铈锰复合氧化物催化剂的制备
复合氧化物催化剂及其制备方法
复合氧化物催化剂及其制备方法复合氧化物催化剂是由两种或多种金属氧化物组成的催化剂，具有较好的催化性能和稳定性。
它在催化反应中发挥关键作用，广泛应用于环境保护、能源转化、化工生产等领域。
本文将介绍几种常见的复合氧化物催化剂及其制备方法。
一、Cu/ZnO/Al2O3催化剂Cu/ZnO/Al2O3催化剂是一种用于低温CO氧化反应的重要催化剂，在甲醛、甲烷、乙烷等有机废气的净化处理中有广泛应用。
它由CuO、ZnO 和Al2O3三种组分组成，在制备过程中可以采用浸渍法、共沉淀法、共焙烧法等方法。
浸渍法是一种常用的制备方法。
首先将载体氧化铝（Al2O3）浸入金属铜（Cu）和金属锌（Zn）的溶液中，然后在恒温下蒸发溶液，使金属溶液中的浓缩物质在载体表面沉积。
最后，将样品在空气中焙烧，得到Cu/ZnO/Al2O3催化剂。
二、Fe2O3/TiO2催化剂Fe2O3/TiO2催化剂是一种用于光催化水分解制氢的催化剂。
它由氧化铁（Fe2O3）和二氧化钛（TiO2）两种组分组成。
制备方法可以采用共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。
共沉淀法是一种简单有效的制备方法。
首先将氯化钛（TiCl4）和硝酸铁（Fe(NO3)3）的溶液混合，加入氨水进行沉淀反应，得到Fe2O3/TiO2前驱体。
然后，将前驱体在高温条件下煅烧，得到Fe2O3/TiO2催化剂。
三、CeO2-ZrO2催化剂CeO2-ZrO2催化剂是一种重要的氧化物催化剂，具有很高的氧存储能力和氧化还原性能，在汽车尾气净化、丙烯酸催化氧化等方面有广泛应用。
它由二氧化锆（ZrO2）和氧化铈（CeO2）两种组分组成。
制备方法可以采用共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。
共沉淀法是一种常用的制备方法。
首先将硝酸铈（Ce(NO3)3）和硝酸锆（Zr(NO3)4）的溶液混合，加入氨水进行沉淀反应，得到CeO2-ZrO2前驱体。
然后，将前驱体在高温条件下煅烧，得到CeO2-ZrO2催化剂。
综上所述，复合氧化物催化剂是一类具有良好催化性能和稳定性的催化剂，在实际应用中具有广泛的应用前景。
铈锆复合氧化物制备及表征论文
铈锆复合氧化物的制备及表征摘要：纳米铈锆复合氧化物（铈锆固溶体）（cexzr1-xo2）具有较高的储氧能力，可以大大提高催化剂的活性和稳定性。
采用水热合成法制得不同比例的铈锆固溶体，用红外光谱仪，透射电镜等方法对其进行表征；表征结果发现此铈锆固熔体含有部分羟基，具有较高的结晶度，粒度均匀，比表面积大。
关键词：铈锆固溶体制备催化剂zro2作为催化剂或催化剂载体已广泛应用于各种催化过程，如co、co2加氢，合成气向异丁烷和异丁烯的转化等。
氧化锆与氧化铈形成的固溶体复合氧化物相相对于纯ceo2、zro2有着更高的贮氧及释氧能力，作为汽车尾气三效催化剂助剂可大大提高催化剂的活性和稳定性。
多年来有关zro2及ceo2-zro2体系的研究报道很多，研究者们一直致力于研究制备在高温下具有高比表面积的样品。
铈锆固溶体的制备通常分为4个基本步骤：前驱体的合成，转化为固溶体前对前驱体的预处理，前驱体转化为固溶体，固溶体的后处理。
其中，制备方法对铈锆固溶体的比表面积、晶相和氧化还原性能有很大的影响,目前所报道的固溶体的主要制备方法有：共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、微乳液法、热溶液法、模板剂法、以及络合法等。
但是从现有的国内外有关铈锆固溶体制备方法的研究成果来看,应进一步解决的问题有:(1)进一步提高固溶体的比表面积和贮氧能力;(2)提高固溶体的热稳定性和抗so2中毒能力;(3)简化制备工艺,降低成本,以便于工业化应用。
本文研究了用水热合成法制备铈锆固溶体的实验条件，水热合成法是分子筛合成的主要方法。
该方法也可以用来合成一些晶型的氧化物纳米晶粒。
在合成时，往往要加入一些有机胺类表面活性剂作为模板剂，控制其晶化过程，形成特定几何结构的金属氧化物纳米粒子。
用此方法制得的产品比表面积大，催化性能高。
一、实验1、纳米铈锆固溶体的制备本实验用水热合成法合成了不同比例的铈锆固溶体。
