氧化镧助剂对镍/二氧化硅催化剂结构和加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了La_2O_3改性的Ni/Si O_2催化剂,考察了La_2O_3的引入方法对Ni/Si O_2催化剂催化间二硝基苯加氢制间苯二胺反应性能的影响,并采用XRD、TPR和XPS等表征技术对催化剂的物化性质进行了研究.结果表明,La_2O_3的添加顺序对Ni/Si O_2催化剂的物化性质和加氢性能影响非常明显.当镧以先于镍浸渍方式引入时,将大大削弱载体与镍物种之间的相互作用,镍晶粒度变小,分散度增加,催化剂的活性显著提高,间二硝基苯转化率和间苯二胺收率分别达到97·1%和93·5%.在以镍和镧共浸方式制备的催化剂中,La_2O_3的存在也使Ni/Si O_2催化剂的反应性能有所改善,但效果没有镧先于镍浸渍方式突出.当以先浸镍后浸镧的方式加入助剂时,催化剂中的镍晶粒增大,分散性变差,催化剂的活性大幅度下降.

合成聚对苯二甲酸丙二醇酯负载型催化剂钛酸四丁酯/纳米二氧化硅的制备

以钛酸酯偶联剂(TMC-201)为改性剂,采用超声波分散方法对亲水性纳米二氧化硅(nano-SiO2)进行了表面改性。采用浸渍法将钛酯四丁酯(Ti(OC4H9)4)负载于表面改性的nano-SiO2上,制备了纳米级Ti(OC4H9)4/nano-SiO2负载型催化剂。考察了偶联剂用量、温度、时间对纳米SiO2表面改性的影响,研究了负载时间、负载温度和Ti(OC4H9)4用量对表面改性后纳米SiO2负载Ti(OC4H9)4的影响。结果表明,当TMC-201质量分数为35%、反应温度为90℃、反应时间为3.5 h时,纳米SiO2粒子表面接枝的偶联剂量最大;在室温下,负载48 h,Ti(OC4H9)4用量为表面改性纳米SiO2量的1/2时得到的Ti(OC4H9)4/nano-SiO2负载型催化剂负载Ti(OC4H9)4量最大;运用ICP-AES、FESEM等测试技术对修饰后的纳米SiO2及Ti(OC4H9)4/nano-SiO2负载型催化剂进行了表征;将Ti(OC4H9)4/nano-SiO2负载型催化剂用于聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚酯合成的结果表明,与均相Ti(OC4H9)4催化剂相比,Ti(OC4H9)4/nano-SiO2负载型催化剂催化合成PTT聚酯过程中酯化时间177 min,与均相催化剂催化酯化时间相近,在缩聚2 h后得到PTT的特性粘度高达1.05,证明该负载型催化剂具有高的催化活性,既可催化酯化反应又可催化缩聚反应。

二氧化硅负载壳聚糖络合铂催化烯丙基缩水甘油醚硅氢加成反应

将壳聚糖(CS)负载到SiO2上得到SiO2-CS,再与Pt配位,制得二氧化硅负载壳聚糖络合铂催化剂(SiO2-CS-Pt)。以烯丙基缩水甘油醚和三甲氧基硅烷的硅氢加成为模型反应,考察了SiO2-CS-Pt的催化性能,研究了温度、原料配比、反应时间等对目的产物的收率的影响,结果表明该催化剂具有较好的催化活性和重复利用性能。目的产物收率达59.7%,催化剂连续使用4次,活性下降不大。

二氧化硅-聚乙二醇负载型铂催化剂催化苯乙烯氢硅化加成反应

制备了SiO_2-聚乙二醇(PEG)负载型铂催化剂,研究了其催化苯乙烯与甲基二氯硅烷进行氢硅化加成反应的规律。实验结果表明,该催化剂在常温常压下有很高的催化活性和β-加成选择性,在空气浴中20℃反应3 h,苯乙烯转化率可达86.02%,β-加成产物选择性为100%。催化剂可重复使用3次无明显失活。

