化学镀法制备单钯汽车尾气净化催化剂
铜表面化学镀钯工艺研究
铜表面化学镀钯工艺研究张甜甜;赵亮亮;万传云;何云庆;徐彬【摘要】研究了铜表面化学镀钯工艺,通过称重法、贴滤纸法、扫描电镜和电化学极化曲线等探讨了施镀温度和时间对镀液pH以及镀层沉积速率、孔隙率、表面形貌和在3％NaCl溶液中腐蚀行为的影响,采用能谱和X射线衍射分析方法对镀层组成和结构进行了表征.化学镀钯适宜的温度和时间分别为52℃和35 min.此时,化学镀钯的沉积速率最大,为1.16 mg/(cm2·h);得到的镀层均匀、致密,腐蚀电流密度最小,腐蚀阻抗最高,腐蚀速率最低.镀层中的钯以微晶态存在,磷含量约为5％.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2015(034)019【总页数】5页(P1100-1104)【关键词】铜;化学镀钯;耐蚀性;沉积速率;腐蚀电流【作者】张甜甜;赵亮亮;万传云;何云庆;徐彬【作者单位】上海应用技术学院化学与环境工程学院,上海 201418;上海应用技术学院化学与环境工程学院,上海 201418;上海应用技术学院化学与环境工程学院,上海 201418;江苏澳光电子有限公司,江苏东台 224222;上海馨晔电子科技有限公司,上海 201199【正文语种】中文【中图分类】TQ153.19贵金属钯位于元素周期表的第五周期，原子量为106.4，呈银白色，熔点1550 °C，密度12.0 g/cm3，在高温高压及硫化氢气体中性能稳定，并且具有良好的延展性[1-2]。
钯镀层的硬度比金高，其接触电阻很小，可焊性、抗腐蚀性和耐磨性可与硬金镀层相媲美，钯及其合金可广泛地应用于装饰行业和电子工业领域[2-3]。
制备钯膜的方法有很多，主要有化学镀、电镀、溅射、化学气相沉积等[4-8]。
化学镀法能够在形状复杂的基体表面沉积厚度均匀的钯膜，并且成本低、设备简单、操作容易，膜的均匀性、致密性好，是制备钯膜最有效、应用最多的方法。
传统的联胺型化学镀钯液在高沉积速率下得到的镀层硬度低、应力大，而且镀液很不稳定，使用数小时后自动失效，成本高[9]；传统的钯–氨配位体系在较高的温度下，氨挥发导致镀槽中pH 急剧变化，不利于工业生产。
浸法制备单原子催化剂_概述说明以及解释
浸法制备单原子催化剂概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在过去的几十年中，催化剂一直是化学、能源和环境领域研究的重要组成部分。
单原子催化剂作为一种新型的催化剂，在提高反应效率、降低成本和减少环境污染等方面显示出巨大潜力。
浸法制备方法作为制备单原子催化剂的一种重要技术，在近年来受到了广泛的关注。
本文旨在全面探讨浸法制备单原子催化剂的方法和应用，并对其优势和挑战进行解释。
文章将详细介绍浸法制备单原子催化剂的过程细节，包括前驱体选择、预处理步骤以及浸渍溶液调控条件与浸泡时间对制备过程的影响。
此外，我们还将深入研究后处理步骤对于最终催化性能的影响。
此外，本文将在不同领域中介绍单原子催化剂的应用研究进展。
特别是在能源领域，如电池材料、光电催化和燃料电池等方面，单原子催化剂的应用已经取得了显著的进展。
同时，我们还将关注环境保护和化学合成领域中单原子催化剂的应用，并分析其在这些领域中所面临的挑战和机遇。
最后，通过总结当前浸法制备单原子催化剂的研究进展，我们可以提出一些未来研究的方向。
针对存在的问题和挑战，我们将提出改进浸法制备方法、探索新型前驱体以及深入理解后处理步骤对性能影响等方面的建议，以推动单原子催化剂领域的发展。
综上所述，本文将全面介绍浸法制备单原子催化剂的概念、方法和应用研究，并对其未来发展提出展望。
通过深入探讨这一研究领域，我们希望为相关科研人员提供有价值的参考和引导，并促进单原子催化剂技术在实际应用中更广泛地发挥作用。
2. 浸法制备单原子催化剂2.1 单原子催化剂的定义和重要性在过去的几十年里，催化剂一直被广泛应用于许多工业领域。
然而，传统的块状催化剂在某些情况下存在着固有的局限性。
由于其晶格结构和表面缺陷，块状催化剂无法提供足够的活性位点，导致低效能和选择性不理想。
为了克服这些问题，单原子催化剂应运而生。
单原子催化剂是指在载体上高度分散且为单个原子状态存在的催化剂。
相比之下，传统催化剂往往以纳米颗粒或团簇形式存在。
汽车尾气三效催化剂
反应的进行，能快速发生氧活化和烃类的吸附。而由过 及其他非贵金属在催化剂中的作用有以下几个方面：