具体操作过程如下：（1）用电子天平称量一定量的ce（no3）3.6h2o（化学纯）和zr（no3）4.5h2o（分析纯）固体分别置于两个小烧杯中；（2）各向其中加入10ml左右蒸馏水用玻璃棒搅拌直到溶解；（3）将以上两烧杯溶液混合，用胶头滴管向其中滴加水合肼（化学纯）并调节ph值在9-10之间得到淡黄色的胶状乳液；（4）将以上得到的胶状乳液转移到内衬有聚四氟乙烯的高压釜中，置于电热鼓风干燥箱中设定温度为250℃，反应10h；（5）从干燥箱中取出高压釜冷却到室温，将产品转移至小烧杯中；（6）用去离子水洗涤产品两次，再用无水乙醇（分析纯）洗涤一次；（7）将洗涤好的产品放入烘箱中设定温度80℃，干燥7-8h，得到淡黄色或黄色粉末状产品，所得样品特征如表1所示。
一种Ce-Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂及其制备方法和应用[发明专利]
![一种Ce-Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c0b77b164a35eefdc8d376eeaeaad1f3469311cb.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911383647.6(22)申请日 2019.12.27(71)申请人 大连理工大学地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人 宋玉江 张云龙 韩洪仨 (74)专利代理机构 大连东方专利代理有限责任公司 21212代理人 毛薇 房艳萍(51)Int.Cl.H01M 4/90(2006.01)(54)发明名称一种Ce-Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种Ce -Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂及其制备方法和应用，属于质子交换膜燃料电池催化剂领域。
将金属盐分散于溶剂中，加入有机酸和大环化合物，20-40℃条件下超声10-30min，于120-150℃反应6-12h，抽滤，洗涤至滤液为无色，烘干，高温热解碳化后得双金属团簇MOF基电催化剂。
本发明操作简单、易于控制、环境友好，制备得到的双金属团簇MOF基电催化剂具有很高的氧还原活性，可用于质子交换膜燃料电池。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 111129524 A 2020.05.08C N 111129524A1.一种Ce -Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将金属盐均匀分散于溶剂中，加入大环化合物和有机酸，在20-40℃条件下，超声处理10-30min，于120-150℃下反应6-12h，抽滤，洗涤至滤液为无色，烘干，于600-900℃下热解1-3h，得到Ce -Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂；所述的金属盐为锆盐和铈盐，所述的锆盐与铈盐的物质的量比为1-9:1；所述的大环化合物和金属盐的物质的量比为0.1-0.5:1。
所述的有机酸和金属盐的物质的量比为30-50:1。
2.根据权利要求1所述的一种Ce -Zr双金属团簇MOF基氧还原电催化剂的制备方法，其特征在于，所述的有机酸为CH 2O 2、C 2H 4O 2、C 2HF 3O 2、C 3H 6O 2、C 4H 8O 2、C 2H 2Cl 2O 2、C 7H 6O 2、C 8H 8O 2中的一种或两种以上的混合物。
物化实验报告_综合实验一固体多相催化剂
铈锰复合氧化物催化剂的研究摘要：本实验中先制备不同配比的铈锰复合氧化物，作为甲苯氧化反应的催化剂。
然后采用差热分析(DTA)、BET色谱和气相色谱等仪器分析方法，对所制得的催化剂进行诸如热分解温度、比表面积、催化活性等物理化学参数的测定。
最后通过对这些结果的分析，探讨该类催化剂的配方对催化活性的影响。
关键词：铈锰氧化物催化剂比表面积活性The Study of Ce-Mn Oxide CatalystAbstract：In this experiment, the different proportions of Ce-Mn oxide are prepared to catalyze the oxidation reaction of toluene. Instrumental analysis methods:Differential thermal analysis, Brunauer Emmett Teller procedure and Gaschromatograph, for example, are used to measure several