用于乙烷氨氧化反应的高效Sb_2O_3/Co-ZSM-5催化剂

The catalytic ammoxidation of ethane with oxygen and ammonia was investigated over a series(Sb2O3) promoted ion-exchanged Co-ZSM-5 zeolites(Sb2O3/Co-ZSM-5).The introduction of appropriate amount of Sb2O3 can considerably improve the conversion of ethane,suppress the formation of COx,and increase the total C2 selectivity to acetonitrile and ethylene.Among them,the sample with 5% Sb2O3 loading（in mass fraction） shows a 68.4% ethane conversion at 550 ℃, a 51.6% selectivity to acetonitrile and a 31.7% selectivity to ethylene,and a 35.3% yield of acetonitrile were obtained,which is to our knowledge the highest ever reported for the direct ammoxidation of ethane.

Co-ZSM-5(L)复合催化剂的制备及其催化空气环氧化烯烃的研究

合成4-羟基苯甲醛苯甲酰腙(L1)和4-氯苯甲醛苯甲酰腙(L2)两种席夫碱配体,并通过离子交换和离子配位的方式成功制备了Co-ZSM-5(L)金属分子筛/配合物复合催化剂.采用XRD、IR和1 H NMR等手段对催化剂进行表征,表征结果表明交换到分子筛中的Co离子成功与酰腙配体配位,且分子筛的骨架没有发生变化.烯烃催化环氧化反应以空气为氧化剂,TBHP为引发剂,DMF为溶剂在常压下进行反应.结果表明,Co-ZSM-5(L)复合催化剂对苯乙烯,α-蒎烯和α-甲基苯乙烯均表现出非常优异的催化活性,烯烃的转化率均达到82%以上.

Co-ZSM-5分子筛催化合成烷基吡啶

Co-ZSM-5分子筛催化剂是一种具有较强催化活性的醛氨缩合催化剂,具有反应条件温和、择形选择性高和副产物较少等优点。研究了在Co-ZSM-5分子筛催化剂上的醛氨缩合反应,考察了反应温度、催化剂用量、原料配比(甲醛/乙醛,摩尔比)、n值(氨/原料,摩尔比)、反应时间以及催化剂使用次数等因素对醛氨缩合反应的影响,系统地研究了醛氨缩合反应的规律,优化了反应条件。研究发现Co-ZSM-5分子筛催化剂的失活过程经历四个阶段:高水平活性稳定期、活性衰退期、低水平活性稳定期和二次活性衰退期四个阶段。升高温度、增大催化剂用量、一定的原料配比和n值、延长反应时间均对提高醛氨缩合反应性能有积极的影响。在温度450℃、常压、原料配比为2/3、n值为2和反应时间1～2h的条件下,反应对烷基吡啶的选择性较高,烷基吡啶的产率可达85％以上。

Co-ZSM-5分子筛催化剂上醛氨缩合反应条件的研究

研究了在Co-ZSM- 5分子筛催化剂上的醛氨缩合反应 ,考察了催化剂焙烧温度、反应温度、催化剂用量、原料配比n(甲醛 )∶n(乙醛 )、N值 [n(氨 )∶n(原料 ) ]、反应时间以及催化剂使用次数等因素对醛氨缩合反应的影响 ,系统地研究了醛氨缩合反应的规律 ,并优化了反应条件。研究显示反应条件在焙烧温度 450～ 60 0℃、反应温度 40 0～ 50 0℃、常压、原料配比为 1 /4～2 /3、N值为 1 5～ 2 5下 ,醛氨缩合反应的选择性较高 ,烷基吡啶的产率可达 85

焙烧对醛氨缩合催化剂Co-ZSM-5分子筛核磁共振的影响

采用 NMR研究了活化焙烧对 Co- ZSM- 5分子筛结构的影响。结果表明 ,焙烧使分子筛结构发生了较大变化 ,焙烧温度高于 6 0 0℃ ,分子筛骨架脱铝明显 ;焙烧温度高于 75 0℃ ,分子筛骨架结构遭到破坏。

反应时间对醛氨缩合催化剂Co-ZSM-5分子筛上积炭的影响

本文在研究反应时间对醛氨缩合催化剂Co-ZSM-5分子筛比表面积、孔体积、平均孔径及积炭量的影响中发现,Co-ZSM-5分子筛催化剂的失活过程经历四个阶段:高水平活性稳定期、活性衰退期、低水平活性稳定期和二次活性衰退期四个阶段。在最优反应条件下,Co-ZSM-5分子筛催化剂上烷基吡啶的收率可达85％(wt)以上,积炭量稳定在6％(wt)左右。

