以锆铈固溶体为载体的金属氧化物催化剂对NO还原性能的研究

研究了负载于锆铈固溶体上的多种金属氧化物在富氧条件下,以丙烯为还原剂,选择性催化还原NO的性能,讨论了CeO2含量,金属氧化物负载量对催化剂性能的影响。结果表明,CeO2含量为25%,CuO负载量为5%时,催化剂的活性最好,350℃时NO转化率可达到64.8%。

喷雾热解法加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响

【目的】为了探究喷雾热解过程中加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响,分析热解炉内的流量场和浓度场的变化情况,实现对热解炉的设计优化。【方法】采用数值模拟的方法,建立喷雾热解炉的物理模型,分别探讨加热壁温对铈锆固溶体在热解炉的不同阶段及热解炉中水蒸气分布和HCl分布的影响。【结果】当热解温度为850℃时,液滴的反应主要分2个阶段,在炉膛高度为0~0.05 m处,为加热蒸发阶段,在炉膛高度为0.05~0.6 m处,为稳态热解阶段。当炉壁温度为550~650℃时,在炉膛高度为0.9 m处温度变化放缓,喷雾处于稳定热解阶段;而壁温在750~850℃时,在炉膛高度为0.6 m处温度变化放缓;当壁温为850℃时,在炉膛高度为0.1~0.6 m处的温度曲线斜率最大,液滴达到稳定蒸发阶段的时间缩短,水分蒸发变快,热解时间变短。【结论】炉壁加热区的温度越高,HCl生成的速度越快,速度的最大值越小,在炉膛高度为0.4 m处速度变化最大,达到1.6 m/s左右;并且整体HCl生成的量随温度的升高而增大,平均速度变化随着热空气温度的升高而减小。

铈锆固溶体Ce_(0.25)Zr_(0.75)O_(2)光热协同催化CO_(2)与甲醇合成DMC

采用溶胶-凝胶法合成不同铈含量的ZrO_(2)催化剂,用于光热协同催化CO_(2)与甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)。实验发现,光热催化的DMC产率明显高于热催化,且Ce_(0.25)Zr_(0.75)O_(2)具有最高DMC产率3.084mmol/g,是纯ZrO_(2)的1.9倍。XRD和TEM分析表明:Ce原子掺入ZrO_(2)晶格形成铈锆固溶体同时增加其表面氧空位浓度,提高吸附CO_(2)能力;固溶体的纳米尺寸减小、比表面积增大和介孔结构丰富,有利于CO_(2)扩散。能带结构和光吸收光谱表明:铈锆固溶体光响应范围拓宽且有效利用率提高;氧空位辅助窄带隙特征可促使光生载流子有效分离,允许更多光生电子和空穴参与CO_(2)及甲醇的活化,加之固溶体表面酸碱位点的协同作用,最终实现高效率高选择性合成DMC。最后,提出了铈锆固溶体光热催化CO_(2)与甲醇合成DMC的反应机理,为光协同热催化合成DMC的研究提供良好的理论基础和实验数据。

双氧水提前引入对铈锆固溶体老化晶粒的调控研究

在传统方法基础上,通过将双氧水提前引入以控制铈锆固溶体的老化晶粒。XRD结果表明,通过控制双氧水与Ce^(3+)摩尔比,新鲜铈锆固溶体的晶粒尺寸从10.3 nm减小至9.3 nm,老化后的晶粒尺寸从20.7 nm减小至15.2 nm。N_(2)吸附-脱附和孔径分布结果显示,其均为以狭缝孔为主的介孔材料,而通过将双氧水的加入时间前移,铈锆固溶体的孔径分布逐渐向小孔处聚集(≤5 nm),其老化后的比表面积衰减率明显更低。综上所述,双氧水的提前引入对铈锆固溶体老化后的晶粒和织构性质具有显著的调控作用。因此,本文对双氧水调控机制的研究具有重要的实用价值。

氧化共沉淀法制备纳米级铈锆固溶体

采用改进的氧化共沉淀法制备了Ce0.5Zr0.5O2固溶体,利用XRD和BET测定了其结构和比表面积。采用H2的程序升温还原(TPR)研究铈锆固溶体的还原特性,以考察它的低温还原特性。改进的氧化共沉淀法制备的铈锆固溶体在550℃可形成立方相固溶体,具有较大的比表面积和较小的晶粒度,同时还具有良好的低温还原特性和较高的热稳定性,经900℃焙烧6h后比表面积达到34.37m2·g-1。

铈锆固溶体掺杂改性的研究进展

介绍了国内外铈锆固溶体在机动车尾气催化净化中的研究进展和催化机理。主要针对其在汽车尾气催化净化领域的应用,从稀土元素的原子结构和化学特性出发,较详细地总结和阐述了近期研究中掺杂第三种元素形成三元固溶体的研究现状和研究进展,分析了加入其他掺杂元素后对其改性作用以及作用机理。由此得出汽车尾气净化中铈锆固溶体的应用展望及发展措施。

制备方法对钯-铈锆固溶体催化剂的结构与性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Pd掺杂型铈锆固溶体粉末。XRD和XPS分析结果表明,有部分Pd进入了固溶体的晶格,主要以PdO和PdO2的形态存在;900℃50 h的老化条件并没有使Pd和Ce的价态发生明显的变化;其催化性能主要取决于氧空位的数量和活性,与Pd负载型铈锆催化剂相比,表现出较好的热稳定性能。

掺杂元素对铈锆固溶体性能的影响

用共沉淀法制备了CeZr,CeYZr,LaCeZr,LaCePrZr,LaCePrYZr和LaCePr固溶体,并对样品进行了XRD,BET,OSC以及催化性能测试和分析,表明所制备的固溶体全部为立方相结构,少量掺杂Y可以提高固溶体的比表面积和热稳定性;少量掺杂La也可以提高固溶体的热稳定性,但掺杂量过大时固溶体的比表面积和热稳定性均下降;用包头稀土矿提Nd后的LaCePr富集物制备的LaCePrZr和LaCePrYZr固溶体也具有较大比表面积和较好热稳定性。同时也采用浸渍法用Al2O3和SiO2对CeZr固溶体进行了包覆,CeZr固溶体包覆Al2O3和SiO2后比表面积和老化后的比表面积都有很大的提高。

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响

采用共沉淀技术制备出了Ce0 .6 Zr0 .4 O2 固溶体 ,并对其进行了比表面积测试和XRD表征。将其用于全钯三效催化剂的制备 ,考察了Ce0 .6 Zr0 .4 O2 对三效催化剂性能的影响。结果表明 ,Ce0 .6 Zr0 .4 O2 具有和CeO2 相似的立方结构 ,其比表面积随着温度的升高下降速度比CeO2 慢。和含CeO2 的三效催化剂相比 ,含Ce0 .6 Zr0 .4O2 的三效催化剂经高温老化后 ,HC、CO。

铈锆固溶体的微波辅助法制备及表征

采用共沉淀法并结合不同的老化处理方式(室温陈化、常规加热回流和微波辅助加热回流)制备了Ce0.6Zr0.4O2固溶体。利用SEM、N2吸附、XRD、Raman光谱和H2-TPR等技术对样品的形貌、比表面积、孔结构、晶相结构、高温热稳定性和还原性进行了表征,并考察了其对CO氧化反应的催化性能。结果表明,微波辅助加热回流老化处理所制备的固溶体属于立方萤石结构,颗粒的大小均匀,表面结构疏松,具有最大的比表面积和孔容、最高的热稳定性及最好的低温还原性。CO氧化实验表明微波辅助加热回流老化处理所制备的Ce0.6Zr0.4O2固溶体具有最好的催化氧化活性。

微波辅助法制备铈锆固溶体在CO低温氧化反应中的应用

采用共沉淀法并分别结合室温老化、常规加热回流和微波辅助加热回流三种不同的处理方法制备了铈锆固溶体Ce0.6Zr0.4O2,并以其为载体制备了CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂.采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原等技术对Ce0.6Zr0.4O2载体和CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂的织构特性和可还原性进行了表征,另外还考察了CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂对CO低温氧化反应的催化活性.结果表明,采用微波辅助加热回流处理方法制备的Ce0.6Zr0.4O2载体具有最大的比表面积(170.8m2/g)和孔容(0.408cm3/g),以其为载体所制备的CuO/Ce0.6Zr0.4O2催化剂,其CuO具有良好的分散性和低温可还原性,在CO低温氧化反应中表现出最好的催化活性.

铈锆固溶体的合成及对SOF的催化氧化

采用溶胶凝胶法、溶液燃烧法、共沉淀法和表面活性剂模板法制备了Ce0．6Zr0．4O2,进行了XRD,BET比表面积的表征,研究了对柴油车尾气中可溶有机成分的催化氧化性能。XRD结果表明,4种方法合成出来的样品均形成了固溶体。BET结果表明,虽然高温焙烧前共沉淀法样品的比表面积最大,但是经高温焙烧后,它同溶液燃烧法和表面活性剂模板法的样品一样,比表面积发生了很大程度的衰减;而溶液燃烧法样品虽然在高温焙烧前比表面积最小,在高温焙烧后比表面积几乎没有发生衰减,表现了优异的热稳定性。采用DTA／TG法模拟催化氧化SOF的结果表明,经900℃高温焙烧后的样品都表现出较好的催化活性,可以作为柴油车氧化催化剂的主要助剂。