physical chemistryparameters. At last, we can discuss the relationship between Ce-Mnproportioning and the activity of catalyst by analyzing these data, such astemperature of thermal decomposition, specific surface area, activity, etc. Key words：Ce-Mn oxide, Catalyst, Specific surface area, Activity1. 前言差热分析法差热分析（differential thermal analysis , DTA ）是在程序控温下测量样品和参比物（在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。
氧化铈材料的制备及应用研究
氧化铈材料的制备及应用研究随着科技的不断发展和人工智能的不断崛起，许多新型材料的制备和应用也被不断探索和研究。
氧化铈材料作为一种功能材料，因其在催化、储氢和气敏方面的特殊性质而备受关注。
本文将详细介绍氧化铈材料的制备方法和应用研究。
一、氧化铈材料的制备方法1.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的氧化铈材料制备方法。
该方法利用无机盐溶液中阴离子与阳离子之间的交换作用，使得沉淀成均匀透明的溶胶状物质，然后在高温下通过热解或煅烧得到所需的氧化铈材料。
此外，添加某些添加剂，如硝酸铈、硝酸铁、硝酸镍等，可以使氧化铈材料的性能得到改善。
1.2 气相沉积法气相沉积法是将金属有机化合物转化为气体形式后再沉积到基底上的方法。
在制备氧化铈材料时，可以通过气相沉积法得到单晶氧化铈薄膜或纳米粒子。
这种方法具有制备精度高和微纳结构控制好的优点，并且可以制备出高质量的氧化铈材料。
1.3 水热法水热法是一种在高温高压下溶胶凝胶的方法。
在此过程中，通过高温高压使溶液中的铈离子与氧离子结合成为铈氧络合物，并随着温度的下降凝胶形成。
然后在室温下通过煅烧得到所需的氧化铈材料。
这种方法具有反应温度低，所需时间短的优点，并且可制备出高纯度的氧化铈材料。
二、氧化铈材料的应用研究2.1 催化剂氧化铈材料作为一种重要的催化剂，在许多领域都有应用。
例如，在汽车排放控制领域，氧化铈可作为三元催化剂使用，可以将氮氧化物、一氧化碳和有机化合物转化为无害的氮、水和二氧化碳。
此外，在氢能源领域，氧化铈材料可以作为贮氢材料使用，将氢气吸附后储存在空气中，然后再释放出来供应能量。
2.2 气敏材料氧化铈材料具有较好的氧化还原性，可用于气体传感器材料的制备。
例如，在工业生产中，化学品的泄漏会对员工及环境造成巨大危害，而氧化铈材料的敏感性可以通过某些气体的吸收和解吸，从而检测出有害气体的泄漏。
2.3 其他应用领域氧化铈材料还可以应用在光电子、生物医学、电池等领域。
催化湿式氧化中锰铈催化剂的研究进展
研究发现 ， 锰铈之间存在很强的相互作用 ， 锰铈催化 剂的催化 活 性优 于水溶性铜盐 催化 剂 ， 低温低 压条件 下催化 剂 同样 具 在 有 优 良的催 化 活 性 ， 金 属 离 子 溶 出量 低 Ｊ 且 。锰 铈 活 性 成 分 的 比例对催化剂 的活性影 响 ， Ｃ ｅ ｔ Ｈ． ｈｎｅ 研究 了锰铈的组成 与催 化 剂活性 的关 系 ， 研究发现 ， Ｃ ／ Ｃ Ｍｎ 的比值介于 ０ ２～ ． 当 ｅ （ ｅ＋ ） ． ０７ 之 间时， 催化剂表现 出稳定 的高 活性 ， 锰铈 摩尔 比为 ６ ４时 ， ／ 催
ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｉｔａ ｏ ｎ ｒ ａ ｐ ｌｃ ｔ ｏｎ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｏ ｄ． Ｔ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｂ ｈｅ ｐ ｅ ａ ａ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｓ ｆ Ｍｎ —Ｃｅ ａａ ｙ ｔ ｔ ｅ ｄ ａ ｔｖ ｔｏ ｏ ｃ ｔ ｓ ， ｈ ｅ ｃｉ ａｉｎ ｌ ｍｅ ｈ ｎｉｍ ｎ ｅ ｅ ｅ ａｉ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｗｅ ｅ ａ ｓ ｔ ｄｅ ｃ ａ ｓ ａ ｄ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ａ ｕ ｅ ｒ ｌｏ ｓｕ ｉｄ，ｗｉ ｉｗ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆｒｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｓ ｏ ｔ ａ ｖ ｅ ｔ ｒ ｖｄ ｅ ｅ ｅ ｃ ｈ ｅ ｅ ｈ ｒ ． ｈ ｏ ｒ Ｋｅ ｒ ｓ：ＣＷ ＡＯ ；Ｍｎ—Ｃｅ ｃ ｔ ｌｓ ；ｒ ｒ ａ ｔ ｔ ；ｄ ａ ｔ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ａａｙ ｔ ａ ｅ ｅ ｒｈ ｍｅａ ｌ ｅ ｃｉ ｔｏ ｖ
第４ ０卷第 ｌ ４期
２１ ０ ２年 ７月
(Ce-Zr)mA1-mO2复合氧化物的制备及其表征
稀
土
Ｖｏ ．９． １２ Ｎｏ． ５ Ｏｃｏ ｅ ００ ｔｂ ｒ２ ８
Ｃｈｎ ｓ ｒ ｒｈ ｉｅ ｅ Ｒａｅ Ｅａｔｓ
（ ｅ ｒｍ ｌ ｍ ２ 合 氧化物 的制 备及 其表 征 Ｃ —Ｚ ） Ａ — Ｏ 复
郑 向江 ， ， 郭灿雄 文 明芬２王来军２ 一 ， ，
（． １ 北京 化工 大学 理学 院 ， 北京 １０ ２ ； ００ ９
２ 清华 大学 核能 与新 能源技术研 究 院 ， ． 北京
摘
１２ ０ ） ０２ １
要： 以碳酸铵为沉淀剂 ， 采用共沉淀法制备铈锆 、 铈锆镧 、 铈锆镨 复合氧化物 ， 通过 ｘ射线衍 射（ ｒ ） Ｂ Ｔ ｘ ｔ 、Ｅ ｏ
（ 或者 Ｐ） ｒ。
了萤石晶格中氧负离子的流动性 ， 使储存氧和释放 氧的能 力 有 了较 大 提 高 ， 高 了催 化 活 性 Ｊ 提 。在
收稿 日期 ：０６１－７ ２０—２０ 作者简介 ： 郑向江（９０）男 ， １８ ．， 山东临沂 人， 士研究生 ， 硕 主要从事无机材料及汽 车尾气催化剂 的研究 。
被 ｚ 所取Βιβλιοθήκη 代， ｒ 半径 （ ． ４ｍ） 于 ｃ４ ００ ｒ 小 ８ｉ ｅ 半径 （ ． ７ｍ） ｃ ｈ ００ ｒ ， ， 面心 立方 结构 因晶格 收缩 导致 晶格 ９ｉ ｇ
结构 发生畸变 ， 产生 了面心 立方 缺陷 ， 而大 大增加 从
采用 同样 的方 法制 备 （ ｅ ｒ １ ０复 合 氧 Ｃ —Ｚ） 一 ２ Ａ 化 物 ， 中 Ｃ 和 Ｚ 的 摩 尔 比为 ０７ ： ． ， 其 ｅ ｒ ．６ ０２ Ａ为 Ｉ ４ Ｊ ａ
善。
存和释放氧的能力。这种能力对于调整汽车尾气中
催化剂制备方法
催化剂制备方法一催化剂制备共沉淀法按照 Co3O4和 CeO2在催化剂中的比例，计算出所需 0.5mol/L Ce(NO3)3溶液的体积和 Co(NO3)2?6H2O 的质量。
将钴、铈的硝酸盐混合溶液与沉淀剂碳酸钠并流滴定。
沉淀过程中，始终保持沉淀液的 pH 值在 8.5～9.5 之间。
在室温下搅拌 3 小时。
按 50mL 蒸馏水/g.cat 的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24 小时，一定温度下焙烧5 小时，制得不同比例的钴、铈混合氧化物催化剂。
浸渍法考察制备方法对催化剂的活性影响时，用到了浸渍法，具体步骤如下：取一定量的0.5mol/L Ce(NO3)3溶液，与沉淀剂碳酸钠并流滴定。
沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH 值在8.5～9.5之间。
在室温下搅拌3小时。
按50mL蒸馏水/g.cat的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24小时，得到CeO2载体的前驱体。
按比例取一定量的Co(NO3)2?6H2O，采用等体积浸渍方法将Co(NO3)2溶液浸渍于载体前驱体上，再于室温下放置过夜。
一定温度下焙烧5小时，制得Co3O4-CeO2催化剂。
活性原料气空速为40,000ml/h gcat。
原料组成为：1 vol.% O2，1 vol.% CO，50 vol.% H2，N2平衡气；Co3O4-CeO2催化剂的制备方法及钴含量、焙烧温度等制备条件对催化剂的活性有很大影响，本实验范围内的最佳条件为：共沉淀法制备，Co3O4含量为80wt.%，焙烧温度为350℃，采用氧化预处理。
从图 4-4 至图 4-6 可见，共沉淀法制备的催化剂活性明显好于浸渍法的催化剂。