改性Co-ZSM-5分子筛的催化性能研究

制备了硅、磷、硼改性的Co-ZSM-5分子筛催化剂,考察了样品上的催化反应性能,其中负载量为1.0wt./%的硼改性Co-ZSM-5分子筛样品表现出最佳乙烷氨氧化反应性能。结合表征结果认为,处于分子筛通道内的α型Co2+离子是乙烷氨氧化反应的主要活性中心。

Co-ZSM-5水杨醛苯甲酰腙复合催化剂的制备、表征及其在催化空气环氧化苯乙烯反应中的应用

合成了水杨醛苯甲酰腙(L)席夫碱配体,并通过离子配位的方式将其固载于Co-ZSM-5上,成功制备了CoZSM-5/水杨醛苯甲酰腙(Co-ZSM-5/L)复合催化剂.X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、固体紫外漫反射光谱(UVvis DRS)、比表面分析(BET)等表征发现,酰腙配体成功地与分子筛中交换的Co配位,并且不会影响分子筛的骨架.将该催化剂应用于苯乙烯的空气环氧化反应,表现出优异的催化活性,苯乙烯的转化率由Co-ZSM-5的80.2mol%增至91.7mol%,环氧化合物的选择性由70.6%增加到78.8%.循环回收实验和控制实验证明,该催化剂为典型的多相催化剂,稳定性好,具有一定的应用前景.

Co-ZSM-5催化剂上烃类选择性催化还原NOx机理研究进展

烃类选择性催化还原氮氧化物可能是富氧条件下脱除汽车尾气中氮氧化物污染的有效途径。以Co-ZSM-5催化剂为例,综述了国内外有关Co-ZSM-5催化剂及其在富氧条件下烃类选择还原氮氧化物的机理研究,并将烃类选择还原氮氧化物的过程概括为以下三个步骤:(1)(NO)ad+(O2)ad(NOy)ad(y≥2);(2)(NOy)ad+(CxHy)ad……(NCaObHc)ad;(3)(NCaObHc)ad+NO+O2……N2+CO2+CO+H2O。

不同Co-ZSM-5分子筛上的乙烷氨氧化反应性能

制备了各种Co-ZSM-5分子筛催化剂,通过XRD,SEM,BET等表征手段对样品进行了表征,并考察了其乙烷氨氧化反应性能。结果显示,样品的S i/A l比、分子筛晶粒尺寸及催化剂制备方法对乙烷氨氧化反应性能有较大影响。

CO-ZSM-5分子筛催化合成烷基吡啶

Co-ZSM-5分子筛催化剂是一种具有较强催化活性的醛氨缩合催化剂,其主要特点是反应条件温和、择形选择性高、副产物较少等优点.醛氨缩合反应是制备烷基吡啶最具代表性的反应路线之一,作者研究了在Co-ZSM-5分子筛催化剂上的醛氨缩合反应,详细考察了反应温度、催化剂用量、原料配比(甲醛/乙醛摩尔比)、n(氨/原料摩尔比)值、反应时间以及催化剂使用次数等因素对醛氨缩合反应的影响,系统地研究了醛氨缩合反应的规律,并优化了反应条件.研究发现Co-ZSM-5分子筛催化剂的失活过程经历4个阶段:高水平活性稳定期、活性衰退期、低水平活性稳定期和二次活性衰退期4个阶段.升高温度、增大催化剂用量、一定的原料配比和n值、延长反应时间均对提高醛氨缩合反应性能有积极的影响.研究显示,反应条件在反应温度450℃、常压、原料配比为2/3、n值为2、反应时间1～2 h内,反应对烷基吡啶的选择性较高,烷基吡啶的产率可达85%以上.

