铬铈相互作用对CrO_x-CeO_2/Ti-PILC催化剂上NVOCs催化降解性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同铬铈比例的CrOx-CeO2/Ti-PILC催化剂(Cr/Ce摩尔比分别为1:0,6:1,4:1,3:1,0:1,总负载量Cr+Ce为8%(质量比)),并研究了各催化剂上正丁胺的催化降解性能.结果表明,随着Cr/Ce比例的升高,正丁胺的催化降解活性提高.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对不同铬铈比例催化剂的结构、氧化还原性能、表面酸性质等进行了分析.结果表明,铬铈相互作用提高了催化剂上的酸性中心强度和活性氧物种的流动性;当催化剂中含有少量CeO2时,铈对铬的助催化作用更明显,且两者的协同作用加强,更有利于正丁胺的吸附和氧化.     

SCR脱硝催化剂的碱热联合失活

选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂在实际运行过程中会同时发生热失活和化学失活.本文采用不同的焙烧温度模拟催化剂长时间运行所受到的高温影响,制备了碱热联合失活的催化剂,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原位红外漫反射光谱(DRIFT)、N2吸附脱附、X射线光电子能谱(XPS)等方法对失活前后的催化剂进行了表征,并测试了催化剂样品的脱硝效率.结果表明,处理温度为600和700℃时,碱热联合失活的催化剂的脱硝效率(80.7%和75.8%),明显低于热失活的催化剂(87.9%和85.9%).高温会引起催化剂烧结和酸性位改变,从而导致催化剂比表面积下降和Brnsted酸性位弱化,引起催化剂的失活.碱金属的沉积会改变催化剂的酸性位,引起Brnsted酸性位的弱化,进一步加剧催化剂的失活.研究还发现,碱金属的沉积会增加催化剂的热稳定性,阻碍高温条件下催化剂中锐钛矿相TiO2向金红石相的转变.     

不同Ce/Zr摩尔比对Fe_2O_3-WO_3/Ce_xZr_(1-x)O_2(0≤x≤1)整体式催化剂的NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

以共沉淀法合成了一系列不同Ce/Zr摩尔比的CexZr1xO2(0≤x≤1)复合氧化物载体,并制备了一系列Fe2O3-WO3/CexZr1-xO2整体式催化剂用于NH3选择性催化还原NOx(NH3-SCR).通过N2物理吸附,X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)表征了催化剂的结构性质和氧化还原性能,并测试了各催化剂的NH3-SCR活性.结果表明,催化剂的NH3-SCR性能随着Ce/Zr摩尔比的增大而逐渐提高,尤其是低温催化活性和反应温度窗口.在所考察的催化剂中,Fe2O3-WO3/Ce0.68Zr0.32O2表现出最高的NH3-SCR活性,在247~454℃温度范围内,该催化剂在30000 h-1空速下可将90%以上的NOx有效净化;且在整个反应窗口内该催化剂的N2选择性均超过99%,而生成的N2O浓度则小于20 ppm(1ppm=10-6 L/L),并且表现出较强的抗水抗硫性能、优异的织构和结构性能.更多的表面Fe,Ce和活性氧物种的共同作用,使得Fe2O3-WO3/Ce0.68Zr0.32O2具有优异的NH3-SCR性能.     

富氧条件下改性Pd/TiO_2-Al_2O_3催化剂上H_2选择性催化还原NO_x

考察了Pd-X(X=Ni,Sn,Ca)/TiO2-Al2O3催化剂上氢气选择性还原NOx的性能.发现通过Sn和Ni改性后催化剂在高于200℃后的活性有所提高,尤其是Pd-Sn/TiO2-Al2O3催化剂既能保持Pd/TiO2-Al2O3低温良好活性的同时,高温活性及N2的选择性也有明显提高,Sn的最佳负载量为2%(质量比).X射线衍射(XRD)结果表明改性Pd-Sn/TiO2-Al2O3催化剂中Pd与Sn之间的相互作用促进了Pd在载体上的分散.H2程序升温还原(H2-TPR)结果表明,Sn的加入促进了活性组分Pd以Pd0的形式存在,并且提高了Pd/TiO2-Al2O3催化剂的氧化-还原性能,从而使其活性和N2选择性得到提高.NOx程序升温脱附(NOx-TPD)结果表明,Sn和Ni的添加有助于Pd/TiO2-Al2O3催化剂上NOx的吸附以及NO氧化为NO2的进行,这可能是活性和选择性提高的重要原因.     