渡元素等非贵金属为活性组分的催化剂 ，则可以通过金
①存 储 及 释放氧，拓宽了空燃比工作窗口
属离子变价 ，利用晶格氧来达到催化氧化的 目的，而气
贵金 属 三 效催化剂对三种污染物的转化效率 只有
相中的氧不能吸附补充进来，需要较高的温度才能加速 在空燃比在化学计量比的附近时，才一能保持 良好的效
种助剂，提高热稳定性。ＮａｏｔｏＭｙｏｓｈｉ等提出半径为
０．ｎ 一０．１５ｎｍ的金属离子对氧化铝载体的热稳定性提
０「＿
１３．５ １４．０ １４．５ １５．０ １５．５
高很大，认为这样的离子占据 丫一Ａ１２０３的表面空位，能
空燃 比 （ Ａ／ Ｆ ） ． 有 效 地 阻 止铝离子和氧离子的表面迁移 ，稳定晶格结
三 ２６０一
。
厂
标准 状； 扩、 岁 ｝．
４０ ６０ ８０ １００（Ｐｔ）
（１００％ Ｒｈ） Ｐｔ原子的百分含量％
图 ４ Ｐｔ一Ｒｈ的协同作用
上，４５％的铂和 ８５％的锗用于汽车催化。由于铂和锗的
当空 燃 比 在理论空燃 比附近时 ，３种活性组分的单
朱振 忠 ’， 田 群 ２， 陈 宏 德 ２
（１． 中 国 矿 业 大 学 ，北 京 １ ０００８３；２．中国科学院生态环境研究中心，北京 １００８５）
摘 要 ： 本文介绍 了汽车尾 气三效催化剂的基本工作原理 、结构和性能，概述 了汽车尾气催化剂的发展历程和
和氧化铝的相互作用，可以显著提高其热稳定性。另外， 面元素的价态。Ｔｏｍｃｒｏｎａ等研究表明，经过预还原处理
加人 ｚｒＯＺ能提高 Ｃｅ０２的储氧能力。研究表明，在向新鲜 后，含 Ｃｏ 、Ｃｅ 的催化剂的 ＣＯ、ＨＣ起燃温度有显著的下
钯碳催化剂
钯碳催化剂是一种高效的催化剂，在有机合成、医药、化工等领域中得到广泛应用。
本文将介绍钯碳催化剂的制备方法、催化机理以及应用实例。
一、制备方法钯碳催化剂的制备方法主要有两种：化学还原法和物理吸附法。
化学还原法是将钯盐与还原剂在碳载体表面还原成钯颗粒的方法。
常用的还原剂有氢气、氢氧化钠、甲醇等。
该方法制备的钯碳催化剂具有高催化活性和选择性，但还原剂的使用量较大，制备成本较高。
物理吸附法是将钯盐通过物理吸附的方式固定在碳载体表面，然后通过热处理使其转化为钯颗粒。
该方法制备的钯碳催化剂制备成本较低，但催化活性和选择性较差。
二、催化机理钯碳催化剂的催化机理主要有两种：氧化加成和还原消除。
氧化加成是指钯碳催化剂能够将氧化剂与底物加成反应，生成氧化物。
例如，钯碳催化剂可以将苯乙烯和氧气加成反应，生成苯乙醛。
还原消除是指钯碳催化剂能够将还原剂与底物消除反应，生成还原物。
例如，钯碳催化剂可以将苯甲醇和氢气消除反应，生成苯乙烯。
三、应用实例钯碳催化剂在有机合成、医药、化工等领域中有着广泛的应用。
以下是几个应用实例：1. 合成芳香酮芳香酮是一种重要的有机化合物，在医药和化工领域中有着广泛的应用。
钯碳催化剂可以将苯酚和酰氯反应，合成芳香酮。
2. 合成芳香胺芳香胺是一种重要的有机化合物，在医药和化工领域中有着广泛的应用。
钯碳催化剂可以将苯胺和氯代烷反应，合成芳香胺。
3. 合成芳香烃芳香烃是一类重要的有机化合物，在医药和化工领域中有着广泛的应用。
钯碳催化剂可以将苯和溴代烷反应，合成芳香烃。
综上所述，钯碳催化剂是一种高效的催化剂，在有机合成、医药、化工等领域中有着广泛的应用。
随着技术的不断进步，钯碳催化剂的制备方法和催化机理将得到更深入的研究和应用。
汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展
参考内容
近年来，随着环境保护意识的增强，燃油型汽车尾气净化技术的研究和应用越 来越受到。其中，三效催化剂（TWC）作为尾气净化的关键部件，其活性的研 究与提升显得尤为重要。本次演示将概述燃油型汽车尾气净化三效催化剂的发 展现状、研究进展及其优缺点，并探讨未来研究方向。
三效催化剂是一种能同时净化汽车尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx） 和烃类（HC）的催化装置。它在降低汽车尾气污染、提高空气质量方面起着至 关重要的作用。然而，面对严格的环保要求和日益严格的法规，三效催化剂面 临的挑战也日益加大。因此，开展三效催化剂活性的研究与提升工作具有重要 的现实意义。
