Co-Mo/Al_2O_3耐硫变换催化剂的表征研究

采用常压微反、程序升温还原(TPR)、程序升温硫化(TPS)及原位红外光谱(IR)等技术,对Co Mo Al2O3催化剂的表征研究发现:在Co Mo Al2O3催化剂中不仅存在着Co、Mo中心,而且存在由Co、Mo相互作用产生的中心,Co Mo Al2O3催化剂的催化性能是由Co、Mo中心和Co、Mo相互作用产生的中心共同作用的结果。

水煤气变换催化剂Co-Mo-K/Al_2O_3的酸性对活性的影响

用吡啶吸附法研究了Co-Mo-K/Al_2O_3催化剂的酸性,K的加入,由于改变了催化剂的酸性,使其活性得以提高,硫的丢失也可改变酸性,但使催化剂的活性降低。初步探讨了催化剂酸性对活性影响的实质,提出了新的反应机理。

Co-Mo/Al_2O_3加氢催化剂的制备及工业应用

讨论了浸渍溶液pH以及在浸渍溶液中添加助剂等对Co -Mo加氢催化剂物化性质的影响 ,调整浸渍溶液 pH可以改变催化剂孔结构 ,在浸渍溶液中添加助剂可以改善活性金属在加氢催化剂表面的分布。开发出一种Co -Mo溶液的制备技术 ,由该技术制备的渣油加氢处理催化剂已在工业装置上投入使用 ,取得良好的经济效益。

激光拉曼光谱在加氢脱硫催化剂Co-Mo/Al_2O_3中的应用研究

为减少汽车尾气排放和提高燃油质量,对催化裂化汽油进行选择性加氢脱硫是生产低硫汽油的重要技术。加氢脱硫催化剂活性金属的存在形态直接关系到催化剂的活性和选择性。利用激光拉曼光谱方法研究了Co-Mo/Al2O3系加氢脱硫催化剂。通过拉曼峰的归属给出其活性组元的存在形态,合理的分峰给出活性金属各种存在形式的含量及其在载体表面的分散状态,并将表征结果与微反加氢脱硫活性和选择性的评价结果进行了关联分析。结果表明,二维钼多聚物在940cm-1左右特征峰的百分比与催化剂HDS选择性存在良好的线性关系,940cm-1处拉曼特征峰的百分比可作为选择性HDS催化剂制备和改进的实验依据。硫化态样品的激光拉曼表征分析表明,样品经硫化后,氧化态Mo物种谱带839和940cm-1己消失,而在369和405cm-1位置出现归属于Mo—S键的振动谱峰,表明样品已基本完全硫化。这为加氢脱硫催化剂的开发和研究提供了重要实验依据和指导。

Co-Mo/γ-Al_2O_3催化剂的原位红外光谱表征研究

采用CO和NO作为探针分子,应用原位红外光谱法(in-situ FT-IR)和程序升温还原(H2-TPR)对Mo/γ-Al2O3和Co-Mo/γ-Al2O3加氢催化剂进行表征,并对催化剂进行了加氢脱硫(HDS)活性评价。实验结果表明,在Co-Mo/γ-Al2O3催化剂表面存在三个吸附位;在Mo/γ-Al2O3催化剂中加入助剂钴对钼吸附位起到显著的改性作用,并且引入新的活性中心,提高了催化剂的催化活性;随着钼含量的增加,活性中心数目逐渐增多;用CO-NO共吸附原位红外光谱研究了Co-Mo/γ-Al2O3催化剂表面活性中心的信息,证明不同的Mo中心分别吸附CO和NO,并将它们区分开来,解决了不同活性中心的光谱互相重叠的问题。

混合法制备Co-Mo/MgO-Al_2O_3变换催化剂的XRD和TPR表征

用混合煅烧法制备的Co Mo/MgO Al2O3一氧化碳变换催化剂,在2.0MPa及多种汽气比条件下与同类型催化剂进行活性评价比较,达到德国催化剂K8 11的活性水平.对催化剂及参比样MoO3/Al2O3、MoO3/MgO Al2O3和MgO Al2O3等进行XRD或TPR表征,结果显示Co Mo/MgO Al2O3催化剂存在MoO3、CoMoO4、MgMoO4和MgAl2O4等物种,单纯的Mo在MgO Al2O3载体上分散度比在γ Al2O3载体上低,MoO3的结晶度较高,其还原温度提高;添加Co后,MoO3的分散度得到提高.在Co Mo/MgO Al2O3催化剂的TPR谱中出现属于MoO3(624℃)和CoMoO4(805℃)的两个还原峰,该催化剂对CO变换活性的提高与CoMoO4相的生成密切相关.

