、结构、氧化还原性能、热老化行为之间的区别,以及其负载的单Pd三效催化剂的催化性能。结果表明,不同的沉淀剂制得的材料中其CeO_2-ZrO_2(CZ)和Al_2O_3之间的相互作用不同。用氨水做沉淀剂时,得到的材料中CZ和Al_2O_3之间的相互作用很小,导致其热稳定性较差。在碳酸铵做沉淀剂的情况下,CZ和Al_2O_3之间具有很强的相互作用,可以提高材料的热稳定性,但同时,CZ固溶体的均一性被严重破坏,使得材料的氧化还原性能不理想。而复合沉淀剂的使用可以有效地平衡CZ和Al_2O3_之间的相互作用,导致得到的CZA材料具有优异的织构、结构性能及良好的热稳定性。因此,其负载的单Pd催化剂表现出最为优异的氧化还原性能和三效催化活性。

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响(英文)

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La2O3-Al2O3(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料Ce O2-Zr O2-La2O3-Al2O3(CZLA)、Ce O2-Zr O2-La2O3+La2O3-Al2O3(CZL+LA)和Ce O2-Zr O2-La2O3(CZL)4类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N2吸附-脱附、H2-程序升温还原(H2-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1 000℃老化处理后,其催化活性最高,C3H8、NOx和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。

单空缺石墨烯负载的Pd单原子催化剂上NO还原的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子(Pd/SVG)催化剂上H_(2)还原NO的反应进行了研究,探究了Pd/SVG上NO还原生成N_(2)和NH_(3)的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO,需要的活化能为67.0 kJ·mol^(-1),显示了极高的催化活性。N_(2)生成的有利路径为NO活化生成HNO后,HNO继续加氢生成中间体NH_(2)O和NH_(2)OH,然后NH_(2)OH解离生成NH_(2)和OH,生成的NH_(2)中间体结合NO形成NH_(2)NO,然后NH_(2)NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N_(2)与H_(2)O,这个过程中的决速步骤为NH_(2)NO分子内氢转移生成NHNOH,能垒为144.3 kJ·mol^(-1)。对于NH_(3)的生成,从NO的活化到中间体NH_(2)的形成与N_(2)的形成过程相同,最后NH_(2)加氢即可形成NH_(3),这个过程中的决速步骤为NH_(2)O加氢生成NH_(2)OH,能垒为86.4 kJ·mol^(-1)。比较生成N_(2)和NH_(3)的决速步能垒可见,Pd/SVG催化剂上NO经H_(2)还原更容易形成NH_(3)。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H_(2)还原NO的实验及工业应用提供理论参考。

用于高性能单Pd三效催化剂的复合组分Ce_xZr_(1-x)O_2材料的制备（英文）

用简单的顺序沉淀法制备了两种具有混合组分的CeO_2-ZrO_2材料。用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱(XPS),氮气吸附-脱附,氢气程序升温还原(H_2-TPR)和储氧量(OSC)研究了不同组合形式对负载的单Pd催化剂性能的影响。结果表明,两个混和组分的催化剂结构和织构性能都得到了改善。由于贵金属和载体材料之间以及载体材料内部各组分之间的强相互作用,组合的结构促进了Ce^(3+)和晶格缺陷的形成,提高了氧的移动性,并且相应的催化剂老化前后对于CO、C_3H_8和NO的转化都具有较宽的窗口范围,说明这种具有混合组分的载体材料在汽油车尾气净化方面具有良好的应用前景。

催化剂Pd/γ-Al_2O_3上Pd的双态行为

采用模拟配气系统和 XPS技术研究了活化气体的氧化还原特性对催化剂中 Pd质量分数为 7%的 Pd/γ- Al2 O3催化活性的影响 .得出 :催化剂经过贫燃保持 /贫燃下降或富燃保持 /贫燃下降处理后 ,催化剂失活 ,表面钯以 Pd O形式存在 ;经过贫燃保持 /富燃下降 ,富燃保持 /富燃下降 ,或富燃保持 /等化学计量下降处理后 ,催化剂被活化 ,表面钯以Pd0 形式存在 .Pd0 的钯对混合配气的催化活性比 Pd O的高得多 .催化剂活性具有可逆性 .等化学计量的气体具有保持催化剂活性的功能 .

CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料的制备及其单钯催化剂性能的研究

采用水热晶化法制备了Ce O2-Zr O2-Al2O3储氧材料,详细考察了制备过程中水热时间和温度对储氧材料结构和性能的影响。X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)和热重分析技术(TG)表征结果表明,当水热温度为100℃,水热时间为12 h时,制备的Ce O2-Zr O2-Al2O3材料具有优异的结构性能、织构性能、还原性能和储氧性能。分别以较优水热条件下制备的Ce O2-Zr O2-Al2O3储氧材料和商用的铈锆铝储氧材料为载体,制备Pd/Ce O2-Zr O2-Al2O3催化剂,考察了其对汽车尾气中碳氢化合物的催化转化能力。

不同碳链长度的表面活性剂对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)材料性能的影响

研究分析不同碳链长度的烷基酸表面活性剂(十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸)对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O(3 CZ)材料性能的影响规律,揭示表面活性剂在构筑高性能CZ材料中的作用机制。N2-吸/脱附、OSC、H2-TPR和催化剂三效活性等测试结果表明,在纳米晶成核阶段加入不同碳链长度的表面活性剂均可在一定程度上增大纳米晶的初始晶粒尺寸,由此降低纳米晶的烧结驱动力。表面活性剂的引入促进材料产生更多氧空位从而提高了其氧化还原性能,其中,十二酸对材料热稳定性和氧化还原性能的促进效果最优,所制备CZ材料高温老化后的比表面积损失率低至46.3%,还原峰温最低为497℃,Ce的利用率最高为39%,因而其负载的单Pd三效催化剂表现出最佳的催化活性。

分步沉淀对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)材料热稳定性的影响

研究了传统沉淀法和分步沉淀对CeO_(2)-ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)(CZ)材料结构和性能的影响.N_(2)-吸/脱附、OSC、H_(2)-TPR和催化剂三效活性等测试结果表明:分步沉淀所制备的CZ材料表现出更优的氧化还原性能和织构性能.基于此,继续优化分步沉淀中晶种的含量(10%、50%、90%),结果表明:较少的晶种诱导可以极大程度提高材料热稳定性能和织构性能,但进一步增加晶种含量对材料热稳定性能提升作用不明显.其中,当晶种量为10%时,所得CZ材料在高温焙烧后仍保持最大比表面积及稳定的立方相结构,表现出最好的织构性能和热稳定性能,其负载的单Pd三效催化剂也因此表现出最优的三效催化活性.

不同分散剂对活性Al_2O_3性能的影响

采用共沉淀法分别制备添加淀粉、聚乙二醇(PEG)做分散剂和不添加任何分散剂的3种La-Al_2O_3材料,并利用低温氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)对材料进行了表征。结果表明,添加分散剂能够有效提高材料的织构性能和抗高温老化性能,改善Al_2O_3材料表面的酸中心强度及酸量。3种材料中,添加PEG做分散剂制备的Al2O3材料经1 050℃焙烧10h后具有最大的比表面积(115.9m^2·g^(-1)),孔容为0.37mL·g^(-1)。XRD结果表明添加PEG能有效抑制在高温老化过程中材料晶型向α相转变。分别以经950℃处理后的3种材料为载体,采用浸渍法制备单Pd(Pd载量为0.83wt%)汽车尾气净化催化剂。催化活性测试结果表明,添加分散剂制备的材料能够提高催化活性,其中添加PEG做分散剂的材料制得的新鲜催化剂和老化催化剂均具有较低的起燃温度和完全转化温度。