二氧化硅负载铂催化剂的制备及其在硅氢加成反应中的应用

采用乙烯基三乙氧基硅烷对二氧化硅表面羟基进行修饰,再与铂(Pt)配位制得二氧化硅负载卡斯特铂催化剂。以3-氯丙烯与三氯氢硅通过加成反应制备γ-氯丙基三氯硅烷为反应模型,考察了二氧化硅负载铂催化剂的催化性能,研究了催化剂用量、原料配比、反应温度和反应时间对该反应中原料转化率及目标产物选择性的影响,并对回收后的负载铂催化剂进行了活性评价。结果表明,随着负载铂催化剂用量的增加,氯丙烯转化率稍有提高,但γ-氯丙基三氯硅烷选择性降低;与采用等量之比的原料时相比,三氯氢硅用量略微增加时,氯丙烯的转化率由82%提高到90%,γ-氯丙基三氯硅烷选择性没有大幅度变动;随着反应温度的升高,氯丙烯转化率逐渐提高,γ-氯丙基三氯硅烷选择性先略微提高,而后大幅下降。随着反应时间的延长,氯丙烯的转化率先大幅提升,随后缓慢上升并趋于稳定,γ-氯丙基三氯硅烷选择性先提高后保持稳定。该催化剂在三氯氢硅与氯丙烯的硅氢加成反应体系中具有良好的催化活性及选择性,在氯丙烯与三氯氢硅的量之比为1. 1∶1,负载铂催化剂用量为15×10^-6,反应温度为80℃,反应时间为4 h的条件下,氯丙烯转化率为86. 43%,γ-氯丙基三氯硅烷选择性为75. 88%。此外,经第5次回收后使用,催化活性和选择性无明显下降,在工业领域具有潜在应用价值。

成膜温度对二氧化硅薄膜增强DBD臭氧发生的影响

通过实验方法研究了二氧化硅薄膜在不同成膜温度下对DBD臭氧发生的影响。同时采用热常数分析仪、比表面积测试仪、XPS分析了负载二氧化硅介质板在不同成膜温度下的导热系数、比表面积和表面羟基。实验结果表明,成膜温度会改变薄膜的比表面积和羟基含量,从而影响二氧化硅薄膜对DBD臭氧发生的增强作用。当成膜温度变化范围为450℃~750℃时,550℃成膜温度有最大的比表面积,同时其臭氧浓度、臭氧产率及能量效率也相对最大,在放电电压7 KV时,相较于未负载二氧化硅的分别提高了9.3%,32.9%,0.086%。过高的成膜温度不利于臭氧产生,这是由于负载的二氧化硅薄膜比表面积和表面羟基含量都会大大减小。

用于醋酸加氢生产乙醇的铂锡二氧化硅催化剂的制备方法

本发明涉及用于醋酸加氢生产乙醇的铂锡二氧化硅催化剂的制备方法;将含锡的盐和正硅酸乙酯溶于乙醇,搅拌下滴加去离子水,得到SnOx-SiO2复合氧化物;加入氨水溶液中,然后加入含铂氨盐的水溶液;将所得固体研磨成粉状,成型即得到醋酸加氢制乙醇的铂锡二氧化硅催化剂。本发明结合溶胶凝胶法和离子交换法,改进了Pt、Sn的上载方式。

Cr系催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

考察了SiO2 、活性炭 (AC)担载金属氧化物催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯的反应性能 ,表明Cr2 O3是最佳的金属活性组分 ,具有较好的二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯反应性能。在 82 3～ 92 3K温度下 ,6Cr/SiO2 和 6Cr/AC催化剂的乙烷转化率分别为 12 .0 %～ 32 .1%和 8.5 %～ 2 9.2 % ,乙烯选择性分别为 85 .2 %～ 77.3%和 87.5 %～ 69.6%。考察 6Cr/SiO2 和 6Cr/AC催化剂表面CO2 对乙烷脱氢的作用表明 ,CO2 在参与乙烷脱氢反应过程中 ,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率 。

一次还原气氛对还原-氧化-还原预处理Co/SiO_2催化剂费托合成反应性能的影响

采用X射线衍射、元素分析、透射电子显微镜、Raman光谱、热重分析和H_2-程序升温还原等方法研究了一次还原气氛(H_2、CO、合成气、先H_2后CO、先CO后H_2)对还原-氧化预处理Co/SiO_2催化剂结构的影响,并考察了再经H_2二次还原后催化剂的费托合成反应性能。表征结果显示,一次还原气氛为H_2或先H_2后CO时,催化剂的活性相主要是面心立方钴,后者积碳严重;一次还原气氛为CO、先CO后H_2或合成气时,催化剂中出现面心立方钴和六方钴的混晶,前两者有积碳生成。费托合成反应结果表明,一次还原气氛分别为H_2、CO和合成气时,催化剂活性相近;一次还原气氛为先CO后H_2时,CO转化率最高(67.55%);一次还原气氛为H_2时,甲烷选择性最低(7.49%)。

