0
关键词：
钴催化剂,二氧化硅,钌助剂,费托合成
发表时间：
2012-07-12 14:57:22
Rh_Au_Al_2O_3三效纳米催化剂的制备与表征
李玉洁 | -> | 1264| 0| 1.359367MB |三效催化剂,铑,金,氧化铝,膜扩散还原,浸渍法
摘要：采用超声辅助膜扩散还原法 (UAMR) 和等体积浸渍法 (IMP) 制备了 Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 催化剂, 考察了它们的三效模型反应 (CO+O2, C3H8+O2, CO+NO 和 C3H6+NO+O2) 活性. H2-O2 滴定和透射电镜结果表明, UAMR 法制得的 Rh/γ-Al2O3 和Rh-Au/γ-Al2O3 催化剂的金属分散度分别为 45.3% 和 40.1%, 金属粒子表面积分别为 199.6 和 133.0 m2/g, 金属粒子平均粒径小于3 nm. 对于三效模型反应, 与 IMP 法制备的催化剂相比, UAMR 法制备的 Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 具有更高的初始活性,其中后者的活性也高于或接近于 IMP 法制备的 Rh/γ-Al2O3 催化剂. 催化剂经高温老化处理后, 活性均有所下降. UAMR 是一种新颖的负载型纳米催化剂的制备方法, 具有潜在的应用前景.
随着经济和社会的发展, 机动车尾气污染物排放标准愈来愈严格. 目前, 控制汽油车污染排放的
主要手段是加装含贵金属 (Pt, Rh, Pd) 的三效催化剂 (TWC), 但贵金属资源日益匮乏[1]. 同时, 为了提高汽油车的燃油利用率, 发动机大多在贫燃条件下工作. 因此, 目前汽油车尾气排放控制技术的主要研究方向为: (1) 解决汽油车低温冷启动污染排放控制和提高 TWC 的高温热稳定性, 以满足更加严格的排放标准; (2) 在保持 TWC 活性和热稳定性的条件下, 寻找贵金属替代或减量的方法; (3) 研究在贫燃条件下的汽油车尾气排放控制技术.
近年来, 纳米催化得到了迅速的发展, 为新一代TWC 的研究提供了新的手段和方向. 尽管以廉价
金属代替贵金属的尝试还没有完全成功[2], 但纳米催化可使人们设计催化剂活性中心的结构和组成,
从而提高其活性和稳定性, 同时减少贵金属用量.马自达和尼桑公司分别宣布已经成功制备出贵金属
粒子粒径不大于 5 nm 的 TWC. 其中尼桑公司报道可以减少贵金属用量 50％以上, 催化剂具有非常好
的高温稳定性; 而马自达公司则宣布贵金属用量可以减少 70%~90%. 除了单金属纳米催化剂外, 双金
属纳米催化剂也得到人们的充分重视, 现已合成出Au-Ag [3~5], Pt-Au[6,7], Pt-Fe [8], Pt-Ni [9], Pt-Rh [10,11], Pd-Cu [12]和 Pt-Ru [13,14]等, 并针对不同反应而进行相应的研究. Wang 等[4]发现纳米 Au-Ag 合金催化剂具有优良的低温催化氧化 CO 的活性. 研究表明, 受热力学控制的双金属粒子 (金属簇) 的表面偏析现象、表面缺陷、金属纳米粒子粒径和形貌均会影响纳米金属粒子的催化活性[15]. 纳米双金属体系为我们提供了利用表面偏析现象以调节表面缺陷, 从而可调变催化剂活性的方法. 另外, Rh 是贵金属中价格最高的, 在不能完全取代它的情况下, 如果能利用双金属的复合与协同作用, 在减少 Rh 用量的同时,保持催化剂活性和稳定性, 对降低 TWC 的成本也是非常有意义的.
尽管普通的浸渍法操作方便、成本较低, 仍是制备负载型催化剂最常用的方法, 但该法一般不能有效地调控表面金属颗粒的尺寸和形貌, 从而限制了金属组分的充分利用和催化剂活性的提高. 因此,
本文采用一种新颖的负载型纳米催化剂制备方法,即超声辅助膜扩散还原法 (UAMR), 用来制备Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 负载型纳米贵金属催化剂, 考察了它们在模型反应 (CO 和 HC 的氧化反
应, CO+NO, C3H6+NO+O2) 中的活性, 并利用原子发射光谱 (ICP-OES), N2 吸附-脱附, H2-O2 滴定和透射电镜技术对催化剂进行了表征, 同时与传统浸渍法制备的催化剂进行了比较.
