气氛环境下Au/CeO_(2)催化剂烧结行为的原位电镜研究

气氛环境下原位研究催化剂的烧结行为,能够为理解催化剂在预处理以及反应条件下的烧结机理和高稳定催化剂的设计提供重要的实验依据。本文以Au/CeO_(2)模型纳米催化剂为研究对象,利用环境透射电子显微镜原位观察其在O_(2)与CO气氛下的高温动态烧结过程。实验发现,负载在CeO_(2)上的Au纳米颗粒在O_(2)与CO气氛环境中表现出不同的烧结行为,其在O_(2)气氛下具有较高的烧结速度,同时存在颗粒迁移与聚集长大(particle migration and coalescence,PMC)和奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening,OR)两种烧结过程;在CO气氛下烧结速度较慢,烧结过程以OR为主。对比不同气氛环境下烧结后催化剂的表面结构可知,CO增加了CeO_(2)表面台阶的数量以及表面氧空位浓度,增强了载体对Au颗粒的锚定作用,从而提升Au/CeO_(2)催化剂的稳定性。

Au负载催化剂应用于水煤气变换制氢反应的研究进展

水煤气变换反应是目前广泛应用于制氢的方法,应用于水煤气变换反应的催化剂成为了重要的研究热点.我们在简述传统水煤气变换催化剂的基础上,重点介绍了Au负载型催化剂应用于水煤气变换反应的相关文献,针对Au负载型催化剂的载体种类、制备方法以及催化剂活性机理做出了详细分析.强调了影响水煤气变换反应催化剂的重点参数及Au负载型催化剂的发展趋势,以便为提高催化剂催化活性、设计Au负载催化剂并应用在水煤气变换反应中的研究者提供必要的参考信息.

用于CO氧化的Au催化剂载体研究进展

负载型金(Au)纳米催化剂对CO氧化反应过程具有较高的催化活性,而其负载载体的物化性质对Au催化活性的提升有显著影响。系统地总结了几种常见的Au催化剂载体(活性载体:TiO_(2)、CeO_(2)以及Co_(3)O_(4);惰性载体:SiO_(2)和Al_(2)O_(3))在协调Au催化氧化CO过程中的催化性能及相关的作用机制,重点分析了各载体对催化性能的影响,对负载型Au催化剂载体的选择及设计提供指导,并对未来Au催化剂的发展方向做了展望。

一种类石墨状Au/g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及其光催化性能

论文以尿素作为前驱体,采用热聚合法合成了类石墨状氮化碳(g-C_(3)N_(4))纳米片光催化剂,并将g-C_(3)N_(4)纳米片用作载体,利用化学方法成功制备合成了多种不同掺金量的Au/g-C_(3)N_(4)的复合催化剂,并在模拟太阳光(300 W氙灯)照射下,系统探究了其光催化性能和不同pH下的化学稳定性。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪、紫外漫反射光谱仪、扫描电子显微镜等多种表征手段对样品结构和形貌进行分析和表征。研究结果表明:相比于g-C_(3)N_(4),不同掺金量的Au/g-C_(3)N_(4)复合催化剂的催化降解能力均有显著提高。当金与g-C_(3)N_(4)的质量比为3%时,Au/g-C_(3)N_(4)对甲基橙的降解率最高,并具有优异的光催化稳定性。

高分散的炭载Au纳米催化剂的制备、表征和催化活性

采用柠檬酸钠还原-胶体负载法,制备了高分散的炭载Au纳米催化剂,并以液相催化氧化葡萄糖为葡萄糖酸钠的反应评价了Au/C催化剂的活性.研究结果表明,金溶胶制备过程中柠檬酸钠的用量对粒子尺寸以及所获催化剂的催化活性有重要影响;催化剂在多次使用之后活性的降低可能是由于在活性炭表面金粒子活性位点上形成的Auδ+-Oδ-化合态减少的缘故.同时比较了制备的Au/C和商业Pd/C催化剂对葡萄糖的液相催化氧化反应,证明Au/C催化剂明显优于Pd/C催化剂.

