铅氧化铝催化剂的制备研究

铂族金属催化剂制备

铂族金属催化剂是一类重要的催化剂，在化学合成、环境保护、能源转化等领域具有广泛的应用。制备铂族金属催化剂通常包括以下几个步骤：

1. 催化剂载体的制备，常用的载体材料包括氧化铝、硅胶、碳纳米管等。制备载体的方法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等，通过调控载体的孔隙结构和比表面积，可以提高催化剂的活性和稳定性。

2. 金属前驱体的负载，将铂族金属的前驱物负载到载体上，常用的方法包括浸渍法、沉淀法、离子交换法等。在负载过程中，需要控制金属前驱物的分散度和负载量，以获得高效的催化性能。

3. 还原和活化，将负载了金属前驱物的载体经过还原处理，通常在氢气或氢气气氛中进行。还原后的金属颗粒将成为活性位点，提供催化活性。

4. 表面修饰，为了提高催化剂的选择性和稳定性，可以对金属催化剂进行表面修饰，如合金化、掺杂、包覆等，以改善其电子结构和表面反应特性。

5. 催化剂性能评价，最后需要对制备的铂族金属催化剂进行性能评价，包括表面积、孔隙结构、晶体结构、催化活性、选择性、稳定性等方面的测试，以确保其在实际应用中具有良好的催化性能。

总的来说，铂族金属催化剂的制备涉及到载体制备、金属负载、还原活化、表面修饰和性能评价等多个环节，需要综合考虑材料学、物理化学和催化化工等多个学科的知识，以获得高效、稳定的催化剂产品。

三效催化剂机理研究

第11期· · 9 综述专论

引言汽车工业的发展在推动经济繁荣的同时也造成了严重的环境污染。汽车排放的污染物包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、硫化物、颗粒（铅化合物、黑碳、油雾等）、臭气（甲醛、丙烯醛）等，其中CO、HC、NOx是造成环境污染的三种主要气态污染物，对人体的危害极大，在增加大气污染的同时，也破坏了生态平衡。更重要的是，这些污染物在一定条件下会生成二次污染物——光化学烟雾，从而对环境造成更大的危害，因此，许多城市将控制机动车尾气作为改善空气质量的重要措施[1]。而在众多的尾气排放控制手段中，催化净化已经成为控制汽油车尾气污染的重要手段之一[2]。1.三效催化剂的结构与组成汽车尾气催化剂主要有两种类型：蜂窝型和颗粒型。但是，由于颗粒型催化剂单位体积的重量为蜂窝型的23倍，且有加热时间长，易磨损等缺点，因此自80年代起，颗粒型催化剂逐渐为蜂窝型催化剂所取代。汽车尾气催化剂从70年代中期在美国开发并使用三效催化剂机理及技术进展

