Ag/SBA-15材料的制备及其CO催化氧化性能研究

采用2种不同方法将金属Ag浸渍在SBA-15上制备Ag/SBA-15复合材料,通过SEM、UV-Vis、XRD对Ag/SBA-15复合材料进行表征,并对Ag/SBA-15进行CO气体催化氧化实验,评价Ag/SBA-15复合材料的催化性能。结果表明,去除模板剂后浸渍合成的Ag/SBA-15的催化性能较好,其中金属负载量为1%的产品催化性能最好,催化所需的温度最低,CO转化率最高。

紫外光促进电子迁移对Pt/TiO_(2)催化剂CO催化氧化性能的影响

为了提高CO催化氧化性能,将Pt/TiO_(2)催化剂在液相中进行紫外照射预处理以增加电子−空穴迁移速率,诱导Pt颗粒长大,然后制备不同UV照射时间的Pt/TiO_(2)催化剂,测试样品的催化性能和氧化能力,表征样品表面的活性颗粒直径、金属分散度和元素价态,并利用原位红外光谱研究CO催化反应机理的变化。研究结果表明,制备的Pt颗粒直径为1~2 nm,经过8 h UV预处理的Pt/TiO_(2)催化剂颗粒直径最大,Pt0含量增加,且具有最佳的CO催化性能,CO的完全转化温度降低了约45℃,活性位点的TOF提高15倍。通过对反应机理的分析发现,UV照射能减少副反应发生,提高CO转化率。

不同形貌CeO_(2)催化剂用于CO催化氧化研究

为了探究具有不同形貌的CeO_(2)催化剂在CO催化氧化反应中的性能差异,对反应物中的有机配体富马酸的添加量进行调控,通过煅烧获得了片型CeO_(2)、哑铃型CeO_(2)和雪花型CeO_(2)。采用XRD、Raman和SEM测试对三种催化剂的微观结构和形貌进行分析。采用CO催化氧化装置评价了三种催化剂的性能,结合XPS和H2-TPR表征结果分析了雪花型CeO_(2)性能较为优异的主要原因。高结晶性的雪花型CeO_(2)含有丰富的氧空位和活性氧,结合其纳米片自组装的特殊形貌,在催化反应中表现出最低转化温度。

Cu_xCe_(1-x)O_(2-x)/SBA-15/堇青石整体式催化剂及其CO催化氧化性能

以堇青石蜂窝陶瓷为载体，CuxCe1-xO2-X/SBA-15为催化活性组分，制备了一系列10％～60％Cu0.5Ce0.5O1.5/SBA-15／堇青石和50％CuxCe1-xO2-x/SBA-15／堇青石（x=0~1）整体式催化剂，采用低温氮吸附-脱附、XRD、XPS和H2-TPR对催化剂进行了表征，在微型固定床反应器中评价了催化剂的CO催化氧化活性。结果表明：整体式催化剂仍然保持SBA-15的介孔结构,催化剂中除了堇青石的物相外，还有CuO和CeO2物相，催化剂表面的Cu以Cu^2＋和Cu^＋两种状态存在，Ce以Ce^4＋状态存在,催化剂表面的氧化还原性能与Cu0.5Ce0.5O1.5的含量和Cu、Ce的比例有一定的关系，50％Cu0.5Ce0.5O1.5/SBA-15／堇青石催化剂具有最好催化活性，CO可以在140℃完全转化。