Au-K/C催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能

采用过量溶液浸渍法制备了用于乙炔氢氯化反应的Au-K/C催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET表征。分析结果表明,Au-K/C催化剂活性组分在载体表面高度分散。在常压固定床反应器中,通过考察温度、空速和反应物配比对Au-K/C催化剂活性的影响,得到了基于Au-K/C催化剂的乙炔氢氯化反应的优化条件,即:反应温度170℃,乙炔空速120 h-1,原料配比VHCl/VC2H2=1.10。在该条件下,对Au-K/C催化剂连续进行120 h的活性考察,结果显示催化剂活性无明显降低,乙炔转化率大于96.0%,氯乙烯选择性不低于99.5%。

xAu/α-MnO_2催化剂的结构及催化氧化VOCs气体性能

以NaOH为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了α-MnO2负载Au催化剂xAu/α-MnO2(x=1.0%～7.0%,质量分数),利用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对所得样品进行了表征,并对其催化氧化挥发性有机化合物(VOCs,苯和甲苯)的性能进行了研究.XRD结果表明,负载Au对α-MnO2载体结构影响不大,但对其晶粒大小和比表面积略有影响.随着Au含量的增加,α-MnO2结晶度增强,颗粒增大,Au粒径明显增大.XPS结果表明,随着Au负载量的增加,xAu/α-MnO2的晶格氧(O2-),Mn4+和Au3+的浓度增加.H2-TPR结果表明,由于贵金属的溢氢作用,Au明显提升了xAu/α-MnO2的还原能力,其中3%Au/α-MnO2的还原能力最强.负载Au明显影响xAu/α-MnO2的催化性能,xAu/α-MnO2的催化性能与Au的颗粒分散性、低温还原性能及表面氧物种密切相关,其中3%Au/α-MnO2显示出最佳活性,其催化氧化苯和甲苯的T100分别为280和250℃.

沉淀剂对Au/ZnO催化剂上CO氧化性能及催化剂结构的影响

在 2 5℃和进料中含水条件下 ,考察了由 Na2 CO3 ,( NH4) 2 CO3 ,Na OH和 NH4OH等 4种沉淀剂制备的Au/Zn O催化剂上 CO氧化活性和稳定性 .结果表明 ,沉淀剂影响 Au/Zn O催化剂的前体组成、金粒子和Zn O粒子大小、比表面积及 CO氧化性能 .由 NH4OH制备的 Au/Zn O催化剂活性和稳定性较差 ,CO转化率只有 1 5 % ;由其它 3种沉淀剂制备的 Au/Zn O催化剂的 CO氧化活性和稳定性明显改善 ,可至少连续反应1 1 0 0 h,且保持 CO完全氧化 ,其中 Na2 CO3 是最佳沉淀剂 .在反应过程中反应气氛可引起金粒子的聚集及在催化剂表面生成新的碱式碳酸锌物相 .

α-MnO_2负载纳米Au催化剂低温催化氧化CO和苯的性能

以尿素为沉淀剂用沉积-沉淀法制备了α-MnO2负载Au催化剂xAu/α-MnO2(x=0-7(对应的Au负载量(质量分数)分别为0-7%)),使用X射线粉末衍射(XRD)、N2-吸附/脱附、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和H2-程序升温还原(H2-TPR)等技术对所制样品进行了表征,并测定其对CO和苯的催化氧化性能.XRD结果表明,负载Au对α-MnO2载体结构影响不大,随Au含量的增加,Au颗粒明显增大.N2-吸附/脱附和TEM结果表明,Au的加入对xAu/α-MnO2的比表面积、孔容和孔径等结构性能影响较小,表明Au分布在α-MnO2载体表面,未阻塞其孔道.XPS结果表明,随着Au负载量的增加,xAu/α-MnO2中的O2-/(O22-或O-)、Mn4+/Mn3+和Au3+/Au0的摩尔比在增加,表明其晶格氧、Mn4+和Au3+的浓度在增加.由于贵金属的溢氢作用,Au明显促进xAu/α-MnO2氧化还原能力,其中3Au/α-MnO2具有最高的氧化还原性.负载Au明显影响xAu/α-MnO2样品的催化活性,xAu/α-MnO2的催化性能与Au的分散性、氧化还原性能及表面氧物种的种类密切相关,其中3Au/α-MnO2显示出最佳活性,其催化氧化CO的T90=80°C,苯的T90=200°C.

