钙钛矿LaMnO3负载贵金属在催化氧化碳烟中的作用

采用共沉淀法制备钙钛矿LaMnO3,并用浸渍法在LaMnO3上负载不同的贵金属得到系列催化剂.利用程序升温氧化反应对催化剂催化氧化碳烟的性能进行了测试.程序升温还原(H2-TPR)、BET、XRD、SEM和FY-IR等表征手段对催化荆进行了表征.结果表明,当Pd的负载量在0.5%时,催化剂Pd/LaMnO3的催化性能最好,和单独的LaMnO3相比,最高燃烧速率温度降低了40℃.当负载量较小和较多时,碳烟起燃温度反而会比LaMnO3高.在5种贵金属负载的催化剂中,其中Pd催化性能最好,依次为Au、Ru、Pt和Rh.TPR测试表明贵金属的负载有助于钙钛矿中 Mn4 的还原,对高温时Mn3 的还原作用不大.XRD衍射角向低角度出现了少许偏移,显示负载在表面的贵金属部分进入钙钛矿LaMnO3的晶格结构中,使其晶粒增大;BET和SEM结果表明催化剂在反应后出现了轻微团聚现象.IR图谱显示反应前后,主要特征红外吸收带没有明显变化,表明催化剂具有较好的结构稳定性.适量的贵金属在钙钛矿LaMnO3上负载,能够有效地提高催化燃烧碳烟的活性.     

低温等离子体结合锰基催化剂去除乙酸乙酯的研究

利用固态法和溶胶-凝胶法分别制备了钙钛矿（LaMnO₃）和八面体分子筛（OMS）两种锰基催化剂,在不同工况（输入电压、初始浓度、停留时间和催化剂放置量）条件下考察了等离子体催化对乙酸乙酯的降解特性.结果发现,锰基催化剂的加入显著提高了乙酸乙酯的去除率,减少了副产物的生成,并且OMS的催化活性高于LaMnO₃;此外,乙酸乙酯去除率随着电压的升高而增加,随着污染物初始浓度的增大而减少,并随停留时间的增长而变大;催化剂放置量为0.2 g时催化效果最佳.OMS催化剂在等离子体催化长期运行过程中表现出较好的稳定性.基于X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、比表面积测试（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对锰基催化剂物理化学性质的分析表明,OMS具有较高的催化活性主要归功于其拥有更高比例的Mn⁴⁺/（Mn³⁺+Mn⁴⁺）和吸附氧（O_ads）/晶格氧（O_latt）.     

钒和钨负载量对V2O5-WO3/TiO2表面形态及催化性能的影响

采用浸渍法制备了一系列不同钒和钨负载量的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂样品,对样品NH₃选择性催化还原NO性能进行了评价,并用BET、XRD、XPS等手段对催化剂样品的表面形态进行了表征.研究发现,钒的负载量对催化剂的比表面积和催化活性有显著影响,当钒负载量从1％升高到8％时,催化剂比表面积下降了16 m²/g,最高活性温度降低了约100℃.钨起到稳定剂和助剂的双重作用,当钒负载量为1％时,钨负载量从0升高到6％,催化剂比表面积仅下降了3 m²/g,而活性温度窗口向高温和低温各拓宽了约50℃.研究表明钒和钨负载量都能影响催化剂表面的VO_x物种,但对催化剂的表面晶型没有明显影响.     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.     

水热溶剂对Cu/CeO2-TiO2催化CO2加氢制甲醇反应性能的影响

以高暴露（001）面锐钛矿TiO₂为载体,使用3种不同溶剂（甲醇、乙二醇和丙三醇）水热负载CeO₂,进而以CeO₂-TiO₂为载体采用硼氢化钠还原法负载Cu,合成Cu/CeO₂-TiO₂催化剂用于催化CO₂加氢制甲醇.XRD、SEM、BET、ICP-OES、XPS、H₂-TPR、EPR和CO₂-TPD等表征表明,以 甲醇/水为混合溶剂合成的CeO₂-TiO₂（CT-M）载体中CeO₂粒径较小、Ce³⁺浓度较高,更有利于Cu的负载与分散,形成紧密接触的三相界面;其负载Cu的催化剂CCT-M经焙烧、还原后形成的CuCeTi三相界面相互作用更强,可产生更多的表面Ce³⁺、氧空位和体相Ti³⁺,表面Ce³⁺、氧空位和体相Ti³⁺等缺陷有利于CO₂的吸附活化,较小粒径的Cu则可加速氢解离,因此,CCT-M具有更多的CO₂加氢反应活性位点,表现出最优的CO₂加氢产甲醇活性.     

