CuO/CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)工业球型催化剂的制备及其脱除石灰窑尾气CO的性能

采用分步浸渍法制备了CuO/CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)工业球型催化剂。通过XRD,SEM,TEM,Raman,H_(2)-TPR等方法对催化剂的结构进行表征,并将CuO/CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)应用于石灰窑尾气处理中,考察了CuO/CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)的CO催化氧化效果及使用寿命。实验结果表明,在气体流量为1 m^(3)/h,150℃条件下,CuO/CeO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)脱除石灰窑尾气(2%(φ)CO,2%(φ)O_(2),35%(φ)CO_(2)及N2)时,可实现超350 h的稳定运行,且稳定运行后催化剂的结构并未被破坏。

Y修饰CuO/ZrO_2催化剂高效催化水煤气变换反应制氢

采用水热法制备了具有不同Y掺杂量的单分散ZrO_2纳米粒子(n(Y)/n(Y+Zr)=0-5%),并以其为载体采用沉积-沉淀法制得CuO/ZrO_2催化剂;考察了富氢气氛下上述催化剂的水煤气变换反应(WGS)催化性能。结果表明,掺杂Y后催化剂的活性明显提高,其中,载体掺杂2%Y的催化剂具有最佳的催化活性,在270℃时的CO转化率高达91.4%,明显高于研究较多的CuO/ZnO和CuO/CeO_2催化剂。X射线粉末衍射、N_2物理吸附-脱附、N_2O滴定、扫描电镜和CO程序升温还原等表征结果表明,Y^(3+)掺入了ZrO_2的晶格并对催化剂的结构和还原性能产生直接影响。Y助剂的引入一方面促进了CuO在ZrO_2表面的分散,提高了催化剂表面活性Cu-[O]-Zr物种的含量;另一方面,改善了催化剂的颗粒单分散性和织构性能。载体掺杂2%Y助剂的样品具有较高的Cu-[O]-Zr物种含量、较佳的颗粒单分散性和织构性能,且其表面的Cu-[O]-Zr物种和活性羟基具有较佳的还原性能。

CuO/TiO_(2)负载型催化剂的制备、拉曼光谱表征及催化CO氧化反应性质评价

通过设计包含催化剂制备、仪器表征和性质研究一体的综合实验,可以加深学生对催化化学的认识,使得传统理论催化教学更加立体化。本综合实验包括使用沉积-沉淀法制备CuO/TiO_(2)催化剂,使用拉曼光谱对催化剂结构进行物相分析,以及评价该催化剂催化CO氧化反应的性能三方面内容,使学生建立起化学材料“结构-性能”之间的初步认识,提升科研实践能力,为今后科研之路奠定基础。

焙烧温度对CuO/Fe_2O_3/ZrO_2甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用XRD、TPR和EXAFS等手段 ,考察了焙烧温度对CuO/Fe2 O3 /ZrO2 物化性能和甲醇水蒸气重整制氢活性及其选择性的影响。结果表明 ,催化剂中氧化铜的晶粒随着焙烧温度的提高而增大 ,铜的配位环境发生变化。在焙烧温度 6 2 3K～ 72 3K范围内 ,对甲醇水蒸气重整反应的甲醇转化率和氢选择性影响较小 ,其结构参数变化值较小。当焙烧温度提高至 92 3K时 ,催化剂的活性因ZrO2 晶化和铜组分的聚集而显著降低。结果铁的加入使ZrO2 的相变温度向后推移 ,并且有效地阻止了CuO颗粒的聚集。

