丁烷氧化脱氢Ni-Zn双金属催化剂:氧移动性与催化性能

针对丁烷氧化脱氢反应中NiO催化剂性能差的问题,提出采用溶胶凝胶法制备一系列Ni-Zn双金属催化剂,考察了不同Zn含量下催化丁烷氧化脱氢的性能。结合氢气程序升温还原(H2-TPR)、程序升温氧化还原(TPRO)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了催化剂的氧化还原能力对催化性能的影响。结果表明,NiZn_(0.5)催化剂的性能最好。Zn元素的加入提高了催化剂的氧移动性,体现在催化剂氧容量增大及催化剂上晶格氧的补充能力增强。NiZn_(0.5)催化剂由于具有最大的氧容量和最高的氧补充速率,在反应过程中催化剂上的氧空位更容易被填补。此外,双组分催化剂改善了单一NiO易结焦的问题。

球磨法制备堇青石负载Fe/Ce载氧体的甲烷化学链重整性能

通过球磨法制备一系列堇青石负载Fe/Ce的复合载氧体,并在固定床装置上评价复合载氧体的甲烷化学链重整的反应性能。系统考察了堇青石质量分数、Fe/Ce摩尔比、椰壳添加量以及球磨参数对复合载氧体的氧化还原性能的影响,并进行了一系列表征(XRD、H2-TPR、BET、SEM、XPS)。研究发现,在球料比10∶1、转速500r/min、时间1h的球磨参数下制备质量分数30%堇青石负载Fe/Ce摩尔比为1∶9的复合载氧体具有较优的氧化还原性能。质量分数15%椰壳炭的添加使复合载氧体的实际出氧量提升了38.7%,并且在还原氧化循环反应中表现出良好的稳定性和氧释放能力。

双金属催化剂在生物质焦油催化蒸汽重整领域的研究进展

综述了双金属催化剂在生物质焦油及其模型化合物催化蒸汽重整领域的研究现状,梳理了常用双金属催化剂的类型及不同催化剂催化焦油重整的性能,总结了影响双金属催化剂性能的主要因素,探讨了焦油催化重整的反应机理,并阐释了催化剂失活-再生反应机制。文中指出:双金属催化剂丰富的活性位点和双金属之间的协同作用促进了催化剂性能的提升,双金属活性相和载体之间适宜的相互作用增强了催化剂的稳定性;双金属催化剂在焦油蒸汽重整方面具有潜在的应用前景。目前双金属催化剂的活性、稳定性仍然无法满足焦油催化重整的产业化应用需求。下一步需开发催化剂的精准调控技术,深入阐释其催化反应机理,为焦油催化蒸汽重整产业化发展提供技术指导。

耦合法制备高效稳定的Pd-Fe/AC双金属催化剂

Pd-Fe/AC双金属催化剂在冶金、化工及环境等领域应用广泛,但受制备方法的限制,传统的液相还原法制备的Pd-Fe双金属催化剂活性物易团聚且晶粒粒度难以控制。以活性炭为载体,用超声浸渍-超声液相还原法制备出Pd-Fe/AC双金属催化剂,并通过FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)对催化剂进行表征,伏安特性曲线和计时电流曲线评价了催化剂的性能。结果表明活性炭载体的最佳改性工艺为:质量分数15%的HNO_(3)、反应温度50℃、反应时间1 h;催化剂的活性成分粒径6.27 nm,晶格间距0.222 nm;经电化学测试,耦合法制备出的催化剂比液相还原法的催化活性高了14%,并保持了更高的电化学稳定性。结论表明:相较于液相还原法,耦合法能够制备出更加高效稳定的Pd-Fe/AC双金属催化剂。

铈锰复合氧化物高效催化分解臭氧

将Ce掺入MnO_(2)八面体分子筛(OMS-2)中得到铈锰氧化物催化剂。通过XRD,SEM,H_(2)-TPR,XPS等方法表征了催化剂的物理化学性质,模拟了该催化剂在高湿度下对高浓度臭氧的去除效果。实验结果表明,在OMS-2中掺Ce可使OMS-2晶型发生改变。Mn/Ce原子比为4的CeMn4的比表面积最大、粒径较小、氧空位浓度最高,因此具有优异的氧化还原性能,在湿度90%、体积空速700000 h^(-1)、反应时间420 min的条件下能实现臭氧分解率稳定在95%以上,且抗水性能强。铈锰复合氧化物有望成为工业上使用的催化分解臭氧的理想材料。