共沉淀法的 15wt.%Co3O4-CeO2在175℃时达到 100%的 CO 转化率，而浸渍法的15wt.%Co3O4-CeO2在200℃实现 CO 的完全转化。
图 4-6 显示浸渍法制得的催化剂选择性略好于共沉淀法，但若对比在相同 CO 转化率时的选择性，则可看出制备方法对选择性没有明显的影响二催化剂酌制备溶胶一凝胶法采用溶胶一凝胶法制备介孔ceO，载体．首先向不断搅拌的十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)(36．5g／L)溶液中加人一定量的氨水(20％)，直到获得澄清透明的模板剂溶液．将硝酸铈溶液(43．4 g／L)逐滴加入到模板剂溶液中，并在强烈搅拌的情况F使其混合均匀．用氨水将上述溶液的pH值调到11左右。
一种烟气脱硝催化剂及其制备和应用[发明专利]
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专利名称：一种烟气脱硝催化剂及其制备和应用专利类型：发明专利
发明人：祝社民,张舒扬,沈岳松,卫平波,沈树宝申请号：CN201110053732.3
申请日：20110307
公开号：CN102166522A
公开日：
20110831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种烟气脱硝催化剂，包括载体和催化活性组分，所述催化活性组分为锰钴铈复合氧化物，其中锰、钴和铈元素的摩尔比为1:0.1~1:0.1~1。
上述烟气脱硝催化剂的制备方法为：(1)取可溶性锰盐、可溶性钴盐和可溶性铈盐，其中锰、钴和铈元素的摩尔比为1:0.1~1:0.1~1，溶解于去离子水中，加氨水调节pH值为5~7；(2)将载体在柠檬酸、稀盐酸或稀硝酸水溶液中浸泡24~48h，烘干，将载体浸于步骤(1)的溶液中，静置24h，干燥；(3)将步骤(2)制备好的样品在空气中焙烧，冷却。
上述烟气脱硝催化剂具有制备方法简单，抗中毒性能好、对环境无二次污染，活性温度窗口宽且活性起始温度低等优点。
申请人：山东众禾环保科技股份有限公司
地址：255086 山东省淄博市高新区政通路135号D座620室
国籍：CN
代理机构：北京汇泽知识产权代理有限公司
代理人：黄挺
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复合金属氧化物脱硝剂的制备及其性能研究
Ｋ 转 靶 ｘ 射 线 衍 射 仪 ， 电 压 ４ Ｖ， 电 流 Ｗ 管 ０ｋ 管
１０ ｍ Ｃ ０ Ａ， ｕ靶 ， 以衍 射 角 １ ０ 扫 描 ， 出衍射 角 与 ０～８ 。 得
性催 化还 原 （ Ｃ 法脱 硝 以其 高效 率 、 Ｓ Ｒ） 高选 择 性 及运 行 可靠 等优点 ， 在各 国得 到广泛 应用 ¨ ． ｊ
实验 采用共 沉 淀法 制 备 复合 金属 氧 化 物 催 化剂 ，
将一定 比例和浓度 的 Ｆ （ Ｏ ）、 （ Ｏ ） ｅ Ｎ ３ ３Ｍｎ Ｎ ３ 和 ｃ ｅ
（ Ｏ３ 配 成混 合 溶 液 ， ７ Ｎ ） 在 ０℃ 下 与 ＮａＣ 溶 液 并 ： Ｏ３ 流共 沉淀 ， 淀 结束 后 静 置 ２ｈ 将 沉 淀 物过 滤 ，Ｏ℃ 沉 ， ８
采用扫描 电子透镜 （ Ｅ 、 斯堡 尔谱 （ ｓ ａｅ） ｘ 射线光 电子 能谱 （ Ｓ 等设备表征 了催化剂的 晶型和形貌． Ｔ Ｍ）穆 Ｍ６ｓ ｕｒ 和 一 ｂ ＸＰ ） 研 究 了不 同温度 下催化剂的催化活性 ， 结果表 明， ２ ０— ５ ℃的温度 范围 内， 在 ５ ４０ 以铁 锰铈氧化物 为主体 的催化 剂具有较 高
第 ７卷第 ３期
２０科 学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｈ ｎ ａ ｇＩｓ ｔ ｅｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎ ｔｒｌ ｃｅｃ ） ｏ ｒ ｌ ｆＳ ｅ ｙｎ ｎｔｕ ｆ ｇｎ ｅｉ （ ａ ａ Ｓ ｉ ｅ ｎ ｉｔ Ｅ ｎ ｕ ｎ
ＶＯ ． Ｌ ７ Ｎｏ ３
的 Ｓ Ｒ催 化 活性 。 性 能稳 定 ， 硝 效 率 可达 到 ９ ％ 以上 ． Ｃ 且 脱 ｏ 关 键 词 ：氮氧 化 物 ； 择 性 脱 硝 ； 选 复合 金 属 氧 化 物 中图 分 类 号 ： ７ １ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ ６ ３—１０ （０ １ ０ ６３ ２ １ ）３—０ １ ０ ２ ３— ４
USTC 物理化学实验综合实验一催化剂报告