金属有机骨架材料MIL-53(Al)负载钴催化剂的CO催化氧化反应性能

采用溶剂法合成了热稳定性高的金属有机骨架材料MIL-53(Al)(MIL:Materials of Institut Lavoisier),用此材料为载体负载钴催化剂用于CO的催化氧化反应,并与Al2O3负载的钴催化剂进行了对比.采用热重-差热扫描量热(TG-DSC)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂的结构性质进行了表征.TG和N2物理吸附-脱附结果表明,载体MIL-53(Al)有好的稳定性和高的比表面积;XRD以及TEM结果表明Co/MIL-53(Al)上负载的Co3O4颗粒粒径(平均约为5.03 nm)明显小于Al2O3上Co3O4颗粒粒径(平均约为7.83 nm).MIL-53(Al)的三维多孔结构中分布均匀的位点能很好地分散固定Co3O4颗粒,高度分散的Co3O4颗粒有利于CO的催化氧化反应.H2-TPR实验发现Co/MIL(Al)催化剂的还原温度低于Co/Al2O3催化剂的还原温度,低的还原温度表现为高的催化氧化活性.CO催化氧化结果表明,MIL-53(Al)负载钴催化剂的催化活性明显高于Al2O3负载钴催化剂,MIL-53(Al)负载钴催化剂在160°C时使CO氧化的转化率达到98%,到180°C时CO则完全转化,催化剂的结构在催化反应过程中保持稳定.

纳米Ag，CeO2和Ag-CeO2的合成及在CO催化氧化中的应用

系统合成了不同粒径的CeO2和Ag纳米粒子及Ag-CeO2纳米复合粒子,并对其进行了结构表征和CO催化氧化性能测试.结果表明,Ag纳米粒子的催化活性较低,以其为催化剂时CO的最大催化转化率仅为40%,且粒径越小越容易失活;在CeO2纳米粒子催化下,CO的催化转化率可达到100%,但催化反应的温度较高(约350℃);与CeO2和Ag相比,Ag-CeO2的催化性能明显增强,CO在较低的温度(150℃)下可实现完全转化.程序升温还原(Temperature-programmed reduction,TPR)分析结果表明,纳米复合材料中Ag和CeO2之间的相互作用是产生优异催化性能的关键原因.

沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土催化剂及其常温潮湿环境下CO催化氧化性能

采用沉积-沉淀法制备Pd-Cu/凹凸棒土(PC/APT)催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上考察其常温潮湿环境下CO催化氧化性能。作为对比,同时采用常规浸渍法制备催化剂。通过N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等对催化剂结构和性质进行表征。结果表明,与浸渍法制备的催化剂不同,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上Cu物种分别以Cu_2Cl(OH)_3和CuO形式存在,其中,Cu_2Cl(OH)_3物种与Pd物种间相互作用较强,催化剂还原性能显著提高,表现出良好的CO催化氧化活性。在空速6 000 h^(-1)、CO体积分数0.5%和水蒸汽体积分数3.3%条件下,采用沉积-沉淀法制备的PC/APT催化剂上CO转化率大于84%的时间不低于160 min。

(111)晶面暴露的NiO纳米催化剂的制备及其CO催化氧化性能

采用溶剂热法,以Ni(NO_3)_3·6H_2O、均苯三甲酸以及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料快速合成金属有机骨架材料Ni_3(BTC)_2·12H_2O晶体。以Ni_3(BTC)_2·12H_2O为前体,通过焙烧得到具有(111)面的NiO颗粒用于CO催化氧化反应,并与由硝酸镍热解得到的NiO(R)催化剂进行对比。通过X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等方法对具有(111)面的NiO颗粒的组成、结构和形貌进行表征。CO催化氧化结果表明,具有(111)面的NiO颗粒的催化活性优于普通NiO催化剂的催化活性。

Au/LaCo_(1-x)Ce_xO_3催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

为进一步提高催化剂活性,用Ce对LaCoO3载体进行改性,并采用溶胶-凝胶法制备系列LaCo1-xCexO3（x=0-0.5）载体。其中,x=0.1和0.2时,载体为钙钛矿结构。采用沉积-沉淀法制备Au/LaCo1-xCexO3（x=0.1、0.2）催化剂,通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行催化活性评价及稳定性表征测试。结果表明,Au/LaCo0.9Ce0.1O3和Au/LaCo0.8Ce0.2O3催化剂能够在90℃将CO完全转化,在此温度进行的连续20h和30h的寿命实验中,CO转化率保持100%,催化活性和稳定性均优于Au/LaCoO3催化剂。表明掺杂Ce改性载体,能够提高催化剂活性和稳定性。