SnO_2负载Au和M-Au(M=Pt,Pd)催化剂及其低温催化氧化CO性能

以SnO2为载体,采用沉积沉淀法(DP)、共沉淀法(CP)和浸渍法(IM)制备了金负载Au/SnO2催化剂,同时采用沉积沉淀法制备了M-Au/SnO2(M=Pd,Pt)双金属负载催化剂.通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对样品进行表征,并测定其对CO的催化活性.结果表明:与CP法和IM法相比,DP法制备的Au/SnO2-DP催化剂,Au颗粒(<5nm)较小,分布均匀;Au/SnO2-DP中的Au是以金属态Au0存在,而Au/SnO2-CP和Au/SnO2-IM中,金以Au0和Au3+的混合价态存在,在Au/SnO2-DP和M-Au/SnO2中的Au、Pt、Pd和SnO2之间存在相互作用;Au/SnO2-DP催化性能明显优于Au/SnO2-CP和Au/SnO2-IM.Au与Pt和Pd的双金属复合催化剂催化活性明显提高.不同方法制备Au/SnO2催化活性的差别主要是由于Au颗粒大小和Au氧化态的不同而产生.而M-Au/SnO2活性提高,可能是由于Au与Pt和Pd之间的相互作用.

用辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子制备CO氧化催化剂Au/γ-Al2O3

采用两相法合成出含活性组分Au的辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子(C8AuNPs)的正己烷溶胶,用"逐次浸润"法将C8AuNPs负载在γ-Al2O3上,经真空干燥及活化处理制得Au/γ-Al2O3催化剂.所制得的Au催化剂前体C8AuNPs/γ-Al2O3表面Au粒子平均粒径可控制在2-3nm范围内,且分布比较单一;催化剂活性评价600h后,其表面Au的粒径仍主要分布在2-4nm范围内;真空干燥温度影响Au催化剂的粒子尺寸和催化活性,随着真空干燥温度的提高,Au纳米粒子的粒径增大.将所制备的催化剂用于低温CO氧化反应,催化活性评价结果表明,经25℃真空干燥制得的2.5%(质量分数,w)Au/γ-Al2O3具有较高的活性和长期稳定性,其催化CO完全转化的最低温度为-19℃,在15℃下CO完全转化时Au/γ-Al2O3的单程寿命至少900h;4.0%(w)Au/γ-Al2O3在15℃和进料中含水条件下对CO完全氧化的单程寿命不低于2000h,可见催化剂具有强的抗潮湿中毒特性.综合上述实验结果,讨论了影响Au/γ-Al2O3催化剂活性的可能因素.

Pt/Au原子比对活性炭负载Au-Pt直接甲酸燃料电池阴极催化剂性能的影响

制备了不同Pt/Au原子比的活性炭负载Au-Pt催化剂(Au-Pt/C),研究了Au/Pt原子比对Au-Pt/C催化剂氧还原电催化性能和抗甲酸性能的影响。结果表明,与Au/C催化剂相比,Au-Pt/C具有更好的电催化性能。当Pt/Au原子比从0/50增加到2/48时,Au-Pt/C催化剂表现出良好的氧还原电催化性能和抗甲酸性能;但是当Pt/Au原子比增加到3/47时,该催化剂的抗甲酸性能有所下降。Pt/Au原子比为2/48的Au-Pt/C可以用作直接甲酸燃料电池(DFAFC)的阴极催化剂。

金负载量对低温水煤气变换Auα-Fe_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀法制备了低温水煤气变换Au α Fe2O3催化剂。通过正交实验优化催化剂的还原活化条件,考察了金负载量对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、UV VIS、XRF、H2 TPR和O2 TPO等表征手段对催化剂的结构进行分析,并与其催化性能进行关联。结果表明,(1)采用10% H2 N2还原气将催化剂在150℃原位还原9h,其催化活性最高;(2)金的最佳负载量为8 00%,此时在催化剂制备过程中金的流失量较少,金粒子较小,也有利于抑制催化剂在反应过程中烧结;(3)TPR TPO结果表明,金的负载量为8 00%时,Au α Fe2O3催化剂具有较易被还原、不易被氧化的性质,从而显示出最高催化活性。(4)Au α Fe2O3催化剂中的金以单质金(Au0)形式存在;其高活性与Au0 Fe3O4间的协同作用有关。

MOF作模板制备多孔Au/Cu_xO催化剂及其CO氧化性能

采用MOF材料作模板,通过在Cu-BTC材料表面预先负载贵金属Au再热解的方法,成功制备了具有正八面体结构的新型多孔Au/Cu_xO负载型催化剂。通过降低热解环境中的O_2浓度,调节氧化时间,实现了Au/Cu-BTC氧化产物组分的调节,分别制得了Au/Cu_2O、Au/Cu_2O-Cu O、Au/CuO复合催化材料。将其用于CO催化氧化,发现所有Au/Cu_xO催化剂都表现出比Cu-BTC和Au/Cu-BTC更优异的催化性能,其中由于拥有较高的比表面积、Cu_2O含量以及更好的Au的分散性,Au/Cu_2O的CO氧化活性最佳,180℃即能实现CO的完全转化。

