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氧化铝孔结构特征对Pd基催化剂性能的影响


第 40 卷 2011 年

第1期 1月

稀有金属材料与工程
RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING

Vol.40, No.1 January 2011

氧化铝孔结构特征对 Pd 基催化剂性能的影响
张振强 1,桓源峰 2,3,贺小昆 2,

3,赵云昆 2,段 春 坤
(1. 昆明贵金属研究所,云南 昆明 650106) (2. 昆明贵研催化剂有限责任公司,云南 昆明 650106) (3. 昆明理工大学,云南 昆明 650093) 要 :考 察 2 种 γ-Al2O3 改性前后的孔结构参数,并以改性氧化铝为涂层基体材料制备 Pd 基 催 化 剂 。结 果 表 明 , 2



134.691 m2·g-1, 孔容: 0.5851 cm3·g-1, 孔径: 8.6877 nm, 且用其制备的 Pd 基催化剂 TWC-02 改性 Al 2 O 3 -02 具 有 比表面积: 的性能较优越;该催化剂经 950 ℃煅烧后,Pd 均匀分散于改性 Al 2 O 3 -02 表面,甚至温度≥1050 ℃高温条件下煅烧后 Pd 的分散性仍较好。氧 化 铝 对 Pd 基 催 化 剂 起 到 结 构 助 催 化 作 用 ,起 燃 活 性 评 价 试 验 也 证 实 改性 Al 2 O 3 -02 的这 一优越性能。 关键词:比表面;孔 结 构 ;Pd 基催化剂;老化试验;催化特性 中图法分类号:TG 146.2+1 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2011)01-0074-06

在汽车尾气净化催化剂中,多以 γ-Al2O3 作为贵金 属(Pt,Pd,Rh)活性组分的载体,其比表面、孔容和 孔径的热稳定性关系到催化剂的整体催化能力。一般 而言,耐高温、大比表面及较宽的中孔径分布特征一 方面有利于增大废气与活性组分的接触面,加快废气 和热量在氧化铝孔结构中的流通;另一方面有助于催 化剂床层的热量吸收和散失,使催化剂保持高的催化 净化能力。此外,也为有害物质(S,Pb,P)的扩散、 吸附、沉积提供了有利环境。但是,当反应温度达到 1000 ℃附近时,Al2O3 易发生相变和烧结,最终转变 为 α-Al2O3,导致比表面急剧衰减,同时促使贵金属晶 粒团聚,催化活性下降。据文献[1]报道,氧化铝载体 的孔结构与催化剂的活性成线性正比关系 [2] ,因此选 择结构热稳定性好的氧化铝材料非常重要。 为此,采用 La-Ba 共浸渍法改性 2 种 γ-Al2O3,研究 掺杂元素对提高 Al2O3 基体材料结构热稳定性的影响, 同时探讨分别以此为载体的 Pd 催化剂的催化性能。

例的硝酸镧和醋酸钡于溶液中,待完全溶解后,搅拌 状态下添加 Al2O3-01(或 Al2O3-02),充分搅拌 150 min 后,放置于 120 ℃的烘箱中,干燥 12 h,最后放置于 马弗炉中,以 10 ℃/ min 的速率升至 550 ℃,保温 4 h, 即得相应的样品, 记为: 2O3-G-01 和 Al2O3-G-02。 Al 将氧化铝材料在 950, 1050 和 1200 ℃高温下煅烧 4 h, 考察改性前后氧化铝的结构特征变化。 分别以 Al2O3-G-01 和 Al2O3-G-02 作为涂层材料, 其结构参数见表 1,在制备条件和工艺及助剂、Pd 含 量等相同的条件下,制备 Pd 基催化剂 TWC-01 和 TWC-02,并在高温 1000 ℃,保温 5 h 后进行台架评 价试验。同时,分别将一定量的 Pd(NO3)2 溶液浸渍于 2 种改性前后的氧化铝载体上, 使最终载钯量为 0.8%, 500 ℃ 下 煅 烧 1 h , 得 到 一 系 列 催 化 剂 样 品 。 其 中 0.8%Pd/Al2O3-G-01 和 0.8%Pd/Al2O3-G-02 2 种材料分 别在 950,1050 和 1200 ℃煅烧 4 h,制得老化样品。 比 表 面 、 孔 容 和 孔 径 分 布 : 采 用 Quantachrome NovaWin2 型吸附仪根据标准分析方法 UOP874-88 进行 分析前样品于 150 ℃脱气 15 min。 低温 N2 吸附/脱附测试, 样品的物相和 TEM 图像分别采用日本理学 D/MAX-2000 型全自动 X 光衍射仪进行分析,其辐射 源为 Cu Kα (λ=0.154 32 nm),X 射线管电压 36 kV, 电流 36 mA,石墨单色器,测量范围 2θ=20?~80?; 日立 H800 高分辨透射电镜,加速电压为 150 kV,