以来，按其特点可以分为以下几个阶段：（1）Pt，Pd氧化型催化剂为第一代产品，主要控制CO和HC的排放，70年代在美国曾得到广泛的应用。（2）还原氧化双段催化剂为第二代产品，应用于80年代。在催化剂的还原段，NOx被还原为NH3，但是经过氧化段又被复原，所以它并未得到实质性的使用。（3）三元催化剂为第三代产品，主要控制尾气排放中的CO、HC及NOx，其主要活性成分为Pt、Rh、Pd等贵金属。（4）单钯催化剂为第四代产品，虽然可耐更高的温度，但对空燃比和燃油的要求也更高，因此未得到工业应用。现今最为常见的汽车尾气催化剂又被称为三效催化剂或三元催化剂(Three-Way Catalyst，简称TWC)，这是因为它能同时净化汽车尾气中的三种有害成分的缘故。三效催化剂主要由四部分组成：载体、氧化铝涂层、活性组分和助剂。1.1载体载体是担载主催化剂和助催化剂组分的组分[3]，从汽车尾气排放标准要求及催化技术发展来看，载体形式主要有颗粒状和整装两类。颗粒状载体主要为氧化铝小球，因其堆密度大、热容量大、预热性能差、排气阻力大、使用中易收缩、活性组分容易剥落等缺点，基本上已经被淘汰。目前最常用的车用三效催化剂为整体蜂窝状堇青石陶瓷（2MgO2Al2O35SiO2），作者简介：于娜娜（1987-），女，河北沧州人，中北大学化工与环境学院在读硕士。主要研究方向：超重力场中的多相流传质与化学反应。于娜娜*1 鲁静2 郭宇鹏2 苏理瑶2（中北大学1化工与环境学院，2材料科学与工程学院山西太原030051）摘要：本文论述了三效催化剂的结构、反应机理、制备及表征方法，同时创新性的提出了可能的三效催化剂的新型制备方法，综述了三效催化剂的国内外发展现状，并对国内三效催化剂的发展前景进行了展望。关键词：三效催化剂；汽车尾气；净化中图分类号：TQ426.96 文献标识码：文章编号：A 文章编号：T1672-8114(2011)11-009-06 三效催化剂机理及技术进展化工中间体Chenmical Intermediate2011年第11期· · 10 由许多薄壁平等小通道构成，其气流阻力小、几何表面积大、无磨损、耐高温、催化转化率高[4]。近年来，人们也对金属合金、氧化铝、莫来石、分子筛及玻璃纤维等尾气净化催化剂载体进行了相关研究，其中金属合金载体研究最多，且已经开始在美国、日本等的部分电加热催化剂的汽车上安装使用，它对降低汽车排气阻力十分有利，明显改善了动力性能，提高了尾气净化效率，同时延长了净化器的使用寿命。研究表明[5]：Ni-Cr，Fe-Cr-Al，Fe-Mo-W三类合金均可作为尾气净化催化剂载体。而从加工性能和经济价值等方面综合考虑，Fe-Cr-Al是最具有应用前景的合金载体。1.2氧化铝涂层涂层附着于载体表面，其作用是提供大比表面来附着贵金属或其它催化成分。γ-Al2O3具有很强的吸附能力和很大的比表面，因而常用于涂层材料。但γ-Al2O3的缺点是高温不稳定，在1000℃时会相变成比表面很小（＜10m2/g）的α-Al2O3，从而降低催化活性。为防止α-Al2O3高温劣化，通常加入Ce、La、Ba、Sr、Zr等稀土或碱土元素氧化物作为助剂。1.3活性组分活性组分是三效催化剂中最重要的成分。目前，国际上商业催化剂的主要成分是贵金属。主要组分有Pt-Pd、Pt-Rh、Pd-Rh、Pt-Pd-Rh，其优点是起燃温度低、寿命长，对CO、HC、NOx同时具有较高的催化转化效率；缺点是贵金属价格昂贵，资源稀少，易发生Pb、S中毒。针对贵金属催化剂价格昂贵的缺点，人们对非贵金属化合物进行了探索，用其取代或部分取代催化剂中的贵金属，以期降低催化剂的昂贵成本。目前，非贵金属催化剂以Mn、Co、Fe、Sr、Cu、Ni、Bi等过渡金属与碱金属氧化物为主要活性组分，非贵金属氧化物添加物中常见的是稀土氧化物[6]。钙钛矿（ABO3）型三效催化剂具有多种优秀的物理化学性质与催化性能，其催化组分可变，能通过选择合适替代物来控制金属离子价态，从而增强反应活性，因此用来处理汽车尾气[7～9]。LaCoO3和LaMnO3对CO和HC的氧化催化活性与Pt相当。La0.8K0.2MN0.9O0.1O3催化剂在过量（CO+H2）气氛中对NO还原活性很高并生成较多NH3，有较好的初始三效性能，但高温老化导致活性下降。非贵金属催化剂具有容易获得和价格低廉的优点，也成为尾气净化三效催化剂的首选材料。但非贵金属又具有不可克服的缺点，如在低温下对硫很敏感，在富氧环境下更易失活；活性不如贵金属高；非贵金属对空速更为敏感等。1.4助剂助剂是自身无催化作用或活性较低的添加物，但将其加入催化剂中可以提高催化剂性能[10]。常用作助剂的为一些稀土元素和碱金属氧化物[11]。如铈具有强储放氧能力，可提高贵金属催化剂的热稳定性，延缓γ-Al2O3向α-Al2O3的高温相变，增强Al2O3的热稳定性。CeO2是应用最广泛的稀土氧化物添加剂。La也是常用的汽车尾气催化助剂，主要以La2O3的形式存在。稀土复合氧化物催化剂La-Co/γ-Al2O3有优良的CO氧化性能并有一定的NO还原活性。另外还有一些其它的助剂如Zr、Ti、Sm和及碱金属氧化物MgO、BaO、CaO、SnO等[12]。2.三效催化剂的反应机理汽车尾气净化催化转化器通过催化作用，利用排放废气中残余氧和排气温度，使尾气中CO、HC、NOx三种有害物质转化为CO2、N2、H2O等无害物质再排入大气，从而达到减少污染、保护环境的目的。汽车尾气在三效催化剂上发生的化学反应主要可以分为以下几类：（1）CO、HC氧化反应：（2）NO还原反应：