外部强制对CO催化氧化动力学影响的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法研究了外部强制过程对CO催化氧化反应过程中振荡动力学行为的影响规律。研究结果表明:通过矩形脉冲可以有效地调控振荡的动力学行为,在一定的脉冲振幅和脉冲宽度下,通过改变矩形脉冲的周期,CO催化氧化出现了短周期振荡、双峰振荡等不同的动力学行为。当强制过程即矩形脉冲的周期小于自发振荡的周期时,可以观察到短周期振荡行为,当矩形脉冲的周期大于自发振荡的周期时,可以观察到双峰振荡等动力学行为。振荡动力学的改变主要是因为强制振荡过程使得催化剂表面发生了从氧化态向还原态的转变。

用于CO催化氧化的负载型纳米金催化剂的研究进展

CO作为许多工业环境和室内、室外环境的主要有毒气体污染物之一,其消除问题得到了研究者的广泛关注。利用负载型纳米金催化剂在温和条件下催化氧化CO一直是催化领域的研究热点。从载体种类、结构、制备方法和条件的角度阐述了近年来CO催化氧化负载型纳米金催化剂的研究进展,对现阶段研究存在的问题进行了总结,并展望了未来发展前景。

喷雾燃烧法制备Pt/Ti_xCe_((1-x))O_2纳米颗粒及其CO催化氧化性能

采用喷雾燃烧法,以钛酸四异丙酯、2-乙基己酸铈和氯铂酸为前驱体,丙酸为溶剂,制备Pt/Ti_xCe_((1-x))O_2系列纳米复合颗粒。系统研究了催化剂助剂CeO_2添加量对产物的粒径、晶型、表面氧空位和CO催化氧化活性的影响规律,探讨了喷雾燃烧过程中纳米颗粒的生长机理。结果表明:Ce离子能够进入TiO_2晶格,并促进TiO_2由锐钛矿相向金红石相的转变;富集存在的CeO_2会沿着TiO_2金红石晶面外延生长为月牙岛状。Ce^(3+)能够增加颗粒表面的氧空位,提升载体活性氧参与CO氧化反应的可能性。Pt/Ti_(0.9)Ce_(0.1)O_2表现出最高的CO催化氧化活性,在70℃时CO转化率达到100%。

Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂制备及其对CO催化氧化性能和稳定性的研究

为了能够得到高催化活性、高热稳定性的Au催化剂,本文选择了混合氧化物La_2O_3+Co_3O_4为载体,制备了两种Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂,并考察了此催化剂对CO氧化反应的催化活性及稳定性。实验结果表明:Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂活性好于250℃焙烧的Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂,Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂稳定性好于Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂。

水热法制备立方体二氧化铈及其CO催化氧化性能研究

利用水热合成法合成立方体形貌的二氧化铈,并与共沉淀法合成的二氧化铈催化剂在催化剂形貌、晶形、CO催化氧化活性方面进行了比较。结果显示:利用水热法合成的二氧化铈立方体形貌规整、分散性能好、热稳定性能优良;与共沉淀法制备的CeO_2纳米材料相比,对于CO的催化氧化具有更高的活性。

蒙脱石负载的纳米金催化剂制备及其对CO催化氧化活性

以Au(en)2Cl3为金前驱体,分别以钠基蒙脱石和铝柱撑蒙脱石为载体,制备了负载型纳米催化剂,以CO的催化氧化作为探针反应评价其催化氧化活性,初步考察了催化剂制备过程的焙烧温度、负载温度和载体柱撑改性对CO催化氧化活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)和透射电子显微镜(TEM)表征了催化剂的物相、金的实际负载量和纳米金的形貌及粒径分布。结果表明,以铝柱撑蒙脱石为载体,在60℃下完成金前驱体的吸附负载,并经过450℃焙烧处理1 h所制备的负载型纳米金催化剂具有最好的催化氧化活性,在250℃下对CO的转化率可以达到100%,但催化剂的稳定性有待提高。