铁铜双金属复合类Fenton催化剂的制备及用于处理阿莫西林模拟废水研究

针对粉末状类Fenton催化剂难以回收再利用的难题,采用煅烧法制备球形铁铜双金属复合催化剂,优化了催化剂制备条件(成分配比、煅烧条件和氮气流量),表征了催化剂的表面形态,考查了阿莫西林降解动力学,探讨了催化剂催化机理,并利用以该催化剂为核心的类Fenton催化体系处理阿莫西林模拟废水。反应在最优条件下阿莫西林去除率可达到99.9%。

Pt/CaO材料催化糠醇加氢制备戊二醇

通过浸渍法制备出一系列氧化钙负载铂金属催化材料,用于生物质基糠醇选择性加氢制备戊二醇研究。研究采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、CO_(2)-程序升温脱附、N2等温吸附-脱附、X射线光电子能谱、热重-差热分析法等一系列表征手段,对合成的催化剂样品物理化学性质进行了系统表征。实验结果表明,Pt/CaO-600催化剂表现出优异的催化活性,在4MPa氢压、210℃反应温度条件下,糠醇转化率为99.8%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇收率分别可达48.6%和21.5%。催化剂的优异性能可归因于作为载体的CaO提供了适宜的碱性位点,有利于糠醇开环反应的发生,进而提高了糠醇转化率与戊二醇选择性。同时,催化剂还表现出了优异的循环使用性能,经重复使用4次后,其催化糠醇转化率可达96.5%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇的收率分别为40.3%和17.0%。

非平衡晶化控制水滑石晶粒尺寸

本文采用非平衡晶化法通过在晶化后期补加原料合成了一系列不同晶粒尺寸的水滑石LDH样品研究表明非平衡晶化法可在一定范围内调控LDH的粒径所合成的LDH样品组成稳定晶体结构完整。

铁铈氧化物SCR脱硝催化剂的制备及性能

采用浸渍法制备了Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂,研究了Ce O2负载量对其选择催化还原NO性能的影响,并将其中效果最好的催化剂按照同样组分配比采用溶胶凝胶法制备进行比较。采用BET、XRD、SEM和XPS等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,采用浸渍法制备的负载10%Ce O2、3%Fe2O3的催化剂脱硝效率最优,最高可达96.65%。采用溶胶凝胶法制备催化剂效率更优,最高为99.36%。结果表明,浸渍法和溶胶凝胶法制备的10%-3%Ce O2-Fe2O3/Ti O2催化剂均具有较大的比表面积、活性成分分散度好、储氧能力强等优点。

ZrO_2改性Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

采用浸渍法制备了ZrO2改性Co-Ru/γ-A l2O3催化剂(以下简称催化剂),考察了反应温度、反应压力、气态空速和合成气n(H2)∶n(CO)对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,催化剂的催化活性提高,CH4的选择性增加,重质烃的选择性先增加后减小;升高反应压力有利于提高催化剂的催化活性、增加重质烃的选择性;增大气态空速不利于重质烃的生成;随n(H2)∶n(CO)的增大,CO的转化率和CH4的选择性增加、重质烃的选择性减小。在反应温度220℃、反应压力1.5M Pa、气态空速800h-1、n(H2)∶n(CO)=2.0的条件下,CO的转化率达到84.88%,烃的总选择性为99.63%,CH4和CO2的选择性分别为5.47%,0.37%,C5+占全部烃产物的质量分数为88.16%,重质烃的收率(以标准状况下1m3(H2+CO)计)为152.83g。