不同分子筛对缩醛缩酮反应的催化活性比较

利用X射线衍射(XRD)、比表面仪(BET)、氨吸附-程序升温脱附(NH3-TPD)分别对一系列分子筛的结构和酸性进行了表征, 并将其用于催化乙二醇和醛酮的缩合反应, 比较了不同催化剂的活性差异, 以找出催化活性与催化剂性质之间的关系. 结果表明, 催化剂的孔径对其催化活性非常重要, 合适的孔径是保证高活性的决定因素之一. 在选择合适的孔径后, 催化剂的酸度也对反应有重要的作用, 酸性越大, 对应的催化活性也越高. 同时, 催化剂的孔径及酸度对催化剂的重复循环使用也有重要影响.     

CuO-Fe2O3吸附水中酸性红B及其催化热解再生机制

采用共沉淀法制备出具有较强磁性和较大比表面积的CuO-Fe2O3复合氧化物, 并研究了其吸附偶氮染料酸性红B(ARB)及其通过催化热解有机物进行再生的性能.结果表明, 该CuO-Fe2O3复合氧化物在弱酸性条件下对酸性红B(ARB)有较强的吸附能力, 溶液中共存的Cl?对吸附基本没有影响, 而对吸附却影响显著.吸附后经磁分离, 可在300℃、空气气氛中催化氧化吸附质而使吸附剂再生, 吸附剂经连续7次吸附-再生使用, 性能稳定.用原位FTIR反射光谱法研究了偶氮染料酸性红B单独热解及在CuO-Fe2O3复合氧化物上热解的反应过程, 通过跟踪反应体系IR谱图随温度及时间的变化, 推断了反应历程及其产物.研究证明, 酸性红B在两种条件下的氧化反应有很大区别: CuO-Fe2O3复合氧化物对酸性红B的氧化有很强的催化作用, 不仅大大降低了染料的降解温度, 而且可使其发生完全氧化, 无有机副产物产生; 而对无CuO-Fe2O3吸附的酸性红B进行热氧化时, 需在较高温度下进行, 而且氧化不完全, 产生大量含N有害化合物.     

钛硅分子筛固定床催化环己酮肟的绿色合成

采用挤条成型的方法,通过添加造孔剂、黏结剂和水,制备了3种典型钛硅分子筛(Ti-MOR,Ti-MWW和TS-1)的成型催化剂,并研究了以H2O2为氧化剂,成型催化剂催化环己酮液相氨氧化反应的固定床工艺过程.首先考察了钛硅分子筛粉末在环己酮氨氧化间歇反应中的催化活性,发现3种钛硅分子筛的催化性能是Ti-MORTS-1Ti-MWW.其后在固定床连续反应器上,比较了这3种成型钛硅催化剂的催化性能,结果表明,Ti-MOR比TS-1和Ti-MWW表现得更为优异,这与间歇反应结果一致.另外,系统地考察了影响成型Ti-MOR分子筛催化该反应活性和肟选择性的因素.在最优化反应条件下成型Ti-MOR催化剂表现出非常出色的催化性能,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别高于95%和99%.成型Ti-MOR催化剂在固定床连续反应的寿命评价实验中,可以实现连续运行360 h,环己酮的转化率保持在95%,肟的选择性高于99%,H2O2残留量为3%.积炭和部分活性位Ti的流失是造成催化剂失活的主要原因,失活的Ti-MOR通过在空气中823 K焙烧可以有效再生,再生催化剂的催化性能约为新鲜催化剂的80%,但对环己酮肟的选择性仍维持在99%以上.     