CuO-ZnO-ZrO_2催化剂的还原性能及其低温CO催化氧化性能

采用共沉淀法制备得到CuO-ZnO-ZrO2催化剂及对比样品CuO-ZnO,通过XRD、BET、XPS、H2-TIR、H2-TPR等表征,考察了ZrO2的添加对CuO-ZnO-ZrO2催化剂的还原性能及其CO催化氧化性能的影响。与CuO-ZnO相比较,CuO-ZnO-ZrO2催化剂的比表面积增大、CuO和ZnO粒子的平均粒径减小、表面Cu粒子含量增多、还原性能得到显著提高,表明ZrO2的添加有利于提高CuO分散度,存在更多与ZnO相互作用的CuO微粒。TPR的还原动力学研究进一步证实了ZrO2对CuO还原性能的促进作用。在CO催化氧化反应中,CuO-ZnO-ZrO2样品的催化活性最高,并且还原温度对该催化剂的CO催化氧化性能影响显著,在160℃还原活化的催化剂具有77.3%的还原度,表现出较优的CO催化氧化性能。在50℃、3 MPa的反应条件下,CuO-ZnO-ZrO2催化剂可将液相丙烯中体积分数1.0×10-5的CO脱除低至2×10-8,连续反应1 500 min,稳定性能良好。

CuO/ZrO_2催化剂活性组分与载体相互作用的研究

用多种物理化学手段，对不同方法制备的在ＺｒＯ２上分散的氧化铜体系进行较细致的表征和比较，结果表明，从已晶化的ＺｒＯ２和Ｚｒ（ＯＨ）４出发制得的催化剂性能上存在明显差异，并发现ＺｒＯ２上分散的氧化铜由于相互作用而具有显著的易还原和表面氧易脱出的特性，从而导致ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂体系具有高的ＣＯ氧化活性。

CuO-ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2催化加氢合成甲醇的研究

采用并流共沉淀法制备了CO2加氢合成甲醇的CuO-ZnO/ZrO2催化剂,考察了反应温度、压力和空速等对催化剂性能的影响,并进行了催化剂活性稳定性评价。在原料气配比一定,CO2催化加氢合成甲醇较好的工艺条件为反应温度250℃,压力2.0MPa,空速1600h-1时,此时CO2转化率为23.1%,甲醇的选择性为50.2%。催化剂重复使用5次,CO2转化率仍在20%以上,催化剂活性稳定性较好。

ZrO_2对CuO-ZnO-ZrO_2催化剂低压合成甲醇的促进作用

我们曾报道CO2/H2在CuO-ZnO及CuO-ZnO-ZrO2催化剂上低压合成甲醇的反应,指出CuO-ZnO-ZrO2对CO2/H2制甲醇具有较高的活性和选择性。本文通过TPD-MS测试研究了第3组分ZrO2的加入对CO2/H2在CuO-ZnO-ZrO2催化剂上低压合成甲醇的促进作用。 1 实验部分 催化剂的评价在恒压流动反应系统内进行。用色谱仪分析产物（Porapak Q柱,4 mm×3m,柱温120℃,CO、CO2、CH3OH、H2O的保留时间分别为0.55、0.84、4.72、6.6 min）。

ZrO_2对提高CuO/γ-Al_2O_3催化剂热稳定性的作用

运用ＸＲＤ、ＢＥＴ比表面积、Ｃｕ活性表面积和ＣＯ氧化活性测定，研究了ＺｒＯ２对提高ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂热稳定性的作用，研究结果表明，ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂加入一定量的助剂ＺｒＯ２在９５０℃高温焙烧下，除了能提高ＣＯ转化率外，还能延缓载体γ－Ａｌ２Ｏ３的α相变，保持较高的比表面积。同时能抑制活性组分的聚结，保持较大的Ｃｕ活性表面积，从而提高了ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的抗烧结能力，使得该催化剂在高温下保持较好的ＣＯ氧化活性。

CuO-CeO2-ZrO2催化剂制备及其对CO选择性氧化性能的研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备一系列CuO-CeO2-ZrO2复合氧化物催化剂,利用微反应-色谱装置对催化剂CO选择性氧化的催化性能进行了评价,并用XRD、TPR等对样品进行了表征。考察了不同柠檬酸/硝酸盐(c/n)配比对催化剂反应性能的影响。结果表明,当c/n为1.75时,催化剂表现出最佳的催化性能,在140℃～190℃温度区间,CO转化率在99%以上,且保持相对较高的选择性。实验结果还表明,催化剂的焙烧温度对催化活性也有很大的影响,550℃焙烧获得的催化剂表面非晶相CuO负载量最高,相应的催化剂活性也较高。

Ag+CuO/ZrO_2催化剂的制备与表征 1.载体制备方法的研究

用XRD、BET和TPR等手段表征了浸渍法制备的Ag +CuO/ZrO2 催化剂 ,研究了载体的制备方法对催化性能的影响 .结果表明加入表面活性剂回流后的样品 ,比表面积和孔隙度明显提高 ,有助于改善催化剂的活性 .

