铜物种对Cu/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列铜负载量不同的Cu/Fe2O3水煤气变换(WGS)催化剂,并考察了铜负载量对催化剂结构和水煤气变换反应性能的影响.结果表明,Cu/Fe2O3催化剂呈现出良好的水煤气反应性能,当CuO质量分数为20%时,催化剂的WGS性能最优,250°C时CO转化率高达97.2%,同时热稳定性也最好.运用X射线粉末衍射(XRD)、N2物理吸脱附和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对Cu/Fe2O3催化剂的物相、织构特征及还原性能进行了表征,结果表明,CuFe2O4物种的存在极大地改善了催化剂的还原性能和WGS反应活性.这是由于CuFe2O4特殊的尖晶石结构有利于Cu微晶的稳定;同时,CuFe2O4在低温下即被还原为单质铜,有利于促进催化剂体系中电子的转移.此外,通过(NH4)2CO3溶液处理,研究了独立相CuO对Cu/Fe2O3催化剂WGS反应性能的影响,结果发现,独立相CuO的存在,有利于H原子在各组分传递,从而促进催化剂的CuFe2O4的还原,改善Cu/Fe2O3催化剂的WGS反应性能.

氧化锌修饰的铁酸铜催化剂水煤气变换性能研究(英文)

以250-400℃为活性测试温区,研究了氧化锌修饰的铁酸铜催化剂的水煤气变换性能。发现以2.5%ZnO修饰的催化剂表现出较高的催化活性,N2物理吸附、SEM、XRD、H2-TPR和CO2-TPD表征结果表明,适量ZnO的引入不仅能够促使CuFe2O4晶相发生转变,而且可以增强催化剂还原性能和增加弱碱性和中强碱性位点数量,同时也可改善铜铁之间的相互作用,从而提高了CuFe2O4的催化活性。

B121型无铬一氧化碳高温变换催化剂的工业应用

本文着重对B121型CO高温变换催化剂在福建连江合成氨厂使用三年多的情况进行总结。工业使用表明，该催化剂活性好、机械强度高、使用寿命长，并具有使用汽气比低的特性，节能效果显著。

Al_2O_3改性CuO/Fe_2O_3催化剂水煤气变换反应性能(英文)

采用分步共沉淀法制备了不同Al2O3含量(0%-15%(w))的Cu O/Fe2O3催化剂,并进行水煤气变换反应(WGSR)评价测试.制得的催化剂中含有复合物Cu Fe2O4,其晶粒尺寸,氧化还原性质和表面Cu分散通过相应表征手段加以研究.X射线粉末衍射(XRD),拉曼(Raman)光谱,N2物理吸附,N2O分解和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等表征技术说明适量Al2O3的加入可以促进尖晶石Cu Fe2O4发生由四方相向立方相的转变,阻止催化剂中Cu烧结,增大表面Cu分散,增加弱碱性位点的数量.此外,采用H2程序升温还原(H2-TPR)技术探究改性的Cu O/Fe2O3催化剂的还原性能.关联结果发现,Al2O3掺杂在增大铜物种的耗氢量,降低其还原温度方面起着重要的作用.即Al2O3的添加促进Cu O/Fe2O3催化剂中铜铁物种之间的协同作用.结合活性测试和表征结果,适量的Al2O3(10%(w))改性的催化剂具有较小的Cu颗粒尺寸、较大的Cu分散、较强的还原性能、较多数量的弱碱性位点,因此具有更好的初始活性和热稳定性.

FBD型一氧化碳高温变换催化剂催化性能研究

研究了FBD型低汽气比低铬一氧化碳高温变换催化剂的活性、抗硫性能和选择性。工业应用结果表明,FBD催化剂具有转化率高、使用汽气比低、低铬、抗硫性能强、机械强度高和使用寿命长等优点。

