【摘 要】
：
轻质饱和烷烃（如丙烷）是一类非常难以催化氧化的挥发性有机物（VOCs）,因此常将丙烷的完全氧化反应作为模型反应以考察催化剂对VOCs的氧化性能;CO氧化反应是汽车尾气净化等领域所涉及到的重要反应之一,该反应也被广泛用作评价催化剂氧化活性的模型反应。Pt基催化剂在CO和丙烷催化燃烧中具有优异的催化活性和稳定性,目前对单一CO或丙烷完全氧化的性能已有大量研究,但对于不同催化剂在CO和丙烷完全氧化反应中
论文部分内容阅读
轻质饱和烷烃（如丙烷）是一类非常难以催化氧化的挥发性有机物（VOCs）,因此常将丙烷的完全氧化反应作为模型反应以考察催化剂对VOCs的氧化性能;CO氧化反应是汽车尾气净化等领域所涉及到的重要反应之一,该反应也被广泛用作评价催化剂氧化活性的模型反应。Pt基催化剂在CO和丙烷催化燃烧中具有优异的催化活性和稳定性,目前对单一CO或丙烷完全氧化的性能已有大量研究,但对于不同催化剂在CO和丙烷完全氧化反应中存在的性能差异研究却鲜有报道。本文主要制备了Pt/CeO2、Pt/Nb2O5催化剂和系列Pt-x Fe/Nb2O5催化剂,考察其在CO和丙烷完全氧化反应中的催化性能及氧化反应路径。通过XRD、TEM、CO化学吸附、XPS、NH3-TPD等表征手段以及动力学实验,分析催化剂在CO和丙烷完全氧化反应中存在活性差异的原因,以及载体的性质和助剂的添加对催化剂在不同反应中的动力学行为影响。本论文的主要研究工作如下:1、载体性质对Pt基催化剂的CO和丙烷催化氧化性能影响研究分别以CeO2和Nb2O5为载体负载Pt,考察催化剂在CO和丙烷完全氧化中的催化活性。发现在CO催化氧化中,Pt/CeO2催化剂的活性明显高于Pt/Nb2O5催化剂,90 oC下Pt/CeO2的质量比速率(125.0μmol·g Pt-1·s-1)比Pt/Nb2O5高10倍以上(11.9μmol·g Pt-1·s-1)。这是由于Pt/CeO2催化剂中含有丰富的氧空位,有利于氧物种的活化,进而促进Pt/CeO2催化剂上的CO氧化。而在丙烷完全氧化中,Pt/Nb2O5催化剂的活性则明显高于Pt/CeO2催化剂,200 oC下Pt/Nb2O5的质量比速率(47.1μmol·g Pt-1·s-1)比Pt/CeO2(10.9μmol·g Pt-1·s-1)高4倍。可能是由于Pt/Nb2O5催化剂具有较强的表面酸性,导致产生能促进丙烷中C-H键活化的Pt~0物种。除此之外,通过动力学实验发现氧气在Pt/CeO2催化剂上的反应级数为正值（0.2-0.3之间）,表明该催化剂上的氧覆盖率较高;而氧气在Pt/Nb2O5催化剂上的反应级数均为负值（CO氧化中反应级数为-0.66,丙烷氧化中则为-0.34）,说明在该催化剂表面氧气吸附很强,Pt表面的氧气与反应物丙烷、CO之间形成竞争吸附,使氧气对反应起到抑制作用。基于以上分析,表明丙烷和CO氧化反应在这两种催化剂上的不同催化反应行为,可能归因于催化剂上存在不同的活性物种以及具有不同的反应路径。2、助剂Fe对Pt/Nb2O5催化剂的CO、丙烷氧化反应性能影响研究在Pt/Nb2O5催化剂中引入不同含量（0、0.1、0.2、0.5、1 wt.%）的助剂Fe得到系列Pt-x Fe/Nb2O5催化剂,考察催化剂在CO和丙烷完全氧化中的催化活性。添加助剂Fe会导致催化剂的丙烷完全氧化活性明显下降,然而其CO氧化活性却是大幅度提高的。当Fe负载量为0.2 wt.%时CO氧化活性达到最高（在100 oC时CO转化率达到100%）。随着Fe含量的增加,催化剂中Pt物种的平均粒径先下降后上升,Pt分散度先上升后下降,表面吸附氧的相对含量先上升后下降,其中Pt-0.2Fe/Nb2O5催化剂具有最高的Pt分散度和表面吸附氧含量,这对CO氧化具有促进作用。同时,催化剂的表面酸性随着Fe含量的增加而不断降低,不利于将催化剂表面的Pt Ox物种还原为金属态Pt物种,因此使催化剂的丙烷完全氧化反应受到了抑制。此外,动力学实验显示在Pt/Nb2O5催化剂中添加Fe后,氧气在CO和丙烷完全氧化反应中的反应级数均由负值转变为正值;同时,Pt-0.2Fe/Nb2O5催化剂上的CO氧化反应活化能(Ea=20.2±1.6 k J·mol-1)明显低于Pt/Nb2O5催化剂(Ea=38.0±1.6 k J·mol-1);而Pt/Nb2O5催化剂上的丙烷完全氧化反应活化能(Ea=76.5±2.2 k J·mol-1)则明显低于Pt-0.2Fe/Nb2O5催化剂(Ea=84.9±3.7 k J·mol-1)。上述结果表明Fe的加入可能改变了催化剂表面的活性物种,从而改变了反应路径。