生物异丁醇脱水制异丁烯催化剂的研究

张丽丽;高俊斌;姚志龙;孙培永

【摘要】为实现异丁醇脱水制异丁烯的高转化率和高选择性,对不同种类催化剂进行筛选,得到具有较好脱水活性的催化剂.考察了不同焙烧温度对拟薄水铝石理化性质的影响,并通过固定床微反装置考察了不同焙烧温度制备的氧化铝催化剂对异丁醇脱水制备异丁烯反应的性能.结果表明,不同种类的催化剂中活性氧化铝催化剂对异丁醇脱水反应具有较好的反应性能；500℃焙烧的拟薄水铝石对异丁醇脱水制异丁烯的反应性能最佳,一定条件下反应,可使异丁醇的转化率达到98.62％,异丁烯的选择性达到97.84％.%Catalysts used for dehydration of biological

isobutanol to isobutene were studied in order to achieve high conversion

and high selectivity during the reaction. We screened different kinds of

catalysts and got the catalyst with high activity for dehydration. And we

investigated the influences of the different calcining temperatures on the

physical and chemical properties of the pseudoboehmite. The reactive

performance of the Al2O3 catalysts calcined at different temperatures was

researched in the dehydration reaction of biological isobutanol to

贵金属催化剂的制备及其在有机合成中的应用研究

贵金属催化剂是一类应用广泛的催化剂，在有机合成中发挥着重要的作用。贵金属催化剂的制备及其在有机合成中的应用研究已经成为化学领域的一个热门话题。本文从上述两个方面进行探讨。

一、贵金属催化剂的制备

1.常见贵金属催化剂的制备

常见的贵金属催化剂有铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）等。其中，铂催化剂是较为常见的一种。铂金属可以用化学还原、电化学法、热分解等方法制备成纳米颗粒，作为催化剂运用于有机反应中。热分解法是一种应用广泛的铂催化剂制备方法。这种方法的原理是，在高温下，优选的铂前体可以分解成纳米颗粒的铂金属。热分解法制备出来的铂催化剂具有良好的分散性和高的催化活性。

2. 新型贵金属催化剂的制备

除了传统的制备方法之外，近年来，也涌现出了一些新型的贵金属催化剂制备方法。例如，模板法是一种常见的制备新型催化剂的方法。它具有制备出复杂结构的催化剂的优点。模板法的原理是，将活性金属沉积在内孔或表面特定的纳米结构上，从而制备出精密结构的催化剂。此外，也有人利用单原子贵金属催化剂的稳定性和催化活性，使贵金属活性更好地发挥出来。这些新型制备方法使得贵金属催化剂的性能有了质的提高。

二、贵金属催化剂在有机合成中的应用

贵金属催化剂的应用范围广泛，包括如烯烃加氢、Suzuki交叉偶联、Heck反应、氨基氧化等。这些反应是化学合成中的一些基本反应，贵金属催化剂在这些反应中可以提高反应速率、选择性和产率，从而使得有机分子的合成效率更高。以下就钯催化的Suzuki交叉偶联反应和铑催化的不对称反应分别做说明。

