制备方法对CuO—Ce0.7Zr0.3O2催化剂的氧缺位和CO氧化活性的影响
制备条件对Co-Mo/nano-TiO2-Al2O3催化剂HDS性能的影响

Efe t e r ton Co dii so f c Pr pa a i n ton n Hyd o s inrz ton Pe f r a eo of r de u f ia i r o m nc f
Co- o na - O2A103 t l t - / no- M Ti ・ 2 - Ca ayss
用等 体积浸渍法制备 了 C ・ -- A 柠檬酸) a o i 2 I 3 oMoPC ( / n . O . 2 汽油选择性加氢脱硫催化剂 ;对 TO 粉体进行 了 T M、 n T A 0 i2 E
XR D表 征, h l - i - 2 二元复合载体进行 了毗啶吸附红外光谱分析(yI 。 F C汽油 重馏分 (8 ℃) 对 aoT02 O3 l AI P- R) 以 C > 0 为原料, 重点考察了不 同条件下制 得的 TO: i 对催化剂选择性加氢脱硫性能的影 响。结果表 明,锐 钛矿相的 n n . i 有利于使 aoTO: 载体表面生成 L酸中心 , 高催 化剂的选择性加氢脱硫活性 ; 提 锐钛矿相 n n 。i 的适 宜制 备条件为温度 8 ℃,H= ., a oTO2 5 p 50 TI/ l/;在温度 2 0 4 H = 51 + 7 ℃、压力 14MP 、空速 4 h . a 时,F CC汽 油重馏 分脱硫 率为 9 .%,烯烃饱和度为 2 .%; 24 88
i r g to .Th p e a e Ti p wd r we e h r ce ie b TEM a d mp e nai n e rp r d O2 o e s r c a a trz d y n XRD,r s e tv l,a d h e p c ie y n t e n n Ti 一 2 n r x d o lx s p o t r h a trz dby Py I Th fe t fTi r p ai n a o- O2A103bi ay o i e c mpe u p rswee c a ce ie —R. e ef cso O2p e a to r r
CuO—CeO2-ZrO2催化剂制备及其对CO选择性氧化性能的研究

32 6
C O—C O 一 r 催化 剂制 备及 其对 C u e : ZO O选 择性 氧化 性能 的研 究
20 08
C : 5 , O 1 , e作 为 平 衡 气 。 反 应 温 度 为 O 2% C % H 8 ̄ 0C~20C。氧气 的流 量 以 =2 。 P 。 示 , 2 ̄ P, 。表 / 本 实验 中取 = 。采用 H 6 2 3 P 8 0气 相色谱 仪在 线分 析 反应前 后气 体 的组成 。 催 化剂 的性 能通 过 C 的转 化率 ( ) O X 。 和选 择
质 子 交换 膜 燃 料 电池 ( E ( 是 最 有 发 展 前 P MF )  ̄ 景 的机 动车 动力 源 之一 , 它所 使 用 的氢 气 主 要 是 烃
催 化 剂 的形 貌 和 c u物 种 在 载 体 上 的分 散 度 不 同 ,
导 致催 化性 能也 不 同 。本 文 采用 了柠 檬酸 溶胶 一凝
控 制 在 1 0X1 以 下 。 0 0
l 实验部分
1 1 催 化剂 的制 备 . 分 别 配 制 0 2 M 的 c ( O ) , e N , r . u N : c ( O ) z (O) N , 溶液 , C : e Z =1 9 1 摩尔 比率 ) 按 uC :r : : ( 混合 均匀后 , 8  ̄ 浴 加 热 并 不 断 搅 拌 下 , 滴 加 入 在 0C水 逐 浓 度 为 0 5 M 的柠檬 酸溶 液 , 氨水调 节 p . 用 H值 至 9
类( 甲烷 、 油等 ) 醇 类 ( 汽 及 甲醇 、 乙醇 等 ) 过 重 整 经
制 得 。 目前 , 过 甲 醇 重 整 实 现 车 载 制 氢 的 技 术 已 通
胶 法制 备 C O—C O Z O 催 化 剂 , 讨 了 不 同制 u e 一 r 探
Ce-Zr-O2上CuO分散性对CO氧化活性的影响
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C O与 O : 之 间较 弱的竞争吸附是其活性高于 P t 催化剂的主要原 因.c u 基催化剂上 的氧空位 对促 进 O 的吸附 具有重要作 用 , 也是影响 C O低温化铜 ;C e — Z r - O : 固溶体 ;C O氧化活性 ; 氧空位
剂 的活性 .掺杂少量 z r 到C e O : ( C e 。 Z r o : 0 : ) 中对 c u基催化剂有 非常好 的促 进作用 .分别采 用等体 积浸渍 法( 1 w) 、沉 淀 沉 积 法 ( D P) 、水 热 法 ( H T)以 及 柠 檬 酸 法 ( C A) 制备了 c u负 载 质 量 分 数 为 2 0 % 的
结构 状态 ,Ma r t n e z — A i r a s 等 证 实存在 2种 形 式 的 非 晶态 C u O,其 中 ,一 小部 分 C u O 进入 了 C e O 晶
格, 另一部分则高度分散在 C e O 表面上.
低温 C O氧化 遵循 L a n g mu i r — H i n s h e l w o o d机 理 ,即 C O与 O : 都 在催 化 剂 活性 中 心发 生 吸附 ,吸
C e - Z r ・ O2 上 C u O 分 散性 对 C O 氧 化 活 性 的 影 响
孔令智 , 王 谦 , 徐 丽 ,闰永胜 , 李华 明 , 杨 向光。
( 1 .江苏 大学 能源与动力工程学院 , 2 .能源研究 院 , 镇江 2 1 2 0 1 3; 3 .中国科学院长春应用化学研究所 , 长春 1 3 0 0 2 2 )
于室温条件下催化氧化 C O, 其活性不仅与 A u的粒径有关 J , 而且与载体种类有关 ] .对 A u / T i O , 体
《CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究》

《CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究》CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究一、引言随着现代工业的快速发展,催化剂在有机合成反应中扮演着至关重要的角色。
其中,CuO/CeO2催化剂因其良好的催化性能和稳定性,在众多反应中得到了广泛的应用。
本文旨在研究CuO/CeO2催化剂的制备方法及其在催化合成有机硅单体中的性能。
二、CuO/CeO2催化剂的制备1. 材料与设备制备CuO/CeO2催化剂所需的主要材料包括氧化铜(CuO)、氧化铈(CeO2)、载体(如氧化铝)以及其他必要的化学试剂。
设备包括搅拌器、干燥器、烧结炉等。
2. 制备方法本实验采用共沉淀法制备CuO/CeO2催化剂。
首先,将CuO 和CeO2按照一定比例混合,然后加入适量的去离子水,在搅拌条件下形成均匀的溶液。
接着,加入沉淀剂使金属离子沉淀,经过滤、干燥、烧结等步骤,最终得到CuO/CeO2催化剂。
三、催化剂性能评价1. 实验方法采用有机硅单体的合成反应评价CuO/CeO2催化剂的性能。
在反应体系中加入催化剂、有机硅单体原料以及其他必要的试剂,在一定温度和压力下进行反应。
通过分析反应产物的组成和产量,评价催化剂的活性、选择性和稳定性。
2. 结果与讨论通过实验发现,CuO/CeO2催化剂在有机硅单体的合成反应中表现出良好的催化性能。
催化剂的活性、选择性和稳定性均较高,且在不同反应条件下的性能表现稳定。
此外,催化剂的制备成本较低,具有较好的应用前景。
四、催化合成有机硅单体的性能研究1. 反应机理CuO/CeO2催化剂在有机硅单体的合成反应中,主要通过提供活性中心,促进反应物分子的吸附和活化,从而降低反应活化能,提高反应速率。
此外,催化剂还能提高反应的选择性,减少副产物的生成。
2. 性能评价通过对比实验和文献资料,发现CuO/CeO2催化剂在催化合成有机硅单体中具有以下优点:催化活性高、选择性好、稳定性强、制备成本低等。
制备方法及焙烧温度对Co3O4/CeO2催化剂上CO低温氧化反应的影响

