CeO_2-Y_2O_3涂层和负载型Pd催化剂催化燃烧VOCs(英文)

制备了一种粘附在堇青石蜂窝陶瓷载体上的CeO_2-Y_2O_3(CeY)复合氧化物新涂层.以二氧化铈和柠檬酸钇为前驱体,制备过程中无有害物质产生,对环境友好.CeY涂层和Pd/CeY催化剂通过SEM、EDX、XRF和Raman光谱等表征.结果表明,此涂层的粘结强度高,对活性组分的吸附性能好,适合用来负载钯催化剂.Y_2O_3大部分进入了峰窝陶瓷的孔道内,CeO_2和Pd物种则富集在载体的表面.以CO、甲苯和乙酸乙酯的催化燃烧来评价Pd/CeY催化剂的性能,此催化剂具有较好的催化活性和热稳定性.500℃焙烧的催化剂,CO、甲苯和乙酸乙酯的T_(99)(转化率99%以上所需的最低反应温度)分别为150、220和310℃;1050℃焙烧的催化剂,它们的T_(99)分别为180、250和330℃.高温焙烧的催化剂,活性物种PdO的晶粒增大,这可能导致催化剂的活性下降.

CeO_2-Y_2O_3-ZrO_2热障涂层的组织结构及隔热性能

为获得孔隙率高、隔热性能好的热障涂层CeO2-Y2O3-ZrO2(CYSZ),采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)和大气等离子喷涂(APS)工艺在K4169镍基高温合金表面分别沉积NiCoCrAlYTa粘结层和CeO2、Y2O3共同稳定的ZrO2空心粉CYSZ陶瓷层。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对不同喷涂电流(500,600和700A)制备的CYSZ热障涂层和采用传统Y2O3稳定的ZrO2团聚粉7YSZ为陶瓷面层的热障涂层的组织结构进行观察分析,并测定其隔热性能。结果表明:与传统的7YSZ类似,CYSZ涂层主要组成相为四方t相,涂层呈典型层状结构,但相对于7YSZ,空心粉CYSZ涂层存在更多孔隙和微裂纹;在1 150℃时,随着喷涂电流的增大,隔热性能呈降低趋势,CYSZ涂层隔热性能比传统7YSZ涂层隔热性能好。

具有CeO_2-ZrO_2-Y_2O_3固态参考层的新型氧传感器的制备

传统浓差型汽车氧传感器结构上必须有参比空气通道以提供恒定的氧分压,故其工艺复杂、成本高、不便于微型化,同时空气通道会极大降低传感器的整体强度。文章利用CeO_2-ZrO_2-Y_2O_3固溶体(CZYO)具有的储氧特性,使其作为固态氧分压参考层,制备了一种用于监测汽车尾气排放的新型浓差型氧传感器,并对传感器分别在工作温度350,450,550℃进行测试,结果显示在空燃比为1附近输出电压发生突变,突变范围为700^-100 mV。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-CeO_2-Y_2O_3复合防护涂层

采用溶胶-凝胶技术在SUS304不锈钢表面制备Al2O3-CeO2-Y2O3复合涂层.SEM,EDS和XRD分析表明,当增稠剂的用量为5%时,获得的复合氧化物涂层致密、无裂纹.采用Solartron 1287和Solartron 1260电化学工作站对涂层耐腐蚀性能进行分析,结果表明,与基体相比复合氧化膜具有更高的耐腐蚀性.

CuO/γ-Al_2O_3和CuO-CeO_2-Na_2O/γ-Al_2O_3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备CuO／γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2o／γ-Al2O3催化吸附剂颗粒，在固定床上测试其催化脱硝活性。2类催化吸附剂250-400℃范围内脱硝效率稳定在70％以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了2类催化剂对NH3和NO的氧化性能，发现NH3在高于400℃下急剧氧化生成N2、NO和N2O，是脱硝效率下降的主要原因。CuO／γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成N02，NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2o／γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化，也促进了NO在催化剂表面的吸附，从而提高了催化剂脱硝效率。催化反应的机理为NO吸附在催化剂表面，氧化生成吸附态的NO2，再与吸附催化剂上的NH3反应。

焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3和CeO_2-CuO/γ-Al_2O_3催化剂NO还原活性的影响