1. 钯催化的Suzuki交叉偶联反应

Suzuki交叉偶联反应是一种重要的碳-碳键形成反应，具有非常广泛的应用前景。该反应利用芳香族卤代烃与芳香族硼酸酯配体之间的化学反应，在有机合成中得到了广泛的应用。钯是Suzuki交叉偶联反应中最常用的催化剂。钯催化Suzuki反应是利用萘基钯作为催化剂，活化卤代芳香族化合物与芳香族硼试剂之间的交叉偶联，制备具有许多功能基团的有机分子。该反应具有较好的选择性和高的反应产率。

lindlar催化剂催化炔烃反应

Lindlar催化剂是一种常用于催化炔烃加氢反应的催化剂。它由一种稀有金属钯（Pd）支撑在石墨或氧化铝上制成，通常配合着少量的铅（Pb）和硫（S），能够在温和的反应条件下，将炔烃转化为烯烃，同时避免过量还原导致副反应的发生。

使用Lindlar催化剂催化炔烃反应具有以下优点：

1. 可以将实验室中常用的炔烃转化为相应的烯烃，而无需使用高温和高压等剧烈条件。

2. 与传统的加氢催化剂相比，Lindlar催化剂可以得到更选择性和高活性的反应产物，而且只需要使用微量的钯，成本比较低廉。

3. Lindlar催化剂还可以在不需要氢气存在的情况下进行反应，这种反应方式常常被用于有机合成中，方便实验操作。

但Lindlar催化剂催化炔烃反应也存在以下几个缺点：

1. 反应效率会受到催化剂的中毒作用影响。因此，一旦催化剂被中毒，活性显著降低，进一步催化反应的可能性非常小。

2. Lindlar催化剂对某些炔烃的转化存在差异性，不同取代基和双键位置的炔烃催化效果也会不同。

3. Lindlar催化剂会在催化过程中产生毒性物质，需要建立安全操作规程。

综上所述，Lindlar催化剂的应用广泛，但在具体的实验操作中要注意催化剂的中毒问题和毒性物质的处理。

催化裂化催化剂的发展历程及研究进展

张春兰，陈淑芬，张远欣

（兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州710060）

摘要：介绍了催化裂化催化剂在国内外的发展历程，详细阐述了重油裂化催化剂、生产高辛烷值催化裂化催化剂、生产

清洁燃料催化剂、增产低碳烯烃催化剂、多产液化气和柴油等催化剂的研究进展。并对催化剂的发展前景进行展望，今后

催化裂化催化剂仍然是重油高效转化、增产丙烯、高温化学改性、降低汽油烯烃含量和高固含量成胶技术的方向发展。关键词：催化裂化催化剂；发展历程；研究进展

doi:10.3969/j.issn.1673-5285.2013.02.002中图分类号：TE624.91文献标识码：A文章编号：1673-5285（2013）02-0005-05

Developmentprocessandresearchprogress

ofcatalyticcrackingcatalyst

ZHANGChunlan，CHENShufen，ZHANGYuanxin

（DepartmentofPetrochemicalEngineering，LanzhouPetrochemicalCollegeof

VocationalTechnology，LanzhouGansu710060，China）

Abstract:Thedevelopmenthistorycatalyticcrackingcatalystisintroduced,theresearch

progressoftheheavyoilFCCcatalyst,highoctanenumberofFCCcatalyst,productionofclean

fuelcatalyst,productionoflowcarbonolefincatalyst,prolificliquefiedgasanddieselcatalyst

iselaborated.Andthefuturedevelopmentofcatalystisprospected,thefutureofcatalytic

赤泥用于废气处理的研究现状与进展

摘要：赤泥是氧化铝生产时产生的大宗工业固体废物，提高赤泥综合利用率、减少赤泥堆存量是铝行业发展面临的紧迫问题。工业活动产生固体颗粒粉尘污染物和气态污染物，是造成雾霾、化学烟雾、酸雨、温室效应等环境问题的主要原因。赤泥用于废气处理是赤泥综合利用的重要方向之一，是废气处理的重要研究方向，是赤泥减量、废气处理的重要方法，是相关产业绿色发展、可持续发展、循环利用的重要途径。本文介绍了赤泥的物理化学特性，并综述了赤泥用于废气处理的研究现状与进展。