1





Al2O3 原材料:Al2O3- 01,Al2O3- 02。 Ba(COOH)2, 均为分析纯。 试剂: La(NO3)3·nH2O, 其他材料:Pd(NO3)2(昆明贵金属研究所),铈锆 复合氧化物和分散剂。 称取一定量的分散剂溶于去离子水中,添加同比

收稿日期:2010-01-18 基金项目:云南省重点产品创新工程(20081A013);云南省重点新产品开发计划(2007BA005)资助 作者简介:张振强,男,1980 年生,硕士生,昆明贵金属研究所, 云南 昆明 650106;通讯作者:桓源峰,博士,研究员,电话: 0871-8316480,E-mail: hyf@ipm.com.cn

第1期 表1 Table 1

张振强等:氧化铝孔结构特征对 Pd 基催化剂性能的影响 Al2O3-G-01 和 Al2O3-G-02 的孔结构参数

·75·

Pore structure parameters of Al2O3-G-01 and Al2O3-G-02


Al2O3-G-01 Al2O3-G-02

117.782 134.691

0.2872 0.5851

4.8770 8.6877

Intensity/a.u.

Sample

SBET /m2·g-1

V/cm3·g-1

d/nm



γ-Al2O3 α-Al2O3


▼ ★

δ-Al2O3 θ-Al2O3

●★

★ ▼ ★ ▼★





Al2O3-02






★ ▼◆ ▼

◆ ★▼

Al2O3-01

电流 15 mA。 在 程序升温还原(H2-TPR): CHEMBET3000 型化 学吸附仪上进行。 样品分析前需在 99.999%的 Ar 气氛 下 120 ℃处理 15 min, 然后冷却至室温, 放入分析站, 用 10.3%的 H2/Ar 气以 80 mL·min-1 流经 0.1 g 样品, 以 10 ℃/ min 的速率由室温升至 800 ℃,采用 TCD 检测。 贵金属的分散度:在同一化学吸附仪中进行,以 CO作为吸附气体,He为载气,采用脉冲滴定法测定。 样品先在H2/He混合气中由室温升至450 ℃,保温1 h, 使样品充分还原, 再换为99.999%的He气氛升至460 ℃ 保温10 min,充分脱气,然后自然冷却至室温,进行 脉冲注射试验。 催化剂活性评价采用 491 型发动机台架测试系统 和 CEBII 型气体排放分析仪进行催化剂性能评价。发 动机转速:2900 r/ min,空速(SV)为 40 000 h-1,油门 开度 32%。在起燃温度特性实验中,空燃比(A/F)恒定 为 14.6,控制催化器入口温度从 200 ℃匀速升温至 500 ℃,在升温过程中测定一氧化碳(CO)、碳氢化合 物(HCs)和氮氧化物(NOx)的转化效率。 较好,1050 ℃煅烧后,比表面积大于 Al2O 3-01,相 差 25 m2·g -1。 在高温煅烧条件下,氧化铝主要发生 3 个相变 [3]: γ-Al2O3 →δ-Al2O3 →θ-Al2O3 →α-Al2O3 ,比表面呈下降 趋势。 1 为 2 种氧化铝在 1050 ℃煅烧的 XRD 图谱。 图 由图 1 分析发现,经 1050 ℃煅烧后,Al2O3-01 样品 出现 α-Al2O3 晶体衍射峰,而 Al2O3-02 没有出现,说 明 Al2O3-01 其比表面积的锐减是烧结和相变同时作用 的结果,ΔS/S0 达 59.06%;而 Al2O3-02 因具有良好的 孔结构利于传热、传质作用,从而抑制了氧化铝的烧 结 和 相 变 , 因 此 其 比 表 面 下 降 较 少 , Δ S/S0 接 近 38.06%。 