Co-ZSM-5分子筛催化剂的合成及应用在甲烷部分氧化制甲醇

我们利用Co-ZSM-5分子筛中的分子氧对甲烷部分氧化制取甲醇进行了实验。反应在常压下进行,反应温度为350℃~600℃。ZSM-5分子筛中的Co和Si所形成的四面体骨架被作为催化剂,分别合成Si/Co比值为22、30、40的Co-ZSM-5分子筛。实验发现含有Na的分子筛Co-NaZSM-5催化剂,使得产物甲醇有较高的选择性。而且通过调查发现随着反应时间的增长和温度的增加,甲烷部分氧化到甲醇的产物选择性有明显的下降。

Co/Zr/Al_(2)O_(3)-Pt/ZSM-5催化剂的制备及其合成气转化制液体燃料性能研究

以Co基催化剂耦合沸石分子筛催化剂应用于合成气催化转化可以有效改善催化剂的产物选择性。本研究通过浸渍法制备得到Zr/Al_(2)O_(3)载体和Pt/ZSM-5催化剂,再通过超声分散法制备了Co/Al_(2)O_(3)、Co/Zr/Al_(2)O_(3)和Co/Zr/Al_(2)O_(3)-Pt/ZSM-5催化剂。通过系列表征技术对载体和催化剂理化性质进行分析,评价了催化剂费-托合成反应性能。结果表明,Zr的引入有助于提升Co/Zr/Al_(2)O_(3)上Co物种的还原性,改善催化活性,增加C_(12+)重质烃的选择性。当Co/Zr/Al_(2)O_(3)与Pt/ZSM-5耦合后,由于贵金属Pt的助剂效应,进一步促进Co物种的还原,Co/Zr/Al_(2)O_(3)-Pt/ZSM-5催化剂的CTY值提高至8.3×10^(−5) mmol/(g·s),同时具有较低的CH_(4)、C_(2)−C_(4)产物选择性。此外,Pt/ZSM-5的酸性促进C_(12+)产物的部分裂解,使产物分布向C_(5)−C_(11)液态烃偏移,C_(5)−C_(11)产物选择性达到45.9%。本研究为设计和制备高效的费-托合成催化剂提供了参考。

富氧条件下甲烷还原NO_xCo-ZSM-5催化剂的性能和表征

利用不同浓度和不同ｐＨ值的交换溶液，制得一系列Ｃｏ－ＺＳＭ－５催化剂．对富氧条件下催化剂上甲烷选择性还原ＮＯｘ的活性进行了测定．由实验结果得知，富氧时，催化剂上氧化氮还原活性和甲烷的选择性随反应温度的变化，分别在４４０℃和４１０℃有一极大值．应用ＩＲ、ＴＰＲ、ＸＰＳ和ＴＰＤ－ＭＳ等技术对催化剂进行了表征，观察到Ｃｏ２＋在ＺＳＭ－５分子筛上有两种不同的落位．在Ｃｏ２＋离子与ＺＳＭ－５分子筛中的Ｎａ＋离子进行交换的过程中，先交换处于立体交叉位上的Ｎａ＋离子，交换很快达到平衡，交换在该位置上的Ｃｏ２＋离子对富氧时甲烷选择性还原ＮＯｘ的作用不大；后交换处于通道内的Ｎａ＋离子，交换在该位置上的Ｃｏ２＋离子是富氧时甲烷选择性还原ＮＯｘ的活性中心．

Co/Ni/ZSM-5催化改质热解煤气与煤焦油及其机理

以过量浸渍法制备不同Ni、Co比例改性的ZSM-5分子筛为催化剂,通过XRD、SEM-EDS、BET、NH_(3)-TPD对催化剂进行表征。研究不同配比的Ni/Co/ZSM-5催化剂、热解温度、催化剂添加量对神府煤热解煤气与煤焦油组分变化的影响。结果表明,经Ni3Co5Z催化剂催化后的热解煤气总体积分数较原煤提高11.69个百分点,其中H_(2)体积分数和CH4体积分数分别提高了4.25个百分点、5.37个百分点;650℃为最佳热解温度,H_(2)体积分数和CH4体积分数分别提高了6.77个百分点、0.50个百分点,而催化剂的加入量对煤气体积分数影响较小。当催化剂为Co3Ni5Z、催化剂添加量为0.3 g、热解温度为600℃时,煤焦油中芳香烃与酚类的面积分数较原煤分别提高了5.91个百分点、3.35个百分点。Ni/Co/ZSM-5催化剂的酸量与催化性能关系密切,一定程度的酸量能促进煤的热解,提高煤气的高价值气体组分产量,改善煤热解油品的品质。