在分析讨论这些新进展时，我们发现：首先，新的催化剂材料和实验方法的引 入使得三效催化剂的活性得到了显著提升，且具有更好的抗中毒性能和热稳定 性。然而，这些新材料的引入也带来了成本较高的问题，需要进一步研究如何 在保证活性的同时降低成本。其次，虽然研究成果已成功应用于实际生产，但 在不同工况和环境下，三效催化剂的活性仍存在差异，需要进一步研究以优化 其适应性。
三、贵金属催化剂的未来发展趋 势
1、高效性：未来的研究将更加注重提高贵金属催化剂的活性和效率，以实现 更高效的尾气净化。
2、低成本：通过优化制备工艺和寻找新的载体材料，降低贵金属催化剂的成 本，使其更具市场竞争力。
3、环保性：未来的研究将更加注重开发环保型的贵金属催化剂，减少对环境 的负面影响。
综上所述，燃油型汽车尾气净化三效催化剂活性的研究新进展在提高催化剂性 能、增强抗中毒性和热稳定性方面取得了显著成果。然而，面对严格的环保要 求和日益激烈的竞争，三效催化剂仍需在降低成本、提高适应性等方面进行深 入研究。
未来，研究者们应继续三效催化剂活性的基础研究，探索新的催化剂材料和制 备方法，同时加强应用研究，优化催化剂在各种工况和环境下的适应性，为进 一步推动燃油型汽车尾气净化技术的发展提供有力支持。
钯触媒除氧催化剂
钯触媒除氧催化剂
钯触媒是一种常用的除氧催化剂，它广泛应用于工业领域和环境保护中。
钯触媒可以催化气体或液体中的氧气与其他物质（如有机废气或废水中的有机物）反应，使其转化为无害的产物。
钯触媒具有高效、选择性和稳定性的特点，因此被广泛用于汽车尾气处理、化学合成、医药制造等领域。
在汽车尾气处理中，钯触媒可以将尾气中的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（HC）转化为氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水蒸汽（H2O），从而减少对大气的污染。
钯触媒通常以颗粒或薄膜形式存在，其表面通常涂覆有氧化铝或其他载体材料，以增加催化剂的活性和稳定性。
钯触媒的催化活性主要取决于其表面上的活性位点数量和结构。
然而，由于钯是一种昂贵的稀有金属，钯触媒的成本相对较高。
因此，目前科学家正在寻找替代材料或改进钯触媒的设计，以提高催化效率并减少成本。
钯触媒作为除氧催化剂具有重要的应用价值，可以有效净化废气和废水中的有害物质，并对环境保护和可持续发展做出贡献。
单钯汽车尾气净化催化剂制备及废钯回收
单钯汽车尾气净化催化剂制备及废钯回收汽车尾气污染已经成为城市大气的主要污染源之一。
汽车尾气净化技术是控制汽车尾气排放的主要措施，而开发实用高效的催化剂是关键。
近年来，从降低成本考虑，单钯催化剂成为三效催化剂研究热点。
本论文的主要研究内容是以堇青石蜂窝陶瓷为载体，以铈锆复合氧化物为助剂，以γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>为涂层，制备单钯催化剂，并采用模拟尾气评价装置对催化剂进行评价。
研究了不同的助剂材料、不同钯负载方式、不同钯负载量、二次评价和高温老化处理对催化剂活性的影响。
同时研究了从汽车尾气废钯催化剂回收钯的方法。
通过沉淀法分别制备了γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、铈锆镧和铈锆铁锰复合氧化物的前躯体，经过焙烧得到氧化物粉体。
采用XRD、BET、TPR等分析方法对粉体的进行了物性表征。
结果表明，铈锆镧和铈锆铁锰复合氧化物形成单一立方相固溶体结构，适用于汽车尾气催化剂的助剂材料。
以铈锆铁锰复合氧化物为助剂，采用化学镀钯法制备了不同钯负载量的催化剂。
经过评价后，钯负载量为2g／L的催化剂具有最佳的催化活性。
以铈锆镧复合氧化物为助剂，分别采用浸渍法和化学镀法制备单钯催化剂，并进行活性评价。
结果表明，采用化学镀法制备催化剂的活性要优于浸渍法。
化学镀法制备催化剂经过高温老化评价后，对CO氧化仍然有比较好的选择性。
以HCl-H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>体系来浸取钯，选择一定的浸取条件，浸取率可以达到97％。
以二氯二胺络亚钯法从浸取液中回收海绵钯，总回收率大于96％，纯度可以达到99％。
钯碳催化剂制备方法
钯碳催化剂制备方法嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠钯碳催化剂的制备方法。