Lo Te p r t r w- m e a u e CO i a i n o e 3 / O2Ca a y t Ox d to v rCo O4 Ce t l s
S 0 Ja jn 一,Z A ig , N igw ,Z A a c i, HA inu H NG Pn TA G X n f H NG B o a
a omp e a in.o usi n me h d .Th a ay t r e o c t l z o tm p r t e CO x d to nd r nd c lx to - mb to t o s c e c t ls swe eus d t a ay e lw—e甲兵 工 程 学 院 装备 再 制 造 国 防 科 技 重 点 实 验 室 ,北 京 1 0 7 ; 0 0 2 2 中国 科 学 院 大 连 化 学 物 理 研 究所 催 化 基 础 国 家 重 点 实 验 室 , 宁 大连 1 6 2 ) 辽 10 3
摘 要 :分 别 采 用 沉 淀 氧 化 法 、 匀 沉 淀 法 及 络 合 燃 烧 法 制 备 了 c 3 4C O2 合 氧 化 物 催 化 剂 , 在 干燥 及 湿 气 条 件 下 进 行 了 均 oo / e 复 并 C 氧 化 反 应 . 果 表 明 , 用 沉 淀 氧 化 法 经 5 8K 焙 烧 制 得 的 C 3 4C< O 结 采 3 oo /  ̄h催 化 剂 具 有 优 异 的 C 低 温 氧 化 活 性 和较 高 的 抗 O 湿 性 能 .在 16K 条 件 下 , 催 化 剂 上 C 氧 化 的转 化 率 为 9 % , 且 可 连 续 保 持 4 0mi 9 该 O 9 并 0 n以上 ;当温 度 上 升 到 2 8K 时 , 9 经 过 2 0 n反 应 后 , O 的 转 化 率 仍 可 达 到 9 % ;当 反应 气 中 含 3 1 0mi 4 C 4 . %湿 气 , 度 为 3 3K 时 , 过24 0mi 温 8 经 0 n反应 后 , O 的 C 转 化 率 仍 保 持 在 7 % .实 验 表 明 , 00 / e 2 化 剂 的 制 备 方 法 及 焙 烧 温 度 对 c 3 4与 C 0 之 间 的 相 互 作 用 有 显 著 的 影 9 c 34C0 催 oo e2 响 , 而 影 响催 化 剂 催 化 C 低 温 氧化 的活 性 . 进 O
Cu_Ce_Zr_O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能
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文章编号:0253 9837(2009)02 0124 07研究论文:124~130收稿日期:2008 08 22.联系人:郭锡坤.T el:(0754)82902223;E mail:xkguo@.基金来源:广东省科技计划项目(2006B36702003).Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能郭锡坤, 贾海建, 范倩玉, 李文衍, 刘伟明(汕头大学化学系,广东汕头515063)摘要:采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂.当Ce Zr Cu 摩尔比为2 8 5时,制得的Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5 O 2 催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口.当空燃比为1 33(富氧)时,CO,C 3H 6和N O 的起燃温度分别为183,257和236 ,并且当温度高于340 时都能完全转化;催化剂经高温老化后CO,C 3H 6和NO 的起燃温度仍较低,分别为225,350和350 .X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu 进入Ce Zr 固溶体形成Cu Ce Zr 固溶体;Cu 与Ce 产生协同效应使Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.关键词:铜;铈;锆;复合氧化物;三效催化剂;溶胶凝胶法中图分类号:O643/X7 文献标识码:APreparation and Three Way Catalytic Performance ofCu Ce Zr O Mixed Oxide CatalystsGUO Xikun *,JIA Haijian,FAN Qianyu,LI Wenyan,LIU Weiming(Dep ar tment of Chemistry ,Shantou University ,Shantou 515063,Guangdong,China)Abstract :A series o f Cu Ce Zr O mix ed ox ide catalysts w ere prepared by the citric acid sol gel met hod.T he Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 catalyst with Ce Zr Cu molar ratio of 2 8 5show ed hig h three w ay catalytic performance.When the air/fuel ratio w as 1 33,under the condition of ex cess oxy gen,the lig ht off temperatur es for CO,C 3H 6,and N O w ere 183,257,and 236 ,respect ively,and the t hree gases could be completely converted above 340 .After undergoing high temperature ag ing ,their light off temper ature changed to 225,350,and 350 ,respectively,w hich still remained lower.T he results of XRD,XPS,and T PR characterization show ed that some Cu entered the Ce -Zr solid solution to form a Cu Ce Zr solid solut ion.T here was syner gistic effect betw een Cu and Ce,w hich increased the catalytic activity of the Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 catalyst at low temperature and resulted in the higher three w ay catalytic performance under lean fuel conditions.Key words :copper ;cer ia;zirconia;mixed ox ide;three way catalyst;sol gel method随着火力发电等工业的发展和机动车数量的迅速增加,排放到大气中的一氧化碳(CO)、烃类化合物(HC)和氮氧化物(NO x ,其中NO 占90%以上)日益增加.同时,为了缓解全球性的能源危机,节能型贫燃发动机的开发与应用日趋增多.贫燃发动机将会排放更多的NO,因此,如何高效消除NO,CO 和H C 受到国内外研究人员的高度重视,开发新型的三效催化剂就成为目前的热点课题.新一代三效催化剂研制的关键是拓宽催化剂的三效窗口.CeO 2能够发生独特的、可逆的氧化还原反应2CeO 2 Ce 2O 3+1/2O 2,而表现出强大的储存和释放氧的功能[1],添加Zr,La 和Y 等元素还可提高CeO 2的热稳定性.因此,近年来普遍采用Ce Zr 固溶体作载体,负载Pd,Pt 和Rh 等贵金属开发新型三效催化剂.胡玉才[2]报道了Ce 0 6Zr 0 4O 2负载Pd 的三效催化剂;袁慎忠等[3]研制了(Ce Zr Pr)O 2负载Pt/Pd 的三效催化剂;郭家秀等[4]研制了BaO 掺杂的CeO 2 ZrO 2固溶体负载Pt Rh 的三第30卷第2期催 化 学 报2009年2月Vol.30No.2Chinese Jour nal of CatalysisF ebruar y 2009效催化剂;蔡黎等[5]报道了Ce Zr Ca Al2O3负载Pd 的三效催化剂;张怀红等[6]研制了以Rh/CeO2 ZrO2 Y2O3和Pt/ Al2O3按一定比例混合的整体式催化剂;姚艳玲等[7]采用Ce0 65Zr0 25Y0 07La0 03 O1 95负载Pt,Pd和Rh制得中偶催化剂;Ig lesias juez等[8]研究了Pd/(Ce,Zr)/Al2O3催化剂中金属与助剂间的相互作用;Anderson等[9]研制了Pt Rh/Ce x Zr1 x O2 Al2O3三效催化剂;Lam brou等[10]报道了Pd Rh/CeO2 Al2O3三效催化剂;Sharma 等[11]研制了Ce0 98Pd0 02O2 三效催化剂.这些研究都取得了良好的结果,促进了新一代三效催化剂的发展.由于世界贵金属的资源相对匮乏,价格昂贵,因此,采用过渡金属及稀土金属来制备催化剂引起了人们的关注[12].为了节约贵金属,降低成本,并且适应节能型贫燃发动机发展的形势,本文依据本课题组多年来研制选择性还原NO的铜基催化剂的经验,考虑到利用Cu低温活性较高,Ce Zr固溶体储放氧性能和热稳定性良好,以及利用Cu Ce Zr发生协同效应提高催化性能的可能性,尝试研制廉价而性能良好的Cu Ce Zr O复合氧化物三效催化剂,并取得了良好的结果.同时,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和程序升温还原(T PR)等方法对催化剂的结构与性能进行了表征,为本领域的研究提供有益的参考.1 实验部分1.1 催化剂的制备按Ce x Zr1 x CuO2 (其中x=0,0 2,0 4,0 6, 0 8和1 0)中金属元素的摩尔比,将Ce(NO3)3 6H2O,Zr(NO3)4 5H2O和Cu(NO3)2 3H2O加入到去离子水中.待完全溶解后,加入柠檬酸(柠檬酸与全部金属阳离子的摩尔比为1 5 1),搅拌30min,用氨水调节pH至7.全部过程都在80 下进行,并剧烈搅拌.形成的凝胶于115 烘干48h.然后在500 焙烧4h,800 焙烧2 5h.按Ce0 2Zr0 8Cu y O2 (y=0,0 17,0 33,0 50和0 67)中金属元素的摩尔比,将Ce(NO3)3 6H2O, Zr(NO3)4 5H2O和Cu(NO3)2 3H2O加入到去离子水中,后面的步骤与条件同上.另外,取适量的Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 在950 下老化2h,制得老化的Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 催化剂.1.2 催化剂的评价催化剂的活性评价在微型固定床石英反应器(直径为8mm)中进行.模拟气的组成为:0 1% NO,0 1%C3H6,1 0%CO,O2可调,用N2作载气.催化剂用量为0 3g.反应气体空速为40000 h-1.用FGA 4100型五组分汽车尾气检测仪(广东佛山分析仪有限公司)在线检测不同反应温度下反应器前后CO,C3H6和NO的浓度,并由此计算出各自转化率.考察水蒸气对催化剂活性的影响时,通过双柱塞微量泵向模拟气中混入10%(体积分数)的水蒸气,其它组分比例不变.本实验采用CO, C3H6和NO的转化率及其起燃温度T50(即转化率达到50%时的温度)、完全转化温度T90(即转化率达到90%时的温度)来评价催化活性[13].参照文献[4,14],用Schlatter常数 S 来表示空燃比,S= (2c(O2)+c(NO))/(c(CO)+9c(C3H6))(S=1为理论空燃比,S>1为贫燃条件).在S=1 2的情况下,考察了铈锆比及铜含量对催化剂活性的影响.1.3 催化剂的表征XRD测试在德国Bruker D8型X射线衍射仪上进行.采用Cu K 辐射源,管流40mA,管压40 kV.XPS测试在Physical Electronics公司Quantum 2000型能谱仪上进行.激发源Al K ,扫描80次.以表面污染碳C1s(E b=284 6eV)作为内标校正其他元素的结合能.TPR测试在自组装的装置上进行,催化剂用量50mg.催化剂先在25%O2 H e(20 ml/m in)气流中于500 下处理30m in以净化其表面,待温度降至50 后切换成5%H2 Ar(20ml/ min)混合气,待基线平稳后以10 /min的速率进行程序升温还原.2 结果与讨论2.1 催化剂的三效催化活性2.1.1 铈锆比的影响考察了铈锆比对Ce x Zr1 x CuO2 三效催化性能的影响,图1(a),(b)和(c)分别是CO,C3H6和NO 的转化率与温度的关系曲线.根据文献[13],T50至T90的范围越窄,催化剂的活性越高;T50越低,催化剂的低温活性越高.由图1(a)可见,x=0(不含Ce)时,T50最高,为202 ;x=1 0(不含Zr)时,T50为188 ;x=0 2,0 4,0 6和0 8(同时含有Ce和Zr)时,T50都较低,其中x=0 2时, T50和T90最低,分别为183和198 .以上结果表125第2期郭锡坤等:Cu Ce Zr O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图1 Cex Zr1 xCuO2的三效催化活性Fig1 The three w ay catalytic activity of Ce x Zr1 x CuO2明,同时含有Ce和Zr的催化剂对于CO转化反应的催化活性优于只含有Ce或只含有Zr的催化剂. 由图1(b)可见,x=1 0时,当温度升高至350 时尚未达到催化剂的起燃温度;x=0,0 2, 0 4,0 6和0 8时,催化剂的T50都低于350 ,其中,以x=0 2时的T50最低,为241 ,表明该样品对于C3H6转化反应的催化活性最好.由图1(c)可见,在同时含有Ce和Zr的催化剂中,x=0 2和0 4的样品比x=0 6和0 8的样品具有更低的T50和T90,其中x=0 2的催化剂的T50和T90最低,分别为248和293 ,这表明其催化NO转化反应的活性最好.综上可见,Ce含量少的Ce0 2Zr0 8CuO2 具有较佳的三效催化活性.这与文献[15]报道的铈锆比对(Pt+Rh)/(Ce0 3+x Zr0 6 x Y0 1O1 95+Al2O3)三效催化剂性能影响的情况相似.图2 Ce0 2Zr0 8CuyO2的三效催化活性Fi g2 The three w ay catalytic activity of Ce0 2Zr0 8Cu y O2 2.1.2 铜含量的影响在最佳铈锆比(x=0 2)的情况下,考察了Cu 含量对Ce0 2Zr0 8Cu y O2 三效催化活性的影响,图2 (a),(b)和(c)分别是CO,C3H6和NO的转化率与温度的关系曲线.由图2可见,不含Cu的Ce0 2 Zr0 8O2 上,CO的T50最高,为318 ,而且到350 时C3H6和NO转化率都没有达到20%;加入Cu的Ce0 2Zr0 8Cu y O2 上,CO,C3H6和NO的T50明显降低,其中Ce0 2Zr0 8Cu0 5O2 (y=0 50)降低最明显,CO,C3H6和NO的T50分别为180, 238和228 ,而且CO和NO的T90也最低,分别126催 化 学 报第30卷为197和273 ,C 3H 6转化率也最高,在350 时达82%.由此可见,加入Cu 后催化剂活性明显提高,Cu 物种是催化剂的活性组分;Cu 含量存在一个较佳值(y =0 50),含量太低或太高时都会造成催化活性降低.图3 空燃比S 对Ce 0 2Z r 0 8Cu 0 5O 2 三效催化活性的影响Fi g 3 Effect of S (air/fuel ratio)on the three waycatalytic activity of Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 22.1.3 空燃比对三效催化活性的影响考察了空燃比S 对Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 三效催化活性的影响,图3(a),(b)和(c)分别为不同S 值情况下CO,C 3H 6和NO 的转化率与温度的关系曲线.由图3(a)可见,S 值对CO 的转化率影响不大,只是在低于250 时,随着S 值的增大,CO 转化率略有降低,可见Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 对CO 具有较好的催化转化性能.由图3(b)可见,在低于310 时,C 3H 6转化率随着S 值的增大而略微下降,而在温度高于310时,随着S 值的增大而明显提高,并且在S 1 33时,340 就能完全转化.由图3(c)可见,随着S 值的增大,NO 转化的T 50和T 90升高,但S =1 33时,NO 转化的T 50和T 90仍较低,分别为236和286 .综上所述,在S =1 33时,Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 催化剂的三效活性最佳,CO,C 3H 6和NO 的T 50分别为183,257和236 ,T 90分别为197,340和286 ,这说明催化剂在富氧条件下能保持良好的催化活性,有利于适应贫燃发动机发展的趋势.2.1.4 水蒸气存在和高温老化的影响由于在高温和贫燃发动机尾气中水蒸气含量可高达10%,因此考察了10%水蒸气存在和高温老化后催化剂的三效活性,结果列于表1.可见,与没有水蒸气存在时相比,在10%水蒸气存在下,Ce 0 2 Zr 0 8Cu 0 5O 2 上CO,C 3H 6和NO 的T 50仅分别升高27,23和76 ,表明Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 具有良好的抗水蒸气性能.与新鲜催化剂的相比,经高温老化后,催化剂上CO,C 3H 6和NO 的T 50仅分别升高了42,93和114 ,表明Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 具有良好的抗高温老化性能.表1 水蒸气存在与高温老化对Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 起燃温度的影响Table 1 Influence of steam and high temperature agingat 950 for 2h on the light off temperature of Ce 0 2Zr 0 8Cu 0 5O 2 S ample Steam T 50/CO C 3H 6NO Fresh w ithout 183257236Fresh w ith 210280312Agedw ithout2253503502.2 催化剂的XRD 结果2.2.1 不同铈锆比对Ce x Zr 1 x C uO 2 结构的影响 图4是不同铈锆比的Ce x Zr 1 x CuO 2 催化剂的XRD 谱.由图可见,催化剂中不含Ce 时,在2 =28 13 ,31 48 ,50 35 处和35 48 ,35 54 ,38 82 处分别出现ZrO 2单斜晶相和CuO 单斜晶相的衍射峰.加入Ce(x =0 2)后,ZrO 2单斜晶相的衍射峰消失,而在2 =29 89 ,49 61 ,59 36 处出现衍射峰,表明ZrO 2与CeO 2以四方晶相固溶体的形式出现;随着Ce 含量的增加,晶相逐步过渡到立方晶相;Ce 与Zr 形成铈锆固溶体后,CuO 的特征峰仍然存在.催化剂不含Zr 时,在2 =28 55 ,47 48 ,56 33 处和35 48 ,35 54 ,127第2期郭锡坤等:Cu Ce Zr O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图4 不同Ce/Zr 比的Ce x Zr 1 x CuO 2 样品的XRD 谱Fig 4 XRD patterns of Ce x Zr 1 x CuO 2 samplesw ith different Ce/Zr ratios38 82 处分别出现CeO 2立方晶相和CuO 单斜晶相的衍射峰.上述结果表明,在同时含有Ce 和Zr 的催化剂中,Ce 与Zr 形成了固溶体.图5 不同Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 样品的XRD 谱Fig 5 XRD patterns of Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 sampleswith different Cu contents2.2.2 Cu 含量对C e 0.2Zr 0.8Cu y O 2 结构的影响 在x =0 2时,考察了Cu 含量对Ce 0 2Zr 0 8Cu y O 2 结构的影响,结果如图5所示.由图可见,不加Cu 时,只在2 =29 90 ,50 00 和59 65 处出现了四方晶相Ce Zr 固溶体的衍射峰.加入Cu (y =0 33)后,在2 =35 50 和38 80 处出现了单斜晶相CuO 的衍射峰.此外,还在2 =29 89 ,49 70 和59 60 处出现了固溶体的衍射峰.与单独的Ce Zr 固溶体(y =0)相比,此固溶体的衍射峰向小角度方向偏移,表明晶格增大,这可能是由于Cu +进入了Ce Zr 固溶体的晶格中,形成了Cu Ce Zr 固溶体,并且Cu +的半径(0 096nm )大于Ce 4+的半径(0 092nm)和Zr 4+的半径(0 084nm ),所以使晶格增大.当Cu 含量增加到y =0 50时,单斜晶相CuO 的衍射峰增强.同时,固溶体衍射峰出现在2 =29 87 ,49 56 和59 46 处,进一步向小角度方向偏移,这表明Cu +进入到固溶体的量增加,使晶格进一步增大.当Cu 含量继续增加到y =0 67时,单斜晶相CuO 的衍射峰略有增强.同时,固溶体衍射峰继续向小角度方向偏移并且衍射峰的形状发生变化,这表明Cu +进入固溶体的数量太多而导致固溶体的形态发生畸变,这将造成三效催化活性下降.2.2.3 C e 0.2Zr 0.8Cu 0.5O 2 的结构特点及三效催化性能由上述XRD 结果可以认为,Ce 012Zr 018Cu 0152O 22K 具有CuO 晶相与Cu2Ce 2Zr 固溶体并存的结构特点,而且该固溶体的Ce 含量低,Zr 含量高并且掺杂一些Cu +.因此,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 将有利于催化NO,CO 和C 3H 6的转化反应.对于NO 来说,由于掺杂Cu +促使Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 所具有的Cu2Ce 2Zr 固溶体中氧空位增加,从而有效地促进NO 的还原[16].同时,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 样品中的CuO 晶相对于C 3H 6选择性还原NO 反应也具有催化作用,并且氧的存在可以促进该反应.以上因素有利于Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 催化还原NO 反应,使其在富氧的情况下,仍表现出较好的活性.对于CO 氧化反应来说,CeO 2有助于CO 在低温时的优先氧化[17];同时,CO 在Cu +上的吸附比较强[18].由于Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 具有含Cu +的Cu2Ce 2Zr 固溶体,将有利于CO 的吸附并在较低温度下优先氧化,因而表现出较低的起燃温度和较高的转化率.对于C 3H 6转化反应来说,Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 既能够对C 3H 6与O 2间的氧化反应起催化作用,同时,催化剂中的CuO 也能够催化C 3H 6选择性还原NO,因此催化剂也具有较高的催化转化C 3H 6性能.图6给出了高温老化后的Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的XRD 谱.与图5相比,老化后固溶体和CuO 的特征峰没有偏移,也没有裂分,只是峰形变得更尖.这可能是由于在老化过程中,催化剂颗粒发生了一定程度的烧结,各晶体的颗粒增大,但其晶型完好,这表明Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 具有良好的抗老化性能.128催 化 学 报第30卷图6 高温老化Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的XRD 谱Fig 6 XRD pattern of the Ce 012Zr 018Cu 015O 22Ksample aged at 950e for 2h图7 不同样品的XPS 谱及CuLMM Auger 能谱Fig 7 XPS and CuLM M Auger spectra of Ce 012Zr 018O 22K (1)and Ce 012Zr 018Cu 015O 22K (2)2.3 催化剂的XPS 结果图7示出了不同催化剂的Cu 2p XPS,CuL2M M Auger 能谱和Ce 3d XPS 谱.由图7(a)可见,Ce 012Zr 018Cu 0152O 22K 的Cu 2p 3/2和Cu 2p 1/2结合能分别为93215和95215eV 左右.Avgouropoulos 等[19]指出,Cu 2p 3/2结合能较高(93310~93318eV)和在939~944eV 处出现振起峰,是Cu 物种以CuO 存在的主要特征;若Cu 2p 3/2结合能较低(93212~93311eV)和没有出现振起峰,Cu 物种则以还原态(Cu +或Cu 0)形式存在.因此,样品中Cu 物种主要以还原态存在.由图7(a)还可见,在939~944eV 处出现振起峰,表明在催化剂表面含有一定数量的Cu2+.由图7(b)的CuLMM Auger 能谱可见,峰中心位于57010eV 处,进一步表明还原态Cu 主要以Cu +(57012eV)的形式存在[20]. 图7(c)比较了Ce 012Zr 018O 22K 和Ce 012Zr 0182Cu 015O 22K 中Ce 物种的化合价.由图可见,Ce 0122Zr 018O 22K 中Ce 3d 5/2的结合能为88212eV,接近单纯的CeO 2(88214eV)[21],这表明在不加Cu 的Ce 2Zr 固溶体中,Ce 物种存在Ce 4+和Ce3+两种价态,并且以Ce 4+物种为主.而Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 的Ce 3d 5/2的结合能为88214eV,表明加入Cu 后,Ce 物种几乎全部以Ce 4+价态存在.结合前面的XRD 结果可进一步判断,Cu 可以与Ce,Zr 形成Cu2Ce 2Zr 固溶体并且Cu 与Ce 发生协同作用.在Cu2Ce 2Zr 固溶体中,Cu 与Ce 物种主要以Cu +和Ce 4+的形式存在.这将有利于提高催化剂的氧化还原性能,更好地发挥其三效催化作用.2.4 催化剂的TPR 结果图8是不同样品的TPR 谱.由图可见,Ce 2Zr 固溶体在53616e 处出现一个还原峰,可归属为CeO 2的还原峰.新鲜Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 在18219e 处出现一个主峰和在140e 处一个微弱的肩峰,可分别归属为CuO 晶相和无定形CuO 的还原峰,样品中未出现CeO 2的还原峰,而CuO 的还原峰峰温远低于Cu/CeO 22Al 2O 3中Cu 物种的还原峰温(218~332e )[22],这表明Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 中CuO 与Ce 2Zr 固溶体发生较强的协同作用,从而促进了Cu 的还原.老化的Ce 012Zr 018Cu 015O 22K 只出现一个位于22219e 的还原峰,这是CuO 晶相的还原峰,而其峰温比新鲜样品升高了50e .表明老化后样品的还原性能有所下降,这是由于高温老化导致晶相聚集的缘故.129第2期郭锡坤等:Cu 2Ce 2Zr2O 复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能图8不同催化剂的T PR谱Fig8TPR profiles of different catalysts(1)C e012Zr018O22K,(2)Fresh Ce012Zr018Cu015O22K,(3)Aged Ce012Zr018Cu015O22K3结论采用柠檬酸溶胶凝胶法制备具有三效催化活性的Cu2Ce2Zr2O复合氧化物催化剂.以CeBZrBCu摩尔比为2B8B5时制得的催化剂Ce012Zr018Cu015O22K,具有CuO晶相与Cu2Ce2Zr固溶体并存的结构特点,能够通过Cu与Ce的协同作用,更好地发挥各组分的作用,提高催化剂的氧化还原性能.因此,Ce0122 Zr018Cu015O22K具有较佳的三效催化性能,在较宽的空燃比范围内(尤其是在贫燃情况下),对CO, C3H6和NO的转化具有良好的催化性能,在空燃比为1133时,CO,C3H6和NO的起燃温度分别为183,257和236e,并且当温度高于340e时都能完全转化.参考文献1张怀红,龚茂初,赵彬,郭家秀,陈耀强.贵金属(ZhangH H,Gong M Ch,Zhao B,Guo J X,Chen Y Q.Pr eciousM etals),2004,25(4):172胡玉才.材料科学与工艺(Hu Y C.M ater Sci T echnol), 2005,13(1):343袁慎忠,肖彦,张燕,薛群山,刘毅,鞠文鹏,陈楠.中国稀土学报(Yuan Sh Zh,Xiao Y,Zhang Y,Xue Q Sh, L iu Y,Ju W P,Chen N.J Chin Rar e Ear th),2006,24 (S2):664郭家秀,袁书华,龚茂初,张磊,张丽娟,赵明,陈耀强.化学学报(Guo J X,Yuan Sh H,Gong M Ch,Zhang L,Zhang L J,Zhao M,Chen Y Q.A cta Chim Sin),2007,65(10):9375蔡黎,赵明,皮展,龚茂初,陈耀强.催化学报(Cai L, Z hao M,P i Zh,Gong M Ch,Chen Y Q.Chin J Catal), 2008,29(2):1086张怀红,龚茂初,郭家秀,赵彬,陈耀强.催化学报(Zhang H H,Gong M Ch,G uo J X,Zhao B,Chen Y Q.Chin J Catal),2004,25(2):857姚艳玲,史忠华,宋为聪,袁书华,龚茂初,陈耀强.催化学报(Yao Y L,Shi Zh H,Song W C,Yuan Sh H,G ong M Ch,Chen Y Q.Chin J Catal),2008,29(4):3168Iglesias2Juez A,M artinez2Ar ias A,F er nandez2garcia M.J Catal,2004,221(1):1489A nderson J A,Daley R A,Christou S Y,Efstathiou A M.A p p l Catal B,2006,64(324):18910Lambrou P S,Savva P G,Fierro J L,Efstat hiou A M.A pp l Catal B,2007,76(324):37511Sharma S,Heg de M S,Das R N,Pandey M.A p p l Catal A,2008,337(2):13012段碧林,曾令可,刘平安,王慧,税安泽,刘艳春.陶瓷(Duan B L,Zeng L K,Liu P A,Wang H,Shui A Z, L iu Y Ch.Ceramics),2006,(8):513喻瑶,龚茂初,郭家秀,林涛,袁书华,陈耀强.无机化学学报(Yu Y,G ong M Ch,Guo J X,L in T,Yuan Sh H,Chen Y Q.Chin J I norg Chem),2007,23(8):1453 14叶青,金钧,陈永宝,王道.北京工业大学学报(Y e Q, Jin J,Chen Y B,Wang D.J Beij ing Univ T echnol), 2000,26(1):11215毛小波,陈耀强,赵明,袁书华,李俊强,龚茂初.化学学报(M ao X B,Chen Y Q,Zhao M,Yuan Sh H,Li J Q,Gong M Ch.A cta Chim Sin),2007,65(4):300 16M onte R D,K aspar J,For nasiero P,Graziani M,Paze C, Gubitosa G.I nor g Chim A cta,2002,334:31817Wootsch A,Descorme C,Duprez D.J Catal,2004,225(2):25918段玉华,张开明,伏义路.物理化学学报(Duan Y H, Zhang K M,F u Y L,A cta Phys2Chim Sin),1995,11(5):40719Avgouropoulos G,Ioannides T.A p p l Catal A,2003, 244(1):15520Pr i ssanaroon W,Brack N,Pigram P J,L ieseg ang J.Surf I nter f ace A nal,2003,35(12):97421王建祺,吴文辉,冯大明.电子能谱学引论.北京:国防工业出版社(Wang J Q,Wu W H,Feng D M.Intro2 duction to Elect ronic Spectroscopy.Beijing:National De2 fence Ind P ress),1992.52622郭锡坤,林树东.催化学报(Guo X K,Lin Sh D.Chin J Catal),2008,29(3):221130催化学报第30卷。
制备方法对CuO-CeO2-ZrO2催化CO氧化性能的研究

