艾沙·努拉洪
,
刘家旭
,
贺宁
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60539-7
采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1％增加到70.8％,烯烃和芳烃产物总选择性由57％增加到61.98％,干气的选择性由31％降低至28.4％.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.
关键词:
金
,
锌
,
HZSM-5分子筛
,
正丁烷转化
,
脱氢
,
芳构化
,
纳米金颗粒
,
沉积沉淀法
陈铧耀
,
芮泽宝
,
纪红兵
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60192-3
通过浸渍法(IM)和沉积-沉淀(DP)法制备了一系列Pt/TiO2(P25)催化剂,并分别用甲醛溶液和氢气还原处理催化剂.利用原位红外监测催化剂表面吸附物种在反应过程中的变化,探究了催化剂制备和还原条件及Pt负载量对催化剂结构和催化氧化甲醛活性的影响.结果显示,用DP法制备并用甲醛还原的Pt/P25催化剂中Pt颗粒分散均匀,并具有合适的粒径和高浓度的表面活性氧,显示出良好的甲醛氧化活性.在空速30000 ml/(g·h)、反应温度30°C和甲醛初始浓度50 mg/m3的条件下,0.4%Pt/P25(DP-HCHO)上的甲醛转化率达到98%,并能稳定运行100 h以上.相比之下, Pt/P25(DP-H2)由于表面活性氧较少,不利于甲酸盐氧化,活性较低. Pt/P25(IM-H2)虽然具有高浓度的表面活性氧,却同时具有最大的Pt颗粒粒径,在甲醛转化为甲酸盐和甲酸盐氧化两步反应中的活性均较差,因而甲醛氧化活性最差.
关键词:
甲醛
,
铂
,
二氧化钛
,
原位红外光谱
,
沉积-沉淀法
苗雨欣
,
王静
,
李文翠
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62469-5
近年来，伴随全球能源危机的加剧，以及温室效应和细颗粒物等一系列环境问题出现，各国研究者正努力寻求和开发可持续利用的新能源来代替传统的化石能源.燃料电池具有能量转化效率高、对环境排放低和污染小等优点，作为一种新的环境友好型技术而广受关注.在众多的燃料电池中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)因具有能量效率高和工作窗口温度
低等优势而备受关注.但是， PEMFC燃料以H2为主，主要来源是烃类的重整气，但其中痕量的CO (10 ppm)将会引起Pt电极中毒，导致PEMFC性能迅速下降，因此如何有效地祛除富氢气体中的CO并尽可能减少H2的消耗具有重要研究价值.目前， CO选择氧化法(CO-PROX)是公认的最简单、廉价和有效的办法之一. CO的消除通常选用霍加拉特催化剂，虽然Cu基催化剂具有低廉的成本和较好的CO催化氧化性能，但是当反应中有H2O和CO2存在时，其活性会迅速下降. Au催化剂具有优异的低温CO催化氧化性能，但在PEMFC的工作温度窗口为80–120oC时，随着反应温度提高， H2与CO之间的竞争吸附变强，采用单组分Au催化剂难于在80–120 oC内使CO完全氧化.因此，设计并制备高效的Au催化剂来提高其在PEMFC工作温度(80–120 oC)条件下CO-PROX反应活性和选择性仍然是目前该方向的难点.氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物，由于Ce具有独特的4f电子层结构， Ce3+/Ce4+在一定条件下可以相互转化，具有较高的储放氧能力，即能够在富氧条件下储存氧，在贫氧条件下释放氧. CeO2是一种重要的氧化反应催化剂载体，是三效催化剂的主要组成部分，在净化汽车尾气方面稀土元素具有独特的优势，广泛应用于CO氧化和NOx消除等领域中.最近，本课题组以自制的氧化铝为载体，制备了K掺杂的Au-Cu/Al2O3催化剂，其在CO-PROX反应中具有较好的催化活性和稳定性.本文在此基础上，利用Au与CeO2之间的相互作用，制备了CeO2掺杂的Au/CeO2/Al2O3催化剂和K掺杂的Au-Cu/CeO2/Al2O3催化剂.表征结果发现，催化剂中Au和Au-Cu纳米粒子的尺寸均一，平均粒径分别为2.4±0.4和2.8±0.4 nm.与Au/Al2O3催化剂相比， Ce掺杂的Au催化剂具有更高的金属分散度，拓宽了其CO完全转化时的反应温度窗口(30–70 oC).对所制备的Au催化剂进一步通过拉曼光谱、H2程序升温还原和CO-红外光谱等手段分析和CO-PROX催化性能测试，可以证实Au-Cu/CeO2/Al2O3催化剂中各组分在CO-PROX反应中所起的作用.结果表明， CeO2的掺杂能增强活性组分与载体之间的相互作用，有助于提高Au-Cu纳米粒子的分散度，此外还能提高Au催化剂的还原性能，其表面形成的氧空位提高了CO-PROX反应的催化性能. Cu物种的引入显著增强了CO在Au催化剂上吸附能力.综上所述， CeO2组分对Au/Al2O3催化剂的促进作用体现在：(1)有效锚定Au和Au-Cu纳米粒子；(2)提供CO-PROX反应中的活性氧物种.
关键词:
金催化
,
氧化铈
,
氧化铝
,
一氧化碳选择氧化
,
沉积沉淀法