你说这钯碳催化剂啊，就像是化学反应里的小精灵，能让好多反应顺顺利利地进行呢！那怎么把它给弄出来呢？先来说说浸渍法吧。
就好像是给一块海绵吸满水一样，把钯的化合物溶液“浇”在活性炭上，让活性炭把那些钯化合物“吸”进去。
然后经过一系列处理，嘿，钯碳催化剂就有了雏形啦！这过程就像是在给活性炭做一次特别的“美容”，让它摇身一变，变得超级厉害。
再讲讲沉淀法。
想象一下，就像是在空中撒下一些神奇的粉末，然后这些粉末慢慢沉淀下来，和活性炭结合在一起。
通过一系列巧妙的操作，钯就乖乖地呆在活性炭上啦，成为了我们需要的催化剂。
还有还原法呢！这就像是一场神奇的变身秀，把一些含钯的物质通过一些手段进行还原，让钯变成我们想要的样子，再和活性炭凑在一起，就成啦！你可能会问，这制备起来难不难呀？嗯，确实需要一些技巧和耐心呢。
就好比做菜，得掌握好火候、调料的量，才能做出美味的菜肴。
制备钯碳催化剂也是一样，每个步骤都要精心对待，不能马虎。
制备过程中还得注意好多细节呢。
比如溶液的浓度呀，温度呀，反应时间呀，这些都像是一个个小关卡，得一个个闯过去才行。
要是有一个地方没弄好，可能就达不到我们想要的效果啦。
有人可能会说，哎呀，这么麻烦呀！但你想想呀，有了这钯碳催化剂，好多化学反应才能更好地进行，能给我们带来好多好处呢！就像盖房子，打牢了地基，房子才能稳稳当当的呀。
所以呀，可别小瞧了这钯碳催化剂的制备方法。
它就像是打开化学反应宝库的一把钥匙，让我们能在化学的世界里尽情探索。
虽然过程可能有点复杂，但当你看到成功制备出的钯碳催化剂时，那种成就感呀，真是没法形容！总之呢，钯碳催化剂的制备方法是一门有趣又很有挑战性的学问。
需要我们用心去钻研，去尝试。
只要我们认真对待，就一定能掌握这门神奇的技术，让钯碳催化剂为我们的生活和科学研究发挥更大的作用！。
单原子催化剂的制备方法及其应用
单原子催化剂的制备方法及其应用单原子催化剂是指由单个原子组成的催化剂，其具有独特的催化性能和高效的催化活性。
由于单原子催化剂具有较高的比表面积和单一的催化位点，可以优化催化反应的选择性和活性，并提高催化剂的稳定性。
单原子催化剂在化学催化、电催化和光催化领域都有广泛的应用，因此其制备方法和应用正在被广泛研究。
1.制备方法：a.气相沉积法：通过在高温下将金属前体以气相形式进行沉积，得到单原子催化剂。
此方法可以制备一系列的单原子催化剂，如金、银、铂等。
b.溶胶-凝胶法：将金属前体转化为水溶胶，并添加还原剂和稳定剂，通过热处理和控制还原剂的含量和反应条件，使金属前体转化为单原子形态。
此方法适用于制备钯、铜、钴等单原子催化剂。
c.原子沉积法：将金属前体以溶液形式加入到载体上，通过调节反应条件，使金属前体转化为单原子形态。
此方法可用于制备铜、镍、钴等单原子催化剂。
d.碳材料辅助法：将金属前体和碳材料一起加热处理，通过碳材料的富含缺陷位点和高比表面积，将金属前体转化为单原子形态。
此方法可用于制备铜、钴、钼等单原子催化剂。
2.应用：a.化学催化：单原子催化剂在有机合成和能源转化等领域具有广泛应用。
例如，单原子金催化剂可用于碳碳键和碳氧键的活化，提高反应选择性和产率。
单原子银催化剂可以催化氧化反应，具有催化剂活性高、催化剂负载量少的优势。
b.电催化：单原子催化剂在电化学领域具有重要应用。
例如，单原子铂催化剂可以提高燃料电池的催化活性和稳定性，降低制备成本。
单原子铜催化剂在CO2还原反应中显示出优异的CO选择性和稳定性，可用于二氧化碳转化为高附加值化合物。
c.光催化：单原子催化剂在光催化领域具有巨大的潜力。
例如，单原子银催化剂可以在可见光下催化CO2还原反应，转化为CO或甲醇等有用的化合物。
单原子钯催化剂可以催化光氧化反应，将有机污染物转化为无毒的化合物。
总结起来，单原子催化剂是一种具有独特催化性能和较高催化活性的催化剂。
汽车尾气净化催化剂中Pt、Pd、Rh含量的测定