CuO助剂对铁铬系CO高温变换催化剂性能的影响

考察了CuO的不同前驱体对铁铬系CO高温变换催化剂反应性能的影响,研究发现,CuO助剂可改善催化剂的低温活性,以硝酸铜的加入形式效果较为显著。对样品进行了XRD、BET、H2-TPR和XPS表征,结果表明,CuO助剂进入了Fe3O4的反尖晶石结构的八面体空隙,置换Fe2+与Fe3O4发生相互作用,改变了催化剂的还原特性,使Fe2O3还原为Fe3O4的还原温度降低了100℃左右。铜在催化剂的表面以Cu(OH)2、CuO和Cu2O三种形态存在,因Cu2+取代Fe2+的八面体配位单元,致使配位场稳定化能降低,催化剂表面容易产生O2-缺位,所产生的新的活性中心极易吸附OH-,使催化剂在低汽气比条件下参与CO变换反应,具有高活性且遏制烃类副产物的生成。

用穆斯堡尔谱研究助剂对CO高变催化剂结构和性能的影响

研究了添加过渡金属元素Cr、Ni、V对铁基CO高变催化剂性能的影响,并采用Mossbauer谱图考察了添加过渡金属Cr、Ni、V对CO高温变换催化剂的相态变化,得到Ni是与Cr、V不同类型助剂的结论.

不同的沉淀剂对铁酸铜催化剂水煤气变换活性和热稳定性的影响(英文)

以氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备3种铁酸铜催化剂,并对其水煤气变换活性和热稳定性进行了评价。测试发现,以氢氧化钾为沉淀剂制得的催化剂表现出优异的水煤气变换活性。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、N2物理吸附(N2-physisorption)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、CO2-程序升温脱附(CO2-TPD)和循环伏安法(CV)等技术手段研究了不同的沉淀剂对催化剂的微观结构和表面性质的影响。结果发现,氢氧化钾能有效促进CuFe2O4的生成、抑制CuO和CuFe2O4晶格的长大、促使CuO在催化剂表面的较好分散、增强催化剂的还原能力、增加弱碱性位点的数量。它们显著改善了催化剂的催化活性和热稳定性。

无铬CO高温变换催化剂的研究Ⅱ.过渡元素对高变催化剂结构与性能的影响

通过ＸＲＤ，ＢＥＴ和ＸＰＳ表征及反应性能测定表明，铁系高变催化剂中加入的过渡元素能够进入Ｆｅ３Ｏ４晶格形成固溶体，并使催化剂的晶胞参数随着加入元素离子半径的增大而增大，晶粒度明显变小，比表面积增大，起到铬的作用，催化剂的活性和热稳定性提高．发现部分过渡元素具有富集ＯＨ－的特性，使催化剂在较低的汽／气比条件下具有较高的催化活性．研制成功的Ｂ１２１型无铬高变催化剂性能达到铁铬系高变催化剂的技术指标．

无铬CO高温变换催化剂的研究 Ⅰ.氧化铬对高变催化剂结构与性能的影响

通过ＸＲＤ，ＢＥＴ和ＸＰＳ表征及反应活性测定表明，ＣＯ高温变换催化剂中加入的助剂ＣｒＯ３在制备及还原过程中，能进入Ｆｅ３Ｏ４晶格，使晶胞参数增大、晶粒度变小、分散度提高、比表面积和孔容积增大、孔结构改善而提高催化剂活性和稳定性．加入的ＣｒＯ３有７６％以Ｃｒ３＋形态存在于尖晶石的正八面体空隙中，２４％以Ｃｒ６＋形态存在于正八面体和正四面体空隙中．氧化铬不仅起到结构助剂作用，可能还起到电子助剂作用．加入的Ｃｒ２Ｏ３不进入Ｆｅ３Ｏ４晶格而以独立相存在，不起助剂作用．

硝酸处理活性炭对醋酸乙烯催化活性的影响

研究了改性活性炭载体的表面物理化学性质及其对乙炔法合成醋酸乙烯催化剂催化性能的影响。研究发现,催化剂中醋酸锌的负载量基本相同时,经质量分数15％硝酸处理的活性炭为载体制得的催化剂比未经处理的活性炭为载体制得的催化剂的活性相对提高5.36％。硝酸氧化可显著提高活性炭的含氧官能团的量,增加中、大孔的比表面积和孔体积,影响催化剂的活性。活性炭中的中、大孔对催化剂活性有利,但含氧官能团的影响更为强烈,催化活性与活性炭载体的内酯基含量呈正相关,与羟基含量呈负相关。并对反应机理进行了推测。