用浸渍法制备了CuO γ Al2O3催化剂和CeO2改性的CeO2 CuO γ Al2O3催化剂,考察了焙烧温度对CuO γ Al2O3和CeO2 CuO γ Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响,以及CeO2的添加量对CeO2 CuO γ Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响。结果表明,在200℃～500℃的焙烧温度范围内,焙烧温度对CuO γ Al2O3催化剂的活性影响很小;在500℃～800℃的焙烧温度范围内,随着焙烧温度的升高CuO γ Al2O3催化剂的活性急剧下降,由XRD物相测定结果可知,归因于对反应表现惰性的尖晶石CuAl2O4相的生成。当焙烧温度为500℃时,CeO2的添加对CuO γ Al2O3催化剂的活性影响很小;当焙烧温度为800℃时,CeO2的添加对CuO γ Al2O3催化剂有明显的助催化作用,当Ce和Cu的摩尔比为1∶10时,NO转化率较为理想。

基于TiO_2-Y_2O_3粉体催化发光甲醇气体传感器的研究

发现当甲醇气体通过TiO2-Y2O3(质量比为3∶1)粉体表面时,可被空气中的O2催化氧化产生强烈的化学发光,基于此研制了一种新型的甲醇气体传感器.此传感器对甲醇的检测具有较高灵敏度和较强的选择性.在波长490nm处进行定量分析,催化发光强度与甲醇浓度在一定范围内呈良好的线性关系,其线性范围为25.74～12870mg/m3(r=0.9995,n=8);检出限为8.58mg/m3(信噪比=3).外来物质如正己烷、三氯甲烷、苯、无水乙醇、甲醛、丙酮、氨、甲苯与甲醇共存时,除了丙酮、乙醇和氨分别引起干扰外,苯与其它气体不干扰测定.该传感器工作时间可持续80h以上,是一种长寿命的、性能稳定的气体传感器,并成功地实现了对甲醇气体的实时在线检测.

CuO/CeO_2-Al_2O_3催化剂中CuO物种的原位XRD、Raman和TPR表征

采用原位XRD、激光Raman光谱和TPR(程序升温还原)技术研究了CuO(w,%)/CeO2-Al2O3催化剂中CuO物种的存在形式及其CuO物种的迁移.低温焙烧(300℃)催化剂,CuO以高分散和晶相两种形式存在于CeO2-Al2O3载体表层.随着焙烧温度的升高,CuO开始从表层向CeO2内层迁移.处于内层的CuO部分以晶相形式存在,部分与Al2O3载体反应生成CuAl2O4.高温有利于表层CuO向CeO2内层迁移,同时促进CuAl2O4生成.结果表明结合原位XRD、激光Raman光谱和TPR技术可以有效地观察催化剂中CuO物种的存在形式和分布.

阴极气膜微弧放电沉积ZrO_2-Y_2O_3陶瓷涂层

采用阴极气膜微弧放电沉积制备ZrO2 Y2 O3陶瓷涂层 ,利用水溶液中阴极气膜放电产生的等离子体的能量 ,使在阴极表面形成的沉积物直接烧结为陶瓷涂层。研究了沉积涂层的影响因素和涂层形貌及结构。SEM ,EDS和XRD分析结果表明 ,获得的ZrO2 Y2 O3陶瓷涂层表面光滑、与基体结合致密、成分和相结构均匀 ,是一种由Y2 O3部分稳定的ZrO2 陶瓷涂层。通过测试阴极气膜放电过程中电流随时间的变化以及电位在两电极间分布 。

共沉淀法制备的CeO2-ZrO2-Al2O3材料及性能

CeO2-based oxygen materials were prepared with co-precipitation method and characterized via Brunauer-Emmet Teller(BET)method,X-ray diffraction(XRD)and temperature-programmed reduction(H2-TPR).This paper revealed that three CeO2-based oxygen storage materials are all forming homogeneous solid solution.Among the samples,CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)has the best textural properties and excellent thermal stability.The specific surface area and pore volume of aged CZA are 90 m2/g and 0.29 mL/g.We proposed a viewpoint:Al3+ might insert among the interspace of fluorite structure or highly dispersal in solid solutions.

CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面相互作用及Denox活性

The catalytic activity measurement for the NO+CO reaction over CuO/CeO\-2/\%γ\%\|Al\-2O\-3 catalysts at a low\|temperature(200 ℃) shows that the activity is strongly related to ceria loading amount, and both surface dispersed ceria species and crystalline CeO\-2 shows a significant enhancement on the activity. The effect of ceria species is contributed to their promoting the reduction of copper oxide species.