汽车尾气净化催化剂中Pt、Pd、Rh含量的测定李振亚;马媛;洪英;赵莎【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2001(022)002【摘要】试样在聚四氟乙烯压力罐内加HCl-H2O2于150℃浸出,用吸光度法测定汽车催化剂中贵金属元素(Pt、Pd、Rh)的含量.Pt、Pd用二苄基二硫代乙二酰胺-碘化钾-抗坏血酸体系双波长分光光度法同时测定;Rh用2-巯基苯并噻唑-溴化亚锡萃取光度法测定.对2种汽车催化剂(陶瓷蜂窝状)ATCTL-1(新)和ATCTL-GM(废)测得Pt、Pd、Rh含量分别为:Pt 979±5.5μg/g和964±6.8μg/g;Pd 168±2.5μg/g 和165±6.0μg/g;Rh 106±1.8μg/g和104±2.6μg/g.【总页数】5页(P28-31,35)【作者】李振亚;马媛;洪英;赵莎【作者单位】昆明贵金属研究所,;昆明贵金属研究所,;昆明贵金属研究所,;昆明贵金属研究所,【正文语种】中文【中图分类】O655【相关文献】1.高性能Pt-Rh型汽车尾气净化三效催化剂的研制 [J], 陈耀强;袁书华;龚茂初;史忠华;谢春英;林之恩;吴朗;苏含秋;江仁贵2.Pt-Rh/CeZrYLa+LaAl催化剂用于理论空燃比天然气汽车尾气净化 [J], 尚鸿燕;王云;崔亚娟;方瑞梅;胡伟;龚茂初;陈耀强3.铑含量对Pt-Rh-Pd/Al2O3催化剂的氧化还原性能的影响 [J], 旷成秀;刘康强;李风仪4.金属载体催化剂中Pt、Pd、Rh的测定 [J], 易秉智;陈剑峰;姚田田;暨左成;张宇辉;李振亚5.Rh在Pt-Pd-Rh/Al2O3汽车尾气净化催化剂中作用的研究 [J], 旷成秀;李凤仪;石秋杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车尾气催化剂成分
汽车尾气催化剂成分
汽车尾气催化剂是一种通过化学反应来减少车辆尾气中有害气体的装置。
尾气催化剂由于其重要的环保作用，被广泛应用于汽车尾气净化系统中。
尾气催化剂的主要成分包括三种催化剂：铂、钯和铑。
它们通常以微米级别的颗粒存在于陶瓷基底上，以增加反应表面积，从而提高反应效率。
此外，还有一些辅助成分，如氧化铝、氧化锆和稀土元素等，它们的作用是增强催化剂的稳定性和耐久性。
催化剂的作用是通过化学反应将有害气体转化为无害的气体。
例如，三元催化剂可以将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物转化为二氧化碳、水和氮气。
这些反应需要高温才能进行，因此需要发动机的高温废气来活化催化剂。
总之，尾气催化剂作为汽车尾气净化系统的重要组成部分，在减少车辆尾气中有害气体中发挥着不可替代的作用。
- 1 -。
钯单原子催化剂
钯单原子催化剂钯单原子催化剂（Pd-SAM）是一种具有独特催化性能的纳米材料。
它由单个钯原子组成，表面上有活跃的结构位点，可以高效催化多种化学反应。
在过去的几十年里，钯单原子催化剂在有机合成、能源转化和环境保护等领域展现出巨大的应用潜力。
钯单原子催化剂的制备方法有很多种，如溶剂热法、原子沉积法和原子束沉积法等。
这些方法可以制备出具有高度分散性和单原子状态的钯催化剂。
其中，溶剂热法是一种常用的制备方法。
通过在高温高压条件下，在溶剂中与钯配合物反应，可以得到单原子分散的钯催化剂。
钯单原子催化剂具有许多独特的优势。
首先，由于其单原子结构，钯单原子催化剂具有非常高的表面积和活性位点密度，可以提供更多的反应活性中心，从而提高催化反应的效率。
其次，钯单原子催化剂具有良好的可控性和选择性，可以通过调节催化剂的表面结构和组成来调控催化反应的产物选择性。
此外，钯单原子催化剂还具有较高的稳定性和抗剧烈反应条件的能力，使其在催化反应中能够更长时间地保持高催化活性。
钯单原子催化剂在有机合成领域具有广泛的应用。
例如，钯单原子催化剂可以用于选择性氧化反应，将不饱和化合物氧化成相应的羰基化合物。
此外，钯单原子催化剂还可以用于碳-碳键的形成和断裂反应，如Suzuki偶联反应、Heck反应和Sonogashira偶联反应等。
这些反应在药物合成和天然产物合成中具有重要的意义。
钯单原子催化剂还在能源转化领域展现出巨大的潜力。
例如，钯单原子催化剂可以用于氢气产生和氢气存储材料的制备。
此外，钯单原子催化剂还可以用于燃料电池和电化学电池等能源转化器件的催化层。
在环境保护领域，钯单原子催化剂也发挥着重要作用。
例如，钯单原子催化剂可以用于有机废水处理和废气净化等环境污染物的降解和转化。
此外，钯单原子催化剂还可以用于二氧化碳的转化和利用，有助于减少温室气体的排放和开发可再生能源。
钯单原子催化剂作为一种新型的纳米材料，具有独特的催化性能和广泛的应用潜力。
汽车尾气催化剂
汽车尾气净化催化剂环境问题是一个全球问题，要靠全世界每一个人的努力来解决。
随着世界经济、科技的不断发展和社会文明的不断进步，人们的物质需求也在一天天增长。
汽车是现代社会最普及的交通工具，特别是近年来私家车越来越多，带来了很多问题,其中环境问题是不容忽视的。