高比表面有序介孔CuFe_2O_4复合氧化物上NH_3选择性催化氧化

以介孔分子筛KIT-6为模板,通过硬模板法制得了具有高比表面积、有序介孔结构的CuFe2O4尖晶石型复合氧化物.采用X射线衍射(XRD)、N2-吸/脱附、H2-程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱分析(XRF)及X射线光电子能谱(XPS)对硬模板和硬模板法制备的介孔CuFe2O4及传统溶胶-凝胶法制备的CuFe2O4进行了表征.结果表明,硬模板KIT-6结晶良好,介孔结构规整统一,孔径最可几分布在9.1 nm,适合CuFe2O4前驱体的填充.以KIT-6为模板制得的介孔CuFe2O4孔径较小(约4.3 nm),介孔结构明显,比表面积高达194 m2/g.此外,以选择性催化氧化NH3为探针反应,考察了介孔CuFe2O4的催化活性,结果显示,该催化剂选择性催化氧化NH3性能良好,300℃时NH3转化率接近100%,此时,N2选择性高达96%,随着温度升高,N2选择性依然维持在较高水平,600℃时,N2选择性在80%以上.     

NH_3在Ir{110}(1×2)表面吸附与解离的理论

采用密度泛函理论研究了0.25覆盖度时NH3在Ir{110}(1×2)表面上的吸附和解离,得到了NH3,NH2和H的最稳定吸附位置以及相应的能量和结构,确定了NH3在Ir{110}(1×2)的解离过渡态.计算结果表明,NH3最稳定的吸附位是脊上的顶位,而NH2和H是在脊上的桥位.NH3在Ir{110}(1×2)解离的活化能为78.4kJ·mol-1,与NH3在该表面的吸附能90.0kJ·mol-1很接近,这意味着NH3在Ir{110}(1×2)表面的解离和脱附是竞争的,这与实验得到的结果是一致的.     

羰基硫与气溶胶典型组分的复相反应机制

羰基硫(COS)是大气中含硫气体之一,它可以通过大气化学反应形成硫酸盐气溶胶,影响大气辐射平衡,导致全球气候变化.COS在大气中可通过与OH·自由基、活性氧原子等均相反应过程发生化学转化,但其与大气颗粒物的复相反应的研究甚少.考察了COS与大气颗粒物中较常见的氧化物成分Al2O3,CaO,SiO2,Fe2O3和MnO2等发生复相转化的能力,利用原位傅里叶红外光谱(insituFTIR),X射线光电子光谱(XPS),比表面积分析等手段确定了COS的转化产物,讨论了反应的动力学过程和转化途径.结果表明,常温下COS能与多种氧化物反应,产物为CO2,单质S以及24SO-.各种氧化物对COS催化反应能力有较大差异,Al2O3表现出很强的催化活性,Fe2O3次之,CaO反应微弱,SiO2和MnO2则无明显反应活性.氧化物表面的吸附氧和羟基是COS转化的主要反应中心.体系中氧气过量时,Al2O3催化COS遵循准一级反应动力学规律,其酸碱性对催化活性影响很大,COS在碱性、中性和酸性Al2O3上的表观反应速率常数分别为1.5110-4,9.8110-5和3.0610-6s-1.     

中国南方城市酸岛的面积有多大?

<正>近30年来,中国迅速的工业化和城市化进程中排放了大量SO2、NOx和NH3,导致硫、氮沉降水平显著增加.其中,SO2和NOx作为酸沉降的直接驱动因素,一直受到广泛关注.虽然NH3可以中和降水中的酸性物质,但是当其以NH+4离子形式沉降进入土壤后,将会有较大的潜力引起显著的酸化效应.在中国北方地区,酸沉降往往不会产生显著的负面效应,主要是由于高水平的盐基离子沉降起到了     