温和条件下磁性Pd-MgFe2O4/MgAl(O)催化4-氯苯酚高效加氢脱氯

以镁铁尖晶石MgFe₂O₄为磁核,在磁核表层包覆MgAl水滑石后经高温焙烧形成MgAl （O）复合氧化物包覆的磁性载体MgFe₂O₄/MgAl （O）,进而负载纳米金属Pd制成磁性催化剂Pd-MgFe₂O₄/MgAl （O）.通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、比表面积（S_BET）和振动样品磁强计（VSM）等手段对催化材料进行表征.结果表明,MgFe₂O₄-LDH转化为磁性MgFe₂O₄/MgAl （O）载体有利于催化材料比表面积的增加、结构稳定性的提升及相应催化活性位点的增加,进而有利于提升4-氯苯酚高效加氢脱氯效率.研究进一步考察了催化剂负载量、催化剂用量、底物浓度、反应温度、反应溶剂等条件对4-氯苯酚降解效率的影响.结果发现,在优化反应条件下催化反应的转换频率TOF （0.04 s^-1）可媲美常温、常压、无碱性添加剂等温和条件下4-氯苯酚高效加氢脱氯反应的最佳文献报道水平.磁性催化剂Pd-MgFe₂O₄/MgAl （O）循环使用4次后仍保持很好的催化活性.     

CoFe2O4的制备及其对有机膦酸的去除性能研究

采用水热法制备CoFe₂O₄作为催化剂,降解氨基三亚甲基膦（NTMP）,并通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征方法对催化剂的结构、形貌进行表征.同时,系统研究了不同pH、过硫酸盐浓度、NTMP浓度、共存离子等因素对其催化过硫酸盐氧化降解有机磷的 影响.结果表明,本研究成功合成了CoFe₂O₄催化剂.NTMP降解率随着催化剂投加量、过硫酸氢钾（PMS）浓度的增加而增大,随着初始NTMP浓度的增加而减小.弱酸性条件有利于反应活化PMS降解NTMP,而中性或碱性条件都会减缓催化反应的进行.CoFe₂O₄/PMS体系对NTMP的降解率最多达90.3%.不同阴离子对催化反应的影响不同,溶液中NO₃ 、SO₄^2-对反应的抑制作用不明显,Cl^-会对反应产生轻微的抑制作用,而HCO₃^-的出现大大抑制了催化剂的催化性能.催化剂具有良好的稳定性,5次循环后仍能在30 min之内降解86.0%的NTMP.此外,捕获实验和EPR测试结果表明,CoFe₂O₄/PMS 催化体系中活性物种分别为SO₄^·-、·OH和¹O₂ .     

Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化臭氧化去除水中腐植酸

HA(humic acids, 腐植酸)是一种难降解天然有机物,常规饮用水处理工艺很难将其去除. 采用水热合成法制备纳米管TiO₂,并通过TEM(透射电镜)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)和BET比表面积分析对催化剂进行表征,考察纳米管TiO₂光催化臭氧化对HA的去除效果. 结果表明:①254 nm紫外光照射下,500 ℃煅烧纳米管TiO₂催化臭氧化HA的工艺去除效果最佳,HA去除率可达42.1%,较单独臭氧化工艺提高92.2%. ②采用Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂催化臭氧化工艺时,Fe³⁺掺杂量为1.0%(原子百分含量),煅烧温度为550 ℃时,催化效果最好,HA去除率可达79.5%. ③HA去除率高于TOC,0~10min内该现象更为明显. ④考察陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂的催化效果及催化次数对催化性能的影响发现,陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂存在下,HA去除率分别为85.1%和97.7%,使用4次后,HA去除率分别为73.9%和82.8%.     

Pd/CZ/Al2O3催化剂的制备、表征与三效催化性能

以共浸渍法制得的氧化铝负载铈锆固溶体为载体,并浸渍贵金属Pd得到了Pd/CZ/Al₂O₃催化剂.实验结果表明,该催化剂在老化前后都表现出良好的三效催化活性,新鲜样品Pd/CZ/Al₂O₃活性与Pd/CZ相当,老化后样品前者优于后者.结合XRD,BET,TPR等表征手段,讨论了Pd/CZ/Al₂O₃的催化活性特别是高温老化后活性与其组成结构之间的内在关系,揭示了其老化后仍具有较高活性的主要原因在于保持了Pd与CZ/Al₂O₃复合载体之间的强相互作用(SMSI).     