蜂窝状堇青石载体Al_2O_3涂层的原位合成

采用改进的原位合成法 (原位 浸涂法 )在蜂窝状堇青石载体表面制备了多孔氧化铝涂层 .着重研究了制备条件对涂层负载、晶相及其孔结构性质的影响 ,并与其他方法制备的涂层进行了比较 .结果表明 ,采用多次原位合成法制备能提高氧化铝涂层的牢固度 ,但每次负载量偏低 ;原位 浸涂法适宜的制备参数为 :水解温度 83℃ ,水 /异丙醇铝摩尔比 6 0 ,pH值 3 5～4 0 ,焙烧温度 5 0 0℃ .原位 浸涂法有利于制备Al2 O3 涂层 ,具有较好的牢固度 ,而且涂层的孔径分布窄 ,具有较大的比表面积、比孔体积和平均孔径 .

金负载量对低温水煤气变换Auα-Fe_2O_3催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀法制备了低温水煤气变换Au α Fe2O3催化剂。通过正交实验优化催化剂的还原活化条件,考察了金负载量对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、UV VIS、XRF、H2 TPR和O2 TPO等表征手段对催化剂的结构进行分析,并与其催化性能进行关联。结果表明,(1)采用10% H2 N2还原气将催化剂在150℃原位还原9h,其催化活性最高;(2)金的最佳负载量为8 00%,此时在催化剂制备过程中金的流失量较少,金粒子较小,也有利于抑制催化剂在反应过程中烧结;(3)TPR TPO结果表明,金的负载量为8 00%时,Au α Fe2O3催化剂具有较易被还原、不易被氧化的性质,从而显示出最高催化活性。(4)Au α Fe2O3催化剂中的金以单质金(Au0)形式存在;其高活性与Au0 Fe3O4间的协同作用有关。

微乳法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂Ⅰ.制备参数对催化剂活性的影响

分别在TritonX 10 0 /正己醇 /环己烷 /水和十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) /正己醇 /水的W /O型微乳液体系中合成了Au/Fe2 O3 催化剂 ,考察了主要制备参数对催化剂水煤气变换活性的影响 .结果表明 ,催化剂的焙烧温度、水与表面活性剂的质量比 (rw)、表面活性剂浓度 (W)、表面活性剂种类及催化剂活性组分金的负载量均对催化剂活性有显著的影响 .催化剂的最佳焙烧温度为 2 5 0℃ ,催化活性随着rw 和W的增加而降低 ,由TritonX 10 0制得的催化剂的活性高于由CTAB制得的催化剂 .当金负载量为 3% ,水煤气变换反应温度为 2 0 0℃时 ,CO的转化率可达 99 5 % .

ZrO_2对Cu/CeO_2-ZrO_2水煤气变换催化剂结构、性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Cu/CeO2-ZrO2水煤气变换(WGS)催化剂。用N2物理吸附、XRD和H2-TPR手段研究了ZrO2组分对催化剂的织构、物相、还原性能、热稳定性以及WGS反应活性的影响。结果表明,添加ZrO2组分均提高了催化剂的比表面积,且随ZrO2含量的增加,孔径逐渐向小孔集中,即大孔数量减少,小孔数量增加,最可几孔径移至1.9 nm左右,并逐渐增强。ZrO2的加入能有效地抑制CeO2晶粒的长大,同时适量的ZrO2可使铜铈基催化剂在WGS反应过程中保持较高的Cu分散度,从而使其具有较高的活性和稳定性。当催化剂中ZrO2含量为10%,反应温度为200℃时,WGS反应中CO的转化率达到73.7%。

活性炭载体对醋酸乙烯合成催化剂活性的影响

选择6种活性炭为载体制备了用于合成醋酸乙烯的负载型醋酸锌催化剂,采用N2吸附、程序升温脱附、元素分析、扫描电子显微镜等表征方法,考察了活性炭载体的比表面积、孔结构、表面含氧官能团、表面形貌及化学组成对负载型醋酸锌催化剂活性的影响。研究结果发现,相对于墨水瓶孔结构的活性炭,具有平行板孔结构的活性炭更有利于反应物分子和产物分子在催化剂内表面的吸附和脱附,对应的负载型醋酸锌催化剂的活性较高;相同材质的活性炭载体中,比表面积较大、含CO的表面含氧官能团的比例较大、纯度高、灰分含量低的活性炭载体负载的醋酸锌催化剂的活性较高。