山 东 化 工 收稿日期:2018-05-16基金项目:重庆科技学院科技创新项目(YKJCX1620521)作者简介:刘 通(1990—),男,陕西宝鸡人,在读硕士研究生,研究方向:催化合成;通讯作者:王金波(1976—),男,教授,主要从事大气污染治理与环境化学研究。
制备方法对CuO-CeO2-ZrO2催化CO氧化性能的研究刘 通,王 单,刘世成,肖 瑞,张春雪,王金波(重庆科技学院化学化工学院,重庆 401331)摘要:采用溶胶凝胶法和共沉淀法制备了2种不同的CuO-CeO2-ZrO2催化剂,并在不同的温度(400℃,500℃和600℃)下进行焙烧,利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)技术对所制备的催化剂进行了表征,考察了催化剂的CO氧化性能。
研究结果表明,共沉淀法制备的CuO-CeO2-ZrO2催化剂的CO氧化活性明显高于溶胶凝胶法制备的催化剂,共沉淀法制备的催化剂表面高分散CuO的颗粒较大、活性位最多,当焙烧温度为500℃时,CO完全转化时的温度仅为90℃。
关键词:溶胶凝胶法;共沉淀法;催化活性;CO氧化中图分类号:TQ032.4 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2018)15-0018-03EffectofPreparationMethodsonCatalyticPerformanceofCuO-CeO2-ZrO2forCOOxidationLiuTong,WangDan,LiuShicheng,XiaoRui,ZhangChunxue,WangJinbo(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,ChongqingUniversityofScienceandTechnology,Chongqing 401331,China)Abstract:TwokindsofCuO-CeO2-ZrO2catalystswerepreparedbysol-gelmethodandco-precipitationmethodandcalcinedatdifferenttemperatures(400,500and600℃).X-raydiffraction(XRD)andtemperature-programmedreduction(H2-TPR)wereused.ThecatalystwascharacterizedbythetechniqueandtheCOoxidationperformanceofthecatalystwasexamined.TheresultsshowthattheCOoxidationactivityofCuO-CeO2-ZrO2catalystpreparedbyco-precipitationmethodisobviouslyhigherthanthatofcatalystpreparedbysol-gelmethod.ThesurfaceofhighlypreparedCuOparticlespreparedbyco-precipitationmethodhaslargerparticlesandthemostactivesites.Whenthecalcinationtemperatureis500℃,thetemperatureatwhichCOiscompletelyconvertedisonly90℃.Keywords:sol-gelmethod;coprecipitationmethod;catalyticactivity;COoxidation 一氧化碳(CO)是一种无色、无味和有毒的空气污染物,来源广泛,对人类的呼吸系统和身体健康有着极大的危害和影响。
CuO_CeO_2催化剂在水煤气变换反应中的活性

