过渡金属催化剂的球磨法制备及其催化CO氧化性能研究
发布时间：2021-01-06 16:17
CO氧化反应可用于制备CO检测器、气体净化、汽车尾气处理等领域。另外因CO氧化反应过程相对简单且具有代表性,所以在理论研究中常用做探针反应。目前,CO氧化使用最多的催化剂为铜系和贵金属催化剂,然而合成这些催化剂大多数在溶液条件下进行。溶液合成法一般存在环境污染、耗时、操作过程复杂等缺点,同时它还要求催化剂的前驱体要具有一定的溶解性,这极大地限制了前驱体的选择。针对该研究领域存在的这些缺点,本论文采用球磨合成技术实现了多孔金属氧化物催化剂以及高分散贵金属催化剂的合成,且利用球磨的特性成功合成了具有高热稳定性的金属氧化物催化剂。本论文开发的方法很好地克服了溶液合成方法的缺点,具有潜在的应用前景。主要研究工作如下:（1）多孔催化剂有利于反应物的扩散,可增加反应物与活性中心的接触。因此在催化剂中创造孔道是一种有效提高过渡金属催化剂催化性能的方法。我们采用球磨合成技术,用商用的多孔SiO2为模板剂,成功合成了一系列具有丰富孔道的多孔金属氧化物(Zr O2:293 m2 g-1,Fe2O<...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高温稳定Au-TiO2催化剂合成图
第 1 章 引言4图 1.2 (a) Rh/TiO2的 HAADF-STEM 和粒径分布图；(b) O2在 Rh 与 TiO2界面活化以及 CO氧化的模型图1.2.2 非贵金属催化剂非贵金属催化剂由于其储量丰富、易得、价格低廉等优点，将其用作催化剂得到了科研工作者的广泛关注。特别是，开发价格相对便宜的非贵金属催化剂代替贵金属催化剂成为了催化领域的研究热点。近些年来，对于非贵金属催化剂的研究开发取得了很大的进展。目前用于 CO 氧化常见的有铜系、钴系等催化剂。(一) 铜系催化剂在非贵金属 CO 氧化催化剂中，Cu 系催化剂因其具有很好的催化性能得到了广泛的研究。代表性催化剂 CuO-CeO2，其具有极好的催化 CO 氧化性能，活性可媲美于甚至高于 Pt、Pd 等贵金属催化剂[34-40]。CeO2具有萤石型晶体结构，它随着氧化还原反应氛围的不同，Ce 可以+3 和+4 两种价态存在，在结构中形成流动性的氧空位，具有极强的储放氧功能。在 CuO-CeO2催化 CO 氧化机理方面，大多数研究认为 CuO 和 CeO2间的强相互作用对 CO 氧化活性有着重要作用
高分散在 CeO2上的 CuO 以及与 CeO2有强相互作用的 CuOx对催O 氧化活性起着重要的作用。通过 H2对上述催化剂进行还原实程不仅有利于催化活性中心的形成，还可以阻止催化活性中心的为开发热稳定 CO 氧化催化剂提供了新的思路。Zhang F.等人[46渍法负载到含铜的金属框架材料 Cu3(BTC)2上，然后通过焙烧获散 CuOx的 CuO-CeO2催化剂，如图 1.3。该催化剂在富 H2条件下 CO 氧化活性，100% CO 转化温度为 90oC，这为制备 CO 氧化新思路。Dai S.等人[47]用共沉淀法制备了 1CuOx-5CoOy-5CeOz的化剂，催化剂对 CO 氧化有着优异的活性，70oC 下能将 CO 完RD、XPS、H2-TPR 等表征数据发现丰富的表面 Cu+物种和 Co3面氧缺位是高活性的来源；同时他们还研究了在有烃类存在下催化能力，发现催化剂有很好的抗烃类干扰能力[48]。Tang X.等人、沉积-沉淀以及浸渍法制备了一系列的 CuO-CeO2催化剂。催化沉淀法制得的催化剂 CO 氧化活性最高，100% CO 转化温度为的 CuO 以及 CuO-CeO2间的协同作用是高 CO 氧化活性的来源。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铂族金属催化剂低温CO氧化研究近期进展（英文）[J]. 林坚,王晓东,张涛. 催化学报. 2016(11)
