K助剂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂上C_(16)正构烷烃脱氢反应的影响

以络合真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂.采用吡啶吸附红外光谱、CO脉冲吸附、程序升温还原、热重及程序升温氧化等手段对催化剂进行了表征,研究了K助剂对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂结构及其催化C16正烷烃临氢脱氢反应性能的影响.结果表明,K的引入减弱了SnOx和Al2O3间的相互作用,促进了Pt对SnOx的还原,并导致催化剂的脱氢反应活性降低.K的加入还减少了强酸中心数目,一方面减少了催化剂酸性位上的副反应,提高了产物选择性;另一方面提高了催化剂的抗积炭能力,催化剂稳定性有所改善.但过量的K助剂减弱了催化剂的金属位-酸性位的协同作用,使得催化剂活性和稳定性均有所降低.

Sn助剂对Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂上C_(12)正构烷烃脱氢反应的影响

以正十二烷烃临氢脱氢反应为探针,并结合氮气物理吸附-脱附、压汞、CO脉冲化学吸附、原位X射线光电子能谱及热重等催化剂物化表征手段,研究了Sn助剂对于Pt-Sn/γ-Al2O3长链烷烃脱氢催化剂反应性能的影响。结果表明,当Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂中Sn∶Pt原子比为3时,催化剂表现出最佳的反应初活性。继续增加Sn的含量,由于更多的零价锡生成,并与Pt形成合金反而使催化剂活性下降。此外,在催化剂中引入Sn组分后,催化剂的稳定性有所改善,并且随着Sn含量的增加,脱氢反应产物选择性明显提高。

长链烷烃(n-C_(10～13))脱氢制单烯烃催化剂的研究 Ⅰ.氧化铝载体孔结构对催化剂性能的影响

通过n-C_(10～13)烷烃脱氢反应考察了氧化铝载体孔结构对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响,结果表明,氧化铝载体的总孔容对催化剂影响不大,而有效孔容(孔径分布)影响催化剂的反应性能。小孔对载体的比表面积起主要作用,并影响催化剂的Pt分散度;大孔为催化剂金属位的积炭迁移提供有效空间。Pt与载体的强相互作用对提高催化剂的活性和稳定性有利。

卤代烃对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响

以C_(18)烷烃临氢脱氢反应为探针,考察原料中卤代烃对催化剂活性、稳定性和选择性的影响。结果表明,微量卤代烃的存在降低催化剂的脱氢反应活性,催化剂的稳定性也明显下降,副产物含量增多,选择性下降。原料中卤代烃质量分数应<0.5%。

氧化铝载体对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂上异丁烷脱氢性能的影响

采用盐酸回流法和氨水沉淀法合成了氧化铝载体,并通过络合真空浸渍法制备了不同来源氧化铝负载的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂。利用N2物理吸附、CO脉冲吸附、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附、热重等手段对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂进行了表征,以异丁烷脱氢为探针反应研究了氧化铝载体对该催化剂脱氢性能的影响。结果表明,与由盐酸回流法合成的载体制备的催化剂相比,采用氨水沉淀法合成的氧化铝载体制备的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂表面具有较小的Pt颗粒和较弱的酸性分布,其脱氢活性及异丁烯选择性更优。14 d的连续运行数据显示,由氨水沉淀合成的载体制备的催化剂,其抗积炭能力更强,反应后催化剂的积炭石墨化程度更低,因而具有更好的稳定性;在该催化剂上,异丁烷初始转化率为56.67%,14 d后仍能达到34.71%,异丁烯初始选择性为80%,7 d后维持在94%左右。

溶析结晶法分离盐硝的研究

测定了不同温度下氯化钠、硫酸钠及其混盐在水-甲醇溶液中的饱和溶解度,发现温度对混盐溶液中氯化钠和硫酸钠的溶解度影响不大,而溶剂比(甲醇:水)对其影响显著.提出了溶析结晶法分离盐硝的新工艺.新工艺将混盐饱和溶液与经过浓缩的混盐原料液相混合,加入甲醇将硫酸钠析出.然后蒸出甲醇和水,析出氯化钠,并得到氯化钠和硫酸钠混盐饱和溶液,循环使用.实验表明,在温度为20～30℃,甲醇:水质量比为0.364的条件下,硫酸钠的一次循环收率为50.2%,纯度为98.7%,氯化钠的一次循环收率为60.1%,纯度为97.6%.