氯离子含量对Au/ZnO催化剂常温CO氧化性能的影响

利用共沉淀法制备了Au/ZnO催化剂。在室温和进料中含水的条件下考察了残存的氯离子对Au/ZnO催化剂CO氧化性能的影响 ,发现氯离子可促进金粒子的聚集及表面碱式碳酸锌的生成 。

用沉积沉淀法制备Au/C催化剂

采用沉积沉淀法制备了 1 ,2 -丙二醇化学合成乳酸的Au/C催化剂 ,研究了载体中Au的含量、HAuCl4溶液pH值、活化温度、还原方法等因素对其催化活性的影响。结果表明 ,在一定负载Au质量的范围内 ,催化活性随Au含量的增加而提高 ;活化温度、HAuCl4溶液的pH值决定了Au粒子的尺寸、形貌及其在载体上的分布特性 ;还原方法对催化活性也有较大的影响。在最佳制备条件下 ,获得了较高催化活性的Au/C催化剂 ;在低温低压条件下用于乳酸的合成得到了较高的转化率。

Z型可见光催化剂Au NPs/g-C3N4/BiOBr的构建及其光催化性能（英文）

通过水热和原位还原法制备了一种新型Z型异质结三元复合材料Au NPs/g-C3N4/BiOBr,并通过X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和光致发光发射光谱等技术对材料的形貌、结构进行了表征。通过在可见光下降解苯酚来评价光催化剂的活性。研究发现,Au NPs/g-C3N4/BiOBr显示出增强的光催化活性,对苯酚的降解能力是g-C3N4的3倍,是BiOBr的2.5倍。这可归因于三元复合材料的窄带隙(2.10eV)、Z型机理对光生电子-空穴对的有效分离和Au纳米颗粒的表面等离子体共振效应(SPR)。

焙烧温度对低温水煤气变换Au/Fe2O3催化剂性能的影响(英文)

采用改性沉积-沉淀法制备了系列低温水煤气变换 Au/Fe2O3 催化剂, 发现经 300 ℃焙烧的样品具有较好的催化活性和稳定性. 并运用 N2 物理吸附、原位 X 射线粉末衍射(in situ XRD)、程序升温还原(H2-TPR)和 X 射线光电子能谱(XPS)等技术, 探讨焙烧温度对催化剂性能的影响机制, 同时对样品的失活原因进行了分析. 结果表明, 催化剂性能与焙烧温度引起的金和载体氧化铁的相互作用以及载体还原性质的变化密切相关. XPS 表征结果说明, 尽管反应后在催化剂表面有碳酸盐或类碳酸盐物种生成, 但半定量分析表明这些物种的形成不是催化剂失活的主要原因; 根据在低温水煤气变换反应过程中 Au/Fe2O3 催化剂的比表面积明显下降, 载体的结晶度也明显提高, 推断 Au/Fe2O3 催化剂载体的结构性质的变化才是其失活的主要原因.

NO在Au/Al_2O_3催化剂上还原反应的TPD-MS研究

考察了沉积 沉淀法制备的Au Al2 O3催化剂在O2 存在下催化C3H6 还原NO的反应 ,并用程序升温脱附 质谱 (TPD MS)手段研究了吸附于催化剂上的NO或NO O2 的脱附性能 .结果表明 :在O2 存在的条件下 ,对于C3H6 还原NO的反应 ,1%Au Al2 O3的催化活性最高 ,可于 3 75℃左右使NO生成N2 ,转化率达 60 % .这与催化剂对所吸附NO的脱附性能密切相关 ,N2 O可能是C3H6

Au/Co_3O_4催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

采用不同方法制备了Au/Co3O4催化剂,考察了制备方法对CO催化氧化活性的影响;改变载体的制备条件,得到一系列Co3O4载体,并采用沉淀-沉积法制备了相应Au/Co3O4催化剂,考察了载体的制备条件对CO催化氧化性能的影响,并对催化剂进行了BET,XRD,TPR和XPS表征。结果表明,载体的制备方法对催化剂的催化活性有显著影响,经沉淀-沉积法制备的催化剂活性最好;载体的制备条件对催化剂的活性也有一定影响,分散剂的加入和微波处理均提高催化剂的活性。XPS测试结果表明,Auδ+是催化剂的活性相组分,OH-含量的增加使催化剂的活性提高;TPR结果显示活性组分Au的引入促进了载体的还原,并有利于提高催化剂活性。