螯合剂对Co-Mo/Al_2O_3成型加氢脱硫催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为原料，添加有机溶剂，经挤条成型、干煅、焙烧制备了比表面积大、孔分布宽的柱状γ-Al2 O3载体；采用共浸渍法制备了系列Co-Mo/Al2 O3催化剂（ CoO和MoO3质量分数分别为2%和8%）。利用低温氮吸附、XRD和H2-TPR技术对催化剂进行了表征，考察了螯合剂柠檬酸（ CA）、草酸（ OA）和乙二胺四乙酸（ EDTA）对成型催化剂粗苯加氢脱硫活性的影响。结果表明，添加螯合剂后，催化剂的前驱体主要沉积在载体的3-10 nm中孔内，活性组分以无定形态高度分散在载体上。添加CA可提高催化剂的还原性，显著降低Mo6＋的还原温度。在300℃、3.0 MPa、液体空速（ LHSV）为2 h-1和氢油体积比为600的条件下，噻吩硫的脱除率可达到99.9%以上。

Co-Mo/γ-Al_2O_3耐硫脱氧催化剂的TPD-TPR研究

采用等体积浸渍法制备了Co-Mo/γ-Al2O3非贵金属耐硫脱氧催化剂,在实验室微反装置上进行了脱氧活性考评,利用程序升温脱附法(TPD)对该脱氧剂H2、O2的脱附行为进行了研究;同时,利用程序升温还原法(TPR)对新鲜样及中试失活样进行了研究。结果表明,在该催化剂上H2存在两个脱附峰,对应有两种吸附活化位;O2有四个脱附峰,对应有四种吸附活化位,水汽吸附会优先占据弱吸附活性位,从而抑制了其对H2和O2的活化吸附量。催化剂有三种耗氢还原峰,峰面积呈肥胖型,且在各个温度下都有还原,活性组份Co-Mo与Al2O3之间协同作用,直接影响着催化剂脱氧活性,新鲜样中的活性物种与载体间的作用要比失活样的强。研究结果对Co-Mo/γ-Al2O3非贵金属耐硫脱氧催化剂的使用、失活和再生有重要的意义。

TiO_2-Al_2O_3复合载体的制备及Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂加氢脱硫性能的研究

通过改进的溶胶-凝胶法(SG)、共沉淀法(CP)、表面沉淀法(PR)及混捏法(ME)制备TiO_2-Al_2O_3复合载体,考察了不同制备方法对复合载体物理性质的影响。采用浸渍法制备Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3-X加氢脱硫催化剂,研究了Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3-X加氢脱硫催化剂的脱硫性能。利用XRD、BET、SEM等表征手段对复合载体及催化剂进行表征分析。结果表明,SG法制备的复合载体粒径均一,具有较大的比表面积、孔径和孔体积;CP法制备复合载体时TiO_2以单层或亚单层的分散状态高度分散于γ-Al_2O_3中。在氢气压力3.0 MPa、反应温度280℃、反应时间4 h、液时空速1.4 h-1和氢油比600的条件下,SG法制备的Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂具有较高加氢脱硫活性,噻吩转化率达到96.6%。

4,6-二甲基二苯并噻吩在Co-Mo/γ-Al_2O_3上加氢脱硫反应机理的研究

研究了4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在Co-Mo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应产物分布及其可能的反应网络,并通过反应压力和温度对产物分布的影响,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。研究发现,4,6-DMDBT在Co-Mo/γ-Al_2O_3上存在甲基位置转移的异构化反应,而4,6-DMDBT加氢脱硫反应通过直接氢解路径和加氢路径进行,其中加氢路径起主要作用。通过4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT),二苯并噻吩(DBT)的对比试验表明,二苯并噻吩类加氢脱硫转化率4,6-DMDBT<4-MDBT<DBT,而反应产物中联苯类与环己基苯类的摩尔分数之比,也存在上述顺序,加之实验发现的4,6-DMDBT部分加氢产物加氢脱硫的高活性,都间接证明二苯并噻吩类硫化物在催化剂表面存在通过硫原子的端连吸附,4,6-DMDBT位于4,6位的两个甲基在加氢脱硫过程存在对“端连吸附”的空间位阻,这是造成4,6-DMDBT转化率低的主要原因。实验研究表明:反应压力对4,6-DMDBT加氢脱硫反应中加氢路径的影响很大,而对氢解路径影响不明显;反应温度对4,6-DMDBT加氢脱硫反应中加氢路径和氢解路径都有很大影响,但对氢解路径的影响相对较大。4,6-DMDBT分子中甲基的供电子作用有利于苯环的加氢反应,从而降低了加氢路径反应活化能,却不利于4,6-DMDBT在催化剂表面通过硫原子的端连吸附,因而使氢解?

