CeO_2-TiO_2复合氧化物载体在催化中的应用研究进展

介绍了CeO2-TiO2复合氧化物制备方法及性能特征;评述了影响CeO2-TiO2复合氧化物结构、性质的因素;对负载金属元素后的催化剂在不同的催化反应中的应用进行了综述。并对CeO2-TiO2复合氧化物应用前景作了展望。

CeO_2在Al_2O_3及TiO_2载体上的分散

采用等体积浸渍法制备了CeO2 /Al2 O3、CeO2 /TiO2 复合氧化物载体 .应用X 射线粉末衍射 (XRD)、比表面积测定、激光Raman光谱、扫描电子显微镜 (SEM )等技术研究了CeO2 在Al2 O3及TiO2 载体上的分散状态 .结果显示 :对CeO2 /Al2 O3,CeO2 主要存在于Al2 O3表面 ,晶粒小、分散性好 ;而对CeO2 /TiO2 ,大部分CeO2 以体相形式与TiO2 共存 ,晶粒大、分散性也差 .此外 ,也没有发现TiO2 由锐钛矿向金红石的晶相变化 .CeO2 /Al2 O3具有比Ce/TiO2 更大的比表面积 。

CeO_2包覆对TiO_2传感器材料的氧敏性能的影响

针对CeO2 具有良好的催化性和稳定性 ,以及TiO2 具有优良的氧敏特性 ,采用溶胶 凝胶法制备CeO2 包覆TiO2 材料 ,并在自行设计的实验装置中对材料进行氧敏测试。该材料的温度系数低于纯TiO2 材料 ,且氧敏性能比纯TiO2 材料显著提高。其原因在于壳层中CeO2 颗粒为氧离子进出包覆体内的TiO2 提供通道 ,并利用CeO2 储、放氧能力 ,促进TiO2 电导率变化。

CuO负载在TiO_2和CeO_2-TiO_2上对NO+CO反应的催化作用

用NO +CO微反流动法、TPR、XRD、BET和NO TPD等技术研究了CuO在TiO2 和CeO2 TiO2 上对NO +CO的催化还原作用 .实验表明 ,不同负载量的CuO在TiO2 上 ,其NO +CO的反应活性以Cu12 Ti为最佳 ,在反应温度为 4 0 0℃时 ,NO的转化率达到 10 0 % ;且CuO负载在CeO2 TiO2 上其活性随CeO2 含量的增加而提高 ,Cu12 Ce10 Ti在 30 0℃时就能使NO达到 10 0 %转化 .XRD和TPR结果显示 ,该体系催化活性的高低 ,与CuO在TiO2 和CeO2 TiO2 上高度分散的Cu物种及形成细颗粒的晶相CuO物种有非常密切的关系 ;NO TPD结果显示 ,催化剂还原活性的高低和NO在催化剂表面的脱出与分解难易程度有关 .

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%～10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355～420℃的温度范围内NO脱除率为80%～85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。

载体对负载型TiO_2催化剂光催化性能的影响

以活性碳 (AC)和镁铝尖晶石 (MA)为载体 ,采用真空吸附水解法制备了负载型光催化剂TiO2 /AC和TiO2 /MA ,并采用TiO2 溶胶负载法制备了活性碳负载催化剂TiO2 (C) /AC .以氯仿为探针分子研究了其在催化剂上的吸附及光催化降解反应性能 .结果表明 ,催化剂的制备方法、TiO2 负载量与载体的吸附性能对光催化活性有明显的影响 .通过优化制备条件 ,TiO2 /AC催化剂的催化活性可提高到纳米TiO2 的 2 5倍 .氯仿在AC上的饱和吸附量较高 ,但吸附强度较弱 ;在纳米TiO2 上的吸附情况则正好相反 .氯仿在AC和TiO2 上吸附性质的差异有利于吸附在TiO2 /AC上的氯仿分子从活性碳载体向TiO2 光催化活性中心迁移 .镁铝尖晶石载体对光催化反应没有明显的促进作用 ,与其基本上不吸附氯仿分子有关 .与TiO2 胶体负载法相比 ,真空吸附水解法是一种较好的负载型TiO2

纳米TiO_2/Al_2O_3复合载体的制备与表征

采用沉淀法、共沉淀法、溶胶凝胶法和改进的溶胶凝胶法制备出TiO2/Al2O3复合载体,并用XRD、TEM、FT-IR和BET等手段对其进行了表征。BET结果表明,共沉淀法和改进的溶胶凝胶法制得的TiO2/Al2O3载体具有较大的比表面积、孔容和较集中的孔分布。XRD结果表明,复合载体经550℃焙烧后,TiO2和Al2O3分别以锐钛矿和-γAl2O3晶型存在,其中沉淀法和改进的溶胶凝胶法制得载体的锐钛矿特征峰宽而尖锐;共沉淀法和溶胶凝胶法制得的载体的锐钛矿特征峰不明显。TEM结果表明,TiO2以纳米级粒子均匀分布在Al2O3表面上,共沉淀法制备出的复合载体中的锐钛型TiO2粒子在-γAl2O3上以单层或亚单层分散;而改进的溶胶凝胶法制备出的复合载体中,锐钛型TiO2和-γAl2O3粒子以更为清晰的橄榄状和絮状形式存在。FT-IR结果表明,4种方法制备出的复合载体的酸性均主要为L酸,仅含微量的B酸。