由此表明 Al2O3-02 自身的孔结构特征增强了 其热稳定性能。 2.1.2 改性氧化铝 表 3 为 Al2O3-G-01 和 Al2O3-G-02 的低温 N2 吸附 /脱附数据。由表 3 可以看出,La-Ba 双金属提高了氧 2.1 2.1.1 Al2O3 改性前后的 结 构 特 征 未改性氧化铝 表 2 为 Al2O3-01 和 Al2O3-02 的低温 N2 吸附/脱附数 据。可见, 随着温度的升高,比表面积和总孔容均递减。 Al2O 3-02 在比表面、总孔容及比表面积衰减率 ( Δ S/S 0)方面,与 Al2O 3-01 相比,有着较好的物理特 征。以比表面积衰减率为例,Al2O 3-02 的热稳定性能
表2 Table 2 Al2O3-01 和 Al2O3-02 的低温 N2 吸附/脱附数据 N 2 adsorption/desorption data of Al2O3-01 and Al2O3-02 T/℃ 550 950 1050 SBET/m2·g-1 01 02 172.466 153.583 113.970 127.736 70.601 95.130 V/cm3·g-1 (ΔS/S0)/% 01 02 01 02 0.3122 0.5000 0.2894 0.4971 25.94 25.79 0.2025 0.3880 59.06 38.06 Fig.1 图1

0

20

40

60 2θ /( )
o

80

100

2 种氧化铝在 1050 ℃煅烧的 XRD 图谱

XRD patterns of 2 kinds of alumina calined at 1050 ℃

2

结果与讨论

化铝的高温稳定性能。以比表面衰减率为例,这 2 种 氧 化 铝 均 较 改 性 前 ( 见 表 2) 有 明 显 下 降 , 其 中 Al2O3-G-02 的稳定性更突出,1050 ℃时,改性前: ΔS/S0 =38.06%,改性后:ΔS/S0 =31.40%。显然,这 与镧、钡稳定机制和氧化铝自身的孔结构有关。 另外,从这 2 种氧化铝的孔径分布随煅烧温度的 变化趋势(图 2)可看出,Al 2 O 3 -G-01 和 Al 2 O 3 -G-02
表3 Al2O3-G-01 和 Al2O3-G-02 的低温 N2 吸附/脱附数据 N 2 adsorption/desorption data of Al2O3-G-01 and Al2O3-G-02 SBET/m2·g-1 T/℃ 01 02 550 117.782 134.691 950 1050 1200 91.73 71.691 16.794 110.931 92.398 40.685 V/cm3·g-1 (ΔS/S0)/% 01 02 01 02 0.2872 0.5851 0.2666 0.2311 0.06202 0.4304 22.12 17.64 0.396 0.183 39.13 31.40 85.74 69.79

Table 3

Note: The selected specific surface area corresponding to 550 ℃ is S0, and ΔS=S-S0

