用于冷啟動(dòng)污染控制的非Ce基全Pd密偶催化劑研究.pdf

1、本文以碳酸銨為沉淀劑、采用共沉淀法制備了不同原子配比的ZrO2-Al2O3復(fù)合氧化物及Al2O3和ZrO2單一氧化物，并篩選出最優(yōu)化的鋯鋁原子配比。在此基礎(chǔ)上，分別用氨水共沉淀法、表面活性劑輔助沉淀法、浸漬法制備了ZrO2-Al2O3復(fù)合氧化物載體，然后浸漬負(fù)載Pd活性組分(1.0wt.％)，制得了一系列不同方法制備的載體負(fù)載的全Pd密偶催化劑。以丙烷氧化為探針?lè)磻?yīng)評(píng)價(jià)了各催化劑的氧化活性，并與傳統(tǒng)Pd/Al2O3催化劑進(jìn)行比較，考察了

2、載體的制備方法和焙燒溫度、催化劑焙燒溫度、Pd的負(fù)載量(0.5～2.0wt％)等因素對(duì)催化劑性能的影響，結(jié)果表明碳酸銨共沉淀法制備的ZrO2-Al2O3(Zr/Al原子比為1/3)載體經(jīng)1100℃焙燒后，再負(fù)載1％的Pd后于600℃焙燒得到的催化劑PZ1A3-1100-600具有最好的丙烷氧化活性和熱穩(wěn)定性。本文還考察了助劑Y的添加對(duì)催化劑PZ1A3-1100-600氧化活性和熱穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，采用碳酸銨共沉淀法制備的Y0.5Z

3、1A3載體熱穩(wěn)定性好，負(fù)載Pd(1.0wt.％)后，即使于1100℃焙燒，催化劑仍然具有較好的丙烷氧化活性。
　　 采用X射線衍射(XRD)、H2-TPR、O2-TPD、X射線光電子能譜(XPS)和原位漫反射紅外光譜(DRIFTS)等表征手段研究了各個(gè)催化劑的載體結(jié)構(gòu)和PdOx物種的氧化還原能力及吸附性能，并將其與催化活性相關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明：采用碳酸銨共沉淀法制備催化劑載體阻止了活性t-ZrO2向惰性m-ZrO2的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了氧的

4、移動(dòng)性、促進(jìn)了載體和PdO物種的相互作用、提高了PdO物種對(duì)還原性氣體的吸附能力以及PdO物種的分散度，同時(shí)PdOx物種的Pd-O鍵能增強(qiáng)，這些都有利于催化劑對(duì)丙烷的氧化。四種不同方法制備的載體負(fù)載Pd催化劑經(jīng)高溫焙燒后，PZ1A3-1100-900催化劑活性下降最緩慢，這是由于載體和PdO物種的相互作用抑制了PdO物種的燒結(jié)，in-situDRIFTS表征結(jié)果表明，仍然有CO線式吸附的存在，說(shuō)明該催化劑中PdOx物種分散度高。對(duì)不同P

5、d負(fù)載量的考察結(jié)果表明，當(dāng)Pd負(fù)載量為1wt.％時(shí)，PdO物種與載體的相互作用最強(qiáng)。載體中添加Y助劑后生成了釔鋯固溶體，Y3+部分取代了Zr4+產(chǎn)生晶格缺陷形成陰離子空穴(□)，這種空穴與PdO物種相互作用形成活潑的氧物種(O2-)，并且能穩(wěn)定PdO物種，增大Pd-O鍵能，從而使得1100℃焙燒后的催化劑熱穩(wěn)定性提高。本文還對(duì)丙烷催化氧化的機(jī)理進(jìn)行了討論，并分析了影響催化劑性能的關(guān)鍵因素，這對(duì)未來(lái)全Pd密偶催化劑及載體材料的進(jìn)一步研究具