Co-Mo/γ-Al_2O_3加氢脱硫催化剂的吸附扩散性能

用智能质量分析仪(Intelligent Gravimetric Analyser)测得了不同温度下异戊二烯(Isoprene)、戊烯-1(Pentene-1)及噻吩(Thiophene)在Co-Mo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的吸附-脱附等温线及程序升温脱附曲线(TPD),并研究了三者在该催化剂上的扩散性能。结果表明,噻吩、异戊二烯、戊烯-1在Co-Mo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的饱和吸附量依次降低;噻吩与该催化剂存在2种吸附作用,即物理吸附和化学吸附,化学吸附形成Co-Mo-S相,可有效地提高加氢脱硫催化剂的脱硫效果,而戊烯-1和异戊二烯在该催化剂上只存在1种弱吸附作用;3种吸附质中,戊烯-1相对扩散系数最大,噻吩和异戊二烯的相对扩散系数较小且相近。

Ru作为Co-Mo/Al_2O_3加氢脱硫催化剂助剂的研究

用Ru改性的Ru-Co-Mo/Al_2O_3对噻吩加氢脱硫的催化性能进行了考察。结果表明,与Co-Mo/Al_2O_3相比,Ru-Co-Mo/Al_2O_3的加氢脱硫活性增高。通过CO、NO吸附的红外光谱实验证实,由于Ru的加入,吸附在Co和Mo中心上的特征谱带向低波数移动,且峰强度增强,这些结果提出了在硫化态Ru-Co-Mo/Al_2O_3上,Ru中心的部分d电子转移到Co、Mo中心的周围或由于Ru的存在促进了Co、Mo中心的还原。

Co-Mo-K/Al_2O_3水煤气变换催化剂结构的研究

采用SEM,XRD,XPS,ESR考察了Co-Mo-K/Al_2O_3水煤气变换催化剂的结构。结果表明:该催化剂的活性组分分布均匀,分散度高;氧化态催化剂中Co以CoO形式存在,Mo以MoO_3形式存在;Co,Mo只能部分被硫化;催化剂对水煤气变换反应的活性相为Co-Mo-S相;钾在体系中增进活性组分的分散,但无明显的电子效应。

Co-Mo/Al_2O_3-MgO耐硫变换催化剂的表征研究

采用常压微反、程序升温还原(TPR)、程序升温硫化(TPS)及原位红外(IR)技术,对Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂表征研究发现:Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂中活性组分Co、Mo,既存在着Co、Mo中心,也存在由Co、Mo相互作用产生的中心,其催化性能是由Co、Mo中心和Co、Mo相互作用产生的中心共同作用的结果,与Co-Mo/Al2O3催化剂是不同的,其中的MgO加强了活性组分Co、Mo的稳定性,进一步促进了Co、Mo的相互作用。

Co-Mo/γ-Al_2O_3非贵金属高效脱氧催化剂的研究

通过等体积浸渍法制备了Co Mo/γ Al2O3非贵金属脱氧催化剂。利用XRD、SEM EDS和TEM等进行了表征,并进行了常压微反脱氧装置试验。结果表明,在原料中氧体积分数为0.1%、空速3000～12000h-1、活性温度80℃以上的条件下,尾气中残氧体积分数小于1.0×10-6。300h连续运转表明,该脱氧剂具有良好的活性稳定性。

选择性加氢脱硫催化剂Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3的制备与表征

采用溶胶-凝胶法获得TiO2-Al2O3复合载体,研究了该复合载体负载Co、Mo后制备的Co-Mo/TiO2-Al2O3催化剂在FCC汽油重馏分加氢脱硫反应中的催化性能,重点考察了复合载体TiO2/(TiO2+Al2O3)对催化剂加氢脱硫活性和选择性的影响,并对催化剂和载体进行了BET、IR和NH3-TPD表征.实验结果表明:催化剂加氢脱硫活性和选择性均随载体中TiO2含量的增加而增加.表征结果表明催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均随载体中Ti O2含量的增加而减小;随着TiO2含量的增加,催化剂酸中心强度和酸量有所增大,但变化量不大;催化剂载体的L酸量逐渐增大.载体表面仅有微量的B酸.

对失活Co-Mo-KAl_2O_3硫化物催化剂的剖析研究

本文通过多种测试技术研究了工业Co -Mo -K Al2 O3 耐硫变换催化剂 ,失活样中各元素的存在状态、含量和物相变化。发现 ,在原催化剂中钾、硫从内部向表面迁移并有流失 ,γ -Al2 O3 转变为 (Al2 O3 ) 10R ,MoS2 、Co9S8变为含活性硫物种少的物相 ;从反应气中夹带的铁、铬、硅和镍杂质沉积在表面上。由此导致催化剂对H2 O和CO的吸附与反应能力的下降 ,最终造成严重失活。

利用TPD-MS、IR和XPS表征还原态Co-Mo/Al_2O_3

本文利用NO或/和CO吸附的TPD-MS方法,结合IR和XPS对还原态的Co,Mo,Co-Mo/Al_2O_3催化剂进行了深入考索.结果表明,还原态的Co-Mo/Al_20_3表面上存在着两种吸附NO的Mo中心.弱吸附NO(T_(max)为100℃)可被吸附的CO取代和强吸附NO(T_(max)为300℃)不能被CO取代.同时存在三种吸附NO的CO中心,T_(max)分别为80℃、180℃和330℃.前两者能吸附CO,后者只吸附NO.IR结果对这些不同的Mo中心和Co中心的存在提供了进一步旁证.XPS结果表明提高还原温度,Mo/Al比保持恒定,但Mo^(4+)浓度增加,而Co/Al比却因部分Co进入Al_2O_3体相而降低。