2013 年第42 卷第7 期・717・石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY[收稿日期] 2013 - 01 - 03;[修改稿日期] 2013 - 03 - 14。
[作者简介] 邹月(1985—),女,山东省济宁市人,硕士生,电邮 zouyue19870906@ 。
联系人: 索掌怀,电话 0535 - 6902514,电邮 zhsuo@ 。
[基金项目] 国家自然科学基金项目 (21273193) ;山东省自然科学基金项目(ZR2011BM024)。
研究与开发随着燃料电池的发展,水煤气变换(WGS )反应再次成为研究热点。
该反应为热力学上可逆的放热反应。
因此,反应温度越低,CO 转化越完全[1]。
工业上,以CuO ,ZnO ,Al 2O 3的混合物组成的催化剂在200~250 ℃内显示出良好的WGS 反应活性;但该催化剂的稳定性有待进一步提高,且在200 ℃以下活性较低,限制了它在燃料电池中的应用[2-3]。
一些贵金属催化剂,如负载型Au ,Pt ,Pd ,Rh 等[4-7],对WGS 反应表现出较好的低温活性和稳定性;但受贵金属资源匮乏及价格的限制,加上贵金属极易聚集失活,使其尚难以得到工业应用。
寻找CuO/CeO 2催化剂在水煤气变换反应中的活性邹 月,廖卫平,金明善,索掌怀(烟台大学 应用催化研究所,山东 烟台 264005)[摘要] 采用共沉淀法、沉积沉淀法和等体积浸渍法制备了CuO/CeO 2催化剂,考察了CuO 负载量和H 2还原温度对该催化剂水煤气变换反应活性的影响。
采用XRD 、N 2吸附、UV -Vis DRS 、TEM 、H 2-TPR 技术对催化剂进行了表征。
实验结果表明,共沉淀法制备的20%(w )CuO/CeO 2催化剂在200 ℃下还原后表现出较高的水煤气变换反应活性,反应温度250 ℃时CO 转化率为19.6%。
CuO 在催化剂中或高度分散在载体表面,或以大颗粒形式存在,还原后生成活性组分Cu 2O 和Cu 0。
CuO-CeO2的固相反应法制备及其催化CO低温氧化性能