电场与MnxCey催化剂在苯氧化反应中的协同效应及机理探究

挥发性有机物（VOCs）大量排放已成为日益严重的环境问题,为了实现VOCs的高效去除,本文采用自蔓延燃烧合成法制备了一系列锰铈复合氧化物催化剂,将稳恒直流电场引入典型VOCs气体苯的催化氧化过程,并基于不同电场条件下催化剂的理化性质表征结果进行机理分析.实验结果表明,Mn_xCe_y催化剂对含苯废气的去除有良好的效果,稳恒直流电场显著促进了催化剂的活性,其中Mn₁Ce₃的催化性能最佳,电流为5 mA时,Mn₁Ce₃催化剂在155℃可达到50%的苯转化率,在202.4℃可达到90%的苯转化率,对应的转化温度T₅₀和T₉₀比传统方法分别降低了62.4℃和48.3℃,且电场中的反应活化能由52.32 kJ·mol^-1降低至32.31 kJ·mol^-1.根据实验现象及表征结果,发现协同效应与活性位点的快速持续再生及活性氧物种的转化有关,由此提出苯在Mn_xCe_y催化剂上的氧化机理及电场协同催化的反应模型.     

由贵金属取代的钙钛矿催化剂对碳烟的催化性能

用柠檬酸法制备了不同贵金属取代的钙钛矿LaCo0.96X0.04O3(X为Pt、Pd、Rh、Au、Ag)催化剂,用热重法测试了催化剂对碳烟的催化活性,采用程序升温还原法(H2-TPR)、X-射线衍射仪(XRD)、能量谱仪(EDS)和红外光谱(FTIR)对催化剂进行了测试.结果表明,催化剂LaCo0.96Ag0.04O3催化活性最高,起燃温度为449℃,远低于LaCoO3的504℃;各贵金属取代的钙钛矿LaCoO3的TPR还原峰变化各异;XRD特征峰的衍射角向高角度偏移,说明各贵金属进入了钙钛矿结构相;能谱图显示各贵金属进入钙钛矿相的量不同.     

LaBO3钙钛矿催化剂的VOCs催化燃烧特性

采用共沉淀法制备了LaBO3(B=Cr、Fe、Mn、Co、Ni)钙钛矿催化剂,并用XRD、BET、H2-TPR、O2-TPD等手段对其进行了表征,考察了催化剂对苯、甲苯、乙酸乙酯和丙酮的催化燃烧性能.结果表明,Cr、Fe钙钛矿晶相中存在少量的La2CrO6和La2O3杂晶相,破坏了其活性结构.Mn、Co、Ni则能与La形成完善的钙钛矿晶相,且表现出优良的催化性能,其中LaMnO3为阳离子缺陷结构,存在较丰富的晶格氧,更适合催化燃烧C—H键键能较高和难以活化的有机分子(如苯);LaCoO3、LaNiO3属于阴离子缺陷钙钛矿结构,存在更丰富的表面氧,更适合催化燃烧易在低温下活化的含氧类有机分子(如乙酸乙酯、丙酮).     

La-M-Co-O/堇青石催化剂的制备及催化氧化氯苯

采用柠檬酸络合法制备La-M-Co-O（M=Mn,Cr,Fe,Ni和Cu）/堇青石催化剂,运用BET,XRD,SEM,H₂-TPR和XPS技术对催化剂性能及微观结构进行表征分析,研究考察过渡金属掺杂,掺杂量以及焙烧温度等对催化剂催化氧化性能的影响.结果表明,随着催化剂焙烧温度升高至650℃时,催化剂表面所负载的活性氧化物颗粒最为分散,其氧化活性最佳,且当反应温度为350℃时,催化剂催化氧化氯苯转化率可达96.4%,究其原因是高温焙烧致使催化剂形成LaCoO₃钙钛矿型复合氧化物,其复合氧化物的晶体结构有利于催化剂催化氧化氯苯性能的提高.     

La-M-Co-O/堇青石催化剂的制备及催化氧化氯苯

采用柠檬酸络合法制备La-M-Co-O（M=Mn,Cr,Fe,Ni和Cu）/堇青石催化剂,运用BET,XRD,SEM,H₂-TPR和XPS技术对催化剂性能及微观结构进行表征分析,研究考察过渡金属掺杂,掺杂量以及焙烧温度等对催化剂催化氧化性能的影响.结果表明,随着催化剂焙烧温度升高至650℃时,催化剂表面所负载的活性氧化物颗粒最为分散,其氧化活性最佳,且当反应温度为350℃时,催化剂催化氧化氯苯转化率可达96.4%,究其原因是高温焙烧致使催化剂形成LaCoO₃钙钛矿型复合氧化物,其复合氧化物的晶体结构有利于催化剂催化氧化氯苯性能的提高.     