铈锆固溶体的制备及其负载金催化剂的CO氧化性能

以共沉淀法制备的不同铈锆原子比的CexZr1-xO2为载体,采用直接阴离子交换法(DAE)制备了Au/CexZr1-xO2催化剂。通过X射线衍射、N2物理吸附和H2程序升温还原等技术分别对载体和催化剂进行了表征,同时评价了Au/CexZr1-xO2催化剂的CO氧化活性。结果表明,以硝酸铈铵为前驱体可制备单相铈锆固溶体,Zr的加入提高了CeO2的比表面积,改善了其孔结构。负载Au有利于促进铈锆固溶体的还原。在Au/CexZr1-xO2系列催化剂中,Au/Ce0.75Zr0.25O2催化剂表现出最佳的CO氧化性能。

柠檬酸溶胶凝胶法制备铈锆固溶体的物性和氧化还原特性研究

以柠檬酸作为胶凝剂,采用溶胶凝胶法制备了一系列CexZr1-xO2复合氧化物,分别经600℃和900℃焙烧,应用XRD检测,发现均已形成铈锆固溶体.并应用BET、XRD和TPR对其表相、晶相结构和氧化还原性质进行了分析,发现随着固溶体中铈比例的增加,固溶体稳定性降低;其储氧量测定显示铈锆固溶体用作三效催化剂助剂的最佳比例为1∶1.经900℃高温焙烧以后,固溶体晶粒增大不明显,表明本方法适合制备高比表面积和高储氧量的铈锆固溶体;TPR还原峰温度降低,推测可能在于柠檬酸络合物完全分解所致.

大比表面积铈锆氧化物固溶体的制备

采用共沉淀法制备铈、锆氧化物固溶体。发现以适当配比的(NH4)HCO3和NH3·H2O混合溶液作为沉淀剂,同时控制沉淀过成中的反应条件,所得到的沉淀在较低的温度(400℃)下焙烧即可形成铈、锆氧化物固溶体。该固溶体具有较大的比表面积和高的储氧能力。形成沉淀后添加适量表面活性剂,可进一步提高产品的比表面积而对其还原行为和储氧性能几乎无影响。对制得的氧化物以X 射线衍射、程序升温还原、氧的脉冲滴定和液氮物理吸附等方法进行了表征。

铈锆固溶体制备方法的研究进展

对铈锆固溶体制备方法的研究进展进行了总结和评述。目前所报道的固溶体的主要制备方法有共沉淀法、溶胶 -凝胶法、氧化物高能球磨法、表面活性剂模板法、溶液燃烧法、化学削锉法以及络合法等。其中共沉淀法工艺简单 ,所得固溶体粒度均匀 。

纳米级铈锆氧化物固溶体在催化剂中的应用

对以铈锆氧化物固溶体Ce0.75Zr0.25O2为助剂的催化剂进行了活性评价。实验结果表明:固-固化学反应法制备的Ce0.75Zr0.25O2固溶体与传统的共沉淀法制备的Ce0.75Zr0.25O2固溶体在三效催化剂中作为催化助剂的作用是相当的,对模拟汽车尾气起到了很好的净化作用。还研究了Ce0.75Zr0.25O2对交联粘土(PILC)催化剂Cu/CeTi-PILC的丙烯选择性催化还原一氧化氮反应的影响。实验证明:Ce0.75Zr0.25O2固溶体能提高催化剂5%Cu/CeTi-PILC对C3H6和一氧化氮的催化活性,起燃温度明显降低,其中C3H6起燃温度降低了15℃;一氧化氮起燃温度降低了112℃。

木纤维仿生制备铈锆固溶体光催化降解甲基橙

使用铈锆固溶体催化剂降解甲基橙是当今最有前景的方法之一,开发具有生物结构的光催化剂是目前非常有意义的。本文以木纤维为生物模板合成具有生物结构的铈锆固溶体,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及紫外可见分光光度计等对这类具有层次结构生物形态的铈锆固溶体样品的表面及组成的信息、晶体结构、内结合能标准和光催化降解甲基橙速率进行表征。结果证明,该新型光催化剂比未有模板的铈锆固溶体具有更大的比表面积,能极大增强对水中大分子污染物的降解率,最终实现通过光催化的途径降解类似甲基橙等有机污染物。

汽车尾气净化用铈锆固溶体合成方法

讨论了现有汽车尾气净化催化剂载体存在的结构和性能缺陷,阐述了铈锆固溶体在尾气净化中的作用,以及铈锆固溶体的主要合成方法,并对比了各种方法的优缺点。指出铈锆固溶体结构性能进行优化的方法以及改进、发展的方向。

铈锆氧化物固溶体制备方法的比较研究

分别采用均匀沉淀法和共沉淀法制备了铈锆氧化物固溶体,研究了制备方法对铈锆氧化物固溶体的晶体结构、比表面积以及储氧能力的影响。结果表明,均匀沉淀法制备的铈锆氧化物固溶体的比表面积小,储氧能力较强,所制得的三效催化剂具有良好的催化活性,但该方法所制备的铈锆氧化物固溶体耐高温性能较差。