磁性复合氧化物催化剂的制备及其催化木质素液化性能

为了解决催化剂的回收再利用以及能减少回收利用过程中酸碱的使用问题,采用改进后的共沉淀法制备具有磁性的催化剂前体Fe3O4@Cu Mn Al-LDH,在不同温度下焙烧获得磁性复合金属氧化物催化剂Fe3O4@Cu O/Mn O/Al2O3,并用于超临界甲醇中木质素的催化液化。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对催化剂前体进行分析,结果表明制备出的催化剂前体具有良好的结构特征。通过热重(TG)、程序升温还原(H2-TPR)、氮气吸附脱附(BET)等手段研究了不同焙烧温度对催化剂的物化性质、物相结构的影响。在反应温度340℃,反应时间120 min的条件下,研究了催化剂的催化性能。结果表明,在450℃下焙烧时,催化剂具有优异的催化活性和稳定性,而且其磁学性能与焙烧前相比表现仍然相当优异。

二元复合氧化物载体在加氢脱硫催化剂中的应用进展

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。第二组元氧化物的引入克服了Al_(2)O_(3)载体酸类型单一及商用催化剂金属与载体间相互作用过强等缺点,同时保持了较大的比表面积;第二组元氧化物能够有效提升TiO_(2)载体材料的热稳定性及比表面积的同时调节了载体材料表面酸性等。究其原因在于第二组元的引入可显著改变Al_(2)O_(3)或TiO_(2)表面羟基环境,进而促进了活性金属前驱体在载体表面的锚定和分散,有利于更多NiMo(W)S活性相的形成,提升了催化剂的加氢脱硫性能。

金属复合氧化物基燃烧催化剂在固体推进剂中的研究进展

为了阐明不同结构类型的金属复合氧化物及其复合材料作为燃烧催化剂时对固体推进剂含能组分的热分解催化性能,分别对尖晶石型、钙钛矿型、类钙钛矿型、碳材料基金属复合氧化物及金属元素掺杂的金属复合氧化物的催化活性进行总结。根据其结构及负载材料的不同,分析其对固体推进剂燃烧速率、压力指数及含能组分热分解峰温、放热量及表观活化能的影响,发现金属复合氧化物及其复合材料表现出比单一金属氧化物更为优异的催化活性。最后,指出了今后金属复合氧化物基燃烧催化剂在固体推进剂中的研究方向。

煤化工废水处理用复合金属氧化物催化剂的制备与性能研究

针对煤化工废水处理过程中面临的催化剂效果较差问题,在活性焦ACO上成功负载了Fe_(3)O_(4)和CuO金属氧化物;通过比表面分析,说明活性焦ACO及ACO@Fe_(3)O_(4)-CuO复合金属氧化物催化剂均为介孔结构,有利于吸附污染物并与氧化剂充分接触。评价结果表明,ACO@Fe_(3)O_(4)-CuO/PS体系具有宽泛的pH适应范围,pH=5时去除效果最好。复合金属氧化物催化剂投加量为0.l5 g·L^(-1)、PS浓度为2.4 mmo1·L^(-1)的条件下对苯二酚降解效果最好,降解率可达93%以上。XRD结果表明,反应前后催化剂的形貌和结构均无明显的变化,具有良好的稳定性和循环利用性。经ACO@Fe_(3)O_(4)-CuO/PS体系处理后,在30 min内,生化尾水中的COD去除率达到了53%。经过180 min的反应后,50%以上的总酚也得到了去除,对于模拟实际煤化工含酚废水有较好的适用性。

锌锆复合氧化物担载镍基催化剂用于甲烷干重整反应

采用一锅共沉淀法制备氧化锌改性的锌锆复合氧化物担载的镍基催化剂并用于甲烷二氧化碳干重整反应;研究了氧化锌含量对催化反应性能的影响,并通过XRD、H_(2)-TPR、CO_(2)-TPD、BET、XPS、SEM等手段分析了催化剂的理化性质和形貌。对比没有氧化锌助剂的氧化锆担载镍基对照样品,氧化锌的加入促进了活性组分Ni的分散和还原,增加了催化剂表面活性位Ni^(0)的含量,增加了催化剂的碱性位点的数量。优化的Ni/30%ZnO-ZrO_(2)催化剂表现出良好的催化活性,甲烷的表观活化能从没有氧化锌促进剂的63.5 kJ·mol^(-1)降低至43.4 kJ·mol^(-1),二氧化碳的表观活化能也从35.1 kJ·mol^(-1)降低至23.5 kJ·mol^(-1)。在50小时稳定性考察中只观察到细微的性能变化。