丙烷氧化脱氢催化剂正钒酸镨活性位的研究

钒基催化剂是很多重要的氧化反应的催化剂。工业上生产硫酸是用碱金属(如K)助催的负载型V_2O_5催化氧化SO_2生成SO_3。正丁烷(烯)氧化制马来酸酐采用的是VPO催化剂。近年来发现的VMgO催化剂,对丙烷、丁烷等低碳烷烃的氧化脱氢具有良好的催化作用。各种氧化物负载的钒基催化剂也被尝试用于低碳烷烃的选择氧化。但由于钒本身有多种价态( 5, 4, 3等),且可以与其他金属离子形成多种钒酸盐(正钒酸盐、焦钒酸盐、偏钒酸盐),因此,钒基催化剂一般比较复杂.研究钒基催化剂在催化反应中的活性相、活性位,可以为设计和研制有效的低碳烷烃选择氧化催化剂提供理论基础。我们曾经报道纯相的稀土正钒酸盐在丙烷氧化脱氢中的催化作用。本文报道用顺磁共振(ESR)、程序升温脱附(NOTPD,O_2-TPD)、~(18)O_2-同位素交换等方法研究正钒酸镨的活性位。     

稳定在催化剂SiO_2-Al_2O_3表面上的芳胺自由基的电子磁共振譜

SiO_2-Al_2O_3作为裂化催化剂广泛地用于石油工业过程中,晚近对其表面酸性中心的結构及其催化活性和催化机理的問題曾有过不少探討,但用电子磁共振方法研究Si_O2-Al_2O_3表面酸性中心的結构类型还只是开始。Rooney等由芳香族碳氫化合物如蒽、芘等吸附在SiO_2-Al_2O_3表面上会产生正离子自由基的事实,推断SiO_2-Al_2O_3表面上存在有Lewis酸性中心。我們考虑到Lewis酸性中心是受电子性的和联苯胺及其衍生物——邻甲     

KNO3在沸石表面上分解以产生碱性位的新途径

碱性沸石的制备通常采用碱金属离子交换、碱金属叠氮化物和(或)碱金属氧化物及醋酸盐的负载和热分解等方法,但是极少使用中性盐进行改性。KNO_3通常主要作为催化剂助剂,最近我们发现KNO_3负载在γ-Al_2O_3上经873K热分解后具有强碱性,在273K的丁烯异构化反应中活性高于K_2CO_3/Al_2O_3,KOH/Al_2O_3或MgO。为制备具有更大比表面的碱性催化剂,我们将KNO_3负载于Y沸石表面,发现了促使KNO_3分解以形成碱性位的新途径。     

负载钙钛矿型催化剂的制备、结构及其对碳烟的催化燃烧性能

在应用较广的几种氧化物载体上采用共浸渍法制得系列负载钙钛矿型催化剂LaCoO3/MO(MO=CeO2,ZrO2,Al2O3,Ce0.8Zr0.2O2),热重分析(TG-DTA)方法评价了催化剂对碳烟的催化活性,并采用X射线衍射(XRD)、比表面积测试(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和H2程序升温还原(H2-TPR)方法对该系列催化剂的结构、形貌和氧化还原性能进行了表征.结果表明,各氧化物载体上负载的催化剂对碳烟的催化燃烧活性较体相钙钛矿均有明显提高,尤其是铈锆固溶体负载的钙钛矿型催化剂.一方面,负载催化剂更大的比表面积和多孔结构及形貌提高了碳烟与催化剂的接触效率;另一方面,钙钛矿活性组分负载后,其氧化还原性能得到了明显改善.     

MoO3/CeO2体系中Mo离子存在状态的研究

负载型氧化物催化剂表面相互作用的研究一直是催化领域中的重要课题,这是因为该类催化剂在工业生产上有着十分广泛的应用。迄今为止,人们对于以γ-Al_2O_3,SiO_2,TiO_2,ZrO_2等作载体的催化剂的表面相互作用进行了较为深入的研究,对载体的表面性质和活性组分的存在状态在催化过程中所起的作用有了更进一步的认识,近来人们又开始研究以稀土氧化物为载体的新型催化剂,例如:以CeO_2,La_2O_3等为载体的催化剂在CO H_2。和汽车尾气处理等方面表现出的许多独特性质已引起广泛注意。本文选用在工业催化上使用较多的Mo（Ⅵ）活性组分,将其担载在CeO_2载体上,采用XRD（X射线衍射）、LRS（激光拉曼光谱）、     