汽车的使用对环境的污染主要有噪音污染和尾气排放造成的空气污染。
在我国，汽车尾气净化是解决尾气排放污染的最有效方法。
汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其有害成分包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氢化合物和臭氧等，其中CO、HC及NOx是汽车污染控制的主要大气污染成分。
HC是在局部缺氧或低温条件下烃不完全燃烧而产生，NOx是火花塞点火瞬间高温高压下空气中的N2、O2反应的产物。
汽车尾气对人类的健康危害很大，治理汽车排放污染，已成为一项刻不容缓的任务。
一、汽车尾气净化催化剂简介1.1汽车尾气净化国外早在20世纪60年代中期对汽车污染控制技术已经进行了研究开发，目前己达到实用阶段。
研究表明，通过改善催化剂及其载体的性能和生产工艺，改善汽车内燃机燃烧技术及三效催化剂排气系统的处理可净化这些有害气体。
汽车尾气污染控制可以分为机内和机外两种技术。
机内净化主要是提高燃油质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装催化净化器，对有害气体进行处理是机外尾气净化最有效的方法，催化剂又是净化效果的关键。
因此开发实用高效的汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放的最佳措施之一。
汽车尾气催化净化的目的就是将有害的CO和HC氧化为CO2和H2O，将NOx还原成N2。
由于汽车尾气的化学成分很复杂，其转化率除和催化剂的活性有关外，还和反应气是氧化气还是还原气有关，因此催化剂在功能上分为氧化型和还原型两部分。
氧化型催化剂主要催化CO和HC的氧化反应，有关反应如下：2CO+O2→ 2CO2 ……①4HC+5 O2→4 CO2+2H2O ……②2NO+2CO →2CO2+N2 ……③HC+NO2→ CO2+H2O ……④HC+CO→ N2+CO2+H2O……⑤3NO+2NH2→ 2N2+3H2O ……⑥2NH2→ N2+3H2O ……⑦还原型催化剂主要催化NOx的还原反应：2NO+CO →N2+CO2 ……⑧2NO+H2→ N2+2H2O ……⑨2NO+HC→ N2+H2O+CO2 ……⑩NO和H2反应除生成无毒的N2和H2O外，尚有所不希望发生的副反应：2NO+5H2→ 2NH2+H2O2NO+H2→ N2O+2H2O因两种反应要求的化学环境不同，故早期的催化剂将两者分立。
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2006年7月第14卷第7期工业催化I ND USTR I AL CATALYS ISJ u l y 2006Vo.l 14 No .7环境保护与催化收稿日期:2006202223 基金项目:清华大学2中大集团博士后科学基金资助项目(20283600133)作者简介:李玉山(1981-),男,山东省烟台市人,硕士研究生,主要从事多相催化剂的制备与表征研究工作。
通讯联系人:王来军。
E 2m ai:l wangla ij un @m a i .l tsi ng hua .edu .cn化学镀法制备单钯汽车尾气净化催化剂李玉山,王来军,文明芬,杨 栋,宋崇立,陈 靖(清华大学核能与新能源技术研究院,北京102201)摘 要:首次采用化学镀法制备出单钯汽车尾气催化剂,通过X RD 和TE M 等分析技术对催化剂的结构和表面形貌进行了表征,在模拟汽车尾气净化催化装置上初步研究了其催化效果,并与传统浸渍法所制备的催化剂进行性能对比。
结果表明,化学镀法可以实现纳米钯微晶颗粒在助剂涂层上的均匀负载,并且省去了传统制备方法中的高温还原活化步骤,催化剂的催化性能也优于传统浸渍法所得催化剂的催化性能。