其他文献
从分子水平研究多相催化剂表面物种与催化剂表面结构,进而解析催化反应机理、活性位点及其催化作用是催化科学研究的热点与难点。红外光谱可以获取探针分子与反应中间体在催化剂表面吸附后的振动与转动信息,由此识别表面物种、推断催化剂表面结构与吸附位点信息,是多相催化研究的重要表征手段之一。然而,利用红外光谱识别表面物种与研究反应机理仍存在重要挑战:（1）利用红外光谱识别表面物种一般根据自由分子的特征频率或文献
从几起典型轨道绝缘烧损案例的概况、原因、整治方案入手，分析牵引回流不畅原因，提出改进牵引回流切断点设计、增设空扼流、补强回流线缆疏通牵引回流等措施，解决大电流烧损绝缘的问题。同时结合现场实际情况，提出在设计、施工、运营中对牵引回流优化整治，超前防范，有借鉴意义和长远影响。
《辇下曲》是元代文人张昱早年旅居王都时有所闻见而作、后有意整理而成的组诗,共有七绝131首。文中对它的研究共分为三个部分:一是对《辇下曲》的范围及创作情境的探究。其成稿,从作者层面来说,既得益于张昱早期游历京师时处处留意、时时落笔的行为,也得益于他对文稿的有意整理;从政治环境来说,《辇下曲》的创作与元代的两都巡幸制度、皇室对待宫词写作的宽容态度、南人的政治困境是密不可分的;从文化环境来看,张昱创作
《十先生奥论注》是成书于南宋中期的宋代论体文章选本,是由建阳麻沙书坊的书商编、注、刊刻,以呈示范文的方式教习举子试论写作的科举用书,目前仅存四库本。全书原本四十五卷,有阙佚,现存四十卷,分为前、后、续三集,共收录16位作家214篇文章,前集第八卷开始有注文。论文以四库全书版的《十先生奥论注》为研究对象,立足文本,在分析考证文献的基础之上,从成书背景、选本内容、行文艺术、注文以及价值等方面阐释此书。
利用荧光成像技术对细胞膜进行长时间、高特异性的实时跟踪,对研究和细胞膜相关的生物过程具有重要意义。商用化的聚集诱导猝灭（Aggregation-Caused Quenching,ACQ）荧光分子探针和新兴的聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission,AIE）分子探针都是根据传统的细胞膜模型（磷脂双层结构和插在其中的糖蛋白）设计的,大多是以两亲的磷脂分子为靶向单元,通过增
能量收集技术（Energy Havesting,EH）使无线传感网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）能够自我可持续化发展,以保持其长期关键性能指标,如数据吞吐量和传感覆盖能力等。以往的研究都是假设系统信息（例如,传感器位置、通道参数和未来能量到达的数量）是可访问的,在此基础上,轨迹设计可以被公式化为常规优化问题。然而,在实际场景中,由于环境的高度动态性和复杂性,导致系
早发性卵巢功能不全是妇科常见多发疾病，其内涵与中医的“血枯经闭”相似，主要病机为二阳之病导致太冲脉衰少，二阳之病的病机关键为胃津亏虚、郁火灼津、湿痰内阻。刘奉五先生针对此种病机创立了瓜石汤，用于治疗早发性卵巢功能减退导致的闭经。
工业4.0的到来为信息化和智能化的现代发展提供了很多机遇,其核心架构是信息物理融合系统（Cyber-Physical Systems,简称为CPS）。CPS系统通过计算、通信与控制三者协同,为工业控制系统提供智能感知、动态控制与信息服务。同时,它越来越多地应用在与国计民生相关的领域,如电力系统、交通系统和智慧城市等关键基础设施中。CPS系统架构中,物理资源网络和计算资源网络间数据服务等越来越多呈现
在现代工业体系中,加氢反应是最重要的化学步骤之一,据统计大约25%的化学转化都会涉及一步或者多步的加氢步骤,因此寻找对目标反应更高效的催化剂一直是催化界中最主要的主题之一。再者,对一个同时含有两个或者多个功能性基团的底物的选择性氢化是非常重要的,但同时也存在着极大的挑战性。硝基芳香胺是许多精细化学品（包括药品、表面活性剂、农药等）的关键中间体,它主要由相应的硝基芳烃通过选择性氢化而制备,而该类硝基
基于模型的诊断推理是人工智能领域的一个重要分支,其中由冲突部件集产生所有极小碰集是基于模型诊断推理的重要一步。普遍认为,基于布尔代数的算法是计算极小碰集效率较高的算法,但是该算法不仅在极小化上浪费大量时间,而且由于产生较多的节点,导致空间内存消耗严重。本文针对布尔代数算法中使用的去超集策略及现有处理结构进行优化,具体有以下工作:（1）将布尔代数算法求解过程形式化为一棵二叉树,在求解过程中从叶子节点