0.35 之间的范围。因为在低压下，固体的不均匀性突出，各个部分的吸附热也不相同， 建立不起多层物理吸附模型。在高压下，吸附分子之间有作用，脱附时彼此有影响，多 孔性吸附剂还可能有毛细管作用，使吸附质气体分子在毛细管内凝结，也不符合多层物 理吸附模型。[4]
2.实验部分
2.1 仪器与试剂
试剂： 50% Mn(NO3)2 溶液（分析纯） N2（钢瓶气） Ce(NO3)3·6H2O （分析纯） 液氮 氧化铝（20 目—40 目） B8 样品 H2（钢瓶气） 自配反应气：乙烯、空气 仪器： DTU-1A 综合热分析仪 北京博渊精准科技发展有限公司 F-Sorb 3400 比表面积及孔径测试仪 北京金埃谱科技有限公司 BP310P 电子天平 Sartorius 牌 AI-808 人工智能温度控制仪 厦门宇光电子技术有限公司 N-2010 双通道色谱工作站 浙江大学智能信息工程研究所 LW-4 固定床反应器 无锡绘图仪器厂
3.实验结果与数据分析
3.1 DTA 分析
1:0.4 的数据是我做的 1:0.2 的数据来源于邓元杰，1:0.6 的数据来自于曹小东，1:0.8 的数据来源于周琨 得到的分析曲线如图1所示：
图 1 热电偶电动势-DTA 热电偶电动势差关系图
从图 1 看出，外推温度为 103.1℃，峰顶温度为 140.0 摄氏度。 根据硝酸盐分解的规律可以知道，Mn(NO3)2 和 Ce（NO3）3 在高温下将分解
Research of the preparation, characterization and properties of Ce-Mn solid catalyst
Zhixin Guo PB09007215 School of Earth & Space Sciences, University of Science & Technology of China
柴油尾气净化催化剂铈锆固溶体制备方案20页PPT
有害成分 （除CO2以外） 硫氧化物SOx
氮氧化物NOx
一氧化碳CO
碳氧化合物HC
质量占比 20.76% 35.4% 35.3% 8.54%
目前国内外主要采用的处理方法及各自的优缺点
国内外主要采用的处理方法为催化法 和滤烟器法，
1,催化法 能转化氮氧化合物及硫氧化合物，但 成本较高且寿命较短；
2,滤烟器法 能截留碳烟颗粒物且成本较低，但无 法性实验采用共沉淀法制备铈锆 固溶体催化剂，采用顺加法，沉淀pH值定为 9。
以共沉淀法的影响因素：金属盐配比、 前驱液浓度、陈化温度作为实验自变量，制 作相应的正交实验表
液相反应方程式
xCe(OH)4+(1-x)Zr(OH)4+xH2O → xCe(OH)4●(1x)Zr(OH)4●xH2O 固相反应方程式 xCe(OH)4●(1-x)Zr(OH)4●xH2O → CexZr(1-x)O2
尾气中的有害物质以及它们的形成机理
汽车尾气中含有上百种不同的化合物， 其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、 二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及 硫氧化合物等。柴油车辆的尾气包含有气态 的、液态的和固态的污染物。气态污染物中 含有CO2、CO、NOx、SO2、碳氢化合物、氧化 物、有机氮和含硫混合物。液态污染物中含 有H2SO4、碳氢化合物、氧化物等。固态污染 物由干烟灰、金属、无机氧化物、硫酸盐和 固态碳氢化合物组成。
⑸热熔融法，借高温条件将催化剂的各个组分熔合 成为均匀分布的混合体、氧化物固体溶液或合金 固体溶液，以制取特殊性能的催化剂。熔炼温度、 环境气氛、冷却速度或退火温度对产品质量都有 影响。
共沉淀法的影响因素
1.浓度因素
获得什么形状的沉淀取决于形成沉淀过程中，晶核生成 速率和晶核长大速率的相对大小。
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铈锰复合氧化物催化剂的制备、表征和性能研究PB11007211 周陈中国科学技术大学地球化学与环境科学系，合肥230026 E-mail: zhchouen@摘要本实验制备了不同铈锰比的铈锰复合氧化物催化剂，并对其进行了差热、比表面积和活性分析，从而得到了催化活性最高的铈锰配比，对催化剂制备工艺有参考价值。
关键字铈锰氧化物差热分析BET色谱法氢焰离子检测1前言相当一些化学反应的自由能变化小于零，甚至远小于零。
也就是说这些反应在热力学上看，是有较大的反应潜力。
但由于存在较高的反应活化能，使得这些反应实际上不能发生。
如加入适当的催化剂，改变原来的反应历程，能按某一活化能较低的途径进行。