Ti/SnO_2-RuO_2-Sb电极电氧化处理五氯苯酚模拟废水研究

采用刷涂-热解法制备了Sb、Ru掺杂的Ti/SnO2电极。通过SEM、EDX、XRD和循环伏安扫描(CV)表征了电极表面形态、组成、结构和电化学性质,并通过正交试验考察了电催化氧化降解五氯苯酚的影响因素。结果表明,各因素对五氯苯酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始质量浓度、反应温度、反应时间、电流密度、初始溶液pH值。在底物质量浓度为50mg.L-1,反应温度50℃,反应时间180min,电流密度40mA.cm-2,溶液初始pH值为8的条件下五氯苯酚的转化率达到97.6%。

响应面法在催化湿式氧化降解异佛尔酮中的应用

以Ru/TiZrO2为催化剂,采用催化湿式氧化法降解异佛尔酮废水,选择反应温度、氧气分压、反应时间、催化剂用量、初始pH为影响因素,以TOC去除率为响应值,采用响应面法研究影响因素及其交互作用对响应值的影响,建立二次多项式回归方程模型,并采用后退回归法进行模型精简.结果表明,反应时间和反应温度及其交互作用对TOC去除率影响极显著(P≤0.01);反应时间的二次项对TOC去除率影响显著(P≤0.05).随着反应温度的升高和反应时间的延长,TOC去除率逐渐提高.最后对模型进行验证,实验值与预测值具有很好的一致性,说明模型具有可靠的预测性,将该模型应用到催化湿式氧化中合理可行.质谱和离子色谱检测到异佛尔酮的降解产物主要为有机酮与小分子羧酸,由此提出对反应机理和降解途径的假设.

含铜尖晶石催化剂在苯酚催化湿式氧化降解中铜溶出的研究

利用溶胶-凝胶法制备了Cu0.10Zn0.90Al1.90Fe0.10O4尖晶石结构催化剂,并用于苯酚的催化湿式氧化降解反应,考察了催化剂在H2-TPR实验中的氧化-还原性能,苯酚作为还原剂、反应温度和苯酚/催化剂质量比对铜离子溶出量的影响.结果表明,在较低反应温度或较高苯酚/催化剂质量比的情况下,被还原的催化剂活性组分不易被再氧化是导致铜离子大量溶出的主要因素.当反应温度较高和苯酚/催化剂质量比较低时,铜离子溶出量显著减少.在190℃、苯酚浓度为4.29 g.L-1、催化剂用量为25 g.L-1的条件下反应2 h,铜离子溶出量仅为0.96 mg.L-1.

五氯酚催化湿式氧化降解反应及动力学研究

以高温老化法制备了ZrO2载体,其比表面积为251.6 m.2g-1,采用等体积浸渍法制备了Ru/ZrO2催化剂,用于催化湿式氧化法处理五氯酚.研究了反应温度、氧气分压、PCP初始浓度及时间对PCP转化率的影响.研究结果表明,提高反应温度、增加氧气分压、减小PCP初始浓度及延长反应时间均可提高五氯酚的转化率.在C0PCP=2000 mg.L-1、180℃、1.1 MPa氧分压反应条件下,90 min后五氯酚降解率可达99%.由于吸电子基团—Cl导致苯环不易被打开,因此COD转化率只有46.2%.对五氯酚进行动力学研究,结果表明,五氯酚催化湿式氧化反应符合准一级动力学模型,阿仑尼乌斯活化能为96.98 kJ.mol-1.

多相双金属Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化的胺N-烷基化反应合成仲胺和叔胺

基于借氢策略、醇为烷基化试剂的胺的N-烷基化反应是合成胺类化合物的绿色途径.在无外加氢源条件下,多相双金属Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂可高效催化醇为烷基化试剂的伯(仲)胺的N-烷基化反应合成仲(叔)胺,反应副产物为水与极少量亚胺.催化体系的底物适应性好,目标产物收率高;催化剂可以循环使用,具有潜在的工业化应用前景.

Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢反应工艺条件研究

采用正交实验和单因素实验方法考察反应温度、原料气流量及氢烃体积比等工艺参数对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂上异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,影响异丁烷脱氢反应的因素依次为:反应温度>氢烃体积比>原料气流量。较适宜的反应工艺条件为:反应温度580℃,氢烃体积比0.5∶1,原料气流量取值视具体情况而定。

长链烷烃脱氢失活催化剂的表征及其烧炭再生温度研究

以N_2物理吸附-脱附、压汞、热重和CO脉冲化学吸附催化剂物化表征手段对工业失活长链烷烃脱氢催化剂进行表征,并考察烧炭再生温度对催化剂活性的影响。结果表明,与新鲜催化剂相比,失活催化剂比表面积和总孔容略有下降,孔径分布向小孔方向移动。通过氧化烧炭可使催化剂活性部分恢复。O_2-N_2混合气(O_2体积分数1%)气氛氧化烧炭适宜的温度为500℃,烧炭后催化剂活性恢复至新鲜催化剂的92%。