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

在不添加任何有机胺模板剂情况下,以硅溶胶和铝酸钠为原料通过简单的水热活化-晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛(Z1),在此合成方法上,分别添加蔗糖、木质素、微晶纤维素作为介孔模板剂,合成了三种多级孔ZSM-5分子筛(SZ、LZ、CEZ)。进一步对纤维素和低密度聚乙烯(LDPE)进行共催化裂解研究,考察裂解反应温度和催化剂酸性、孔径对产物分布的影响。结果表明,在450~600℃下使用Z1对纤维素/LDPE进行共裂解,550℃时得到的BTX(苯、甲苯、二甲苯)产率最高(21.6%)。在优化温度下(550℃),使用不同催化剂进行共裂解实验,使用CEZ-10得到的BTX产率最高(26.1%),并有良好的抗积碳能力。与单独裂解LDPE(17.8%)相比,CEZ-10共裂解得到的BTX产率提升了8.3%。结果表明,共催化裂解纤维素和LDPE有助于BTX的生成。

钴离子交换H型及Na型ZSM-5的表征及乙烷氨氧化反应性能

采用液相离子交换法制备了不同钴含量的Co-HZSM-5和Co-NaZSM-5分子筛催化剂,通过NH3-TPD,IR,UV-V is及H2-TPR等手段对催化剂的酸碱性质及氧化还原性质进行表征,并与乙烷氨氧化反应性能进行了关联.结果显示,无论H型或Na型ZSM-5分子筛,Co2+离子的引入均导致两种新的L酸中心生成.共存阳离子(H+,Na+)对Co2+离子的氧化还原性质有很大影响,从而对乙烷氨氧化反应性能产生影响.

M-ZSM-5催化α-蒎烯空气环氧化反应

采用不同的金属离子交换Na-ZSM-5型分子筛制备M-ZSM-5催化剂.以空气作为氧化剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,用M-ZSM-5催化环氧化α-蒎烯.采用XRD和IR对催化剂进行表征,结果表明ZSM-5经过离子交换后其基本骨架结构没有发生变化.结果表明Co-ZSM-5的催化活性最高,以1.2%Co-ZSM-5型分子筛为催化剂,空气作为氧化剂并用少量的TBHP作为引发剂,采用DMF作为溶剂,在90℃下反应5 h,α-蒎烯的转化率达84.5%,α-蒎烯环氧化物选择性达78.1%.催化剂经过回收利用,发现催化效果基本保持一致.

喷动-载流床中Co/ZSM-5分子筛催化剂对煤热解的催化作用

在喷动-载流床中考察了Co/ZSM-5分子筛催化剂对煤热解气、液、固产物产率及组成变化的影响,分析了催化剂失活的原因及催化剂的再生使用寿命.结果表明,在550～600℃的热解温度范围内,Co/ZSM-5分子筛催化剂提高煤热解总转化率达70%以上.而在650℃时,煤热解正己烷可溶物产率最大,其中酚类、脂肪烃类和芳香烃类的产率比无催化剂时分别增加203%,51%和78%.因积碳失活的Co/ZSM-5分子筛催化剂经过500℃焙烧后再生使用6次,活性下降不到5%.Co/ZSM-5分子筛催化剂的结构表征结果说明,Co进入了ZSM-5分子筛骨架.Co的催化加氢活性促进了H.与煤热解焦油片断的结合,减少了焦油聚合成大分子的几率,从而提高了煤热解油品的产率和品质.

富氧条件下Co／ZSM-5催化剂对C3H8选择还原NOx的性能

采用多种物理化学手段研究了在模拟的轻型柴油车尾气中不同Co担载量及Cu掺杂的Co/ZSM-5催化剂的Co组分分散状态、可还原性、NO吸附脱附性质对C3H8选择性催化还原NOx性能的影响。结果表明,浸渍法制备的Co/ZSM-5催化剂上既有外表面上的Co3+和Co2+物种,也有孔内的Co2+离子。富氧条件下Co/ZSM-5催化剂上C3H8选择性催化还原NOx的活性主要与ZSM-5载体孔外表面分散的CoOx物种中的钴离子可还原能力和NO吸附脱附性能密切相关。Co/ZSM-5催化剂上适宜的Co担载量约为4.0wt%,低担载量时随Co担载量增加,表面CoOx物种中钴离子可还原能力增强,C3H8选择性催化还原NOx的低温转化活性增加;高担载量时,随Co担载量增加,单位Co离子的NO吸附量的减少以及催化剂表面活性中心数的减少,导致了Co/ZSM-5催化剂NOx的转化率和催化剂比速率(k)的下降。孔外表面Co3O4晶体的存在使催化剂表面产生较强的NO吸附,并在高温时有利于C3H8的氧化燃烧,使C3H8选择性催化还原NOx的活性降低。