六鋁鹽一般表示AAI12O19,也可用AO-(A12O3)6表(biǎo)示(shì),A位一般表示堿土金屬、堿金屬或稀(xī)土金(jīn)屬原素。六鋁鹽通常是用丁級催化燃燒裝置反映的高溫(wēn)環節(jiē),根據A13+取代過渡元(yuán)素的(de)晶格常數可以顯著提高其對甲烷燃燒的催化反應活性,而優異的耐熱性能的關鍵在於片層的尖晶石結構(gòu),如圖1所示。六所(suǒ)示的大正離子如:B/+、La3+等在固層鏡麵玻(bō)璃上起支撐作用的安全氧外擴散通道(dào),小正離子如Mn3\Fe3\Ci?+等替代Al3+,並根據氧化還原反應(yīng)顯示出氧氣量(liàng)。將CeO2添加到用反相微乳(rǔ)法製備的六鋁鹽管理係統(tǒng)中,也可以提高催化劑的(de)表麵積,促進活性成分分散,提高催化劑的活性(10U02)-oCSmallcations(e.g.,Al,Mn,etc.)Fig.1-6Thelayercrystalstructureofhexaaluminate尖晶石(shí)型金屬氧(yǎng)化物可用結構式AB2O4表示,本節前原文關於Co基複合金屬氧(yǎng)化物的(de)詳細介(jiè)紹中,有關摻雜導致四空氣氧化三鑽尖晶石(shí)晶(jīng)體缺陷而產生氧空位,進(jìn)而提高催化劑(jì)活性的內容已有大量列舉,而根據摻雜尖晶石型金屬氧化物的高溫(wēn)可靠性仍有較高的可信度(dù),值得注(zhù)意的是,Liu和Liu這兩位(wèi)在對Pd/Al2O3進行改性時發現,摻入Ni和Mg的(de)試件產生了NiAl2O4或MgAl2O4尖晶石結構,促使介質具有較強的酸性,既可避免(miǎn)非活性相Pd(OH)的(de)生(shēng)成,又(yòu)可抑製Pd種群中空氣中Pd的過度氧化。
3.耐磨鋼管催化劑甲烷(wán)燃燒研究成果。
通過對Pd/Al2O3催化(huà)劑用於甲烷催化燃燒裝置的科學研究反映(yìng)出,在整個(gè)過(guò)程中,發現摻雜的改性催化劑材料不外乎取得以下三種效(xiào)果:首(shǒu)先,提高(gāo)A12O3催(cuī)化劑的可(kě)靠性;其次,降(jiàng)低Pd催化劑在整個提溫和減溫過程中的回線總寬度,即提高Pd再空氣氧(yǎng)化溫度;最後,根(gēn)據改(gǎi)變(biàn)粒度和活性成分的空氣氧化態改變催化劑的活性。經過學者們反複研究,摻雜原素、摻量及摻加方式等是判斷改性材料摻雜後催(cuī)化(huà)劑實際效果的首要條件。貴金屬(shǔ)催化劑具有較高的超低溫活性和(hé)較差的高溫可(kě)靠性,而連接氫氧化物,特別(bié)是鈣鈦礦、六鋁鹽類(lèi)等特殊結構的金屬氧化物(wù),普遍具有優(yōu)異(yì)的高溫可靠性,但對甲烷氣體的超低溫起燃仍有(yǒu)困難係數。把貴金屬和聯接氫氧(yǎng)化物融合成兩個位元(dualsite)催化劑的科學研究工(gōng)作日益增多,致力於提高催化劑的超低溫活性和高溫可靠性,擴大甲烷燃燒的溫度區(qū)間,在家庭裝填和工業生(shēng)產中都具有重要(yào)的現實(shí)意義。
近年來,負載型Cu?耐磨(mó)鋼管納米技術一氧化氮合酶(M關鍵指貴金屬Pd、Pt、Rh、Ru等)引起了人們的關注,這類高活性、綠色環保、相對劃算的催化劑被廣泛地應用在空氣氧化、加氫裂化、脫氯網等反應(yīng)中。許多研究表明(míng),金屬材料顆粒的(de)規格(特別是低於2nm的顆粒)和(hé)成分對催化劑的性能有很大的影響,因此采(cǎi)用合適的製備方法和聚合物材料尤為(wéi)重要,Chen等人簡要介紹了濕預浸、堆積沉定、輻射分解、高聚物衍化等方(fāng)法製備Cu-M納(nà)米(mǐ)管狀(zhuàng)耐磨催化劑,強調采用這種常用方法或不能操作粒徑大小,或不能操作各種加工工藝,或耗(hào)時較長,而"浸鍍法"(GalvanicDisplacement,GalvanicDisplacement,GalvanicDisplacement,Galvani複原)首先將金屬材料中的Cu顆粒(lì)上(shàng)TiC)2介質上加載,然後用(yòng)貴金屬的溶液“浸鍍”,製得的Cu-M/TiO2(M=Pd,Pt,Rh,Ru)S原料的平均粒度均為1?這種(zhǒng)方法(fǎ)是一個2nm範疇,比(bǐ)較簡單,適用範圍廣,為生產極細耐磨鋼管(guǎn)的納米技術催化劑提(tí)出了一個合理的設想。