·76·

稀有金属材料与工程

第 40 卷

均呈多峰分布,且随煅烧温度的升高,两者孔径分布 的移动方向不同,前者整体右移,大多处在 3.5 nm 附 近,而后者则由两侧向中间靠拢,孔径比较稳定,大 部分介于 4.5 ~7.0 nm 之间。由此可知,Al2O3-02 较大 的孔结构特征有益于 La 和 Ba 离子嵌入其结构内 部,增强了氧化铝骨架的稳定性,因而其孔结构受煅 烧温度的影响较小。 从晶相变化(图 3)发现, 2 种氧化铝材料随着煅 这 烧温度的升高,衍射峰趋于尖锐,且半峰宽较大,意 味着表面晶粒小,颗粒分散性高,两者均有高的耐热 性能。经 1050 ℃煅烧后,Al2O3-G-02 表面存在钡铝 酸盐 BaAl2O4 和 LaAlO3,说明处于表面和体相间的镧 钡协同作用,提高了氧化铝的相转变温度,抑制了在 高温条件下氧化铝粒子的长大。此外,LaAlO3 除了增 强 γ-Al2O3 的高温稳定性能外,还能抑制贵金属失活。 依据以上分析结果可知,Al2O3-02 改性前后其结构特 征较稳定, 在孔容和孔径方面, 高于 Al2O3-01 近 2 倍, 有益于提高催化剂的催化活性。 2.2 2.2.1 催化材料的 TPR 及分散度分析 H2-TPR 表征 图 4 为不同催化剂材料的 TPR 谱图。 由图 4 可知, 谱线(1) 和(1)"出现了 2 个还原峰。 α-Al2O3 和 La2O 3 因
0.012
d[V(r)/cm ·10 ·m ·g ]
2+ 2+

在 1000 ℃内均不会被还原 [4] ,且纯 γ-Al2O3 在峰温 720℃左右还原 [5],加之 Ba2+特征还原温度为 422 ℃
[6]

,所以前者归属于 Ba2+的还原,后者则为处于过渡

态的氧化铝。依据 X 射线衍射结果得知,第 1 个峰应 结合 XRD 图谱可推 为 BaCO3 的 Ba2+→Ba0 还原过程。 测,第 1 个峰应为 BaCO3 的 Ba2+→Ba0 还原过程, 800 ℃附近归属于介于 γ-Al2O3 和 α-Al2O3 之间的氧化 铝晶相。参照谱线(1)"和(2)"的 TPR 谱,可判定催化剂 样品 0.8%Pd/Al2O3-G-02(或-01)的 PdO 的还原温度出 现在 150 和 370 ℃附近,且 Ba2+的还原峰位置前移, 这是 Pd 与 Ba 两元素相互作用的结果。此外,由于 “缺陷” 的尖晶石结构, 其择优晶面为(110) γ-Al2O3 具有 晶面,在该面上存在四面体和八面体空位,且出现机 会均等。 因此, Pd(NO3)2 溶液浸渍于氧化铝过程中, 在 尤其是该催化剂样品在 500 ℃煅烧期间,Pd2+很可能 从而产生对 进入 γ-Al2O3 表面上四面体或八面体空位, 应的高温或低温 2 个 PdO 还原峰。 观察发现,2 种氧化铝载体负载 Pd 后 TPR 谱图 相近,但各自与其相应载体的 TPR 谱图在形状、峰温 表明 Pd 与氧化铝载 和 H2 消耗量上各不相同(见表 4), 体发生了相互作用。 依据表 4 所列的 TPR 峰温和耗氢 量,在制备工艺、条件和参数都相同的条件下,以 同样, 改性后 Al2O3-G-02 Al2O3-02 为载体好于 Al2O3-01,

Right shift 550 ℃ 950 ℃ 1050 ℃ 1200 ℃

0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000 0
0.014 0.012 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000 -0.002

a
Al2O3-G-01



γ-Al2O3 δ-Al2O3

◇ LaAlO3


a

-1

-1

Intensity/a.u.

-10

▼ ●







c

BaCO3

3





▼ ●◇






b


Al2O3-G-01












a
80
*BaAl2O4 ◇ LaAlO3



10

20

30

40
Left shift

50

60

70

0

20

40


60
γ-Al2O3 θ-Al2O3 ★ δ-Al O ▼ 2 3


100

d[V(r)/cm ·10 ·m ·g ]

Intensity/a.u.