关键词：赤泥；废气；研究现状；进展

赤泥是铝冶炼工业生产氧化铝时产生的大宗工业固体废物，因氧化铝生产工艺的不同被分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥。拜耳法工艺具有能耗低、生产成本也相对较低的优点，因此国内应用广泛[1]。氧化铝生产工艺每生产1t氧化铝产生0.8～1.5t的赤泥[2]。赤泥处置方式可分为排海处置、湿法堆存和干法堆存，易造成水体、空气和土壤的污染也占用大量土地[3-4]。

工业废气可分为固体颗粒粉尘污染物和气态污染物，其是造成雾霾、化学烟雾、酸雨、温室效应等环境问题的主要原因。工业废气造成的空气污染严重威胁着的人类身体健康和福利。赤泥因有较好的吸附性能和强碱性而对酸性废气SO2、H2S、CO2等具有一定的吸附能力和反应活性，可用于热电厂燃煤烟气、冶金工业废气的治理[5]。利用赤泥进行废气处理是以废治废，综合利用的好方法。本文对赤泥用于环境保护中废气处理的研究现状与进展进行了综述。

1赤泥用于废气治理的进展

1.1赤泥脱硫

二氧化硫是重要的空气污染物，其主要来源有含硫化石燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼及化工，炼油和硫酸厂等的生产过程。拜耳赤泥吸收SO2的过程起作用的主要是化学中和反应，其次是物理吸附[6]。在赤泥浆液中pH≤4时，浆液中铁离子溶出并促进SO2的吸收，促进作用为催化氧化作用，SO2与赤泥反应产生硫酸钙和斜钠明矾[7]。

叶醇的制备

Leaf Alcohol Preparation

顺-3-己烯-1-醇和反-3-己烯-1-醇都叫做叶醇。它们的香气就像刚刚割下来的青草。调香师对他们的香气描述更为专业：顺-3-己烯醇具有强烈、刺激的青草香气。微量的叶醇可以为配方带来清新的头香。它可以添加于那些高档的日化香精中，如铃兰和紫丁香。另外，叶醇也经常与香叶、格蓬、橡苔、薰衣草、薄荷等精油配合使用。反-2-己烯-1-醇具有强烈的清香果香，并伴有轻微的焦香果香底韵。它的香气经常被形容为菊花叶或葡萄叶样的香气。在食用香精配方中，它经常被微量添加于果类香型中，如草莓等。

叶醇的香气性质是由它存在的双键以及其空间立体结构所决定。顺-3-己烯-1-醇具有令人非常愉快的香气，而它的反式异构体则有一种油腻的感触，不能被用于香精配方。反-2-己烯-1-醇缺乏典型的”青香”，但更具果香。

叶醇的制备:

叶醇制备的难点在于它的空间立体结构。反应需要好多步，而产率非常低。最常用的技术包括己炔-1-醇的制备和选择加氢或局部的还原反应。如果加氢，用毒化后的钯作催化剂，则能得到顺式的产物。还原过程如用金属钠并以液氨作为溶剂的反应则生成反式异构体。(图-1-). 剩余的己炔醇可以用汞盐全部除去。炔中间体的三键加氢反应还可用锌粉(用1,2-二溴甲烷纯乙醇溶液活化) 来实现其空间立体结构合成的选择性!

与催化加氢相比，反应时间短，方法简单是这个反应的最大优点。另一种从炔烃到顺式烯烃的选择氢化反应是基于硅氢化作用，即固化于硅胶体上的乙酸和钯催化剂，或不互溶的钯和亚水杨基乙二胺混合物。

顺-3-己烯-1-醇的制备.

