铜钴复合氧化物催化剂溶胶——凝胶法合成及二甲苯燃烧催化性能研究

溶胶——凝胶法合成了系列铜钴复合氧化物催化剂 ,用 XRD和 TPR谱对其所制样品进行了表征 ,着重研究了铜钴原子比对样品的晶体结构还原性能以及二甲苯燃烧催化活性的影响。结果表明 ,二甲苯燃烧催化活性与样品的还原温度 ,铜钴原子比密切相关 ,当 Cu/Co=2∶ 1时 ,其样品的还原温度最低 。

整体式钴基复合金属催化剂微波催化燃烧甲苯特性

以蜂窝状堇青石为载体,通过将钴与过渡金属铜锰铈复合,浸渍法制备系列整体式钴基复合金属催化剂,探究其在微波辐照下对典型VOCs—甲苯的催化活性.结果表明,甲苯进气浓度1000mg/m^(3),进气流速4L/min时,催化剂对甲苯的催化活性为CoCuCeOx>CoCuOx>CoCuMnCeOx>Co CuMnOx,CoCuCeOx对甲苯的T50=220℃、T90=295℃.表征可知,钴铜氧化物的复合使得催化剂表面颗粒态的CoOx、CuOx和Cu Co_(2)O_(4)尖晶石相互搭建形成有空隙的球状结构,而锰的加入不利于该球状结构生成.Cu^(2+)取代了一部分Co3O4尖晶石结构中的Co^(2+)形成Cu Co_(2)O_(4)尖晶石,CuCo_(2)O_(4)尖晶石中的Co-O和Cu-O键容易断裂,从而促进气态氧的吸附与活化,产生表面活性氧物种参与甲苯的氧化反应.Ce的加入会存在Ce^(3+)/Ce4+价态的转化,促使CoCuCeOx催化剂表面产生丰富的氧空位,进而作为活性中心促进甲苯的氧化降解.钴、铜、铈之间的复合改变了活性组分结构,提高了催化剂的吸波性能与催化活性,可应用于微波催化燃烧VOCs技术中.

钴铝复合氧化物负载金催化剂的制备及催化分解N_2O

分别用离子交换法和共沉淀法制备了钴铝复合氧化物负载金催化剂,用于催化分解N2O。离子交换法制备的催化剂活性优于共沉淀法制备的催化剂。对于离子交换法制备的催化剂,考察了金负载量、HAuCl4溶液的预处理方式、焙烧温度对催化剂活性的影响,用BET、XRD、H2-TPR等技术对催化剂进行了表征,优化出了催化剂的最佳制备参数:金负载量1.1%、预调节HAuCl4溶液的pH值至9.0、300℃焙烧。在钴铝氧化物中加入适量的助剂Na,提高了Co3+的还原性和催化剂的低温活性,在此基础上制备的1.5%Na/1.1%Au/Co-Al催化剂的低温活性优于1.1%Au/Co-Al和1.5%Na/Co-Al。

碱土金属对钴铈复合氧化物催化剂催化N_2O分解的影响

采用低温柠檬酸络合法制备了添加不同碱土金属的钴铈复合氧化物(Ce/Co摩尔比为0.05)催化剂,考察了其催化N2O分解的活性.结果表明,碱土金属对钴铈催化剂催化N2O分解的活性有明显促进作用,助催化效果递变顺序为Mg<Ca<Sr,Ba.分析催化剂的X射线衍射(XRD),比表面积测定(BET),X光电子能谱(XPS),氧气程序升温脱附(O2-TPD)和氢气程序升温还原(H2-TPR)等表征结果发现,碱土金属的添加并没有引起催化剂晶相结构和比表面积的明显变化,但可以影响催化剂中钴离子周围的化学环境,有效提高Co2+的给电子能力.在N2O催化分解反应中,N2O表面分解步骤是通过Co2+向其反键轨道提供电子实现的,而分解产生的吸附氧的脱附过程是电子返还给Co2+的过程,即活性位再生过程.研究认为,钴铈复合氧化物催化剂上N2O表面分解步骤是反应的速控步骤,碱土金属的添加提高了活性位的给电子能力,促进了速控步骤的进行,从而提高了钴铈复合氧化物催化剂的活性.