-10

550 ℃ 950 ℃ 1050 ℃ 1200 ℃
Right shift

b

Al2O3-G-02
★ ★

-1



b




◇ ★ ▼◇ ▼ ●

★ ▼

-1

BaCO3 BaO








● ◇ ★ ▼◇ ▼ ● ●



3





c b

Al2O3-G-02



▲ ▲◇ ▼




▼ ▲ ●



a
80 100

0

10

20 30 40 50 60 -11 Pore Radius/× m 10

70

0

20

40
o

60 2θ /( )

图2 Fig.2

Al2O3-G-01 和 Al2O3-G-02 的孔径分布随煅烧温度的变化 Curves of pore radius distribution vs calcination temperature for Al2O3-G-01 (a) and Al2O3-G-02 (b) Fig.3

图3

改性氧化铝在不同温度下的 XRD 图谱

XRD patterns of modified alumina calcined at different temperatures: (a) 550 ℃, (b) 950 ℃, and (c) 1050 ℃

第1期

张振强等:氧化铝孔结构特征对 Pd 基催化剂性能的影响

·77·

也好于 Al2O3-G-01。由此可推得,这一差异显然与氧 化铝材料的物理性质密切相关。比较图 4 所描述的催 以 化剂材料 (2)"和 (3)"谱线得知, Al2O3-G-02 为载体与 未改性时相比,H2 消耗量明显增加,活化能降低,反 应速率加快, 这说明镧钡两元素稳定氧化铝的孔结构, 同时也与贵金属 Pd 发生了作用。
PdO 的还原峰全部消失, 这与文献[7] 系列的高温煅烧后,

3) ; 二 是 贵 金 属 高 温 下 烧 结 , 导 致 粒 子 长 大 。 Al2O3-G-02 载 体 的 孔 结 构 耐 高 温 性 能 优 于 Al2O3-G-01,相应地,负载 Pd 后, Al2O3-G-02 上 Pd

的分散度必然较 Al2O3-G-01 高。



Intensity/a.u.

图 5 为催化材料煅烧后的 H2-TPR 谱图。可见, 经一 讲述的结论相吻合,煅烧温度高于 800 ℃,Pd 通常以 单质 Pd0 和 Pd2+的形式存在,这可能是因为样品高温老 化导致比表面积的衰减和晶粒的长大,Pd 粒子被包裹, 使得 H2 与亚晶格氧的接触机会减少,从而抑制了体相
PdO 的还原反应。与此同时,高温老化也可能造成样品



a




PdO γ -Al2 O 3 2+ ◆ Ba
● ●



(3) (2) (1)


★ ★





0

200

400


600

800
b

Intensity/a.u.

晶格畸变率减小,晶化度增强,降低了氧的可移动性, 从而影响了 PdO 在 Al2O3 上的分散性。煅烧过程中,随
PdO 物种的稳定性渐渐弱化, 随之迁移, 着晶粒的长大,







(3)"
★ ★

PdO γ -A l2 O 3 2+ ◆ Ba


分解为单质 Pd0。在 H2-TPR 平衡阶段单质 Pd0 发生物理 吸附,因而在程序升温还原过程中,均在起始还原温度
38 ℃附近开始脱附 H2,100 ℃出现明显的负峰。由图 5



(2)"






(1)"

0

中的标示符可知,其它的还原峰均随煅烧温度的递升以 “梯形”向 500 ℃附近靠拢,多峰融为叠加的单峰,同 时峰面积增加,显然与比表面积的收缩相符合。在耗氢 量方面,2 种老化催化剂样品的差异很显著,即
Pd/Al2O3-G-02 高于 Pd/Al2O3-G-01,这也显示出 Pd 同 Al2O3-G-02 的协同作用有助于加快催化反应的速率 。 2.2.2 催化剂的比表面积及其 Pd 的分散度
[8]