Co－Mo／TiO_2和C0－M0／γ－Al_2O_3加氢脱硫催化剂的研究

本文考察了ＣｏＭｏ／ＴｉＯ３和ＣｏＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的加氢脱硫性能及表面结构变化和预处理条件对其活性的影响．担体ＴｉＯ２（Ａ）和ＴｉＯ２（Ｂ）分别采用ＴｉＣｌ４中和法和ＴｉＯＳＯ４水解法制备．结果表明，催化剂的活性顺序为ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２（Ａ）＞ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２（Ｂ）＞ＣｏＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的预处理条件对催化剂的加氢脱硫（ＨＤＳ）和加氢（ＨＹＤ）活性有很大影响，ＴｉＯ２担体上Ｍｏ物种主要以八面体配位构型存在，Ｍｏ６＋更易于还原成低价态．

含铬复合氧化物催化剂的结构及其在甲烷催化燃烧反应中的催化活性

采用葡萄糖为络合剂,用溶胶-凝胶法制备了3种含铬复合氧化物Mg-C r-O,Fe-C r-O,Co-C r-O催化剂,并用X射线衍射、程序升温还原及比表面积法表征了催化剂的结构,考察了3种催化剂对甲烷催化燃烧反应的催化活性。实验结果表明,经800℃下焙烧后,Mg-C r-O催化剂呈现单一的尖晶石型MgC r2O4物相,且具有较高的催化活性;Co-C r-O催化剂则主要以CoC r2O4物相为主,并伴有少量C r2O3物相,催化活性次之;而Fe-C r-O催化剂由两种简单氧化物Fe2O3和C r2O3物相组成,催化活性最低,比表面积最小。

P改性对Mo-Ni/γ-Al_2O_3催化剂结构和性质的影响

以P改性的γ-Al2O3为载体,分别采用Mo-Ni-P和Mo-Ni-NH3两种浸渍液,通过等体积浸渍法制备了P改性的重油加氢精制Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,研究了助剂P及其加入方式和浸渍液的种类对载体及催化剂结构的影响。通过氮吸附、程序升温还原、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等技术对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,在γ-Al2O3载体中引入P,能降低载体的表面酸量,促进活性组分还原,在载体成型过程中加入P效果较好;浸渍液中含有P也有利于活性组分的还原,并能提高活性组分的利用率,同时使催化剂表面具有较高的Ni与Mo原子比。

新型Cu-Mn/TiO_2和Cu-Mn/γ-Al_2O_3甲醛催化氧化催化剂的研制及活性

采用浸渍法制备了Cu-Mn/γ-Al2O3、Cu-Mn/Ti O2新型催化剂,研究了在不同温度、不同气体流速下对甲醛的催化活性以及50h下催化剂的稳定性,并与Cu-Mn复合氧化物催化剂进行对比。结果表明:γ-Al2O3、Ti O2与Cu-Mn之间的协同作用提高了催化剂对甲醛的催化活性,且Cu-Mn/γ-Al2O3在150℃可以实现甲醛的完全去除,比Cu-Mn/Ti O2和Cu-Mn复合氧化物催化剂分别低80℃和140℃。3种催化剂的甲醛去除率随气速的增加而下降,且变化大小顺序为Cu-Mn/Ti O2>Cu-Mn/γ-Al2O3>Cu-Mn复合氧化物。50h后Cu-Mn/γ-Al2O3和Cu-Mn复合氧化物催化剂去除率仍为100%,Cu-Mn/Ti O2去除率在94%以上。采用XRD、BET和SEM-EDS等技术手段对制备的Cu-Mn/Ti O2、Cu-Mn/γ-Al2O3和Cu-Mn复合氧化物进行了表征。

铝盐加入方式对CuO/ZnO/Al_2O_3系催化剂性能的影响

用XRD,TD-DTG,TPR,N2吸附及N2O滴定法考察了铝盐的加入方式对CuO／znO／A12O3系催化剂前体及催化剂物相组成的影响;用加压微反评价装置考察了其对合成甲醇反应性能的影响。实验结果表明,铝盐的加入方式对催化剂前体物相组成及催化剂的反应活性有明显影响。Cu-Zn和Zn-Al分别沉淀有利于提高催化剂的低温活性;而Cu-Zn-Al三元共沉淀由于形成较多的类尖晶石相(Cu,Zn)Al2O4,降低了催化剂的低温反应活性,但提高了催化剂的热稳定性。保持催化剂中(Cu,Zn)Al2O4含量在适当水平对提高催化剂的整体性能至关重要。