关键词:化学镀;单钯催化剂;三效催化剂中图分类号:T Q 426.96;X701 文献标识码:A 文章编号:100821143(2006)0720057203P repara ti on of Pd 2on ly au to m otive cata lyst by electroless p la tingLI Y u 2s han,W A NG La i 2jun,W EN M ing 2fen,Y A NG Dong,SO NG Chong 2li ,C HEN J ing (I nstitute ofNuclear and N e w Ener gy Technology ,T singhua University ,Be ijing 102201,Ch i n a)Abstr act :Pd 2only au to motive cata lyst was prepared by e lectroless plating method and characterized by X RD and TE M .Its cata lytic behavi o rswere co mpared w ith that of the catalyst prepared by traditi o na l i m 2pregnation method .The resu lts sho wed that nanoparticles of Pd were obtained and d ispersed sy mm etrical 2l y over coating of t h e add itives ;catalytic properties of the catalyst prepared by e lectroless p latingwere su 2perior to that of the cata l y st prepared by i m pregnation .K ey w ord s :electr oless plati n g ;Pd 2only auto motive catalys;t three 2way catalystCLC num ber :TQ426.96;X701 Docum ent code :A A r ticle I D :100821143(2006)0720057203 20世纪70年代以来,全球的汽车销量不断增加,导致严重的空气污染,特别是进入21世纪以后,汽车尾气排放造成的大气污染问题更受到人们的日益关注。
随着世界各国汽车尾气排放标准的制定和法规的日益严格,汽车尾气净化技术得到迅速发展,实践证明,催化净化是一项行之有效的汽车尾气机外净化技术[1-3]。
目前,国内外的汽车尾气净化催化剂主要采用含Pt 、Rh 和Pd 三种贵金属的三效催化剂,这种催化剂的特点是能很好地净化汽车尾气中的C O 、HC 和NOx 三种主要有害成分,但是催化剂的贵金属负载量高,尤其是Rh 的价格十分昂贵。
而单钯催化剂具有很好的低温活性和高温抗烧结性能,其价格也远低于Pt 和Rh ,因此研究开发单钯催化剂便成为汽车尾气净化催化剂科研的一个热点[4-5]。
本文首次采用化学镀方法来制备单钯汽车尾气催化剂,在模拟汽车尾气净化催化装置上初步研究了其催化效果,并与传统浸渍法所制备的催化剂进行了性能对比。
1 实验部分1.1 催化剂的制备1.1.1 涂层用A l 2Ce 2Zr 2Fe 2M n 复合氧化物将A l 、Ce 、Zr 、Fe 和Mn 的硝酸盐溶液按一定物质的量比混合均匀,室温搅拌下,加入到碳酸铵溶液中,生成的沉淀经抽滤、洗涤后,120e 干燥4h ,在马弗炉650e 焙烧2h ,得到涂层用A l 2Ce 2Zr 2Fe 2Mn 复合氧化物,记为ACZF MO 。
58工业催化 2006年第7期 1.1.2 化学镀法制备单钯催化剂首先对ACZF MO 复合氧化物进行敏化和活化:传统的敏化和活化在强酸性条件下进行[6],而酸性条件会破坏复合氧化物的结构,因此本文在碱性条件下进行敏化和活化。
采用传统的浸渍方法,将ACZF MO 复合氧化物上通过浸渍PdCl 2氨水溶液负载质量分数0.1%的Pd ,再用还原剂KB H 4水溶液使复合氧化物上的Pd 2+被还原成钯核Pd 0,得到Pd 0/ACZ F MO ,使复合氧化物被活化。
室温搅拌下,将活化的复合氧化物加入到用肼为还原剂的镀液进行化学镀[7],反应完全后(不再有气泡冒出),过滤,用大量去离子水洗涤至中性,120e 干燥4h,得到镀钯粉体Pd /ACZ F MO 。
将Pd /ACZ F MO 与去离子水按一定比例加入到球磨罐中,200r #m i n -1转速下球磨3h 制成浆料;将酸处理过的载体(蜂窝状堇青石载体,规格<29mm @15mm,重量5.0g)浸入浆料中进行涂覆、吹孔、120e 烘干4h ,得到编号为Ñ的单钯催化剂,助剂涂层负载质量分数为15.0%,负载金属钯质量分数1.2g #L -1。