200 400 600 o Temperature/ C
图4

800

不同催化材料的 TPR 谱图

Fig.4

TPR profiles of the different catalytic materials: (a): (1) Al2O3-G-01, (2) 0.8% Pd / Al2O3-01, (3) 0.8% Pd / Al2O3-G-01; (b): (1)" Al2O3-G-02, (2)" 0.8% Pd / Al2O3-02, (3)" 0.8% Pd / Al2O3-G-02 a 1200 ℃ 1050 ℃ 950 ℃

一般认为贵金属的分散度与其载体的孔结构有 关。 5 列出催化剂的比表面积及其 Pd 的分散度。 表 由
Pd 均呈递减趋势, 的分散度同比表面积的变化趋势一
Intensity/a.u. 0 Aged

表 5 可知,随着温度的升高, 2 种催化剂的比表面积 致。由表 5 数据可以看出,Pd/Al2O3-G-02 的比表面积 及分散度明显优于 Pd/Al2O3-G-01。 Pd 的分散度与其 粒径成反比, 也就是说, 随着温度的升高 Pd 的粒径变 大。其原因,一是高温条件下氧化铝载体孔结构发生 变化如总孔容的下降, 从而导致比表面积的衰减 (见表

200 Aged

400

600

800 b

1200 ℃ 1050 ℃ 950 ℃

表4 Table 4

催化剂样品的 TPR 峰温及耗氢量

TPR peak temperature and H 2 consumption of different catalyst samples Sample T/℃ H2 consumption/ mol·g-1 4.065 5.035 0.432 0.703 Fig.5

Intensity/a.u. 0

200

400

600

800

Temperature/℃ 图5 催化材料煅烧后的 H2-TPR 谱图

0.8%Pd /Al2O3-G-01 160, 280, 375, 550, 800 0.8%Pd /Al2O3-G-02 140, 220, 372, 620, 761 0.8%Pd /Al2O3-01 0.8%Pd /Al2O3-02 150, 431, 722 135, 423, 702

H2-TPR profiles of the catalysts after calcining: (a) Pd/Al2O3-G-01 and (b) Pd/Al2O3-G-02

·78· 表5 Table 5 Carrier No. 0.8%Pd /Al2O3-G-01 0.8%Pd /Al2O3-G-02

稀有金属材料与工程 催化剂的比表面积及其 Pd 的分散度 950 ℃ SBET Disper. /m2·g-1 /% 88.235 6.1 104.857 12.5 1050 ℃ SBET Disper. /m2·g-1 /% 71.829 4.7 94.886 9.8

第 40 卷

Specific surface areas and Pd dispersion of catalysts 1200 ℃ SBET Disper. /m2·g-1 /% 15.020 1.0 46.761 5.2

500 ℃ SBET Disper. /m2·g-1 /% 117.929 26.2 126.423 31.6

图 6 为 950 ℃ 煅烧后催化剂样品的 TEM 照片。 可 见 , 钯的晶粒较大,粒径在 40~80 nm 之间不等,分 散性较差,局部存在严重的烧结和团聚现象 ( 图 6a);
Pd 均匀地分散于载体,粒径约为 10 nm,极个别粒径
Conversion Efficiency/%

100 80 60 40 20 0

Sample TWC-02
CO HCs NOx

达 15 nm,整体呈现网状物 ( 图 6b) ,一方面这与氧化 铝的结构热稳定性有关;另一方面也离不开
Al2O 3-G-02 本身的孔结构特征,可能促进更多 Pd 2+

Sample TWC-01
CO HCs NOx 45 ℃

占据空位,减少煅烧时表面 Pd 的团聚和烧结,从而 维持了 Pd 很好的分散性。与此同时, Pd 嵌入氧化 铝晶格构成的网状骨架与镧钡间的协调作用固化了 氧化铝的中孔结构。由此可见,氧化铝大的孔结构特 征有助于提高 Pd 的分散性,其结构热稳定性也有益 于增强 Pd 的抗烧结能力。
2.3 老化催化剂的起燃特性
2+

300 320 340 360 380 400 420 440 460
Temperature/℃

图7 Fig.7

TWC-01 和 TWC-02 老化催化剂的起燃特性曲线 Light-off characteristic curves of the aged catalysts TWC-01 and TWC-02