水蒸汽对Ni/CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3催化剂上CO_2+CH_4重整反应的影响

用水热合成法制备了Ni/CeO2 ZrO2 Al2 O3 催化剂 .进行了添加和不添加水蒸汽的CH4 +CO2 催化重整反应 ,测试了活性和稳定性 ,测量了积碳量 ,并用XAFS手段测试了催化剂Ni的K吸收边 .结果表明 ,在反应过程中有CeAlO3 的生成 ,但积碳是无水蒸汽添加的反应活性降低的原因 .反应气中添加水蒸汽能够减少积碳 ,从而提高催化反应的稳定性 .由于碳原子插入Ni晶格 ,无水蒸汽反应后的最近邻Ni Ni配位数有较大幅度的减少 .添加了水蒸汽的反应 ,最近邻Ni Ni配位数比反应前减少幅度小 ,这主要是由于在反应气中添加水蒸汽减少了积碳 。

CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备表征及在污水处理中的应用

为了提高臭氧催化氧化污水深度处理的效率,分别利用CeO_2和Al_2O_3作为活性组分和载体制备掺杂型CeO_2/Al_2O_3催化剂,通过X-射线衍射、透射电镜、N2吸附脱附曲线、X射线光电子能谱等方法对催化剂性能进行表征,考察CeO_2/Al_2O_3催化活性的变化,分析催化臭氧化去除有机物的作用机制。结果表明,制备的掺杂型CeO_2/Al_2O_3催化剂具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到125 m2/g、0.242 2 cm3/g和7.777 8 nm。催化剂的活性组分主要为高度结晶化立方萤石结构的CeO_2,煅烧并未改变CeO_2的结构晶型。当进水化学需氧量(Chemical oxygen demand)为70~80 mg/L,催化剂用量为110 g/L,臭氧浓度为18 g/m3,p H值为7.8时,COD去除率最高42.8%。较高的催化效率归功于活性物质CeO_2中同时具有Ce3+和Ce4+,加速了臭氧生成更多的强氧化性?OH,催化剂的多孔结构为有机物的降解提供了充足的反应空间。催化剂使用寿命长,当催化剂重复使用5次后,COD去除率仍保持40%以上。

不同铈添加量对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。

磁性纳米CeO_2/Fe_3O_4非均相Fenton反应催化降解氧氟沙星

为了提高Fe_3O_4的催化活性,制备了磁性CeO_2/Fe_3O_4复合纳米粒子,构成非均相Fenton反应体系,催化降解水环境中的氧氟沙星抗生素。研究了CeO_2含量、H_2O_2浓度、pH等因素对CeO_2/Fe_3O_4非均相催化活性的影响,并通过溶出铁离子测定、动力学拟合等方式对反应机理进行探究。结果表明,CeO_2/Fe_3O_4较Fe_3O_4具有更强的催化活性,氧氟沙星的降解率随CeO_2含量、H_2O_2浓度和溶液酸度的增加而提高,当H_2O_2浓度为100 mmol/L以及pH为3时,CeO_2/Fe_3O_4(摩尔比=0.780)-H_2O_2体系催化降解氧氟沙星的效果最佳。CeO_2/Fe_3O_4体系催化降解氧氟沙星反应遵循一级反应动力学方程,反应机理主要为催化剂表面的催化反应,同时CeO_2产生氧空位的电子转移对Fe_3O_4的催化反应起到协同强化的作用。

高分散CuO/CeO_2-Al_2O_3催化剂中铜物种的精细结构表征

采用化学吸附-水解法制备了系列CuO/CeO2-Al2O3催化剂,运用XANES、EXAFS、XRD和H2-TPR等方法对催化剂的结构进行了表征,探讨了不同焙烧温度对催化剂中高分散Cu物种的微观局域结构、分散状态和存在形式的影响,并与样品的CO氧化性能关联。结果表明,500℃焙烧样品中Cu物种主要以高分散的CuO微晶形式存在,与载体及CeO2的作用相对较弱;当焙烧温度提高至650℃,存在3种铜物种,即与Al2O3接触的五配位的、缺角八面体结构的表面尖晶石相,与CeO2接触的小晶粒Cu物种,以及存在于CeO2表面的无定形CuO物种,这些Cu物种与CeO2的作用较强;在更高的焙烧温度(800℃)下,CeO2发生了较严重烧结,Cu与Al2O3作用显著增强,一部分八面体配位的Cu2+离子扩散进入四面体位。CO氧化活性评价结果表明,650℃焙烧的样品,氧化性能最佳,该温度下Cu与CeO2产生有效的相互作用使部分Cu2+取代Ce4+进入CeO2晶格,形成-Cu2+-O-Ce4+-链,导致Cu-O键拉长,而易活化。500℃焙烧样品中Cu与CeO2相互作用不显著,其催化协同性没有完全体现;而800℃焙烧时,Cu与Al2O3发生强相互作用,部分铜物种转化为尖晶石相,致使Cu-O键收缩,加上CeO2的烧结,活性明显下降。

