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.     

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FT-IR等表征手段对催化剂进行了表征.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.     

采用钙钛矿型催化剂(La0.8K0.2Cu0.05Mn0.95O3)同时催化去除NOx和碳烟的研究

将钙钛矿型催化剂与碳烟均匀混合后置于固定床连续流动反应体系中,利用程序升温反应技术,在模拟柴油机尾气的情况下对同时催化去除氮氧化物(NOx)和碳烟的反应进行了实验研究.通过改变含Cu原料的用量,得到不同Cu取代量的催化剂La0.8K0.2CuxMn1-xO3,性能评价结果表明,La0.8K0.2Cu0.05Mn0.95O3催化剂的综合性能较好,碳烟的起燃温度及NO向N2的最大转化率分别为280℃和58.0%.采用该催化剂,进一步考察了进气中NO浓度、O2浓度、进气总流量及催化剂与碳烟的接触状况对反应的影响.研究结果表明,进气中NO浓度、O2浓度、气体总流量和催化剂与碳烟之间的接触状况对NO的去除率的影响比较明显,而对碳烟起燃温度的影响较小.O2浓度从5%变为7.5%时,碳烟的起燃温度及最大NO转化率分别从280℃和53.8%变为270℃和96.7%.碳烟与催化剂松散接触时,碳烟的起燃温度及最大NO转化率分别为290℃和48.4%,紧密接触时分别为275℃和70.4%.而进气中NO浓度、气体总流量的变化对碳烟的燃烧基本上没有影响,虽然NO的转化率有明显变化,但生成的N2总量基本不变.     

La1-xKxMnO3催化剂同时消除柴油机尾气中NO和碳烟性能

采用溶剂热法制备La_1-xK_xMnO₃(x=0, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25)钙钛矿型复合金属氧化物催化剂;通过XRD、FT-IR、SEM、H₂-TPR、XPS、NO-TPD等手段对催化剂的物相组成、表面形貌、氧化还原性能等进行了表征;在常压固定床微型反应装置中评价催化剂同时消除NO和碳烟催化性能.结果表明,制备的La_1-xK_xMnO₃催化剂均具有钙钛矿结构;K部分取代La-Mn钙钛矿结构中La后,颗粒结构得以改善,部分Mn³⁺价态升高为Mn⁴⁺,形成较多氧空位和Mn⁴⁺,提高氧化还原性能和吸附NO性能.活性评价结果表明,La_0.80K_0.20MnO₃催化剂表现出较好的同时消除NO和碳烟催化性能,NO最大转化率(Xmax NO)和对应反应温度(Tmax NO)分别为46.5%和436℃,碳烟起燃温度(T_ig)、CO₂浓度峰值温度(Tmax CO₂)和生成CO₂选择性(Smax CO₂)分别为341℃、454℃和98.8%.     

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-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。     

贵金属催化剂对VOCs催化氧化的研究进展

催化氧化法是目前最有效的处理VOCs的方法之一。就贵金属催化剂在VOCs的催化氧化中的应用,列举了近年来Pd、Pt、Au、Ru催化氧化的实例,并对其反应机理进行了总结。最后,归纳并重点分析了催化剂的分散度、颗粒粒径、载体3个因素对催化活性的影响。同时,对预处理也作了一定的阐述。     

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.     

Cu-K型低温碳烟氧化催化剂的合成及表征

柴油机排放中碳烟的低温氧化是近年来研究的热点.通过原位合成法制备Cu2K/Al2O3和CuK／Al2O3两种碳烟氧化催化剂,并采用低温氮吸附/脱附实验、X射线衍射、X射线光电子能谱、程序升温氧化对其结构进行系统表征,并用U碳模拟柴油机碳烟,研究其催化活性,评测其对柴油机排气中碳烟颗粒的净化效果.研究表明,Cu2K/Al...     

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.     

Catalytic combustion of soot over ceria-zinc mixed oxides catalysts supported onto cordierite

Modified substrates as outer heterogeneous catalysts was employed to reduce the soot generated from incomplete combustion of diesel or diesel/biodiesel blends, a process that harms the environment and public health. The unique storage properties of ceria(CeO2) makes it one of the most efficient catalysts available to date. Here, we proposed that ceria-based catalysts can lower the temperature at which soot combustion occurs; more specifically, from 610℃ to values included in the diesel exhausts operation range(300–450℃). The sol-gel method was used to synthesize mixed oxide-based catalysts(CeO2:ZnO); the resulting catalysts were deposited onto cordierite substrates. In addition, the morphological and structural properties of the material were evaluated by XRD, BET, TPR-H2, and SEM. Thermogravimetric(TG/DTA) analysis revealed that the presence of the catalyst decreased the soot combustion temperature by 200℃ on average, indicating that the oxygen species arise at low temperatures in this situation, promoting highly reactive oxidation reactions. Comparative analysis of soot emission by diffuse reflectance spectroscopy(DRS) showed that catalyst-impregnated cordierite samples efficiently oxidized soot in a diesel/biodiesel stationary motor: soot emission decreased by more than 70%.     