催化反应过程是一个复杂的动态过程, 而化学吸附 试验只是测试催化剂处于静态,单一反应气体条件下 的吸附 /脱附性质。从实用性角度出发,考察这 2 种涂 层基体材料对老化催化剂催化特性的影响,进行模拟 整车试验。 图 7 为 TWC-01 和 TWC-02 老化催化剂对 CO、 HCs 和 NOx 3 种气体的催化转化率的特性曲线。可见,
TWC-02 老化催化剂对 3 种气体的催化转化显示出很
Table 6 表6 老化催化剂其转化效率分别达到 50%和 80%时所对 应的温度 Temperatures corresponding to the aged catalysts conversions respectively Sample No. TWC-01 TWC-02 CO 375 330 T50% / ℃ HCs NOx 375 383 332 343 CO 383 349 T 80% / ℃ HCs 387 361 NOx 409 377 efficiencies of 50% and 80%,

低的起燃温度,并且能够在较短时间内达到很高的催 这与其涂层基体材料的结构特征 化转化效率 (见表 6), 有关。换言之,催化剂涂层基体材料的大比表面积、 较大的孔结构能在很大程度上改善催化剂的起燃特 性。
a b

3





1) 与 Al2O3-01 相比, Al2O3- 02 其结构具有较好

的耐高温稳定性,尤其 La-Ba 改性后其结构稳定性更 好。 Al2O3-02 较大的孔结构有助于 La3+和 Ba2+进入氧 化铝晶格起到固定结构作用,并延迟氧化铝的晶化, 抑制氧化铝烧结; 也有益于维持催化剂的大比表面积。
2) Al2O3-G-02 较低的比表面衰减率有益提高 Pd

的分散性, 阻止了 Pd 粒子发生团聚; 其本身高温稳定 同时彼此间的协同作 的孔结构有助于 Pd 的有效嵌入, 用提高了催化剂的催化活性。
3) 氧 化 铝 的 孔 结 构 特 征 对 Pd 基 催 化 剂 起 到
图6 Fig.6 950 ℃煅烧后催化剂样品的 TEM 照片(×120000)

了结构助催化作用。
参考文献 References

TEM images of two catalyst samples calcined at 950 ℃: (a) Pd / Al2O3-G-01 and (b) Pd / Al2O3-G-02

第1期

张振强等:氧化铝孔结构特征对 Pd 基催化剂性能的影响

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Influences of Alumina Pore Structure Character on Properties of Pd-Based Catalyst
Zhang Zhenqiang1, Huan Yuanfeng2,3, He Xiaokun2,3, Zhao Yunkun2, Duan Chunkun2
(1.Kunming Institute of Precious Metals, Kunming 650106, China) (2. Kunming Sino-Platinum Metals Catalyst Co., Ltd., Kunming 650106, China) (3. Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China) Abstract: Pore structural parameters of 2 kinds of alumina before and after modification were reported, and with the modified alumina as coating Pd-based catalysts were prepared. The results show that the modified Al2O3-02 has specific area of 134.691 m2·g-1 and pore structure of 0.5851 cm3·g-1 and 8.6877 nm. The obtained Pd-based catalyst TWC-02 has superior properties. After calcining the catalyst at 950 ?C, Pd grains homogeneously disperse in the surface of modified Al 2 O 3 -02; even ≥1050 ?C, the dispersity of Pd is still good. Alumina has the effect of structure promoter on Pd-based catalyst. The superiority of the structure character of Al 2 O 3 -02 is also proved by a light-off active test. Key words: specific area; pore structure; Pd-based catalyst; aging test; catalytic properties

Corresponding author: Zhang Zhenqiang, Candidate for Master, Kunming Institute of Precious Metals, Kunming 650106, P. R. China; Huan Yuanfeng, Ph.D., Researcher, Tel: 0086-871-8316480, E-mail: hyf@ipm.com.cn


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