Co-Cu复合氧化物催化剂催化低浓度瓦斯燃烧性能研究

催化燃烧是目前转化与利用低浓度瓦斯的有效方法之一。为探究制备工艺对Co-Cu复合氧化物催化剂催化低浓度瓦斯燃烧性能的影响,分别采用溶胶-凝胶法和共沉淀法,制备了Co-Cu复合催化剂,并用于低浓度瓦斯催化燃烧反应(甲烷体积分数为1.69%)。考察了制备方法、焙烧温度和n(Co):n(Cu)对催化剂性能的影响,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征。结果表明,适宜的催化剂焙烧温度为400℃、n(Co):n(Cu)为1:1,该条件下制备的催化剂催化活性最高。在该条件下,与溶胶-凝胶法制备的催化剂(n(柠檬酸):n(金属离子)为3:2)相比,共沉淀法制备的催化剂具有更高的催化活性,其甲烷转化特征温度t_(10)、t_(50)和t_(90)(分别指甲烷转化率为10%、50%、90%时的温度)分别降低了6℃、70℃和1℃。

坡缕石/磁性铁氧化物/TiO_2复合光催化剂性能实验研究

用醇盐水解法、硫酸亚铁-硝酸钾氧化法制备TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂。通过XRD、TEM、UV-Vis和MS分析光催化剂的物相组成、形貌特征、对紫外可见光的漫反射以及磁化率,并以甲基橙为处理对象,对比研究了TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂的光催化效果。结果表明:坡缕石/磁性铁氧化物的复合能降低复合光催化剂中锐钛矿的平均粒径,提高锐钛矿的分散性。铁的复合是否提高光催化剂的光催化效率与催化剂的煅烧温度有关。坡缕石的复合对光催化剂的最佳煅烧温度有影响。

类水滑石衍生复合氧化物用作选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

综述了Cu系、Mn系等类水滑石衍生复合氧化物(LDO)用作选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂的研究进展,重点分析了制备方法、金属改性、载体种类等对此类LDO催化剂脱硝效率、活性温度及抗水抗硫性能的影响。指出今后此类LDO催化剂的研发方向是:采用包覆、掺杂等方式改善催化剂抗水抗硫性能;利用涂覆、一体挤出等方式制备适用于较大处理量的成型催化剂。

Co-Cu-Mn复合氧化物催化低浓度瓦斯的燃烧性能

为了探究钴、铜、锰复合氧化物催化剂催化低浓度瓦斯的燃烧性能,采用共沉淀法制备了不同物质的量比的7种Co-Cu-Mn三元复合氧化物催化剂,应用固定床微型反应器开展低浓度瓦斯催化燃烧实验,并结合SEM、BET、XRD、H 2-TPR、XPS表征评价了不同催化剂的催化活性。结果表明:钴、铜、锰物质的量比对Co-Cu-Mn三元复合催化剂催化活性有较为显著的影响,钴、铜、锰物质的量比为5∶2.5∶2.5的催化剂因孔隙结构更为发育以及具有更高的Co^(3+)、Cu^(2+)和Mn^(3+)离子占比,致使Co、Cu、Mn 3种元素价态转变过程中形成更多的氧空位,对低浓度瓦斯催化燃烧表现出更好的催化活性;此外,Co-Cu-Mn三元复合氧化物催化剂中的钴为Co_(3)O_(4)尖晶石晶体结构,锰物种在催化剂制备过程中掺杂到Co_(3)O_(4)尖晶石晶格中形成了Co-Mn固溶体,铜氧化物以无定型或高分散状态存在于催化剂表面。

Pt-Pd/MnCo_(2)O_(4)复合型催化剂的制备及其对低碳烃等有机物的催化燃烧性能

在涂覆氧化铝的陶瓷蜂窝载体上,通过化学还原法原位构建MnCo_(2)O_(4)纳米小球颗粒使其生长于氧化铝涂层,制备出两种Pt-Pd/MnCo_(2)O_(4)复合型催化燃烧催化剂MnCo-2、MnCo-3。MnCo-2的贵金属含量比国外参比剂少约44%、比国产参比剂少约16%,乙烷等低碳烃氧化活性与国外参比剂相当,其乙烷转化率为99%时的氧化转化温度(T_(99))、丙烷T_(99)、甲烷转化率为90%时的氧化转化温度(T_(90))分别为440,380,460℃,比国产参比剂低60℃,且在累积800 h的测试中性能稳定。MnCo-3的贵金属含量比国外参比剂少约61%、比国产参比剂少约41%,其试剂总成本约比国产参比剂低38%,其乙烷T 99为475℃,比国产参比剂低25℃。