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.     

过渡金属掺杂对镧锡烧绿石催化碳烟燃烧性能的影响

催化燃烧是去除机动车排放碳烟颗粒物的有效方法之一.利用CTAB辅助法制备了不同过渡金属掺杂的镧锡烧绿石型La_2Sn_(1.8)TM_(0.2)O_7(TM为Sn、Mn、Fe、Co和Cu)复合氧化物催化剂.采用XRD、氮气吸脱附、SEM、FT-IR、H2-TPR和荧光光谱(PL)等手段表征了催化剂的理化性质,采用程序升温氧化(TPO)技术评价了其催化碳烟燃烧的活性.研究发现,催化剂经900℃焙烧后呈球形形貌,具有相对较大的比表面积(~20 m2·g~(-1)).低价过渡金属离子的掺杂使氧空位的整体浓度增加,有利于催化剂活化吸附氧分子,改变材料的氧移动和氧化还原性能.富氧气氛下,少量过渡金属掺杂提高了烧绿石催化碳烟燃烧的活性和选择性,这与氧空位浓度的增加以及氧化还原能力的提高有关,其中Co-LSO具有较好的催化性能,起燃温度(T10)为379℃,CO_2选择性接近100%;NOx气氛存在可以进一步提升催化剂氧化去除碳烟的活性.利用等温反应和碳烟厌氧滴定实验进行了活性氧浓度的定量和反应动力学分析,并计算出富氧气氛下催化反应的转化频率(TOF),其中Co-LSO样品的TOF值最大为3.20×10~(-3)s~(-1),基于TOF的活性顺序与TPO法得到的起燃性能的结果基本一致.     

Synergistic photocatalytic degradation of pyridine using precious metal supported TiO2 with KBrO3

A series of precious metals catalysts （M/TiO/, M = Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt or Au） were prepared by a light deposition method and the synergistic photocatalytic degradations of pyridine （20 mg/L） under UV irradiation （365 nm） using M/TiO2 with electron capture agent KBrO3 have been investigated. The results show that KBrO3 has a greatly synergistic role on M/TiO2 and the photocatalytic activity of M/TiO2 is closely related to its work function. Ag could greatly enhance the activity of TiO2 due to the binding characteristics of pyridine on Ag. Under the conditions of 0.5 wt.% Ag loading, Ag/TiO2 concentration of 0.1 g/L, KlrO3 concentration of 10 mmol/L and reaction liquid pH value at 9, the pyridine can be degraded by 64% within 3 hr, doubled than TiO2 photocatalytic system. The degradation kinetics of pyridine follows first-order kinetics and k = 5.53 × 10-3 min^-1.     

Simultaneous catalytic removal of NOx and diesel soot particulate over perovskite-type oxides and supported Ag catalysts

A series of perovskite-type oxides and supported Ag catalysts were prepared,and characterized by X-ray diffraction (CRD)and x-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The catalytic activities of the catalysts as well as influencing factors on catalytic activity have been investigated for the simultaneous removal of NOx and diesel soot particulate.An increase in catalytic activity for the selective reduction of NOx was observed with Ag addition in these perovskite oxides,especially with 5% Ag loading.This catalyst could be a promising candidate of catalytic material for the simultaneous elimination of NOx and diesel soot.     

MnOx和CeO2催化剂在含NO气氛中氧化模拟碳烟的研究

用沉淀法制备了MnOx和CeO2两种催化剂并用于氧化模拟碳烟.XRD、BET、O2-TPD和NO-TPD表征结果表明,CeO2的比表面积和NOx吸附容量更大,而MnOx则具有更多的氧物种(晶格氧O2-).TPO结果表明,气氛中引入的NO明显促进了碳烟的氧化.在无催化剂、加入CeO2和MnOx3种情况下,模拟碳烟的起燃温度Ti分别降低了38、41和101℃.DRIFTs结果表明,催化剂活性氧物种和反应过程中生成的NO3-是NO促进碳烟燃烧的关键因子.可能的反应路径为:低温富氧条件下气相中的O2吸附在催化剂表面上,丰富的活性氧物种(如O2-、O2-f和O-)得到激活和转化,进而将弱吸附NO2和活性NO2*氧化成NO3-;在高温时则释放出活性很强的NO2*和O-,因而能促进碳烟氧化,其中间产物为碳氧复合物C(O).