丁烷氧化脱氢Ni-Zn双金属催化剂:氧移动性与催化性能

针对丁烷氧化脱氢反应中NiO催化剂性能差的问题,提出采用溶胶凝胶法制备一系列Ni-Zn双金属催化剂,考察了不同Zn含量下催化丁烷氧化脱氢的性能。结合氢气程序升温还原(H2-TPR)、程序升温氧化还原(TPRO)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了催化剂的氧化还原能力对催化性能的影响。结果表明,NiZn_(0.5)催化剂的性能最好。Zn元素的加入提高了催化剂的氧移动性,体现在催化剂氧容量增大及催化剂上晶格氧的补充能力增强。NiZn_(0.5)催化剂由于具有最大的氧容量和最高的氧补充速率,在反应过程中催化剂上的氧空位更容易被填补。此外,双组分催化剂改善了单一NiO易结焦的问题。

柠檬酸溶胶-凝胶法制备的Ce_(1-x)Zr_xO_2:结构及其氧移动性

采用XRF、XRD、Raman、XPS、H2-TPR以及与氩离子刻蚀相结合的XPS等表征技术对柠檬酸溶胶-凝胶法制备的Ce1-xZrxO2(0≤x≤1)样品的结构及其氧移动性进行了研究.结果表明,Ce1-xZrxO2样品的晶型结构对其中氧的移动性有明显影响.当x≤0.15时,Ce1-xZrxO2以立方CeO2相Ce-Zr-O固溶体存在,随着Zr含量的逐渐增加,CeO2晶胞体积减小、氧空位浓度增加,氧移动性逐渐增强;当x>0.15时,形成四方ZrO2相和立方CeO2相Ce-Zr-O固溶体的混合物,随着Zr含量的逐渐增加,四方ZrO2相的含量增加、氧空位浓度减小,氧移动性逐渐减弱.因此,Ce0.85Zr0.15O2样品具有最高的氧移动性.

Mn_(3)O_(4)/AC催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能研究

为制备高效环保的过渡金属催化剂,促进甲苯氧化,利用原位生长法、原位氧化还原沉淀法和沉淀沉积法合成了三种不同的Mn_(3)O_(4)/AC催化剂。采用XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附、TPR、TPD等表征手段,分析Mn_(3)O_(4)/AC催化剂的结构,并通过甲苯的转化率评估其对甲苯的催化性能。结果表明,采用原位氧化还原沉淀法合成的Mn_(3)O_(4)/AC-RP催化剂具有最高效的催化甲苯燃烧活性,在质量空速为20000 mL/(g·h),甲苯体积分数为1000×10^(-10)的条件下,在210℃时实现了对甲苯的完全转化,这与其优异的氧化还原能力和晶格氧移动性有关。

NiZnCe复合氧化物的制备及其催化氧化正丁烷脱氢性能

采用溶胶凝胶法制镍锌铈(NiZnCe)复合氧化物催化剂,分别考察了NiZnCe复合氧化物催化剂中Zn和Ce含量对正丁烷氧化脱氢性能的影响。研究结果表明,NiZn0.5Ce0.3催化剂的转化率和烯烃选择性较高。采用H2-TPR、XPS及TPRO的表征方法来揭示催化剂中氧移动循环的不同步骤对催化剂性能的影响。表征结果显示,Ce元素的引入对催化剂的氧移动性产生较大的影响,且催化剂性能与氧容量(参与反应的催化剂中的氧量)呈正相关。此外,Ni与Ce的相互作用导致了Ni阳离子化合价和可接受电子能力的提高,活性Ni更容易吸附活性氧物种,金属与氧气的循环往复反应更活泼。