改性ZrO_(2)基催化剂催化乙醇转化制备正丁醇

正丁醇是一种重要的化工原料,也可作为燃料添加剂。以乙醇直接缩合制备正丁醇为探针反应,考察Cu、K改性对ZrO_(2)催化剂催化性能的影响。采用BET、XRD、FT-IR、H_(2)-TPR、XPS、乙醇-TPSR和CO_(2)-TPD对不同催化剂进行表征。结果表明,ZrO_(2)催化剂表面乙醇转化率和正丁醇选择性较低,引入Cu改性后,乙醇转化率和正丁醇选择性明显增加,进一步采用碱金属K改性后,乙醇转化率略有下降,而正丁醇选择性进一步提高。Cu的引入促进了乙醇脱氢性能,而K的引入增强了催化剂表面碱性强度,提高了催化剂碱量,促进了缩合反应的进行,从而提高了正丁醇选择性。KCuZrO_(2)催化剂在100 h反应过程中,乙醇转化率保持在约86%,正丁醇选择性约70%,具有较好的稳定性。

Sc_(2)O_(3)和CeO_(2)共稳定ZrO_(2)陶瓷的结构与热物理性能研究

采用高温固相反应法制备了Sc_(2)O_(3)-CeO_(2)掺杂ZrO_(2)陶瓷材料,通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、高温热膨胀仪及激光热导仪探究稀土掺杂对陶瓷材料的物相结构、微观形貌和热物理性能的影响。结果表明:Sc_(2)O_(3)-CeO_(2)掺杂ZrO_(2)陶瓷材料经1 500℃烧结6 h后无单斜相产生,物相结构表现为单一立方相结构,显微结构致密。Sc_(2)O_(3)和CeO_(2)的掺杂提高了ZrO_(2)基陶瓷材料的热膨胀系数,室温至1 300℃,10C6SSZ的平均热膨胀系数为1.190×10^(-5)K^(-1)。室温至1 000℃,CeO_(2)和Sc_(2)O_(3)的掺杂有效地降低了ZrO_(2)基陶瓷材料的热导率,10C6SSZ的热导率为1.73~1.93 W·m^(-1)·K^(-1)。

ZrO_(2)基催化剂在天然气汽车尾气处理中的应用研究进展

随着汽车尾气排放法规的进一步加严和对燃油经济性要求的提高,发展适用的代用燃料发动机清洁汽车成为必然的发展趋势。压缩天然气发动机(CNG)具有较高的燃烧效率及较低的污染物排放,对比传统的汽油和柴油发动机在环境保护方面具有明显的优势,然而天然气发动机运行过程中未完全燃烧的甲烷、催化剂的低温氧化活性、抗水热抗硫中毒性能都是目前急需解决的难题。ZrO_(2)基载体具有优良的耐水和耐硫中毒性能,适用于天然气汽车尾气净化,有望克服目前催化剂易发生水和硫中毒的缺点。本文综述了用于甲烷催化氧化的锆基催化材料近年来的研究进展,阐述了稀土金属、过渡金属等元素的掺杂及制备方法对ZrO_(2)结构以及ZrO_(2)基催化剂催化性能的影响,得出以下结论:(1)四方相ZrO_(2)负载型催化剂比混合相ZrO_(2)负载型催化剂具有更好的水热稳定性。(2)Y掺杂ZrO_(2)提高了催化剂的热稳定性;CeO_(2)-ZrO_(2)混合氧化物的氧化还原行为和储氧能力取决于多种因素:包括氧化物的组成、结构、织构、相均一性和预处理等;适当的ZrO_(2)与Al_(2)O_(3)的质量比是催化剂低温氧化活性的关键;添加NiO,MgO或Co3O4可提高Pd/ZA催化剂的活性和水热稳定性。(3)不同制备方法会导致载体间相互作用的不同,进而引起织构、结构和催化活性的不同等。