[2]0,1,3维CeO2的可控制备及CuO/CeO2催化剂上CO氧化反应（英文）[J]. 单文娟,刘畅,郭红娟,杨利华,王晓楠,冯兆池. 催化学报. 2011(08)
[3]一氧化碳低温催化氧化[J]. 梁飞雪,朱华青,秦张峰,王国富,王建国. 化学进展. 2008(10)
本文编号：2960876
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高温稳定Au-TiO2催化剂合成图
第 1 章 引言4图 1.2 (a) Rh/TiO2的 HAADF-STEM 和粒径分布图；(b) O2在 Rh 与 TiO2界面活化以及 CO氧化的模型图1.2.2 非贵金属催化剂非贵金属催化剂由于其储量丰富、易得、价格低廉等优点，将其用作催化剂得到了科研工作者的广泛关注。特别是，开发价格相对便宜的非贵金属催化剂代替贵金属催化剂成为了催化领域的研究热点。近些年来，对于非贵金属催化剂的研究开发取得了很大的进展。目前用于 CO 氧化常见的有铜系、钴系等催化剂。(一) 铜系催化剂在非贵金属 CO 氧化催化剂中，Cu 系催化剂因其具有很好的催化性能得到了广泛的研究。代表性催化剂 CuO-CeO2，其具有极好的催化 CO 氧化性能，活性可媲美于甚至高于 Pt、Pd 等贵金属催化剂[34-40]。CeO2具有萤石型晶体结构，它随着氧化还原反应氛围的不同，Ce 可以+3 和+4 两种价态存在，在结构中形成流动性的氧空位，具有极强的储放氧功能。在 CuO-CeO2催化 CO 氧化机理方面，大多数研究认为 CuO 和 CeO2间的强相互作用对 CO 氧化活性有着重要作用
高分散在 CeO2上的 CuO 以及与 CeO2有强相互作用的 CuOx对催O 氧化活性起着重要的作用。通过 H2对上述催化剂进行还原实程不仅有利于催化活性中心的形成，还可以阻止催化活性中心的为开发热稳定 CO 氧化催化剂提供了新的思路。Zhang F.等人[46渍法负载到含铜的金属框架材料 Cu3(BTC)2上，然后通过焙烧获散 CuOx的 CuO-CeO2催化剂，如图 1.3。该催化剂在富 H2条件下 CO 氧化活性，100% CO 转化温度为 90oC，这为制备 CO 氧化新思路。Dai S.等人[47]用共沉淀法制备了 1CuOx-5CoOy-5CeOz的化剂，催化剂对 CO 氧化有着优异的活性，70oC 下能将 CO 完RD、XPS、H2-TPR 等表征数据发现丰富的表面 Cu+物种和 Co3面氧缺位是高活性的来源；同时他们还研究了在有烃类存在下催化能力，发现催化剂有很好的抗烃类干扰能力[48]。Tang X.等人、沉积-沉淀以及浸渍法制备了一系列的 CuO-CeO2催化剂。催化沉淀法制得的催化剂 CO 氧化活性最高，100% CO 转化温度为的 CuO 以及 CuO-CeO2间的协同作用是高 CO 氧化活性的来源。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铂族金属催化剂低温CO氧化研究近期进展（英文）[J]. 林坚,王晓东,张涛. 催化学报. 2016(11)
[2]0,1,3维CeO2的可控制备及CuO/CeO2催化剂上CO氧化反应（英文）[J]. 单文娟,刘畅,郭红娟,杨利华,王晓楠,冯兆池. 催化学报. 2011(08)
[3]一氧化碳低温催化氧化[J]. 梁飞雪,朱华青,秦张峰,王国富,王建国. 化学进展. 2008(10)
本文编号：2960876
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