氧化铈具有很好的还原性能和氧储存能力，作为催化剂和催化剂载体在汽车尾气净化，低温WGS，CO氧化等很多领域有重要的应用。
氧化锰是常见的氧化型催化剂的活性组分。
锰铈复合氧化物在催化氧化方面的应用引起了人们的注意,并有进一步深入研究的意义。
差热分析是热分析的一种，它是在一定条件下同时加热或冷却样品和参比物，并记录二者之间的温度差的一种动态分析方法。
许多物质在加热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转化、分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化。
在发生这些变化时伴有焓变，因而产生热效应。
当试样发生物理或化学变化时，试样与参比物之间将出现温度差，若我们随时记录样品及参比物的温度，就可以得到一张差热图。
于是在加热或冷却过程中试样发生的各种物理或化学变化在差热图上都能一一反应出来。
在气固多相催化反应机理的研究中，大量的事实证明，气固多相催化反应是在固体催化剂表面上进行的。
某些催化剂的活性与其比表面有一定的对应关系。
因此测定固体的比表面，对多相反应机理的研究有着重要意义。
测定多孔固体比表面的方法很多，而BET气相吸附法则是比较有效、准确的方法。
本实验通过色谱峰大小面积的测量来求算固体样品的吸附量。
而色谱峰的测量是通过检测器—热导池来测量的。
热导池是目前色谱仪上应用较广泛的一种检测器。
其检测原理是基于各种气体有不同的热导性能，不同气体组分通过热导池的热敏元件时，引起通电的元件本身的温度产生变化，阻值产生变化而导致不平衡电信号产生。
评价催化剂性能的优劣主要有活性(Activity)，选择性(Selectivity)，寿命(Lifetime)等，对催化剂活性的评价，一般有转换频率(Turnover frequency)，反应速率(Reaction rate)，活化能energy)，转化率(Conversion)等方法。
多相催化反应是由扩散，吸附和表面反应等一系列串行过程所组成。
评价催化剂的活性时必需选择合适的反应条件，以便保证反应在动力学区进行，使表观反应的特征显示催化剂的特性。
对实验室中通常使用的微型反应器评价催化剂活性过程，一般都能保证反应在动力学区进行。
而工业上使用的催化反应器一般都要考虑传质过程的影响。
2实验部分2.1实验仪器与试剂仪器：烧杯，玻璃棒，干燥器，烘箱,氢气(钢瓶气),氮气(钢瓶气)，马弗炉，分析天平，微型反应装置一套（反应管，加热炉及温控仪），UGU型AI人工智能工业调节器（厦门宁光电子技术有限公司），LW4型固定状反应器（无锡绘图仪器厂），GC-9790II气相色谱仪，F－Sorb 3400比表面积及孔径分析仪（金埃谱科技）试剂：硝酸锰溶液(含量49.0—51.0%，分子量：178.95，密度:600g/500ml)硝酸亚铈晶体(含量>99%，分子量：434.22) ，γ－Al2O3（20－40目），蒸馏水，Al2O3参比，液氮2.2实验步骤(i)催化剂制备将所需量的铈溶于硝酸锰溶液中，（需要制备的催化剂的Mn和Ce的原子比为1:0.5，移取的Mn(NO3)2溶液1ml，称取的Ce(NO3)3·6H2O 的质量1.48637g，），浸渍于40—80目的γ－Al2O3载体上（约 1.5ml）。
在红外灯下烘干。
进行热重分析。
然后将催化剂放入马福炉中由室温升至350℃恒温0.5hr，分解。
再升至750℃恒温3hr，焙烧。
冷却至室温后再浸渍所需K+量的KOH，于烘箱120℃2hr，烘干即为本实验所用催化剂。
(ii)差热分析在反应炉中的两个坩埚中分别加入未焙烧过的样品和参比物--活性氧化铝，打开冷凝水，设置温度范围25－350℃。
测量前进行仪器调零，升温速率设为10℃/min，保存好差热图并进行分析。
(iii)催化剂比表面的测定取2只烘干的样品管，在分析天平上准确称重，在2只样品管中分别加入约0.1-0.2克已焙烧过的样品及载体，并称量此时的总重量。
然后在140℃下烘干,60min，烘干后在保干器内冷却，然后迅速准确称重并记录下来。
然后把2跟管子分别接在比表面积及孔径分析仪上相应的位置，注意螺旋钮要旋紧以免漏气。
设置好实验参数及实验信息后，进行系统预热，结束后，点击开始吸附，仪器就自动完成接下来的测试。
需要我们做的只是在测量过程中注意维持液氮的液面高度，不够的时候要补充。
测试结束后，系统可以给出一份pdf格式的结果报告。
(iv)催化剂的活性评价我们选用的反应是乙烯的氧化。
取一只反应管，在下端塞上玻璃棉作支脱催化剂床层用，装入焙烧过的催化剂，高度约为2cm，并且需要称量并记录用于测试的催化剂的质量。
