納米介孔氧化鋅及其復(fù)合氧化物的制備、表征和催化性能.pdf

1、ZnO作為催化劑載體或助劑具有許多優(yōu)良的性能，但由于其比表面較小，不利于活性組分的分散，將ZnO制備成介孔材料可顯著提高其比表面積。三嵌段高聚物F-127表面活性劑具有價(jià)格低廉、無毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，以F-127為模板劑采用水熱法合成介孔ZnO(m-ZnO)可明顯提高其比表面，對(duì)于人們普遍關(guān)注的環(huán)境友好尤為重要，通過添加第二組分M(=Ce，Zr和Mg)可在不同程度改善m-ZnO水熱穩(wěn)定性。 本文以F-127，十六胺，SDS為模

2、板劑采用水熱法制備了m-ZnO材料。研究了模板劑的種類、pH值、制備方法、模板劑和鋅源比、水熱溫度和焙燒溫度等制備條件對(duì)m-ZnO結(jié)構(gòu)和性能的影響。以甲醇水蒸汽重整制氫為探針反應(yīng)，探討了m-ZnO載體及m-ZnO-MOx(M=Ce、Mg和Zr)復(fù)合載體對(duì)Pd基催化劑活性的影響。采用XRD、TEM、BET、DTA、FT-IR和TPR等方法對(duì)m-ZnO、m-ZnO-MOx復(fù)合載體及Pd基催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和晶相進(jìn)行了表征，并與催化活

3、性關(guān)聯(lián)，探討了催化材料活性.組成.結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系。 1.以三嵌段高聚物F-127、十六胺或十二烷基硫酸鈉(SDS)為模板劑采用水熱法合成了一系列m-ZnO，考察了模板劑種類、模板劑與鋅源摩爾比、沉淀劑種類、水熱溫度及焙燒溫度等因素對(duì)m-ZnO性能的影響。結(jié)果表明，以F-127模板劑合成的m-ZnO性能最佳。當(dāng)F-127與鋅源摩爾比為1:500，沉淀劑為CO(NH2)2，水熱溫度為90℃，焙燒溫度為400℃時(shí)所制備的m-ZnO

4、具有較大的比表面積、孔容和平均孔徑。 2.不同制備方法(水熱法、沉淀法)所制得m-ZnO的性能有較大差異，以水熱法制備的m-ZnO具有較大的BET比表面積(J24.7m2/g)、孔容和孔壁厚度，其比表面積大于103.6m2/g的文獻(xiàn)值。由于水熱法采用尿素為沉淀劑，在一定溫度下水解，OH-從溶液中緩慢、均勻產(chǎn)生，使溶液的pH恒定在一定的范圍，對(duì)形成細(xì)小的Zn(OH)42-、增大m-ZnO的比表面積、孔容和孔壁厚度有利。 3

5、.以m-ZnO和ZnO為載體制備了Pd基催化劑，研究了Pd/m-ZnO和Pd/ZnO催化劑對(duì)甲醇水蒸氣重整制氫催化活性的影響。與Pd/ZnO催化劑相比，Pd/m-ZnO催化劑對(duì)甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)具有較高的催化活性、氫氣產(chǎn)率和CO2選擇性，因?yàn)閙-ZnO有較大的比表面積，活性組分Pd在m-ZnO載體表面上有較高的分散度。 4.合成了m-ZnO-MOx(M=Ce、Mg和Zr)復(fù)合氧化物，研究了不同復(fù)合氧化物載體對(duì)Pd基催化劑甲醇

6、水蒸氣重整制氫反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明，添加一定量的第二組分對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)有較大的影響，有利于提高催化劑的催化活性和穩(wěn)定性。Pd基催化劑的甲醇水蒸氣重整制氫活性順序?yàn)镻d/m-ZnO-CeO2>Pd/m-ZnO-MgO>Pd/m-ZnO-ZrO2，這與m-ZnO-CeO2復(fù)合載體具有較大的比表面積、較小Pd粒以及Pd與m-ZnO-CeO2較強(qiáng)的相互作用有關(guān)。 5.制備出不同Ce含量的Pd/m-ZnO1-xCeO2(x)(x=0.