溶剂热法制备铜铈基复合催化剂及其催化氧化CO研究

采用溶剂热法,以尿素为沉淀剂合成铜铈复合前驱体,通过高温焙烧处理,制备出铜铈复合氧化物催化剂。通过优化铜铈组分配比,考察铜含量对铜铈复合氧化物催化效果的影响,获得催化剂最佳配伍,该复合催化剂在140℃条件下,CO脱除效率超过99%,表现出高效的催化氧化CO性能。在此基础上,通过掺入锰和锆元素,提升氧化铜在氧化铈中的分散程度,更有利于稳定催化剂的结构。

镁铁镍复合氧化物的制备及其催化氨分解性能研究

采用溶胶凝胶法制备了不同计量比的镁铁镍复合金属氧化物,考查了其催化氨分解性能,结合一系列表征对催化剂构效关系进行了探讨。结果表明,复合金属氧化物催化活性明显高于传统的负载型非贵金属催化剂,Ni/Fe摩尔比的增加和碱土金属Mg的引入都有助于催化活性的增强,其中Mg_(0.2)Ni_(0.2)O_(n)在600℃时即达到96.9%的氨转化率。基于溶胶凝胶法制备复合金属氧化物具有微观形貌均一以及表面各种元素均匀分布的特点是其高活性的重要原因。

Fe_3O_4/MnO_2磁性复合氧化物催化剂的制备及性能

具有磁性的非均相催化剂价格低廉、低污染、高能效、容易从溶液中分离出来。经过水热合成法合成的Fe_3O_4/MnO_2磁性复合氧化物催化剂在活化过一硫酸盐(2KHSO_5·KHSO_4·K_2SO_4)产生硫酸根自由基(SO-4·)降解水中有机污染物表现出了优良的性能。把不同质量的磁性Fe_3O_4微球与线状的MnO_2负载到一起,合成三种Fe_3O_4:MnO_2质量比分别为1∶3、2∶3、1∶1的Fe_3O_4/MnO_2催化剂,经过XRD、SEM和TEM表征,表明这两种金属氧化物负载到一起。对比不同Fe_3O_4:MnO_2质量比的Fe_3O_4/MnO_2磁性复合氧化物催化剂活化2KHSO_5·KHSO_4·K_2SO_4的活性,发现Fe_3O_4/MnO_2(2∶3)催化剂催化活性最高。通过考察不同因素对Fe_3O_4/MnO_2(2∶3)催化活性的影响得出,水中罗丹明B (Rh B)降解的最佳条件为10mg/L Rh B、0.4g/L Fe_3O_4/MnO_2催化剂、0.3g/L 2KHSO_5·KHSO_4·K_2SO_4、pH=8。Fe_3O_4/MnO_2(2∶3)磁性复合氧化物催化剂经过3次循环利用后,催化活性没有明显下降。SO-4·在降解水中Rh B起主要作用。

磁性纳米复合氧化物固体酸催化剂的制备及酯化性能

固体酸催化剂的无腐蚀、环境友好和可循环使用等特点使其成为无机液体酸的最佳替代物.磁性纳米固体酸具有优于常规固体酸催化剂的催化活性及分离简单的特性.用共沉淀法分别合成了一系列三组分TiO2-Al2O3-Fe3O4(TAF)和CeO2-Al2O3-Fe3O4(CAF)及四组分ZrO2--Al2O3-Fe3O4(ZACF)磁性纳米复合氧化物固体酸催化剂,通过电感耦合等离子体原子发射光谱、比表面积测定、X射线衍射、透射电镜、热重分析和红外光谱等对其进行了表征,并利用酯化反应作为探针反应评价了其催化性能.结果表明,合成的磁性纳米固体酸催化剂在酯化反应中表现出很好的催化活性.

Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂.当Ce∶Zr∶Cu摩尔比为2∶8∶5时,制得的Ce0.2Zr0.8Cu0.5-O2-λ催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口.当空燃比为1.33(富氧)时,CO,C3H6和NO的起燃温度分别为183,257和236℃,并且当温度高于340℃时都能完全转化;催化剂经高温老化后CO,C3H6和NO的起燃温度仍较低,分别为225,350和350℃.X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu进入Ce-Zr固溶体形成Cu-Ce-Zr固溶体;Cu与Ce产生协同效应使Ce0.2Zr0.8Cu0.5O2-λ催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.