钴铈复合氧化物超细微粒催化剂的制备与性能研究

用溶胶－凝胶法制备钴（Ｃｏ）、铈（Ｃｅ）不同比例的复合氧化物超细微粒催化剂，并考察其催化氧化对甲酚（ＰＭＰ）选择制取对羟基苯甲醛（ＰＨＢ）的性能。结果表明，以ｎＣｏ／ｎＣｅ＝１的Ｃｏ、Ｃｅ复合氧化物在２５０℃焙烧时具有最佳催化性能，可使ＰＨＢ的选择性达８６．０％。应用ＤＴＡ－ＴＧ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等手段考察了氧化物催化剂前驱体的热分解行为及焙烧温度对粒子晶态的影响。结果表明，在２５０℃下恒温焙烧２ｈ，可得到非晶态、高比表面钴铈复合氧化物超细微粒（ｒ≤３０ｎｍ），且其非晶态结构的热稳定性较好；而得到的单金属组分氧化物却呈晶态结构。焙烧温度为７００℃时，复合氧化物也呈现晶态结构，且具有ＣｅＯ２晶型。

铜掺杂Zr_0.4Ce_0.6O_2复合氧化物催化剂性能的研究

研究了铜掺杂 Zr0 .4 Ce0 .6O2 复合氧化物的还原性和催化性能 .结果表明 ,铜掺杂能显著提高该复合氧化物中氧化铈的还原性 ,降低氧化铜的还原温度 ,也能提高对 CO氧化的催化活性 ,这说明在铜与锆铈复合氧化物之间存在较强的相互作用 .

铜钴复合氧化物的固相合成及二甲苯燃烧催化性能

采用低温固相合成法制备了铜钴复合氧化物催化剂。用XRD谱表征了样品的结构 ;用BET法计算了样品的比表面积 ;用TPR谱和FTIR谱表征了样品的还原性能及红外光谱特征 ;考察了不同焙烧温度下催化剂的物相和还原性能及其对二甲苯燃烧反应的催化活性。

溶胶-凝胶法制备铈钴复合氧化物催化剂的研究

用溶胶－凝胶法制备了钴、铈及其复合氧化物催化剂，在以对甲酚氧化制取对羟基苯甲醛的反应中，其催化性能较好。用ＤＴＡ－ＴＧ、ＦＴ－ＩＲ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等手段考察了复合氧化物前驱体的热分解行为以及焙烧温度对粒子晶态的影响。结果表明，在２５０℃下恒温焙烧２ｈ，可得到非晶态和高比表面的钴铈复合氧化物超细微粒（ｒ≤３０ｎｍ），且具有良好的保持非晶态结构的热稳定性。

钾对镍—钴复合氧化物催化剂表面状态及电子性能的影响

用Ｘ光电子能谱研究了镍—钴复合氧化物催化剂添加助剂Ｋ＋后的结构及表面组成，并结合电导率的测定结果与反应性能相关联，考察了它们之间的关系．研究表明：助剂Ｋ＋的掺入对镍—钴尖晶石复合氧化物的电子性能、表面状态均有影响，能使电子激活能降低，元素结合能减小，氧化反应活性增高．

过氧化氢氧化苯酚铜锰复合氧化物催化剂的制备

采用固相法制备了新型催化剂铜锰复合氧化物催化剂。利用高效液相色谱法对苯酚过氧化氢氧化反应产物进行分析,以苯酚转化率和苯二酚收率为评价指标,对催化剂进行了评价。结果表明,催化剂性能随铜与锰物质的量比、焙烧温度、焙烧时间和研磨时间等因素的增大呈先升高再降低的趋势,并与络合剂的还原性有关。确定最佳工艺条件为:室温下,按锰与铜物质的量比1:2将Cu_2(OH)_2CO_3、MnCO_3和适量H_2C_2O_4·2H_2O混匀,置于研钵匀速研磨10 min,马弗炉400℃焙烧2 h。最佳条件下,苯酚转化率为63.7%,苯二酚收率为59.1%。

不同方法制备钴铈复合氧化物催化剂的性能和表征

以共沉淀法和球磨法制备了钴铈复合氧化物催化剂,考察了其对对甲酚液相氧化选择得到对羟基苯甲醛的催化性能,用XRD方法对其结构进行了表征.结果表明:球磨法制备的Co/Ce=1的钴铈复合氧化物活性和比活性最高,收醛选择性达81.8%,具有工业应用前景.共沉淀法制备的钴铈复合氧化物的催化性能随处理温度的升高而逐渐改善,证实了氢氧化物为非活性物相,而氧化物物相对液相碱助反应体系是适宜的.