制备参数对Au/Fe_2O_3催化剂水煤气变换性能的影响

采用共沉淀法制备了Au/Fe2 O3 催化剂 ,并系统地考察了制备参数对其催化WGS性能的影响 .通过BET ,XRD ,XRF ,H2 TPR和HRTEM等表征手段 ,初步考察了Au/Fe2 O3 催化剂具有高催化活性的原因 .结果表明 ,金负载量、沉淀剂种类、沉淀方式、沉淀 pH值、焙烧气氛和焙烧温度对Au/Fe2 O3 催化剂的催化性能均具有较大的影响 .Au/Fe2 O3 催化剂的低温高活性是纳米Au与Fe3 O4协同作用的结果 ;Au/Fe2 O3 催化剂的高温活性是由于活性相Fe3 O4起主要作用的结果 .

以水热法合成的ZrO_2负载Au催化剂上的低温水煤气变换反应

采用一种简便的水热法合成了一系列ZrO2,并采用沉积-沉淀法制得相应1.0%Au/ZrO2催化剂,在模拟甲醇重整气气氛下评价了它们的低温水煤气变换(WGS)反应催化性能.结果发现,于150oC水热合成的ZrO2负载的Au催化剂活性最佳,240oC反应时CO转化率达87%,明显高于相同反应条件下Au负载量较高的Au/Fe2O3,Au/CeO2及Au/CeZrO4催化剂.采用X射线衍射、原子吸收光谱、N2物理吸脱附及扫描电子显微镜等手段对样品进行了表征.结果表明,Au/ZrO2催化剂的总孔体积及平均孔径越大、圆形片状形貌越规整,其低温WGS催化活性就越高.

沉淀剂种类对水煤气变换Au/Fe_2O_3催化剂结构和催化性能的影响

采用7种沉淀剂(K2CO3,Na2CO3,NH4OH,(NH4)2CO3,NaOH,KOH和尿素)通过共沉淀法制备了低温水煤气变换(WGS)Au/Fe2O3催化剂,考察了沉淀剂种类对其催化性能的影响.通过N2吸附,X射线荧光光谱、X射线衍射、H2程序升温还原和CO程序升温脱附等表征手段,探讨了不同沉淀剂影响Au/Fe2O3催化剂WGS性能的原因.结果表明,采用K2CO3和Na2CO3制备的催化剂样品在200℃以上具有较好的活性和稳定性,其中K2CO3是最佳沉淀剂.而采用NH4OH和(NH4)2CO3制备的样品的催化活性相对较低,在200℃达到峰值.由其它3种沉淀剂制备的样品的催化活性都较差,CO转化率最高只有35%.沉淀剂种类不仅明显地影响金离子和铁离子的共沉淀,而且会明显地影响共沉淀物在后续焙烧过程中的结晶行为.前者将影响金的负载量,后者则影响金粒子的分散度以及氧化铁载体的还原性质和对CO的吸脱附性能.Au/Fe2O3催化剂的低温高活性及其稳定性归因于高度分散的金粒子及其与易被还原的氧化铁载体间的协同作用.催化剂中金负载量增大、金粒子分散度提高以及氧化铁晶粒减小均有利于其催化性能的提高.

改性沉积-沉淀法制备Au/Fe_2O_3水煤气变换反应催化剂

采用共沉淀法、沉积-沉淀法和改性沉积-沉淀法制备了Au/Fe2O3催化剂,运用N2吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和透射电镜等技术对其进行了表征,考察了制备方法对Au/Fe2O3催化剂水煤气变换反应催化活性的影响.结果表明,改性沉积-沉淀法制备的催化剂具有最好的催化活性,150℃时CO转化率达82.3%.该催化剂比表面积较大,金粒子尺寸（3-5nm）较小且分布均匀.载体氧化铁以无定形态和结晶态共存,金与载体间存在较强的相互作用,这对催化剂活性的提高起着重要作用.