然后将反应管插入加热炉，使反应床层处于炉中恒温区。
固定反应管进出口螺帽，保证不漏气。
依次开启色谱仪“主机”电源、“温度控制器”电源、“热导池”电源及“氢焰离子放大器”电源和“记录仪”电源。
开启氢、空、氮三个高压钢瓶，经减压阀调至合适压力（氢为0.15-0.20Mpa，空气为0.1Mpa，柱前压为0.05Mpa，总压约0.1Mpa），将氢焰点燃，检验一下是否有水蒸气凝结，若有，则说明点火成功。
然后将氢气缓慢调回0.1Mpa，然后再检验一下是否有水蒸气。
这个时候，可以让电炉开始按设定好的程序开始升温，要在温度依次为160℃，190℃，220℃，250℃，280℃，310℃，340℃（如果需要的话）对催化前参比和催化后的情况各重复测三次，实验至催化转化率大于95%，需要数据是相应峰的峰面积，选择自动积分的峰面积结果。
2.3实验结果与分析实验数据见附件1.(i)催化剂的制备放进马弗炉前呈白色夹杂灰色和黑色，颗粒直径约0.5mm，放进马弗炉后，颗粒黑色。
(ii)差热分析当Mn与Ce的摩尔比为1：0.5时，简单计算可知，Ce(NO3)3·6H2O失水、分解为Ce O2以及Mn(NO3)2分解为Mn O2的差重之比为1：1.43：1.70，而由下图一知不同加热过程的差重之比为1：2.2：2.8，考虑到结晶水本来就已失去，实验值比理论值低，修正为1：1.43：1.82，所以样品受热的过程可分为3个阶段：①温度在74.0℃-106.0℃时，Ce(NO3)3·6H2O失去6个结晶水；②温度在106.0℃-161.0℃时，Ce(NO3)3分解为Ce O2；③温度在161.0℃-297.0℃时，Mn(NO3)2分解为Mn O2。
最终催化剂为Mn0.67Ce0.33O2。
Figure 1 硝酸亚铈硝酸锰混合物差热分析图(iii)比表面积分析本实验的比表面积计算由计算机完成，我的计算结果如下图2所示。
本组的实验结果见下表1。
Figure 2 Mn:Ce=1:0.5的比表面积测试结果催化剂比表面积越大，催化效果越好。
由表1知，在Mn:Ce=1：0.4 附近比表面积有最小值；随着铈锰比越大或越小，催化剂比表面积越大。
说明最佳配比小于1：0.3或大于1：0.6。
(iv)催化活性表征不同温度不同锰铈比的转化率如下表2，分别以转化率对锰铈比和温度作图得下图3和图4。
Figure 3 不同锰铈比同一温度下的转化率Figure 4 不同温度下的转化率从图3和图4可以看出，锰铈比为1：0.5的催化剂转化率最高，催化活性最强；锰铈比为1：0.4的催化剂转化率最低，催化活性最低。
故铈锰复合氧化物催化剂的最佳配比为Mn:Ce=0.5。
3结果与讨论本实验完成了从催化剂的制备到表征的整个流程，从实验结果可得到如下结论：①Ce(NO3)3·6H2O和Mn(NO3)2的混合物受热的过程可分为3个阶段：①温度在74.0℃-106.0℃时，Ce(NO3)3·6H2O失去6个结晶水；②温度在106.0℃-161.0℃时，Ce(NO3)3分解为Ce O2；③温度在161.0℃-297.0℃时，Mn(NO3)2分解为Mn O2。
最终催化剂为Mn1−x Ce x O2。
②随着锰铈比的增加，催化剂的比表面积先减后增，在1：0.4附近取最小值。
③催化活性在锰铈比为1：0.5处达到最大，即1：0.5为该催化剂的最佳配比。
当然，上述讨论是建立在不同配比催化剂的制备流程完全相同的基础上的。
实际上，本实验由4个同学合作完成，不同同学制备的催化剂其实差别很大，对结果有很大影响。
比如催化剂制备第一次烘烤的程度不同，Ce(NO3)3·6H2O 和Mn(NO3)2的混合物颜色深浅不一，可能影响催化剂的比表面积，进而影响催化活性，使我们得到错误结论。
所以，催化剂的制备是一个不断尝试和优化的过程。
4参考文献物理化学综合实验讲义《实验十四固体比表面的测定》物理化学综合实验讲义《实验十五铈锰复合氧化物催化剂的活性评价》物理化学综合实验讲义《实验十六差热分析》傅献彩等. 《物理化学（下）》5AbstractThe experiment was prepared cerium manganese composite oxide catalysts with different ratios of cerium and manganese. And we analyzed its differential thermal, surface area and catalytic activity, resulting in the best ratio of cerium and manganese of the catalyst.。