六铝盐一般表示AAI12O19,也可用AO-(A12O3)6表示,A位一般表示碱土金属、碱金属或稀土金属原素。六铝盐通常是用丁级催化燃烧装置反映的高温环节,根据A13+取代过渡元素的晶格常数可以显著提高其对甲烷燃烧的催化反应活性,而优异的耐热性能的关键在于片层的尖晶石结构,如图1所示。六所示的大正离子如:B/+、La3+等在固层镜面玻璃上起支撑作用的安全氧外扩散通道,小正离子如Mn3\Fe3\Ci?+等替代Al3+,并根据氧化还原反应显示出氧气量。将CeO2添加到用反相微乳法制备的六铝盐管理系统中,也可以提高催化剂的表面积,促进活性成分分散,提高催化剂的活性(10U02)-oCSmallcations(e.g.,Al,Mn,etc.)Fig.1-6Thelayercrystalstructureofhexaaluminate尖晶石型金属氧化物可用结构式AB2O4表示,本节前原文关于Co基复合金属氧化物的详细介绍中,有关掺杂导致四空气氧化三钻尖晶石晶体缺陷而产生氧空位,进而提高催化剂活性的内容已有大量列举,而根据掺杂尖晶石型金属氧化物的高温可靠性仍有较高的可信度,值得注意的是,Liu和Liu这两位在对Pd/Al2O3进行改性时发现,掺入Ni和Mg的试件产生了NiAl2O4或MgAl2O4尖晶石结构,促使介质具有较强的酸性,既可避免非活性相Pd(OH)的生成,又可抑制Pd种群中空气中Pd的过度氧化。
3.耐磨钢管催化剂甲烷燃烧研究成果。
通过对Pd/Al2O3催化剂用于甲烷催化燃烧装置的科学研究反映出,在整个过程中,发现掺杂的改性催化剂材料不外乎取得以下三种效果:首先,提高A12O3催化剂的可靠性;其次,降低Pd催化剂在整个提温和减温过程中的回线总宽度,即提高Pd再空气氧化温度;最后,根据改变粒度和活性成分的空气氧化态改变催化剂的活性。经过学者们反复研究,掺杂原素、掺量及掺加方式等是判断改性材料掺杂后催化剂实际效果的首要条件。贵金属催化剂具有较高的超低温活性和较差的高温可靠性,而连接氢氧化物,特别是钙钛矿、六铝盐类等特殊结构的金属氧化物,普遍具有优异的高温可靠性,但对甲烷气体的超低温起燃仍有困难系数。把贵金属和联接氢氧化物融合成两个位元(dualsite)催化剂的科学研究工作日益增多,致力于提高催化剂的超低温活性和高温可靠性,扩大甲烷燃烧的温度区间,在家庭装填和工业生产中都具有重要的现实意义。
近年来,负载型Cu?耐磨钢管纳米技术一氧化氮合酶(M关键指贵金属Pd、Pt、Rh、Ru等)引起了人们的关注,这类高活性、绿色环保、相对划算的催化剂被广泛地应用在空气氧化、加氢裂化、脱氯网等反应中。许多研究表明,金属材料颗粒的规格(特别是低于2nm的颗粒)和成分对催化剂的性能有很大的影响,因此采用合适的制备方法和聚合物材料尤为重要,Chen等人简要介绍了湿预浸、堆积沉定、辐射分解、高聚物衍化等方法制备Cu-M纳米管状耐磨催化剂,强调采用这种常用方法或不能操作粒径大小,或不能操作各种加工工艺,或耗时较长,而"浸镀法"(GalvanicDisplacement,GalvanicDisplacement,GalvanicDisplacement,Galvani复原)首先将金属材料中的Cu颗粒上TiC)2介质上加载,然后用贵金属的溶液“浸镀”,制得的Cu-M/TiO2(M=Pd,Pt,Rh,Ru)S原料的平均粒度均为1?这种方法是一个2nm范畴,比较简单,适用范围广,为生产极细耐磨钢管的纳米技术催化剂提出了一个合理的设想。