关 键 词 :固 相化 学 反 应 ; u — e 化 剂 ;C C OC O 催 O低 温 氧化
中图分类号 : 6 33 04.
文献标识码 : A
文章编号 : 0 1 8 1 0 00 .4 70 10 — 6 ( 1)30 4 —6 4 2
Lo Te pe a u e Ox d to f CO v r CuO・ 02Ca a y tPr pa e w m r t r iaino o e Ce t l s e r d
by S ld- t t e i a a to o i S a e Ch m c lRe c i n
MA o gS n 0 D n —e
T 0 L— u WA G Q a G a gL n L u nZ o g A i a H N in UO Y n —o g U G a —h n 工
df at n( R ) e p rtr—rga me rd c o i h doe H 一P )a d 2 a srt nd srt n irci X D ,tm ea eporm d eu t n w t y rgn( 2 R n N dopi —eopi f o u i h T o o
毛 东森 陶丽 华 1 王 倩 1 郭 杨 龙 2 卢 冠 忠 , 卫
1 海应 用技 术 学院化 学与环境 工程 学院应 用催 化研 究所 。 海 上 上 f华 东理 _ z 工业催 化研 究所 , 海 r k学 - 上 2 03) 027 20 31 0 2 5
摘 要 : 用 固相 化学 反应 法制 备 了一 系列 C O C O 催 化 剂 , 用 x 射 线 衍 射 ( D 、 序 升 温 还 原 (: P ) 氮 吸 附 等 技 术 对 采 u .e 并 一 XR )程 H一 R和 T
《2024年铜铈催化剂的可控构筑及其用于CO优先氧化失活性能的研究》范文