γ-Al_2O_3系统的吸附热化学研究——H_2O/γ-Al_2O_3·H_2O吸附体系的热容及相变

测定固体表面上吸附层的有关热力学性质并探讨其结构,这在吸附现象的一些研究中是很有意义的。我们曾用精密自动绝热量热计测定了H_2O/γ-Al_2O_3和H_2O/Silica等吸附体系在200～320K温度范围内的热容,得到了一些颇有意义的结果。为研究γ-Al_2O_3的表面结构和组成对吸附层的影响,我们又测定了H_2O/γ-Al_2O_3·H_2O吸附体系在180～320 K范围内的热容,并对结果进行了讨论。     

微结构优化与GO耦合大幅提高(BiO)_2CO_3可见光催化性能

以柠檬酸铋、无水碳酸钠和氧化石墨烯(GO)为原料,采用一步水热法合成(Bi O)2CO3与GO复合的新型三维(3D)分级结构光催化剂(BOC-GO).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、表面积测定、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱对样品进行表征分析.结果表明,(Bi O)2CO3微球分散在GO薄膜上,形成了新颖的3D分级结构.这种特殊的新结构作为光催化剂,在可见光照射下对ppb级NO(1ppb=1μg/m3)表现出了大幅增强的可见光催化活性和良好的光化学稳定性,远高于(Bi O)2CO3以及其他可见光催化剂.BOC-GO优异的活性可归因于3D分级结构与GO的耦合.一方面(Bi O)2CO3微球特殊的3D分层结构,既能诱导入射光产生多次的散射和反射效应,增加对可见光的捕获利用,也能促进光催化过程中反应物和中间产物的快速转移和运输,为催化剂提供更多的活性位点;另一方面归因于GO自身优越的电子迁移能力,能够将(Bi O)2CO3的导带电子迅速转移和运输,从而促进(Bi O)2CO3上电子-空穴对的有效分离.将光催化剂自身微结构优化与GO耦合是一种大幅提高可见光催化性能的新方法.     

南极洲伊利莎白公主地区冰雪中δ18O, Cl-, NO-3, Na+和Ca2+年层效应初探

对 1996～ 1997年中国首次南极内陆冰盖考察获得的南极洲伊利莎白公主地区 2个雪坑及 5 0m雪芯样品的阴离子、阳离子和δ18O进行对比分析 ,结果表明 ,在浅层雪坑内 ,Cl-和Na+的浓度变化与δ18O的变化异相 ;NO-3 的浓度变化和δ18O的变化同相 .这些变化呈现明显的季节波动 ,反映出良好的年层效应 .随着深度的增加 ,δ18O的年层效应在 3m左右 (约 10a)逐渐被平滑 ;Cl-,NO-3 和Na+则在 5 0m雪芯范围内 (约 2 5 0a)保持了较清晰的季节变化层 ,这为本区冰盖时间序列的建立提供了重要依据 .与此相反的是 ,无论在雪坑内还是在雪芯中 ,陆盐离子Ca2 +均不具有明显的年层效应 .     

光发射电子显微镜研究CO和O2在Ag/Pt(110)表面的吸附和反应

用原位蒸镀的方法制备Ag/Pt(110）模型催化剂并用发光射电子显微镜（PEEM）在10^-5-10^-2Pa范围原位地研究了480K时CO2和O2在模型催化剂表面上的吸附和反应。500K退火后,模型催化剂表面由Pt(110),AgPt界面和Ag区域组成。压力对CO和O2在银区域的吸附的影响远远大于其对CO和O2在Pt(110)及AgPt界面的吸附的影响。AgPt界面和Ag区域上有Pt团族的形成。与Pt(110)平台相比,Pt团簇具有更强的吸附CO的能力。银的存在对Pt(110)表面CO氧化反应动力学有明显的影响。在Pt(110)表面有反应扩散波形成的反应条件范围内。AgPt界面观察不到任何时空斑图。