浸鍍工藝生產原料的優勢(shì)還(hái)在於能夠靈(líng)活利(lì)用(yòng)原素之間的協同作(zuò)用(yòng)。在AI2O3上加高(gāo)Ni負荷能(néng)有效(xiào)地催化甲烷(wán)燃(rán)燒,當Ni的組分較低時,催化反應的(de)實際效果會大大降低,而如果加高(gāo)Ni負荷,則又會使催化劑的比表麵積大幅降低,從而(ér)產生(shēng)危害活(huó)性。與傳統預浸法製備的催化劑相比,Ni-Pd/Al2O3並不能顯著提高活性,這很可能是因為低組(zǔ)分的Ni不能合理地充分發揮其實際作用所致。在此(cǐ)基礎上,首先采用膠體溶(róng)液法製取(qǔ)NiO-Al2O3催化劑並進(jìn)行還原,得到(dào)一種(zhǒng)高寬比分散的金屬材料態Ni,然(rán)後將還原後的催化劑在室(shì)溫下預浸於Pd(NO3)2水溶液中,最後去(qù)除不必要的正離子,得到一種Pd-Ni複合型(xíng)催化劑,記作Pd/Ni-Al2O3-GD;采用普通浸漬法在NiO-Al2O3上(shàng)加載Pd製得Pd,記作Pd/Ni-Al203-IWo,基(jī)於TEM,XRD對Pd/Ni-Al2O3-GD催化劑進行定性(xìng)分析,發現Pd/Ni-GD催化劑中PdO顆粒粒度小(xiǎo),分布(bù)範圍窄,這主要是由於(yú)該催化劑在培燒之前,Ni顆粒逐漸轉(zhuǎn)移到(dào)表層,使(shǐ)Pd/Ni-Al203-IWo逐漸將PdO顆(kē)粒包裹(guǒ)起(qǐ)來,從而操縱PdO顆粒(lì)規格。另外,根據(jù)XPS分析結果(guǒ),在Pd/Ni-Al2O3-GD催化劑表麵,Pd4+/Pd2+離子在電子設備傳輸過程(chéng)中的作用最小,因此創作者推(tuī)斷PdO與NiO3-GD接觸對Pd4+/Pd2+的空(kōng)氣氧化作用最小。
鈣鈦礦型金屬氧化(huà)物(wù)負載(zǎi)或摻雜了Pt族貴金屬,能構成典型(xíng)甲烷(wán)燃燒的雙位催(cuī)化劑輕1~p再用共離子交換法製取LaMnO3,全過程摻加不同用量的Pd前驅體,製催化劑(jì)P1-PM.P2-PM°],未摻Pd的催(cuī)化(huà)劑記為(wéi)LM,當三種催化劑用於甲烷燃燒測試時(shí),發現Pd成分似乎對催化劑活性無危害,而且還導致比表麵積減小。但在(zài)含有0.5%CH4、10%O2、900°C的環境中預處理後,P1-PM和P2-PM的(de)活性明顯提高,動力學分析發(fā)現,在(zài)一定血氧條件下(xià),Pd(X)超過一定臨界壓力時,Pd(X)會產生自發性恢複全過程,本已進入(rù)鈣鈦礦品性的Pd慢(màn)慢地以金屬材料態的(de)方式(shì)曝露在催化劑表麵,而在減溫全過程(chéng)中,金屬材料態Pd又被氣氛中co2再空氣氧化,這類Pd混和PdO的亞(yà)穩態是催化劑(jì)超低溫活性高的關鍵因素(sù)。此外,隨著溫度的升高,聚氨酯再次進入鈣鈦礦晶格常數中,還可防止鍛燒團圓,提高催(cuī)化劑的耐熱性。這種摻雜貴金屬的鈣鈦礦催化劑,由(yóu)於其自身活(huó)性的工(gōng)作性能,也被稱為(wéi)“智能催化劑”,在(zài)空氣氧化/複原氣氛中,在鈣鈦礦的晶(jīng)格常數/表麵,貴金屬(platinumgroupmetal-pgm)顆粒高度分散,整個過(guò)程如圖所(suǒ)示(shì)?考慮到甲烷(wán)燃燒催(cuī)化劑(jì)超低溫活性和高溫(wēn)可靠性的(de)要求,7所示的(de)妙]具有良好的發展前景(jǐng)。
圖片1?Vig.1-7Schematicoftheoperationofself-regeneratingpgmperovskiteautocatalysts現階段,針對貴金屬與銜接氫氧化物融合的耐磨鋼管催(cuī)化劑,人們普(pǔ)遍認(rèn)為"I.O.O.O.O.其催化反應全過程遵循(xún)Mars-van-ICrevelen兩步(bù)空氣氧化原理,即烷烴與催化(huà)劑相反應,催化劑被還原並(bìng)產生氧空位,在空氣中形成氧空位,首(shǒu)先是(shì)調價的銜接氫氧化(huà)物的(de)氧空位(wèi),然後晶格常數氧(yǎng)從銜接氫氧化物遷移到貴金屬(shǔ)表麵再進行空氣氧化。圖(tú)1-8比較為AI2O3介質(zhì)負載的Pd催(cuī)化(huà)劑和為Mm六鋁(lǚ)鹽介質負載的Pd催化劑(jì)上氧(yǎng)輸(shū)送全過程(chéng),Mn基介質出色的輸(shū)送氧氣的(de)能力避免了PdO群體的溶解,相反(fǎn),Pd又(yòu)促進了Mn群體的複原,提升了介質的氧空(kōng)位叫。