FF-56加氢裂化预处理催化剂的制备及其性能

合成了新一代加氢裂化预处理催化剂FF-56,选择了制备该催化剂的适宜载体,并利用有机助剂优化了活性相结构,通过氮吸附、FTIR、DSC、TPR、XPS和TEM等方法对催化剂进行了表征。FF-56催化剂以大孔径氧化铝为载体,载体的孔体积和平均孔径均较大;表征结果显示,FF-56催化剂具有较高的总酸量和B酸含量,表面Ni的分散度明显高于参比催化剂FF-46,FF-56催化剂中活性金属与载体间的相互作用适度增强,层数大于7的MoS_2片晶数明显少于FF-46催化剂,FF-56催化剂所选有机助剂的热分解温度比FF-46催化剂所选有机助剂的热分解温度提高近1 00℃,使生产更易控制;装置评价结果表明,FF-56催化剂是一种脱氮活性高、稳定性好的加氢裂化预处理催化剂。

钒元素在铬铝丙烷氧化脱氢催化剂中的助催化作用

研究了丙烷在以钒元素为助剂的ＣｒＡｌＯ催化剂上的氧化脱氢反应性能。利用ＸＲＤ、ＤＲＳ、ＸＰＳ等方法，讨论了钒元素的助催化作用。实验结果表明，钒元素的添加，使得催化剂表面产生Ｏ物种，并且可以改变催化剂的表面组成，提高催化剂表面Ｃｒ３＋的浓度，从而影响催化剂的氧化脱氢活性。

MnO_x-CoO_x/硅藻土催化剂的制备、表征及催化活性

以硅藻土为载体,成功制备了锰氧化物（MnOx）和钴氧化物（CoOx）复合金属催化剂,研究了其对硝基芳烃化合物臭氧氧化的催化活性。实验采用5因素3水平的正交实验方法优化了催化剂的制备条件,发现活性组分摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对催化剂的催化性能影响显著。与单独臭氧化体系相比,催化剂投加体系TOC（总有机碳）去除率增幅达35%~57%,表明所制备MnOx-CoOx/硅藻土是一种高活性非均相臭氧氧化催化剂。应用XRD和XPS对催化剂结构进行了结构表征,负载金属以多价态氧化物形式分布于催化剂表面;FT-IR分析进一步揭示,催化剂富含表面羟基,推测制备的催化剂能够催化液相臭氧分解生成更多的羟基自由基（·OH）,进而提高臭氧化效率以及硝基芳烃化合物的矿化水平。

焙烧温度对镁铝复合氧化物载体性能的影响

采用混合固相反应法制备了一系列不同焙烧温度的镁铝复合氧化物载体，并负载Co—Mo活性组分制备了Co—Mo／MgO—Al2O3催化剂；通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、N2吸附一脱附、X射线衍射、热分析和质量滴定等方法考察了焙烧温度对载体性能的影响，并评价了Co—Mo／MgO—Al2O3催化剂在水煤气变换反应中的活性。实验结果表明，500～800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体以MgAl2O4·xMgO·yAl2O3无定形复合氧化物形式存在，900～1300℃焙烧的镁铝复合氧化物载体转变为MgAl2O4尖晶石；600～800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体具有适宜的比表面积和孔结构，有较高的零电荷点，有利于Co—Mo活性组分的吸附和分散，以其为载体制备的Co—Mo／Al2O3-MgO催化剂具有很高的活性。

合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究——Ⅰ.不同沸石分子筛担载Fe-MnO催化剂反应性能的考察

通过对各种沸石分子筛,Al_2O_3及SiO_2担载的Fe-MnO催化剂上CO加氢反应性能的考察,发现pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂有良好的低碳烯烃选择性,而其它沸石、SiO_2及Al_2O_3担载的Fe-MnO催化剂则不刊于低碳烯烃的产生。这可能一方面是由于pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂本身存在着金属与载体间的强相互作用(SMSI)使催化剂有利于烯烃生成,另一方面是由于pentasil型沸石独特的孔道有利于低碳烯烃的及时扩散离去,抑制了低碳烯烃在金属活性中心上的二次反应。研究还表明,催化剂活性与α-Fe°及反应过程中生成的∑-Fe2.2C和∑′-Fe2.2C含量存在对应关系。