钴铬复合氧化物催化剂的性能与结构表征

用共沉淀、浸渍和固相反应３种方法制备了不同钴铬原子比的复合氧化物催化剂，考察了它们的催化氧化四氢萘的性能。结果表明，共沉淀是最好的制备方法，在本实验中Ｃｏ／Ｃｒ＝１为最佳的配比。用ＸＲＤ、ＴＰＲ、ＥＰＲ对催化剂的结构进行了表征。结果表明，用Ｃｒ２Ｏ３浸渍Ｃｏ２＋后于３００℃下焙烧的样品物相以Ｃｒ２Ｏ３形式为主，用共沉淀和固相反应法制备的样品物相为具有尖晶石结构的Ｃｏ３－ｘＣｒｘＯ４；催化剂的还原温度愈低，其催化活性愈高。在本实验中，以共沉淀法制得的Ｃｏ１．５Ｃｒ１．５Ｏ４具有最高的吸附氧量，相应地也具有最高的催化活性。所有催化剂的四氢萘酮选择性均在８０ｍｏｌ％左右。

铜锰复合氧化物催化剂上甲苯的催化燃烧

采用碳酸盐共沉淀法在全范围内制备了一系列具有高比表面积的铜锰互相掺杂的复合氧化物,通过调变铜锰摩尔比考察了其在甲苯催化燃烧反应中的表现。铜锰复合氧化物催化剂,尤其是掺杂低浓度铜的氧化锰,在甲苯催化燃烧中表现出了超越单组分氧化物的性能。随掺杂量的变化,反应活性呈现火山状的趋势。XRD、H2-TPR、XPS及BET等表征结果显示氧化物粒子的结晶度及分散度、催化剂的可还原性、表面氧浓度、催化剂的比表面积等诸多因素均对催化活性产生了一定的影响,然而复合氧化物催化性能上升的根本原因在于铜物种和锰物种之间存在的较强的相互协同作用。

γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物的制备及其催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物催化剂(Co9Cux/γ-Al_2O_3),利用XRD,BET,H_2-TPR等手段对催化剂进行表征。考察了Cu负载量、有无O_2存在等对催化剂活性的影响,研究了催化剂的催化机理及其稳定性。表征结果显示,Co_9Cu_x/γ-Al_2O_3催化剂具有尖晶石结构,随Cu负载量的增加,催化剂的比表面积下降,CuO还原峰向低温区移动,Cu的负载量达15%(w)时,继续增加Cu负载量,催化剂比表面积基本保持不变,钴系氧化物的存在提高了催化剂活性。实验结果表明,Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂的活性最高,N2O转化率在565℃时达100%;Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的稳定性,在有O_2条件下,560℃连续催化分解N_2O反应24 h,N_2O转化率仍大于97%。

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.

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.

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.

负载型La-Sr-Cu系复合氧化物催化剂用于CO氧化

采用柠檬酸盐法经 6 5 0℃焙烧制备了莫来石负载的具有K2 NiF4型结构的A2 BO4型复合氧化物La2 xSrxCuO4(0 4≤x≤ 1 0 ) ,用XRD和SEM考察了该系列氧化物的晶体结构和形貌特征 .在固定床微型反应器中于含氧的CO气氛中测试了催化剂对CO氧化的催化活性 ;结果表明反应的起燃温度低 ,当x =0 8～ 1 0时催化剂具有良好的CO氧化活性 ,在 30 0℃时CO的转化率可达 10 0 % .在流化床反应器中以此催化剂作为CO助燃剂对积炭的催化裂化待生剂CRC 1进行的再生实验结果表明 ,当x =0 8时催化剂的助燃活性最高 ,CO2 /CO比值R可达 4 88,CO的相对转化率可达 99 5 % .

负载型钴锰复合金属氧化物催化剂催化分解N_2O

以ZrO_2为载体,采用浸渍法制备负载型钴锰复合金属氧化物催化剂,研究催化剂活性组分负载量、Co与Mn物质的量比、焙烧条件及含H_2O气氛对N_2O转化率的影响。结果表明,催化剂最佳制备条件为:活性组分Co负载质量分数3%,Co与Mn物质的量比为1∶1,焙烧升温速率2℃·min-1,焙烧温度900℃。该条件制备的负载型钴锰复合金属氧化物催化剂在反应温度850℃时,N_2O转化率达98.7%。当反应气氛中H_2O体积分数小于20%条件下,850℃时N_2O转化率高于90%,表明催化剂具有较强的抗水性能。

复合氧化物催化剂(Cu)CeO_2上硝基苯加氢反应的研究

基于用FT IR表征H2 与硝基苯在催化剂 (Cu)CeO2 上的吸附和反应行为 ,对硝基苯加氢反应进行了研究 .结果表明 ,氢在催化剂表面的吸附主要为解离吸附 ,硝基苯的吸附也主要为化学吸附 ;两种吸附物种在催化剂上进行表面反应生成易脱附的苯胺 ,避免了产物与反应物间的竞争吸附 ,有利于反应物完全转化 .在 (Cu)CeO2 催化剂上 ,硝基苯加氢反应机理为朗格缪尔 欣谢伍德型 。