《铜铈催化剂的可控构筑及其用于CO优先氧化失活性能的研究》篇一一、引言在众多化学催化反应中,一氧化碳(CO)的优先氧化一直是工业和科研领域的重要课题。
其中,铜铈催化剂因其优异的催化性能和稳定性,在CO优先氧化反应中发挥着重要作用。
本文旨在研究铜铈催化剂的可控构筑方法,并深入探讨其在CO优先氧化过程中的失活性能。
二、铜铈催化剂的可控构筑2.1 制备方法铜铈催化剂的制备方法多种多样,包括共沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法等。
本文采用溶胶-凝胶法,通过控制溶液的pH值、温度、浓度等参数,实现对铜铈催化剂的可控构筑。
该方法制备的催化剂具有高比表面积、良好的分散性和较高的催化活性。
2.2 结构表征利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的铜铈催化剂进行结构表征。
结果表明,催化剂具有较高的结晶度、均匀的孔道结构和适当的铜铈比例,为后续的CO优先氧化反应提供了良好的基础。
三、CO优先氧化反应及失活性能研究3.1 CO优先氧化反应在CO优先氧化反应中,铜铈催化剂表现出优异的催化性能。
通过控制反应温度、氧气浓度等参数,可以实现CO的高效转化。
同时,催化剂在反应过程中表现出良好的稳定性和选择性。
3.2 失活性能研究尽管铜铈催化剂在CO优先氧化反应中表现出良好的性能,但其失活问题仍需关注。
本文通过长时间反应、不同气氛下的实验,对催化剂的失活性能进行了深入研究。
结果表明,催化剂的失活主要与表面积碳、活性组分烧结等因素有关。
四、改进措施及优化策略4.1 改进措施针对铜铈催化剂的失活问题,本文提出以下改进措施:一是优化制备方法,进一步提高催化剂的比表面积和分散性;二是采用抗积碳技术,减少表面积碳的形成;三是提高催化剂的抗烧结性能,延长其使用寿命。
4.2 优化策略为进一步提高铜铈催化剂的性能,本文提出以下优化策略:一是通过掺杂其他金属元素,调整催化剂的电子结构和氧化还原性能;二是采用纳米技术,制备具有更高比表面积的催化剂;三是结合原位表征技术,深入探究催化剂在反应过程中的结构和性能变化。
改性CuO-CeO2催化剂催化氧化烧结烟气CO性能研究

改性CuO-CeO2催化剂催化氧化烧结烟气CO性能研究改性CuO-CeO2催化剂催化氧化烧结烟气CO性能研究摘要:烧结烟气中的CO是一种严重的污染物,对大气环境和人体健康造成了严重的危害。
因此,寻找一种高效的催化剂以实现烧结烟气中CO的催化氧化是非常重要的。
本文以CuO-CeO2为基础催化剂,并通过改性的方式来提高其催化氧化烧结烟气中CO的性能。
实验结果表明,对CuO-CeO2进行改性后,催化剂的催化活性明显提高,表现出良好的催化氧化CO性能。
同时,研究还探究了不同气体流速、反应温度和氧与CO摩尔比等因素对催化剂性能的影响,并得出了一些有益的结论。
1. 引言烧结烟气中CO的排放严重威胁到环境和人体健康。
因此,寻找一种高效的催化剂以降低烧结烟气中CO的排放量是十分必要的。
CuO-CeO2催化剂由于其良好的催化性能和稳定性而备受研究者的青睐。
然而,进一步提高其催化活性仍然是一个挑战。
因此,本研究通过改性方式来提高CuO-CeO2催化剂的性能,以期实现烧结烟气中CO的高效催化氧化。
2. 实验方法2.1 催化剂制备本文采用共沉淀法制备CuO-CeO2催化剂。
首先将Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2· 3H2O按1:1摩尔比溶于去离子水中,搅拌均匀形成溶液A;然后将柠檬酸溶于去离子水中得到浓度为0.1 mol/L的柠檬酸溶液B。
将溶液A与B按3/1的体积比混合,搅拌均匀并用氯化铵进行沉淀,在100℃下干燥12小时得到前驱体粉末。
最后,在氢气流动条件下于550℃下还原6小时得到催化剂CuO-CeO2。
2.2 改性方法改性是通过添加不同浓度的活性金属剂和提高还原温度来实现的。
具体操作是在共沉淀法制备CuO-CeO2催化剂的过程中,将硝酸盐为试剂的体积比例改变为不同的浓度。
3. 结果与讨论实验结果表明,添加一定浓度的活性金属剂可以有效提高CuO-CeO2催化剂的催化活性。
改性后的催化剂对烧结烟气中的CO有较好的催化氧化性能,且催化活性随着金属剂浓度的增加而增加。
《2024年铜铈催化剂的形貌可控制备及优先氧化一氧化碳性能研究》范文

《铜铈催化剂的形貌可控制备及优先氧化一氧化碳性能研究》篇一一、引言随着环保要求的日益严格,催化剂在环境治理与能源转化中扮演着至关重要的角色。
铜铈催化剂作为一种重要的氧化催化剂,在众多领域如汽车尾气处理、工业废气处理以及能源转化等方面具有广泛的应用。
其形貌的可控制备对于优化其催化性能具有显著的影响。
本文旨在研究铜铈催化剂的形貌可控制备方法,并探讨其对优先氧化一氧化碳(CO)性能的影响。
二、铜铈催化剂的形貌可控制备1. 原料选择与处理本研究所用的主要原料为铜盐和铈盐。
在制备过程中,需对原料进行纯化处理,以去除杂质,提高催化剂的纯度和活性。
2. 制备方法采用溶胶-凝胶法、沉淀法、共沉淀法等多种方法进行铜铈催化剂的制备。
通过调整制备过程中的参数,如温度、pH值、浓度等,实现催化剂形貌的可控制备。
3. 形貌表征利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的铜铈催化剂进行形貌表征,观察其晶型、颗粒大小及分布等情况。
三、铜铈催化剂的优先氧化一氧化碳性能研究1. 实验装置与过程采用固定床反应器进行一氧化碳氧化实验。
将制备的铜铈催化剂置于反应器中,通入一氧化碳和氧气的混合气体,控制反应温度和气体流速,观察催化剂的活性及选择性。
2. 结果与讨论(1)催化剂活性分析通过对比不同形貌的铜铈催化剂在一氧化碳氧化反应中的活性,发现催化剂的形貌对其催化性能具有显著影响。
在一定的反应条件下,特定形貌的铜铈催化剂表现出更高的催化活性。
(2)一氧化碳转化率与选择性实验结果表明,不同形貌的铜铈催化剂对一氧化碳的转化率和选择性存在差异。
在优选的反应条件下,特定形貌的催化剂能显著提高一氧化碳的转化率,并表现出良好的选择性。
(3)催化剂稳定性分析通过对催化剂进行多次循环实验,发现其稳定性良好,表明制备的铜铈催化剂具有良好的耐久性和实用性。
四、结论本文研究了铜铈催化剂的形貌可控制备方法及其对优先氧化一氧化碳性能的影响。
《CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究》

《CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究》CuO-CeO2催化剂的制备及其催化合成有机硅单体性能的研究一、引言在当前的化工和材料科学领域中,有机硅单体的合成扮演着举足轻重的角色。
为了提高其合成的效率和效果,寻求一种高效、稳定且具有优异催化性能的催化剂至关重要。
本文的研究目标即在于探索一种新型的CuO/CeO2催化剂的制备方法,并研究其在催化合成有机硅单体过程中的性能。
二、CuO/CeO2催化剂的制备1. 材料与设备本实验所需的主要材料包括氧化铜(CuO)、氧化铈(CeO2)、载体材料以及必要的化学试剂。
实验设备包括搅拌器、干燥器、烧结炉等。
2. 制备方法我们采用浸渍法与沉淀法相结合的方式制备CuO/CeO2催化剂。
首先,将载体材料浸渍在含有CuO和CeO2的溶液中,然后进行沉淀、洗涤、干燥和烧结等步骤,最终得到所需的CuO/CeO2催化剂。
三、催化剂的表征通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的CuO/CeO2催化剂进行表征。
结果显示,催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构,同时CuO和CeO2在催化剂中分布均匀。
四、催化合成有机硅单体的性能研究1. 实验方法在一定的温度、压力和催化剂浓度下,以有机硅原料为主要反应物,进行有机硅单体的合成反应。
通过对比不同催化剂的催化效果,评估CuO/CeO2催化剂的性能。
2. 结果与讨论实验结果显示,CuO/CeO2催化剂在催化合成有机硅单体的过程中表现出良好的催化性能。
与传统的催化剂相比,CuO/CeO2催化剂具有更高的活性、选择性和稳定性。
通过XRD和SEM等表征手段,我们发现CuO和CeO2之间的协同作用是提高催化剂性能的关键因素。
此外,催化剂的比表面积和孔结构也对催化效果产生重要影响。
五、结论本文成功制备了CuO/CeO2催化剂,并通过实验研究了其在催化合成有机硅单体过程中的性能。
《铜铈催化剂的可控构筑及其用于CO优先氧化失活性能的研究》范文