1.1.3 浸渍法制备单钯催化剂将ACZF MO 复合氧化物和去离子水按一定比例加入到球磨罐,200r #m i n -1转速下球磨3h 制成浆料;浆料涂覆在蜂窝载体上,得到的样品中助剂涂层负载质量分数为15.0%。
将涂覆好的载体用一定浓度的PdCl 2氨溶液浸渍,取出后120e 烘干4h 、500e 煅烧2h,所得催化剂编号为Ò,负载钯的质量分数亦为1.2g #L -1。
1.2 催化剂表征晶体结构分析在日本理学D /max 2RB 型X 射线衍射仪分析仪上进行,采用CuK A 连续扫描,管电压40kV ;样品的形貌与颗粒大小在美国J EOL 22011型透射电境仪上进行,加速电压为200kV ,最小点间距分析为0.5nm 。
1.3 催化剂的活性评价催化剂的催化性能评价实验在自组装汽车尾气模拟反应装置上进行,气体流量和组成由北京圣业科技发展有限公司提供的质量流量计控制系统控制,配气组成为:U (CO )= 2.0%,U (HC)=0.1%,U (NO )=0.2%,U (CO 2)=10.0%,U (H 2)=1.0%,O 2为调节量,N 2为平衡量;反应前后O 2浓度的变化由Si m ens 公司生产的GX H 21050型氧气测定仪测定,CO 、HC 和NO 的浓度采用北京均方理化科技研究所生产的尾气分析系统进行分析。
催化剂活性评价条件:空速40000h -1,反应温度为400e 。
对于II 号催化剂评价反应前需用氢气于400e 还原1.0h 。
2 结果与讨论图1给出了ACZ F MO 复合氧化物活化后(Pd 0/ACZ F MO )以及镀钯后(Pd /ACZ F MO )样品的XRD 谱图。
图1 样品的XRD 分析F igur e 1 XR D pa tter ns由图1可以看出,两者没有明显的差别。
在2H 为18.81b 、20.31b 、27.80b 、40.62b 和53.23b 出现的衍射峰主要为A l(O H )3及水合氧化铝的特征衍射峰(J CPDF 卡片号为1220457和120287),由于活化和化学镀均是在碱性条件下进行,ACZ F MO 复合氧化物中的A l 2O 3于碱性条件下就会生成A l(O H )3。
在Pd 0/ACZF MO 和Pd /ACZF MO 的XRD 谱图中,均未出现明显的金属钯的特征峰。
原因是一方面Pd 可能高度分散于载体上,另一方面由于Pd 的负载量较低。
图2给出PdCl 2、Pd 0/ACZ F MO 和Pd /ACZ FM O 的TE M 照片。
从图2可见,PdCl 2是由平均粒径小于5n m 的粒子组成(图2a),通过浸渍法将PdCl 2负载在ACZ F MO 上,由于PdCl 2粒子进一步被分散而变得更小,并且负载量较低,经KB H 4还原后所得Pd 0/ACZF MO 的TE M 照片(图2b)中难以分辨出金属钯核[8]。
从化学镀法得到的Pd /ACZF MO 的TE M照片中(图2c )可以看到,Pd 粒子的粒径约5~10nm ,而且分布均匀。
TE M 结果表明,通过化学镀法可以实现纳米钯颗粒在涂层上的均匀负载。
2006年第7期 李玉山等:化学镀法制备单钯汽车尾气净化催化剂59图2 样品的TEM 图F igu re 2 TE M i m a ges图3和图4分别给出了两种制法所得催化剂在不同K值时的催化活性。
图3 催化剂Ñ转化率随K 值的变化F i gu re 3 C onver si on vs .K for ca ta l ystÑ图4 催化剂Ò转化率随K 值的变化F igur e 4 C onver sion vs .K for ca ta lyst Ò对比图3和图4发现,化学镀法(Ñ)所得催化剂的活性优于浸渍法(Ò)所得催化剂的活性。
K 值为0.99、反应温度为400e 时,浸渍法所研制的催化剂,C O 、HC 和NO 的转化率分别为79.4%、68.9%和75.9%;化学镀法所得催化剂,CO 、H C 和NO 的转化率分别为85.9%、77.2%和85.5%。
为了产生更多的催化活性中心,浸渍法所得钯催化剂在使用前必须经过H 2高温还原处理。
对化学镀法所得催化剂而言,由于施镀过程中沉积出的为单质钯(Pd 0),无需高温H 2还原就表现出较好的催化活性;并且钯单质的沉积是在室温条件下的定向沉积,相比于浸渍法,钯颗粒的分散性可能更好,从而有助于形成了更多的钯催化活性中心,因此更有利于对汽车尾气的催化净化。