浸镀工艺生产原料的优势还在于能够灵活利用原素之间的协同作用。在AI2O3上加高Ni负荷能有效地催化甲烷燃烧,当Ni的组分较低时,催化反应的实际效果会大大降低,而如果加高Ni负荷,则又会使催化剂的比表面积大幅降低,从而产生危害活性。与传统预浸法制备的催化剂相比,Ni-Pd/Al2O3并不能显著提高活性,这很可能是因为低组分的Ni不能合理地充分发挥其实际作用所致。在此基础上,首先采用胶体溶液法制取NiO-Al2O3催化剂并进行还原,得到一种高宽比分散的金属材料态Ni,然后将还原后的催化剂在室温下预浸于Pd(NO3)2水溶液中,最后去除不必要的正离子,得到一种Pd-Ni复合型催化剂,记作Pd/Ni-Al2O3-GD;采用普通浸渍法在NiO-Al2O3上加载Pd制得Pd,记作Pd/Ni-Al203-IWo,基于TEM,XRD对Pd/Ni-Al2O3-GD催化剂进行定性分析,发现Pd/Ni-GD催化剂中PdO颗粒粒度小,分布范围窄,这主要是由于该催化剂在培烧之前,Ni颗粒逐渐转移到表层,使Pd/Ni-Al203-IWo逐渐将PdO颗粒包裹起来,从而操纵PdO颗粒规格。另外,根据XPS分析结果,在Pd/Ni-Al2O3-GD催化剂表面,Pd4+/Pd2+离子在电子设备传输过程中的作用最小,因此创作者推断PdO与NiO3-GD接触对Pd4+/Pd2+的空气氧化作用最小。
钙钛矿型金属氧化物负载或掺杂了Pt族贵金属,能构成典型甲烷燃烧的双位催化剂轻1~p再用共离子交换法制取LaMnO3,全过程掺加不同用量的Pd前驱体,制催化剂P1-PM.P2-PM°],未掺Pd的催化剂记为LM,当三种催化剂用于甲烷燃烧测试时,发现Pd成分似乎对催化剂活性无危害,而且还导致比表面积减小。但在含有0.5%CH4、10%O2、900°C的环境中预处理后,P1-PM和P2-PM的活性明显提高,动力学分析发现,在一定血氧条件下,Pd(X)超过一定临界压力时,Pd(X)会产生自发性恢复全过程,本已进入钙钛矿品性的Pd慢慢地以金属材料态的方式曝露在催化剂表面,而在减温全过程中,金属材料态Pd又被气氛中co2再空气氧化,这类Pd混和PdO的亚稳态是催化剂超低温活性高的关键因素。此外,随着温度的升高,聚氨酯再次进入钙钛矿晶格常数中,还可防止锻烧团圆,提高催化剂的耐热性。这种掺杂贵金属的钙钛矿催化剂,由于其自身活性的工作性能,也被称为“智能催化剂”,在空气氧化/复原气氛中,在钙钛矿的晶格常数/表面,贵金属(platinumgroupmetal-pgm)颗粒高度分散,整个过程如图所示?考虑到甲烷燃烧催化剂超低温活性和高温可靠性的要求,7所示的妙]具有良好的发展前景。
图片1?Vig.1-7Schematicoftheoperationofself-regeneratingpgmperovskiteautocatalysts现阶段,针对贵金属与衔接氢氧化物融合的耐磨钢管催化剂,人们普遍认为"I.O.O.O.O.其催化反应全过程遵循Mars-van-ICrevelen两步空气氧化原理,即烷烃与催化剂相反应,催化剂被还原并产生氧空位,在空气中形成氧空位,首先是调价的衔接氢氧化物的氧空位,然后晶格常数氧从衔接氢氧化物迁移到贵金属表面再进行空气氧化。图1-8比较为AI2O3介质负载的Pd催化剂和为Mm六铝盐介质负载的Pd催化剂上氧输送全过程,Mn基介质出色的输送氧气的能力避免了PdO群体的溶解,相反,Pd又促进了Mn群体的复原,提升了介质的氧空位叫。