碳包覆TiO_2-CeO_2纤维的制备及其光催化降解盐酸环丙沙星

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶/钛酸正丁酯为前驱体,硝酸铈为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了CeO2掺杂TiO2凝胶,继而以静电纺丝法制备了CeO2掺杂TiO2纳米纤维,最后利用气相沉积法,在制得的纳米纤维表面包覆一层碳膜。采用扫描电子显微镜、红外吸收光谱、透射电子显微镜和X射线衍射对制备的纳米纤维进行了表征,研究了其在紫外光照射下对盐酸环丙沙星的光催化降解能力。当光照时间为40 min时,碳包覆TiO2复合纳米纤维具有很好的光催化性能,对盐酸环丙沙星的降解率达到85.8%。

负载型TiO_2-Al_2O_3复合载体在超深度加氢脱硫中的应用

运用HRTEM、FT-Ram an、TPR等方法表征了M o活性组分在负载型T iO2-A l2O3复合载体和A l2O3上不同形态和性质。比较了T iO2-A l2O3复合载体同传统A l2O3载体对CoM o催化剂结构的影响,并以4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)为探针考察了催化剂的超深度加氢脱硫(UHDS)性能。结果表明,在负载型T iO2-A l2O3复合载体中,M oO3同载体之间的相互作用较弱,这种弱的相互作用使M oO3更多的以八面体配位M o物种(M oⅥ)及其二维的聚合物的形式存在。二维聚合物有利于形成具有更高活性的多层M oS2结构,明显提高催化剂的超深度加氢脱硫催化活性。

Cu_2O/TiO_2催化甲醛乙炔化反应的载体效应

以不同温度焙烧的TiO_2为载体,CuCl_2·2H_2O为铜源,NaOH为沉淀剂,L-抗坏血酸钠为还原剂,采用液相还原-沉积沉淀法制备了Cu_2O/TiO_2,借助X射线粉末衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、N_2-物理吸附、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段,研究了TiO_2载体焙烧温度对Cu_2O/TiO_2甲醛乙炔化反应性能的影响。结果表明,低温焙烧得到的TiO_2载体以锐钛矿相存在,与Cu_2O物种间具有弱的相互作用,使得Cu_2O被过度还原为金属Cu,催化活性较低。随着载体焙烧温度的升高,TiO_2中出现金红石相,Cu_2O与载体间相互作用增强,Cu_2O高效转变为乙炔亚铜活性物种,使催化剂表现出最佳的催化性能。

CeO_2掺杂TiO_2催化剂薄膜的制备与表征

以 Ar为工作气体 ,O2 为反应气体 ,利用射频磁控溅射技术成功地在载玻片上沉积了透明 Ti O2 催化剂薄膜。同时利用共溅射技术制备了掺杂 Ce O2 的 Ti O2 催化剂薄膜。采用 X射线衍射 (XRD)、Raman光谱、UV- VIS- NIR分光光度计、原子力显微镜 (AFM)

负载型纳米TiO_2复合载体及其CoMo催化剂的酸性及孔特性的研究

总结了复载不同纳米尺度的复合载体及其CoMo催化剂的表面酸性及孔结构特性的表征结果。结果表明,负载型纳米TiO2与基载体γ Al2O3存在着相互作用。当负载比较少量的纳米TiO2时,复合载体的总酸量随着TiO2含量的增加而增加,超过γ Al2O3的酸量,但当TiO2的含量比较高时复合载体的酸量又降低,纳米TiO2优先负载在γ Al2O3的强酸中心位;负载了CoMo活性组分后酸量增加。不同粒径的纳米TiO2对复合载体和催化剂的酸分布没有明显影响,但对总酸量有影响。对不同尺度TiO2,随着TiO2负载量的增加以及负载金属活性组分的增加,表面积、孔容和最可几孔径均有不同程度的减少。

CeO_2掺杂TiO_2粉体的制备及其性能研究

采用Sol-gel法制备了CeO2不同掺杂比例的TiO2粉体,研究了掺杂比例对样品晶型、光谱吸收曲线及光催化降解亚甲基蓝的影响,结果表明:掺杂CeO2的TiO2样品对光波长的响应阈值为500nm左右;样品在普通日光灯下照射4h,对亚甲基蓝的降解率明显优于DegauseP25,其中CeO2掺杂比率为7%(mol)的样品降解率达到了最大。

负载型纳米TiO_2复合载体的制备及其酸性研究

采用溶胶 凝胶法在γ Al2 O3上制备出负载型纳米TiO2 ,并用XRD ,TEM对TiO2 的晶型及粒子大小进行了表征。结果表明 ,在 5 5 0℃煅烧后 ,TiO2 仍为锐钛矿结构 ,且通过控制制备条件 ,TiO2 粒径可控制在 5nm～ 10nm之间及 15nm～ 2 0nm之间 ,TiO2 都以纳米粒子的形式高分散负载在γ Al2 O3上。另外 ,还用NH3 TPD对复合载体进行酸性表征。实验发现 ,纳米TiO2 对复合载体的酸量影响较大。复合载体的酸量并不是随TiO2 含量的增加而一直下降 ,而是先降低 ,当TiO2 含量达到 30 %后又开始增加。纳米TiO2 对复合载体的酸强度和酸度分布影响较小。