ZnO对CO_2加氢制甲醇用CuO-ZrO_2催化剂性能的影响

在CuO-ZrO2催化剂中引入ZnO,考察了ZnO对CuO-ZrO2物化性能及催化CO2加氢合成甲醇性能的影响,优化了CuO-ZnO-ZrO2催化剂的Zn/Zr比。结果表明,适量ZnO的添加增加了催化剂中铜的比表面积,显著提高了催化剂表面的碱性位数目,从而有利于H2的吸附解离和CO2的吸附。ZnO的加入提高了催化剂的催化活性和甲醇选择性,当Zn/Zr比为2∶3时,催化活性最高。

CuO/CeO_2-ZrO_2/TiO_2-CC脱硝催化剂的性能研究

以堇青石蜂窝陶瓷为催化剂基体,制备了CuO/CeO2-ZrO2/TiO2-CC催化剂,采用XRD、BET等方法对其进行了表征,测定了催化脱硝活性及抗压强度、脱落率等性能指标。结果表明:CuO/CeO2-ZrO2/TiO2-CC催化剂在341℃时的脱硝率可高达95.1%;催化剂轴向抗压强度高达14.3MPa、径向达4.8MPa;超声波脱落率测试仅为0.98%。

高活性CuO/Al_(2)O_(3)催化剂的制备及加氢性能研究

负载型催化剂中表面活性组分的分散度影响催化剂的性能,因此,合理调控合成条件提高活性组分分散度是高效催化剂开发的有效策略。通过控制焙烧条件(氛围、温度、时长)制备了多种负载型铜基催化剂(CuO/Al_(2)O_(3)),利用SEM和XRD研究了合成条件对催化剂结构和表面组成的影响,考察了所制备催化剂在对硝基苯酚(4-NP)催化加氢反应中的性能。研究结果表明,在250℃、N_(2)氛围中热处理6 h所制备的催化剂在3 min内即可实现4-NP及其他芳香族硝基化合物90.5%的催化加氢效率。此外,该催化剂循环利用5次仍有较高的活性,在实际工业生产中具有巨大的应用潜力。

稀土改性CuO-ZnO-ZrO_2催化剂甲醇水蒸汽重整制氢反应

考察了La2O3和Y2O3对CuO-ZnO-ZrO2催化剂甲醇水蒸汽重整反应性能的影响,并运用BET、XRD、TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明,La2O3和Y2O3的改性加入均能提高催化剂的活性,其中以Y2O3改性效果较为显著。催化剂中Y2O3含量不同,甲醇的转化率和H2产率也不相同,Y2O3含量为5 mol%时,CuO-ZnO-ZrO2-Y2O3催化剂甲醇转化率和H2产率最佳。Y2O3的加入使铜物种的分散度提高、CuO易还原。由于Y3+离子半径与Zr4+离子半径接近,Y3+可能部分替代Zr4+,增强了Y3+与其它金属之间的相互作用。

ZrO_2修饰的CuO/Fe_2O_3水煤气变换催化剂的性能测试与表征

ZrO2是-种高熔点金属氧化物，同时具有弱酸性和弱碱性以及氧化性与还原性，具有P型半导体性质，易产生氧空穴，是理想的催化材料。通过添加不同质量分数的ZrO2（0—5％）作为助剂，采用分步沉淀法制备系列CuO／Fe2O2-ZrO2催化剂，通过XRD、N2物理吸附-脱附、H2-TPR和CO2-TPD等表征技术，考察ZrO：助剂对CuO／Fe2O4水煤气变换催化剂催化性能的影响。结果表明，适量ZrO2（质量分数1％）的添加，削弱了CuFe2O4中铜铁物种之间的协同作用，增加了催化剂中可被还原的铜物种的数量，形成较多的弱碱性位点，有利于增加活性中心铜的数量，具有较好的水煤气变换反应活性和热稳定性。