Ce_(1-X)Mn_XO_(2-a)复合氧化物催化剂甲烷催化燃烧性能的研究

采用水热法合成了系列Ce1-XMnXO2-a-T(X=0.0,0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0;T表示焙烧温度),T=500,650,800℃)复合氧化物催化剂用于甲烷的催化燃烧。通过XRD、N2吸/脱附、TG-DSC、UV-Vis-DRS和TPR表征手段研究了不同组成催化剂的物理化学性质及其对甲烷催化燃烧活性。结果表明,在500℃焙烧的情况下Mn进入CeO2晶格形成均相固溶体催化剂的最大取代值为0.7,而当Mn继续增加时则出现Mn2O3晶相偏析,同时各催化剂具有较高的比表面积;随着焙烧温度的升高,进入CeO2晶格的Mn最大取代值逐渐减少,650和800℃时分别为0.5和0.3,且比表面积相应降低。Ce1-XMnXO2-a-800催化剂的还原行为大致呈现三阶段,即为Mn2O3→Mn3O4的还原(340～420℃),Mn3O4→MnO的还原(420～480℃)和体相氧化铈的还原(700～900℃),且Mn的引入整体上提高了催化剂的可还原能力。甲烷催化燃烧活性评价结果表明,比表面积并非影响催化剂活性的主要因素,影响催化剂甲烷催化活性的主要因素为催化剂的组成、可还原能力和焙烧温度;而其中以Ce0.3Mn0.7O2-a-800催化剂表现出较高的甲烷催化燃烧活性,在甲烷转化率为10%和90%时的温度分别为430和613℃。进一步考察Ce0.3Mn0.7O2-a在不同温度(500、650、800和1000℃)焙烧后的催化活性表明,随着焙烧温度的提高催化剂催化活性降低。

用于菜籽油酯交换过程的Mg-Al复合氧化物催化剂

以共沉淀法制备了Mg -Al复合氧化物催化剂 ,XRD表征结果表明 ,沉淀所得催化剂前体晶相均一 ,为层状Mg6 Al2 (OH) 1 6 CO3·4H2 O水滑石结构。经 5 0 0℃煅烧后得到具有良好酯交换活性的Mg -Al复合氧化物催化剂 ,在常压、(65± 1)℃、4h、醇 /油摩尔比为 6、催化剂加入量 (催化剂质量 /油质量 )为 1 5 %的条件下 ,菜籽油 -甲醇酯交换反应甲酯收率达到 90 %。CO2 -TPD实验表明 ,制备的催化剂比MgO具有更强和更多的碱性位 ,其催化性能与所拥有的碱中心性质直接相关 。

助剂对Cu-Mn复合氧化物整体式催化剂催化低浓度甲烷燃烧反应性能的影响

以堇青石蜂窝陶瓷(COR)为载体,采用浸渍法制备了Cu-Mn-O/Al2O3/COR,Cu-Mn-Ce-O/Al2O3/COR,Cu-Mn-Zr-O/Al2O3/COR,Cu-Mn-La-O/Al2O3/COR和Cu-Mn-Ce-Zr-O/Al2O3/COR5种Cu-Mn复合氧化物整体式催化剂,用于低浓度甲烷催化燃烧反应,并运用X射线光电子能谱,H2程序升温还原及N2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征,考察了助剂CeO2,ZrO2,La2O3和CeO2-ZrO2对Cu-Mn复合氧化物整体式催化剂性能的影响.结果表明,助剂的添加不仅能明显提高催化剂的比表面积、促进各活性组分的分散和表面氧浓度的增加,从而可提高催化剂表面的氧化能力,而且对催化剂的孔结构分布也起到了良好的调节作用,有利于催化剂上反应-扩散耦合行为的匹配;同时,助剂的添加较大幅度地提高了Cu-Mn-O/Al2O3/COR催化剂的活性(尤其是低温催化活性),其中以ZrO2为助剂制备的Cu-Mn-Zr-O/Al2O3/COR整体式催化剂性能最佳,在570?C和20000h-1高空速条件下,可使甲烷转化率达到90%以上,表现出良好的甲烷催化燃烧活性.

溶胶-凝胶法制备Ce-Mo复合氧化物超细粒子催化剂

溶胶┐凝胶法制备Ｃｅ┐Ｍｏ复合氧化物超细粒子催化剂＊匡文兴范以宁姚凯文陈开东陈懿（南京大学化学系，南京２１００９３）关键词氧化铈，氧化钼，复合氧化物，超细粒子，溶胶－凝胶法超细粒子由于具有一些独特的物理化学性质，受到物理学家、化学家和材料学家的广泛关...

钙钛石型复合氧化物催化剂LaMn_yCo_(1-y)O_3的催化性能研究——Ⅰ.在氨氧化反应中氧的形态和催化性能的关系

用XRD,XPS和TPD等手段研究了钙钛石(ABO_3)型复合氧化物催化剂LaMn_yCo_(1-y)O_3中氧的形态;研究了催化剂在氨氧化反应中的活性,发现这类氧化物中存在三种形态的氧种(α,β,β’).它们所对应的脱附温度分别为293K≤T_α≤773K,773K≤T_β≤1073K,T_β’≥1073K.研究了它们与催化剂组成、结构及催化性能之间的关系,并用缺陷化学反应和B位离子之间的相互作用模型进行了解释.α氧的吸附强度和吸附量与催化活性成正比关系.B位离子之间的协同作用有利于氨氧化反应的进行.