《铜铈催化剂的可控构筑及其用于CO优先氧化失活性能的研究》篇一铜铈催化剂的可控构筑及其在CO优先氧化失活性能的研究一、引言随着工业化和现代化进程的推进,环境污染问题日益突出,其中一氧化碳(CO)作为主要的空气污染物之一,其治理与控制成为环保领域的重要课题。
铜铈催化剂因其在CO优先氧化(CO PROX)过程中的优异性能,成为研究的热点。
本文旨在研究铜铈催化剂的可控构筑方法,并探讨其在CO优先氧化过程中的失活性能。
二、铜铈催化剂的构筑方法(一)材料选择与制备铜铈催化剂的构筑主要涉及铜源和铈源的选择,以及催化剂的制备方法。
常用的铜源包括硝酸铜、醋酸铜等,铈源则包括硝酸铈、氧化铈等。
制备方法包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等。
本文采用溶胶-凝胶法制备铜铈催化剂,通过调整溶液的pH 值、温度以及金属离子的浓度等参数,实现对催化剂的可控构筑。
(二)催化剂的表征通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的铜铈催化剂进行表征。
结果表明,通过调整制备参数,可以获得具有不同晶型、粒径和比表面积的催化剂,这将对催化剂的活性及稳定性产生重要影响。
三、CO优先氧化性能研究(一)反应原理及实验装置CO优先氧化反应是一种将CO转化为无害的二氧化碳(CO2)的反应。
在反应过程中,铜铈催化剂起到关键作用。
本文采用固定床反应器进行实验,通过改变反应温度、气体流量等参数,研究铜铈催化剂在CO优先氧化过程中的性能。
(二)实验结果与分析实验结果表明,铜铈催化剂在CO优先氧化过程中表现出良好的活性及稳定性。
随着反应时间的延长,催化剂逐渐失活。
通过对失活前后的催化剂进行表征,发现失活的主要原因是催化剂表面铜物种的迁移和团聚,以及铈物种的氧化还原性能下降。
此外,气体中的杂质也会对催化剂的活性产生影响。
四、结论与展望本文研究了铜铈催化剂的可控构筑方法及其在CO优先氧化过程中的失活性能。
通过调整制备参数,可以实现催化剂的可控构筑,获得具有不同晶型、粒径和比表面积的催化剂。
铜铈之间相互作用对CuOCeO2催化剂上CO选择性催化氧化性能影响的研究

铜铈之间相互作用对CuO-CeO2催化剂上CO选择性催化氧化性能影响的研究作者:朱鹏飞, 李静, 周仁贤作者单位:朱鹏飞(浙江大学催化研究所,杭州 310028 西南石油大学化学化工学院,成都 610500), 李静,周仁贤(浙江大学催化研究所,杭州 310028)1.学位论文刘春涛富氢气体中CO选择性氧化催化剂的制备及其性能研究2005富氢气体中CO选择性氧化催化剂,目前大多采用负载Pt催化剂,不但其使用温度较高,而且Pt资源匮乏,价格昂贵,会进一步提高质子交换膜燃料电池的生产成本.寻求价格便宜的金属或金属氧化物取代或部分取代现有的Pt催化剂用于重整气中CO的去除,对于促进甲醇重整制氢技术在燃料电池电动车上的应用尤为重要.本论文以此为出发点,制备了负载Au催化剂和CeO<,2>基复合氧化物催化剂,在较为接近实际甲醇重整气体组成的条件下对其CO选择性氧化反应性能进行研究.首先,本文研究了负载Au催化剂的CO选择性氧化反应性能.采用共沉淀法制备了不同氧化物负载的Au催化剂,通过对载体进行筛选发现,Au/Fe<,2>O<,3>催化剂在较低的反应温度,CO氧化活性与Pt催化剂在150~200℃的反应活性相当,并具有较好的稳定性.详细研究了Au/Fe<,2>O<,3>催化剂的CO选择性氧化反应性能,考察了制备方法、加料方式、金负载量、沉淀剂种类、焙烧温度、预处理条件以及氯离子含量等制备工艺条件对催化剂结构和性能的影响,确定了最佳的反应工艺条件,并对催化剂的失活和再生进行了研究.其次,本文研究了CeO<,2>基复合氧化物催化剂的CO选择性氧化反应性能.通过共沉淀法制备了系列CeO<,2>复合氧化物催化剂,研究发现,CuO/CeO<,2>催化剂能够在较宽的温度范围(120~180℃)对富氢气体中的CO进行很好的去除.详细研究了CuO/CeO<,2>催化剂制备工艺条件如CuO含量和焙烧温度对催化剂结构和性能的影响,确定了最佳的反应工艺条件.最后,研究了以多孔泡沫镍网为负载基体的Au/Fe<,2>O<,3>/Ni和CuO/CeO<,2>/Ni催化剂的CO选择性氧化反应性能.主要考察了反应工艺条件如反应温度、气体空速、H<,2>O和CO<,2>对催化剂性能的影响,并对其稳定性进行研究.研究结果表明,Au/Fe<,2>O<,3>/Ni催化剂在考察的温度范围内没有对富氢气体中的CO进行很好的去除,而CuO/CeO<,2>/Ni催化剂在反应温度为160℃、气体空速为18.7h<'-1>时,CO转化率为100.0%,选择性为93.9%,并表现出一定的稳定性.2.学位论文郭强富氢气体中CO优先氧化Co<,3>O<,4>-CeO<,2>及Ag催化剂的研究2006一氧化碳的优先氧化(PROX)是最理想的纯化燃料电池原料气的方法,研究性能良好的CO优先氧化催化剂是实现燃料电池应用的关键技术之一。
Ce0.67Zr0.33O2材料的制备和表征及其负载单Pd三效催化剂的性能

Ce0.67Zr0.33O2材料的制备和表征及其负载单Pd三效催化剂的性能赵波;王秋艳;葛昌华;李光凤;周仁贤【期刊名称】《催化学报》【年(卷),期】2009(30)5【摘要】采用共沉淀法、均匀沉淀法、微乳法和水热法四种方法制备了铈锆固溶体(CZ),对其进行了X射线衍射和N2吸附脱附分析.以CZ为载体制备了负载单Pd 三效催化剂,并对催化剂进行了氧化还原性能测试.结果表明,制备方法对CZ载体的物理、化学性能有显著的影响,而其负载单Pd催化剂的催化活性与CZ载体比表面积的大小没有明显的对应关系.采用共沉淀法制备的CZ载体具有相对良好的热稳定性以及储放氧能力,其负载单Pd催化剂在老化前后表面PdO物种有良好的还原性能,并表现出优异的三效催化性能.【总页数】7页(P407-413)【作者】赵波;王秋艳;葛昌华;李光凤;周仁贤【作者单位】浙江大学催化研究所,浙江杭州,310028;台州学院医药化工学院,浙江台州,317000;浙江大学催化研究所,浙江杭州,310028;台州学院医药化工学院,浙江台州,317000;浙江大学催化研究所,浙江杭州,310028;浙江大学催化研究所,浙江杭州,310028【正文语种】中文【中图分类】O643【相关文献】1.高性能Ce0.5Zr0.5O2稀土储氧材料的制备及其负载的单Pd三效催化剂 [J], 闫朝阳;兰丽;陈山虎;赵明;龚茂初;陈耀强2.Ce-Zr-La-Al2O3的制备及负载的单Pd三效催化剂 [J], 蔡黎;赵明;皮展;龚茂初;陈耀强3.CeO2-ZrO2-La2O3-Pr2O3储氧材料制备及其负载单Pd三效催化剂性能 [J], 童硕;万超;李秀;李萍;梅付名;李光兴4.用于高性能单Pd三效催化剂的复合组分CexZr1–xO2材料的制备 [J], 李红梅;兰丽;陈山虎;刘达玉;王卫;陈耀强5.复合沉淀剂制备的CeO2-ZrO2-Al2O3材料及其负载的单Pd三效催化剂 [J], 李红梅;兰丽;陈山虎;刘达玉;王卫;龚茂初;陈耀强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
制备条件对铜锰型CO常温消除催化剂性能的影响