低温等离子体改性CuO/ZrO_2催化剂上乏风瓦斯催化燃烧性能

以氧气为改性气体,利用介质阻挡放电反应器,对CuO/ZrO_2催化剂进行低温等离子体改性,制备了改性CuO/ZrO_2催化剂,用于乏风瓦斯催化燃烧,并分析了其反应动力学特性。研究了等离子体处理时间、氧气空速、放电电压、放电频率及等离子体处理顺序对催化剂性能的影响。结果表明,对CuO/ZrO_2催化剂进行等离子体处理30min较合适;CuO/ZrO_2催化剂的活性随着改性气体氧气空速的增大而增强,随着放电电压和放电频率的增大先增强后减弱;用先等离子体处理后焙烧的方式制备的催化剂,其催化性能有所提高,而用先焙烧后等离子体处理的方式制备的催化剂,催化性能不但没有提高反而降低。用改性过的CuO/ZrO_2催化剂催化乏风瓦斯燃烧,可使T10降低41℃、T50降低27℃、T90降低35℃,可使反应活化能由71.25kJ/mol降低为63.19kJ/mol。

ZrO_2负载CuO催化剂的超声-沉淀制备及其催化氧化CO的性能

以氧氯化锆、尿素为原料,采用溶胶-凝胶法并结合超临界CO2干燥制备了纳米二氧化锆,利用XRD、TG-DTA、BET等手段对样品进行了表征.以制备的纳米二氧化锆作为载体、强搅拌和超声下沉积法制备负载铜催化剂,考察了比表面积、煅烧温度、氧化铜负载量等因素对CO催化氧化性能的影响.实验表明:负载12%氧化铜催化剂经400℃煅烧后具有最佳的催化活性,催化反应的起始温度为84℃,温度达到162℃时催化活性已经超过95%,显示了较好的低温催化活性.

焙烧温度对CuO/ZrO_(2)催化剂催化草酸酯加氢性能的影响

采用乙酸络合法一锅制备催化剂前驱体,再经过不同温度焙烧制得CuO/ZrO_(2)催化剂,用于草酸二甲酯(DMO)加氢制乙二醇(EG)。利用SEM、XRD和化学吸附等对催化剂进行表征与活性评价,结果表明,焙烧温度影响催化剂的微观结构和催化活性:低温焙烧所得催化剂表面CuO颗粒分布均匀且粒径较小,所以易还原且催化性能较好;而高温焙烧所得催化剂表面颗粒发生团聚且Cu物种聚集,使得表面Cu质量分数远大于体相浓度且粒径变大,导致催化性能减弱;550℃焙烧所得催化剂的催化性能最好,在液时空速为0.5 h^(-1)时,DMO转化率约为97.7%,EG选择性高达95.3%。

ZrO_2助剂对Ni/SiO_2催化剂CO甲烷化催化活性及其吸附性能的影响

采用连续流动微反装置和原位漫反射红外光谱法考察了Ni/SiO2及添加ZrO2助剂的Ni/ZrO2-SiO2催化剂CO甲烷化催化活性和吸附性能。结果表明,在CO体积分数1%、空速5000 h-1、常压的反应条件下,200℃时Ni/ZrO2-SiO2催化剂可将CO完全转化。而相同反应条件下Ni/SiO2催化剂上CO的转化率仅为35%,直至270℃时方可将CO完全转化。由此可见,ZrO2助剂的添加明显提高了Ni/ZrO2-SiO2催化剂的CO甲烷化催化活性。同时,ZrO2助剂的添加显著提高了Ni/ZrO2-SiO2催化剂对CO的吸附能力,H2存在时可通过在较低温度时形成较多的桥式羰基氢化物来提高Ni/ZrO2-SiO2催化剂的CO甲烷化催化活性;CO甲烷化反应条件下,Ni/SiO2和Ni/ZrO2-SiO2催化剂上C—O键的削弱和断裂是经由羰基氢化物-多氢羰基氢化物的途径,而不是经由C—O键的直接断裂途径。