非晶态CeO2@TiO2催化剂的结构、性质及其选择催化还原脱硝性能

采用自发沉积法制备了非晶态Ce O_2@Ti O_2催化剂,通过XRD、Raman光谱、TEM、N_2吸附、H_2-TPR、NH_3-TPD及FTIR等手段表征了催化剂结构和表面性质,研究了Ce O_2@Ti O_2在选择催化还原脱NO反应中的催化性能。结果表明,非晶态Ce O_2@Ti O_2催化剂中Ce与Ti间存在很强的相互作用,能够在原子水平上相互结合,表现出与晶态结构截然不同的还原特性,具备更强的氧化还原能力。同时,与浸渍法制备的Ce O_2/Ti O_2相比,Ce O_2@Ti O_2还具有更大的比表面积和更强的表面酸性,因而具有更加优异的脱硝性能。在175℃下NO转化率即达到80%以上,在200-400℃脱硝率稳定在96.0%-99.4%;同时,H_2O和SO_2的阶跃应答实验表明,Ce O_2@Ti O_2具有很强的抗水和抗SO_2毒化能力。

活性碳载体对TiO_2光催化降解Cl_2CHCOOH性能的影响

研究了活性碳 (AC)载体对TiO2 光催化降解Cl2 CHCOOH性能的影响 .结果表明 ,加入AC载体能提高TiO2 的光催化反应速度 ,而且AC加入方法及含量有明显影响 .本文探讨了TiO2

以工业级TiO_2为载体负载不同助催化剂V_2O_5基脱氮催化剂的性能

在工业级TiO2载体上,通过浸渍法负载V2O5,WO3和MoO3等活性物质,制备不同V2O5基的烟气脱氮催化剂.在固定床反应器中测试DeNOx活性,研究不同的助催化剂(WO3和MoO3)对该类型催化剂DeNOx活性的影响.结果表明,在三元催化剂中,V2O5是主活性物质,MoO3和WO3是助催化剂.此外,V2O5-MoO3/TiO2的脱氮效率高于V2O5-WO3/TiO2,但N2O的生成量较大.

CeO_2的制备及其在催化剂载体中的应用研究进展

概述了CeO2的制备方法对其性能的影响以及CeO2在催化剂载体中的运用,指出CeO2独特的储放氧性能使其在氧化反应、甲醇裂解、重整及变换反应和氮氧化物的还原等反应过程中呈现了良好的载体功能;溶胶-凝胶法以及超临界干燥等方法可以制备大比表面积的载体CeO2。制约载体CeO2工业应用的因素在于其机械强度和耐热性。

TiO_2载体特性对二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

以自制的大比表面介孔二氧化钛晶须作为加氢脱硫催化剂的载体,采用一步浸渍法制备了MoO3-NiO/TiO2催化剂,并用X射线衍射、N2吸附-脱附、SEM、拉曼衍射等技术对载体和催化剂进行了表征,考察了TiO2晶须材料作为二苯并噻吩(DBT)上加氢脱硫(HDS)催化剂载体的性能及优越性,并详细考察了不同TiO2载体的晶型与比表面积对催化剂加氢脱硫反应活性的影响。结果表明,TiO2介孔晶须具有较为活泼的锐钛矿相和晶须形貌,同时提供了大的比表面积和特殊的孔道结构,在温度280℃、氢分压2.0 MPa、氢/油体积比400、体积空速4h-1的温和条件下,DBT转化率即可接近100%。比表面积相近时,催化剂的脱硫效果依次为锐钛矿相>混晶>金红石相;同为锐钛矿相TiO2载体,催化剂的脱硫效果随着比表面的增大而增加。

中温制备CeO_2-TiO_2复合氧化物及其结构研究

采用sol gel法在 70 0℃制备出氧化物陶瓷法 130 0℃才能获得的CeTi2 O6 复合氧化物。XRD结构分析表明 ,其晶体结构中存在 8%的Ce缺位 ,化学式为Ce0 .92 Ti2 O5.84 ,单斜晶系 ,空间群C 2 /m ,晶胞参数 :a =0 9811( 8)nm ,b =0 372 6( 3)nm ,c =0 6831( 6)nm ,β =118 84°。在 130 0℃焙烧该复合氧化物 ,晶系不变 ,缺位消失 ,化学式转变为正常的CeTi2 O6 ,晶胞参数 :a =0 9813( 3)nm ,b =0 375 2 ( 4)nm ,c =0 6883( 5 )nm ,β =119 0 5°。用sol gel法制备CeTi2 O6 复合氧化物先驱物 ,关键是要保证Ce及Ti原子在溶液 溶胶 凝胶 干凝胶整个过程中原子 (分子 )尺寸范围内的混合状态不被破坏。