制备条件对铜锰型CO常温消除催化剂性能的影响【摘要】本文研究了活化温度、洗涤次数、铜锰比例等制备条件对铜锰型催化剂活性的影响,对进一步提高其活性具有一定的指导意义。
【关键词】非贵金属催化剂;铜锰氧化物;CO氧化;分步沉淀1.引言呼吸面罩、密闭空间气体净化装置、CO气体探测器材料、以及汽车尾气中微量等都涉及到CO低温催化氧化消除。
非贵金属铜锰型催化剂被广泛用于CO 的常温消除催化剂。
但其容易受到水蒸气的影响,在潮湿的环境中很容易失效使其应用成本变高。
本文采用分步沉淀法制备铜锰型CO常温消除催化剂,重点研究了活化温度、洗涤次数、铜锰比例等制备条件对铜锰型催化剂活性的影响,对进一步提高其活性具有一定的借鉴意义。
2.实验材料及方法2.1 仪器及材料本实验所需仪器为:一氧化碳分析仪、温度/湿度控制器、搅拌器;所需化学试剂为:Cu(NO3)2·3H2O A.R. 天津瑞金特化学品有限公司Mn(NO3)2 50%溶液 A.R 天津化学试剂研究所K2CO3(无水) A.R. 国药集团化学试剂有限公司NaOH A.R. 天津瑞金特化学品有限公司碳酸铵(C2H11N3O5) A.R. 天津化学试剂研究所2.2 评价装置及方法图1 催化剂的活性评价装置评价装置如图1所示。
将催化剂样品3g放入反应管中,将反应管的进气阀关闭,原料气经过湿度显示器后由放空支路通入CO分析仪。
将原料气浓度调整为试验浓度稳定后,将反应管打开,将放空支路关闭。
计时并记录时间及出口的浓度。
反应时间的增加会使出口浓度不断增大,相对应的催化剂也逐渐失活。
反应温度控制在(25±2)℃,湿度为78%3.结果与讨论3.1 活化温度的影响图2 活化温度对催化剂活性影响如图2所示以碳酸钾为沉淀剂,在不同温度下活化所得催化剂上出口浓度随时间的变化曲线。
从图中可见,不同温度下活化样品,随着反应进行CO出口浓度增加的速度差异很大。
300℃下焙烧活化样品,CO出口浓度变化最缓慢,低于或高于这一温度,CO出口浓度变化曲线都变陡,说明选择300℃进行焙烧活化,获得催化剂的活性最高。
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1实验 部 分
1 1催化 剂的 制备 .
采用两种方法制备 C O C。Z O 催化剂. u —e r . 方
法一 : n C ) (r 在 ( e :凡 Z )=7 3的 C ( O ) 和 Z : e N r
( O )混合水 溶液 中, 入 c ( O )溶 液使得 N 加 u N
物 质 的量 的柠 檬 酸 得 到 混 合 溶 液 , 搅 拌 条 件 下 , 在 9 5℃ 水 浴 加 热 蒸 发 水 分 至 粘 稠 的 凝 胶 ,凝 胶 经 10℃干燥 8h后 得 到 蓬 松 的海 绵 状 粉末 ( 1 即复 合 氧 化物 前驱 体 ) 将 前 驱 体 在 空 气 气 氛下 40o , 0 C焙
制 备 方 法 对 C O— e 7 r.O2 化 剂 的氧 缺 位 u C 0 o 催 .Z 3 和 C 氧 化 活 性 的影 响 O
洪庆红 , 宋宇鹏 ,贾爱平 , 普志英 ,罗孟飞
(. 1 浙江师范大学 物理化学研究所 浙江省固体表面反应化学重点 实验室 , 浙江 金华 3 10 ; 2 0 4
化 “ . J 这种快速储放 氧能力是 C Oห้องสมุดไป่ตู้具有高活性 e
的原 因.但是 C O 在 80c 以上容 易发 生烧结 , e 5 【 = 从
而使其储氧能力降低 , 响了它的催化性能 1. 影 3 ] 近十年来 , 主要采用添加其它 阳离子形成固溶体的
办法来 改善 C O 的 热 稳 定 性 和 缺 氧 容 量 性 能 ,如 e C .r eZ. 0和 C —r eP. 0固溶 体 . 当其它 阳离 子添 加 到 C O 中氧缺位 就 形成 了. e: 由于伴 随 晶格 中不 同的离子 半径 和 价键 ,氧 缺位 的 形成加 强 了氧的移 动性 和还 原 与氧 化 能力 ,同 时增
第2 2卷 第 5期
20 0 8年 1 0月
文章编号 :10 -5 5 20 )5 4 93 0 135 (0 8 0 4 2 45 3
分
子
催
化
Vo . 2. o 5 12 N . 0c . 2 0 t 08
J U N LO L C L R C T L SS C I A) O R A FMO E U A A A Y I( H N
2 .金华职业技术学院 化工 与制药学 院,浙江 金华 3 11 ) 2 0 7
摘
要: 采用溶胶. 凝胶 法和 溶胶 一 胶 +浸渍 法 两种 方 法制 备 了 C O C 。 Zo O 催 化 剂 ,并 对催 化 剂进 行 了 凝 u —e , r, :
X D、 a n R R ma 等表征 , 考察 了催化剂 的 C O氧化性能.研究结 果表 明 , 溶胶一 凝胶 法制备 的 C O—e Zo u C r 催化 剂 O 的C O氧化 活性 明显 高于溶胶 一 胶 +浸渍法制备 的 C O C 。 r, : 化剂 ,C O C。 r, : 化剂容 易形成 氧 凝 u / e o0催 Z . u —e o 0催 Z 缺位和表面高分散 C O的颗粒较大 , 而提高催化 活性 . u 从
关 键 词 : u —e r , C O C Zo O 催化剂 ;分散度 ; 氧缺位 ; O氧化 C 文献标 识码 : A 中图分类号 : 6 3 3 0 4 .2
C O 是重 要 的催化 材料 ¨ J 主 要用 于汽 车尾 e: ,
剂 的氧缺 位 和 表 面 C O分 散 度 对 C u O氧 化 活 性 的
强 了其 热稳定 性 ¨ J .
40 经过空气气氛下 60℃焙烧 4 0; 5 h的催化剂记为 C O.Z -5 .采 用 同样 的方 法 4 0o 烧 4h制 u C O60 0 C焙 备出了 ZO , r 2 记为 Z - 0 O4 . 0 方法二 : n C ) ( r 在 ( e :n Z )=7 :3的c ( O ) e N 和 Z( O )混 合水 溶液 中 , rN 加入 2倍于 金属 阳离子
影 响.
气三效催 化剂、 O氧化 、 ON C C .O反应、水汽转换
反应 、甲烷 氧 化 偶 联 、催 化 加 氢 等 反 应 .近 年 来 C OC O 催 化剂 C u .e O完全 氧化 的高 氧化 活性 多有 报 道 ’ , 究人 员发 现 其 C 研 O氧 化 活 性 远 远 超 过 传 统的 c u基催 化剂 的反 应 活性 .高活 性 主要 和 C O e: 中氧缺位 有关 ,当 C O 经高温 还原 ,可形成 非 化学 e 计 量 的缺 氧化 合物 C O. 0 < ≤0 5 』 管 大 e ( . ) .尽 量氧从 C O 晶格 中失 去 , 其 萤 石 结构 保 持 不 变. e: 但 当 缺 氧 化 合 物 暴 露 于 含 氧 环 境 中 既 可 迅 速 氧
C O的质 量 占整 体 氧 化 物质 量 的 2 5 ,再 加 入 2 u .% 倍 于金 属 阳离子 物质 的量 的柠檬 酸得 到柠檬 酸 盐溶 液 , 拌 条 件 下 ,9 ℃ 水 浴 加 热 至 粘 稠 的 凝 胶 , 搅 5 10℃ 烘干 8h 得 到蓬 松 的海绵 状粉 末.经过 空气 1 , 气 氛下 40 ℃ 焙 烧 4 h的 催 化 剂 记 为 C OC O 0 u —Z -
采 用溶胶 一 胶法 制 备 了纳 米 C OC 。Zr 凝 u -e , o
. .
O
固溶体 , 旨在探索制备方法对 C OC 。ZoO 催化 u —e r,
收稿 日期 : 0 8 12 ;修 回日期 : 0 8 51 . 20 4 -9 3 20 4 —3 3 基金项 目:国家 自然科学基金资助项 目(0 7 0 5 24 3 7 ) 作者简介 : 洪庆红 ,女 , 生于 16 9 5年 ,硕士生.