主要手段是加装含贵金属 (Pt, Rh, Pd) 的三效催化剂 (TWC), 但贵金属资源日益匮乏[1]. 同时, 为了提高汽油车的燃油利用率, 发动机大多在贫燃条件下工作. 因此, 目前汽油车尾气排放控制技术的主要研究方向为: (1) 解决汽油车低温冷启动污染排放控制和提高 TWC 的高温热稳定性, 以满足更加严格的排放标准; (2) 在保持 TWC 活性和热稳定性的条件下, 寻找贵金属替代或减量的方法; (3) 研究在贫燃条件下的汽油车尾气排放控制技术.
近年来, 纳米催化得到了迅速的发展, 为新一代TWC 的研究提供了新的手段和方向. 尽管以廉价
金属代替贵金属的尝试还没有完全成功[2], 但纳米催化可使人们设计催化剂活性中心的结构和组成,
从而提高其活性和稳定性, 同时减少贵金属用量.马自达和尼桑公司分别宣布已经成功制备出贵金属
粒子粒径不大于 5 nm 的 TWC. 其中尼桑公司报道可以减少贵金属用量 50％以上, 催化剂具有非常好
的高温稳定性; 而马自达公司则宣布贵金属用量可以减少 70%~90%. 除了单金属纳米催化剂外, 双金
属纳米催化剂也得到人们的充分重视, 现已合成出Au-Ag [3~5], Pt-Au[6,7], Pt-Fe [8], Pt-Ni [9], Pt-Rh [10,11], Pd-Cu [12]和 Pt-Ru [13,14]等, 并针对不同反应而进行相应的研究. Wang 等[4]发现纳米 Au-Ag 合金催化剂具有优良的低温催化氧化 CO 的活性. 研究表明, 受热力学控制的双金属粒子 (金属簇) 的表面偏析现象、表面缺陷、金属纳米粒子粒径和形貌均会影响纳米金属粒子的催化活性[15]. 纳米双金属体系为我们提供了利用表面偏析现象以调节表面缺陷, 从而可调变催化剂活性的方法. 另外, Rh 是贵金属中价格最高的, 在不能完全取代它的情况下, 如果能利用双金属的复合与协同作用, 在减少 Rh 用量的同时,保持催化剂活性和稳定性, 对降低 TWC 的成本也是非常有意义的.
尽管普通的浸渍法操作方便、成本较低, 仍是制备负载型催化剂最常用的方法, 但该法一般不能有效地调控表面金属颗粒的尺寸和形貌, 从而限制了金属组分的充分利用和催化剂活性的提高. 因此,
本文采用一种新颖的负载型纳米催化剂制备方法,即超声辅助膜扩散还原法 (UAMR), 用来制备Rh/γ-Al2O3 和 Rh-Au/γ-Al2O3 负载型纳米贵金属催化剂, 考察了它们在模型反应 (CO 和 HC 的氧化反
应, CO+NO, C3H6+NO+O2) 中的活性, 并利用原子发射光谱 (ICP-OES), N2 吸附-脱附, H2-O2 滴定和透射电镜技术对催化剂进行了表征, 同时与传统浸渍法制备的催化剂进行了比较.
李玉洁发布的其他共享资料
-
-
关键词： 前驱体,氨合成,氧化镁,二氧化铈,钌 发表时间： 2012-07-12 14:55:32
-
关键词： 三效催化剂,铑,金,氧化铝,膜扩散还原,浸渍法 发表时间： 2012-07-12 14:53:58
-
关键词： Au溶胶催化剂,聚乙烯吡咯烷酮稳定剂,葡萄糖,分子氧,液相选择氧化 发表时间： 2012-07-12 14:51:52
-
关键词： 顺序注射分析,生物传感器,丝网印刷电极,辣根过氧化物酶 发表时间： 2012-04-06 17:00:59
-
关键词： 双分子识别,荧光猝灭法,CdTe,量子点,多巴胺 发表时间： 2012-04-06 16:59:26