Catalytic evaluation of promoted CeO2-ZrO2 by transition, alkali, and alkaline-earth metal oxides for diesel soot oxidation

Series of mixed metal oxides were synthesized by gel-combustion method and their catalytic activities for soot oxidation were investigated. The catalysts were M-Ce-Zr （M = Mn, Cu, Fe, K, Ba, Sr）, and χK-20Mn-Ce-Zr （χ= 0, 5, 10, 20）, they were characterized by XRD, SEM, TPR and BET surface area techniques. The results of soot temperature programmed oxidation （TPO） in an O2 oxidizing atmosphere indicate that K-Ce-Zr has the highest catalytic activity for soot oxidation under loose contact condition, due to enhancement of the soot and catalyst contacts. On the other hand, under a tight contact condition, Mn-Ce-Zr and Cu-Ce-Zr nano-composites have high activities for soot oxidation and lower the soot TPO peak temperatures by about 280 and 270℃, respectively, as compared to non-catalytic soot oxidation. Furthermore, the addition of up to 10 wt.% potassium oxides into Mn-Ce-Zr increases its catalytic activity and further reduces the soot TPO peak temperature by about 40℃ under loose contact condition.     

La-Na-Co-Mn-O系钙钛矿型催化剂同时去除柴油机碳颗粒和NOx性能的研究

采用低温燃烧法制备了Na+部分取代La3+的La1-xNaxCo0.5Mn0.5O3系钙钛矿型复合氧化物催化剂。利用程序升温反应(TPR)技术,对催化剂应用于柴油机常规排放物中的碳微粒(soot)和氮氧化合物(NOx)的同时催化脱除性能进行了研究。     

过渡金属-铈复合氧化物对碳烟的催化燃烧性能和表征

采用共沉淀法制备了不同过渡金属(Fe、V、Mn、Co、Cu)和铈的复合体氧化物催化剂,并用程序升温还原法(H2-TPR)、BET、XRD、拉曼光谱(RS)和光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征.同时,利用热重法测试了催化剂对碳烟的催化活性.实验结果表明,过渡金属的添加极大地提高了氧化铈的催化活性,其中,铈铁复合氧化物的催化活性最高.催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂表面的耗氢量以及催化剂表面氧种OⅡ的含量紧密相关.     

SO2气氛下Cu-Ce-O催化剂氧化柴油车排气碳烟的性能

运用程序升温氧化(TPO)对共沉淀法合成的Cu-Ce-O催化剂进行了活性评价,考察了在不同浓度的S0,气氛下cu-Ce-O催化剂氧化模拟碳黑的性能,并用BET、XRD、TPR和FT-IR对催化剂进行了表征.BET和XRD测试显示,cu和ce的结合使催化剂比表面积增大,晶体结构发生变化,形成了复合氧化物;TPO活性测试结果表明,Cu-Ce-O复合催化剂比单一组分的CuO或CeO2具有更好的低温催化活性.复合氧化物cu-Ce-O中Cu原子含量越高,对应硫化后的催化剂氧化碳烟的能力越低,同时催化剂表面生成的硫酸盐越多,即催化剂抗硫中毒能力也降低.浓度低于0.03%的SO2对Cu-Ce-O的催化性能有一定的促进作用,但SO2的体积分数超过0.03%后碳黑燃烧速率变慢;FT-IR初步证实了高体积分数的SO2所产生的大量SO24-可能是抑制催化剂活性的原因.     

Pt负载的铈锆固溶体的催化性能与表征

用柠檬酸法制备了CexZr1-xO(2x=0.5～1.0)铈锆固溶体,用浸渍法分别在铈锆固溶体上负载0.5%的Pt。用热重法(TG)测试了催化剂对碳烟的催化活性,Pt/Ce0.8Zr0.2O2显示了最高的催化活性。采用比表面(BET),X-射线衍射仪(XRD)和红外仪(FTIR)对催化剂进行了测试。结果表明:催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂比表面积大小有关,可能是由于Pt在比表面积大的固溶体表面分散得更好,有利于氧溢出,促进碳烟的燃烧。     

复合金属氧化物Cu-Co-Al低温催化水解HCN

采用共沉淀法制备了Cu-Al、Co-Al和Cu-Co-Al复合金属氧化物催化剂,考察了3种催化剂对HCN的催化水解性能,并通过XRD、BET、XPS和H2-TPR等对催化剂的结构和性能进行表征.结果表明, Cu-Co-Al催化剂展示最高的催化活性. 反应温度200℃,反应180min后, Cu-Co-Al、Cu-Al和Co-Al催化剂对HCN的转化率分别为95%,90%,10%;NH3生成量分别为122,118,18mg/m3.低结晶度、高分散性、高比表面积的催化剂有利于低温HCN水解.适量的表面分子氧含量、较高的Cu2+和Co3+含量、较低的还原温度是Cu-Co-Al催化剂具有较高的HCN低温水解活性的主要原因.