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负载型纳米CeO_2复合载体的制备及其性能的研究

作　者: 魏文龙
导　师: 王敏炜
学　校: 南昌大学
专　业: 化学工艺
关键词: 纳米CeO2 γ-Al2O3 复合载体 CO催化氧化
分类号: O614.332
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 157次
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内容摘要


CeO2的存在不仅可以提高催化剂的催化活性,而且能改善催化剂的热稳定性,提高催化剂的寿命,现人们致力于直接将其作为催化剂载体加以应用。然而,由于CeO2本身的比表面积很小（一般小于10m2/g）,热稳定性和机械强度也差,使其作为催化剂载体的应用功效很难完全发挥出来。本课题的内容是;采用不同的方法制备出一系列以大孔γ-Al2O3为基载体,表面负载CeO2的复合载体。使得CeO2能够尽可能分散在Al2O3表面,使得载体氧化铈具有较大的比表面积,并且具有良好的机械强度及耐热性能。实验运用了XRD、DTA、BET（N2吸附）、TPR和CO-TPD等技术对负载型复合载体的结构、粒子大小、比表面积、还原性能等进行了表征。结果表明,制备过程中真空浸渍和微波干燥都能减小复合载体表面CeO2颗粒的粒径,从而改变复合载体的比表面积;CeO2的负载量小于20%时,纳米CeO2是单层分布的,随着CeO2负载量的增加,细小的颗粒CeO2在基载体γ-Al2O3上的分布更加完全,但当CeO2的负载量大于30%时,纳米CeO2颗粒在基载体γ-Al2O3上出现多层分布;焙烧温度达500℃或更高,纳米CeO2颗粒与基载体γ-Al2O3将会形成复合氧化物或固熔体,影响复合载体的性能,因此在复合载体的制备时,样品的焙烧温度设定在450℃。最后分别用复合载体CeO2/γ-Al2O3与单纯CeO2为载体制备Cu基催化剂,应用于CO催化氧化反应,经过比较得出,复合载体催化剂的催化活性要明显优于单纯载体催化剂CuO/CeO2的催化活性。因此,相对于单纯的CeO2载体来说,纳米型CeO2复合载体具有更大比表面积、更好的热稳定性和机械强度,能够很好的提高CeO2为载体的催化剂的实际应用价值。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 文献综述  7-24
  1.1 纳米材料  7-10
    1.1.1 纳米材料的性质  7-8
    1.1.2 纳米材料在催化剂中的应用  8-10
  1.2 氧化铝  10-11
    1.2.1 氧化铝简介  10
    1.2.2 氧化铝在催化中的应用  10-11
  1.3 二氧化铈  11-19
    1.3.1 二氧化铈的简介  11
    1.3.2 氧化铈的应用  11-17
    1.3.3 CeO_2的制备方法及其对载体性能的影响  17-19
  1.4 复合载体  19-20
  1.5 研究前景  20
  1.6 课题的主要研究内容及创新点  20-22
  参考文献  22-24
第2章 实验方法  24-31
  2.1 实验原料及仪器  24
    2.1.1 原料  24
    2.1.2 主要实验仪器  24
  2.2 样品的制备  24-26
    2.2.1 负载型纳米CeO_2/γ-Al_2O-3复合载体的制备  24-26
    2.2.2 催化剂的制备  26
  2.3 载体及催化剂的表征  26-31
    2.3.1 X-射线衍射(XRD)  26-27
    2.3.2 比表面积的测定(BET)  27
    2.3.3 差热分析法(DTA)  27-28
    2.3.4 程序升温还原(TPR)  28
    2.3.5 程序升温脱附(TPD)  28-29
    2.3.6 催化剂活性评价  29-31
第3章 负载型纳米CEO_2/AL_2O_3复合载体的结构和性能研究  31-47
  3.1 制备方法对复合载体性能的影响  31-39
    3.1.1 复合载体的结构和分散性能  31-35
    3.1.2 复合载体还原性能的研究  35-36
    3.1.3 载体脱附性能的研究  36-38
    3.1.4 载体热性能的研究  38-39
  3.2 CEO_2含量对复合载体性能的影响  39-43
    3.2.1 复合载体的表面性能  39-40
    3.2.2 不同CeO_2含量的复合载体还原性能的研究  40-41
    3.2.3 载体脱附性能的研究  41-42
    3.2.4 复合载体热性能的研究  42-43
  3.3 焙烧温度对复合载体性能的影响  43-46
  参考文献  46-47
第4章 催化剂的制备及其活性研究  47-51
  4.1 催化反应的选择  47-48
  4.2 催化剂的制备  48
  4.3 催化剂活性评价  48-50
  参考文献  50-51
第5章 结论  51-52
致谢  52-53
攻读学位期间的研究成果  53

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物 > 第Ⅲ族金属元素及其化合物 > 镧系元素（稀土元素） > 铈Ce
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