负载型La_(2-x)Sr_x CoO_4类钙钛矿复合氧化物CO催化氧化性能

采用柠檬酸络合-浸渍法制备了以镁铝尖晶石MgAl_2O_4为载体、复合氧化物La_(2-x)Sr_xCoO_4(x=0.2、0.4、0.6和0.8)为活性组分的催化剂,通过XRD、H_2-TPR和BET等分析方法对催化剂进行表征,利用固定床微型反应器测试催化剂对CO氧化的催化性能,并考察水蒸汽和SO_2对其活性的影响。结果表明,x=0.2、0.4、0.6和0.8时,活性组分La_(2-x)Sr_xCoO_4均能在镁铝尖晶石MgAl_2O_4载体上形成类钙钛矿A_2BO_4结构;随着x增大,催化剂化学吸附氧和晶格氧的活动性增强,有利于CO催化氧化。活性测试结果表明,x=0.8,催化剂对CO氧化的催化活性最佳,400℃CO转化率可达100%;水蒸汽对催化剂活性的影响较小,SO_2显著降低催化剂的催化活性。

逆уCeO2/CuχCo1–χOδ催化剂的制备及其CO催化氧化性能

以Cu(NO3)2·3H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和(NH4)2CO3为原料,采用共沉淀法-浸渍法结合的制备方式,制得逆负载型уCe O2/CuχCo1–χOδ催化剂(у=0、5%、15%、25%;χ=0~1.0;δ=1.0~1.4)。通过XRD、BET、H2-TPR、XPS考察了Cu O和Co3O4质量比[m(Cu O)∶m(Co3O4)]、表面Ce O2负载量(у)(以CuχCo1–χOδ质量为基准,下同)对逆负载уCe O2/CuχCo1–χOδ催化剂催化氧化CO性能的影响。结果表明,15%Ce O2/Cu0.2Co0.8Oδ[m(Cu O)∶m(Co3O4)=0.2∶0.8]催化剂催化性能最佳。常压下,当反应温度为75℃时,CO转化率可达100%。由于15%Ce O2/Cu0.2Co0.8Oδ比表面积较大,两相界面较多,进而使得CeO2与Cu-O-Co固溶体相互作用较强,表面存在较多的氧空穴、Cu^+和Co^3+,催化剂还原温度较低,催化活性较好。

双金属RhAu_x/γ-Al_2O_3催化剂的CO催化氧化反应活性

采用超声辅助膜扩散法制备了双金属RhAu/γ-Al_2O_3催化剂(x=0、0.25、0.5、1.0、2.0和4.0),研究了该系列催化剂的CO催化氧化反应活性。采用程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)、原位DRIFTS和电子透射显微镜(TEM)等技术对催化剂的结构、形貌和物化性能进行了表征。结果表明,双金属RhAu/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的CO催化氧化活性,催化活性的变化规律为:RhAu_4/γ-Al_2O_3≈RhAu_2/γ-Al_2O_3≈RhAu/γ-Al_2O_3≈RhAu_0.5/γ-Al_2O_3>RhAu0.25/γ--Al_2O_3>Rh/γ-Al_2O_3>Au/γ-Al_2O_3。在RhAux/γ-Al_2O_3催化剂体系中,Au对于催化剂上RhAu_x金属纳米粒子的粒度分布、氧化还原性能、CO吸附行为和CO催化氧化活性具有重要的调节作用。Rh与Au原子之间存在一定的相互作用,经过H_2还原处理,催化剂表面上的RhAu_x金属纳米粒子发生Au表面偏析,形成一定的壳核结构,覆盖了部分金属Rh的活性中心,使还原后的RhAu_x/γ-Al_2O_3催化剂活性降低。

立方体CeO2的制备及其对CO催化氧化性能分析

本文研究对象为水热法制备立方体CeO2,具体研究过程中选择实验对比的研究方法进行研究,主要对比水热法制备立方体CeO2以及共沉淀法制取立方体CeO2的催化性能。试验中利用水热法制备了立方体CeO2、利用制取的CeO2进行CO催化氧化反应,通过实验发现水热法制备立方体CeO2的催化性能更好。

CO催化氧化催化剂的研究进展

综述了近年来CO催化氧化催化剂,包括铜基催化剂、钴基催化剂、复合催化剂的制备方法及其催化氧化CO的研究进展,并对CO催化氧化催化剂的未来研究方向进行了展望。铜基催化剂、钴基催化剂和复合催化剂均有各自的优势,但它们的综合性能还不能满足商业化应用的要求,未来还需进一步深入研究。