叶醇制备的第一步是用1-丁炔和金属钠在液氨中的反应，形成氰化钠。然后与环氧乙烷反应，通过水解生成了顺-3-己炔-1-醇。最后一步是不完全加氢反应。反应中用到林德拉催化剂，将三键加成双键。这种催化剂中的钯需用铅来作部分毒化。而碳酸钙(或氧化铝)是用来作为载体。不完全氢化反应需要用高压条件下进行(10MPa)。反应介质为水和氢氧化物或碱金属的盐。通常反应后能得到纯度为98.2%的顺-3-己烯-1-醇。

汽车尾气催化剂的研究进展

汽车尾气净化催化剂及载体的研究进展3

赵秋伶,徐小健,蔡秀琴

(渭南师范学院化学化工系,陕西　渭南　714000)

摘　要:汽车尾气是大气污染的主要来源之一,汽车尾气净化器催化是控制汽车污染的重要手段。因此本文综述了汽车尾气净化催化剂及其载体的研究进展,包括催化剂及其载体的分类及研究进展。并对金属型催化剂及稀土复合型催化剂进行了优缺点的比较,提出了汽车尾气净化催化剂的研究发展方向。关键词:汽车尾气;机外净化;尾气净化;三效催化剂;催化剂载体;颗粒型催化剂;蜂窝型催化剂

ResearchProgressonCatalystsandCatalystSubstrate

forPurifyingAutomobileExhaust3

ZHAOQiu-ling,XUXiao-jian,CAIXiu-qin(DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,WeinanTeachersUniversity,ShanxiWeinan714000,China)

Abstract:Automobileexhaustisoneofthemainsourcesoftheairpollution.Thecatalyticpurificationbythepurif2

yingagentsofautomobileend-gasisoneoftheimportantmethodsofreducingtheautomobilepollution.Progressofcata2

lystsforpurifyingautoemissionanditssupportersweresummarizedanddevelopmentaldirectionforpurificationofautoex2

haustwasalsoillustrated.Andrareearthmetalcompoundcatalystandacatalystofthecomparativeadvantagesanddisad2

广西2024届普通高中学业水平选择性考试第二次调研考试化学试题(含解析)

2024届广西普通高中学业水平选择性考试第二次调研考试

化学

(本卷满分100分，考试时间75分钟)

注意事项：

1．答题前，考生请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字述的签字宇笔成钢笔分别填写在试卷和答题卡上，并

将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应是题目选项的答案标号涂黑。如需改动，用橡

皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹签字笔成钢笔作答，答案必须写在答题卡各指定区域内，如需改动，先划掉原来的

答案，然后再写上新的答案。在试卷上答题无效。

4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：H-1Li-7B-11C-12N-14O-16Na-23S-32Cr-52

一、单项选择题(本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目

要求的。)

1．北京故官博物院是国家级博物馆，同时也是中国最大的古代文化艺术博物院。下列馆藏文物主要由合金材料

制成的是

A．玉器之宝：玉云龙纹炉B．书画之宝：清明上河图

C．陶瓷之宝：郎窑红釉穿带直口瓶D．青钢之宝：酗亚方尊

2．下列有关化学用语正确的是

A．CO

2的电子式：··O¨

¨··C¨

¨··O¨

¨··

B．H

2O的球棍模型：

C．草酸在水溶液中的电离方程式：H

2C

2O

4⇌2H＋＋C2O2-

4，

D．基态Fe3＋

的价电子排布图：

3．化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是

A．控制NO

2、SO

2排放是防治酸雨的主要措施

B．计算机芯片、光导纤维、太阳能电池板的主要成分都是高纯硅

C．空气质量监测中的“PM2.5”是指直径大小在2.5pm范围的固体颗粒

D．丝、毛棉、麻等天然纤维主要成分都是纤维素

4．化学实验是进行科学实验的基础。某实验小组在用NaOH标准溶液满定未知浓度的稀盐酸的实验中，下列操作符合规范的是

A．试剂分类存放B．量取稀盐酸C．碱式滴定管排气泡D．滴加酚酞