催化湿式氧化法和厌氧发酵法联用处理异佛尔酮废水

分别以沉淀法、共沸蒸馏法和高温老化法制备ZrO2载体,采用等体积浸渍法制备Ru/ZrO2催化剂,用于催化湿式氧化法处理异佛尔酮废水。研究了反应温度、催化剂用量及反应时间对异佛尔酮废水乙酸浓度、COD去除率、TOC去除率及废水可生化性的影响。废水经催化湿式氧化处理的中间产物主要为乙酸,可由产甲烷菌转化为甲烷。结果表明,提高反应温度、增加催化剂用量及延长反应时间均可提高异佛尔酮废水COD去除率、TOC去除率及废水可生化性。在270℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量9 g.L-1条件下,超过180 min异佛尔酮废水COD及TOC去除率分别可达90.4%和84.9%。在270℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量1 g.L-1反应条件下,120 min时异佛尔酮废水乙酸浓度最大,为5 582.98 mg.L-1。催化湿式氧化处理后出水利用产甲烷菌进行厌氧发酵,反应9天产甲烷体积达到最大值820 mL。

异丁烷脱氢制异丁烯反应过程Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂的失活分析

研究了Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂在异丁烷脱氢-器内再生循环过程中脱氢反应性能,采用N2物理吸附、CO脉冲吸附、NH3-TPD和TG对催化剂进行表征,提出了催化剂的失活原因。结果表明,新鲜Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂上异丁烯初始收率为39.5%,脱氢反应24 h后异丁烯收率降至20.6%。经2次脱氢-再生循环后,催化剂上异丁烯收率降至11.1%,72 h反应结束时异丁烯收率降至7.9%。积炭覆盖催化剂的活性位是导致催化剂失活的主要原因。Pt烧结及Pt-Sn合金形成使催化剂上Pt分散度降低,导致再生后催化剂活性明显下降。

长链烷烃(n-C_(10～12))脱氢制单烯烃催化剂的研究Ⅱ.Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂上C_(12)脱氢反应行为

采用真空浸渍法制备Pt-Sn/MgAl_2O_4和Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂。对两种催化剂进行C_(12)脱氢催化性能评价比较,并使用BET、XRD、CO吸附、TPR、NH_3-TPD和TG等手段对催化剂进行表征。NH_3-TPD测定结果表明,Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂具有较弱的酸性。Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂的初始转化率(21.6%)比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂初始转化率(22.6%)低,但其单烯烃选择性(83.9%)比后者(73.6%)高。

Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂上长链烷烃(C_(17)～C_(20))脱氢反应工艺条件

以C_(17)～C_(20)重蜡脱氢为探针反应,考察反应温度、反应压力、氢烃体积比及空速等工艺参数对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂脱氢反应性能的影响。结果表明,C_(17)～C_(20)脱氢反应适宜的工艺条件为:反应压力0.14 MPa,氢烃体积比600:1,空速20 h^(-1)和反应温度高于440℃,此条件下,转化率达14%以上。

长链正构烷烃(n-C_(16)～C_(20))脱氢制直链单烯烃反应热力学分析

对长链正构烷烃(n-C16～C20)一次脱氢制直链单烯烃反应进行了详细的热力学分析,考察反应温度、反应压力、氢烃物质的量比和原料碳数对热力学平衡的影响。结果表明,n-C16～C20脱氢反应的平衡常数及平衡转化率随烷烃碳数的增大而增加;提高温度和降低压力均可显著提高平衡转化率,降低氢烃物质的量比在一定程度上提高平衡转化率。适宜的工艺条件为:反应温度>430℃,反应压力(0.10～0.20)MPa,氢烃物质的量比为6～8。

氧化铝载体对Pt-Sn/Al_2O_3催化剂上苯胺和苯甲醇一步合成N-苯基苄胺催化反应性能的影响

以基于借氢策略的苯甲醇和苯胺一步合成N-苯基苄胺为模型反应, 研究了三种不同表面结构的氧化铝对其负载的Pt-Sn催化剂上N-烷基化合成仲胺反应性能的影响. 采用N2吸附-脱附法、压汞法、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、CO脉冲吸附、H2-程序升温还原及NH3-程序升温脱附等技术对载体和Pt-Sn/Al2O3催化剂进行了表征. 结果表明, 与Al2O3相互作用较弱且高度分散的Pt颗粒具有很高的催化活性, Al2O3载体较大的孔体积和大孔分布的孔结构有助于反应物扩散和吸附到催化剂表面并提高反应活性. 同时也有利于反应产物从催化剂表面离开, 从而提高催化剂的稳定性. 然而Al2O3较强的酸性及酸性分布降低了产物仲胺的选择性和催化剂稳定性.

Fe/γ-Al_2O_3催化湿式过氧化氢氧化间甲酚废水

采用等体积浸渍法制备Fe/γ-Al2O3催化剂,以500 mg·L-1间甲酚为模型化合物评价催化剂的活性及稳定性.考察了反应温度、初始pH、过氧化氢投加量和催化剂焙烧温度对催化剂催化活性和稳定性的影响.结果表明:350℃焙烧的Fe/γ-Al2O3催化剂,在3.0 g·L-1催化剂投加量,60℃反应温度,H2O2理论投加量,初始pH值为4.0,反应2 h的条件下,间甲酚转化率及TOC去除率分别达到99.9%和58.6%.考察了多相、均相催化剂在反应中的作用,结果表明Fe/γ-Al2O3的多相催化在反应过程中起主要作用.