CeO_2-La_2O_3/γ-Al_2O_3稀土氧化物混合物催化还原SO_2的实验研究

在La2 O3 中加入变价稀土氧化物CeO2 ,组成一种稀土氧化物的混合物 ,以这种混合物作为CO还原SO2 的催化剂 .采用连续流动固定床反应器 ,在反应气体SO2 和CO按SO2 ∶CO =1∶3,载流气体为N2 ,气体流量为 10 0 0mL/min的条件下 ,实验研究了该催化剂的活化过程以及温度和反应物浓度配比对活化反应的影响 ,用XRD和XPS对反应前后催化剂进行了表征 ,分析了相结构的变化 .结果表明 :CeO2 和La2 O3 2种稀土氧化物的混合物 ,在CO还原SO2 的催化反应中 ,活化温度比单个的CeO2 或La2 O3 氧化物下降了 5 0℃～ 10 0℃ ,而且具有更高的活性 .这可能是CeO2 和La2 O3 氧化物之间存在着某种协同作用所致 .

YBCO涂层导体CeO_2,Y_2O_3缓冲层的生长研究

采用反应溅射的方法在具有立方织构的Ni基底上制备了CeO2,Y2O3缓冲层。Ar/H2气氛下预沉积的引入,有效地抑制了基底的氧化。同时,为保证薄膜的外延取向,预沉积时间必须和总沉积时间满足线性关系。对比CeO2,Y2O3的生长条件,发现CeO2的外延生长区间比Y2O3宽,Y2O3的生长对温度、气压等条件更为敏感。最终制备的CeO2缓冲层是纯的(100)取向,其平面内Ф扫描半高宽(FWHM)为8.5°;而Y2O3存在两种平面取向,一种是Y2O3(110)‖Ni(100),另一种是Y2O3(100)‖Ni(100)。俄歇能谱观察表明,CeO2/Ni界面优于Y2O3/Ni界面。扫描电镜照片显示,CeO2,Y2O3缓冲层的表面均匀致密,无裂纹生成,但两种薄膜中,都有呈三角形的胞状突起。

纳米粉体(CeO_2)_(0.9-x)(GdO_(1.5))_x(Sm_2O_3)_(0.1)的溶胶-凝胶低温燃烧合成

采用溶胶 -凝胶法与低温燃烧法相结合 ,合成了 (CeO2 ) 0 .9-x(GdO1 .5 ) x(Sm2 O3) 0 .1 系列粉体 .结果表明 :由硝酸盐与柠檬酸混合形成的凝胶 ,可在较低温度 (2 0 0～ 3 0 0℃ )点火并燃烧 ,其火焰温度达 90 0℃以上 .经TEM ,XRD测试 ,燃烧后即直接形成了粒径为 2 0～ 3 0nm ,具有萤石结构的单相粉体 ,由该粉体制备的固体电解质在中温下电导率为 5 .8× 10 - 2 S/cm ,组装的单个H2 -O2 燃料电池最大功率密度达 70mW

氧化铜与CeO_2-γ-Al_2O_3混合氧化物载体之间的表面相互作用

采用XRD ,XPS和TPR等手段研究了氧化铜与二氧化铈 氧化铝机械混合载体之间的表面相互作用 .结果表明 ,在混合载体表面 ,当氧化铜的负载量低于其在二氧化铈载体上的分散容量时 ,氧化铜优先与二氧化铈发生作用并分散在其表面 ;当氧化铜的负载量超过其在二氧化铈载体上的分散容量时 ,氧化铜会继续在氧化铝表面分散 .这些结果说明 ,在制备用氧化铈改性载体的负载型催化剂时 ,如果氧化铈的用量偏高 ,会导致样品中有晶相氧化铈生成 ,从而对氧化铈作为改性剂的作用不利 .