6Cr/SiO_2催化剂上CO_2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

在常压固定床微反反应器上 ,对CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应催化剂进行了评价。通过对载体及活性组份的筛选 ,发现 6Cr/SiO2 催化剂具有较佳的催化反应性能。温度在 82 3～ 92 3K之间 ,该催化剂的乙烷转化率和乙烯选择性分别为1 2 1 %～ 3 2 1 %和 85 2 %～ 77 3 %。增加V(CO2 ) /V(C2 H6 ) ,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率 ,随V(CO2 ) /V(C2 H6 )从1 0增加到 4 0 ,乙烷转化率从 3 1 2 %增加到 49 1 % ,乙烯产率从 2 4 8%增加到 3 5 1 %。另外 ,考察了Cr担载在不同载体上CO2 对乙烷脱氢的作用。对于 6Cr/SiO2 和 6Cr/AC催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢起促进作用 ,而对于 6Cr/MCM41和 6Cr/Al2 O3催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢却起抑制作用。对 6Cr/SiO2 催化剂上CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应的再生实验也进行了探讨。结果表明 ,在 92 3K下反应后的催化剂用O2 可完全再生 ,而用CO2 则不能完全再生。

SiO_2负载磷钼酸铵液相催化氧化二苯并噻吩

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了不同负载量的SiO2负载磷钼酸铵(AMPA)催化剂(AMPA/SiO2);利用XRD,FTIR,SEM等手段对AMPA/SiO2催化剂进行了表征;并以二苯并噻吩等含硫化合物为底物、以30%(w)H2O2为氧化剂,初步评价了AMPA/SiO2催化剂催化氧化噻吩类化合物的性能。实验结果表明,溶胶-凝胶法制备的AMPA/SiO2催化剂保持了磷钼酸铵的Keggin结构;含有AMPA/SiO2催化剂、30%H2O2(w)的正己烷/乙酸的双液相氧化体系可高效地将噻吩类化合物氧化为相应的砜,噻吩类化合物氧化反应活性的高低顺序为:4,6-二甲基二苯并噻吩>二苯并噻吩>苯并噻吩>噻吩;在MoO3质量分数为10%的AMPA/SiO2催化剂用量0.20 g、H2O2与二苯并噻吩摩尔比2∶1、反应温度50℃、反应时间30 min的优化条件下,二苯并噻吩砜的收率达94%,AMPA/SiO2催化剂可多次重复使用。

稀土催化臭氧氧化法降解印染废水的研究

以硅酸钠为原料,含稀土的盐酸为溶剂,采用化学沉淀法制备了二氧化硅负载型稀土催化剂。实验结果表明,最佳制备工艺条件为硅酸钠浓度0.3 mol/L、盐酸浓度1.0 mol/L、表面活性剂选用十二烷基苯磺酸钠、稀土投加量0.1 g、温度在800℃以上、煅烧时间1 h。利用IR、UV-VIS、XRD、SEM等表征手段研究了二氧化硅负载型稀土催化剂的组成、形貌。在此最佳条件下所制得的催化剂平均粒径为17 nm,比表面积为1 365 m2/g。制备的催化剂具有良好的催化活性,且附着的稀土离子不易流失,解决了稀土流失问题,并易与反应体系分离,可回收和重复利用。并利用该催化剂催化臭氧对模拟废水和实际废水进行处理,在pH为2,稀土催化剂的投加量为5 g,反应时间为60 min,温度为60℃的最佳反应条件下的COD降解率分别是90.3%和82.2%。

溶胶-凝胶法制备Cu/SiO_2催化剂的表征与性能

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了草酸二乙酯(DEO)加氢催化剂Cu/SiO_2,考察了氨水的pH对催化剂比表面积、物相组成、活性组分分散性和铜元素价态等的影响;用BET,FTIR,XRD,XPS,TPR,SEM,TEM等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明,pH较大时有利于催化剂中层状硅酸铜的形成,主要以无定形或微晶态形式存在;氨水pH为11.0的催化剂的比表面积可达458m^2/g,铜组分易从催化剂体相向表面迁移,层状硅酸铜在表面的分散性很好,易被还原成低价铜。对该催化剂在DEO加氢合成乙二醇反应中的催化性能进行了评价,在温度220℃、压力2.0 MPa、H_2的气态空速6250h^(-1)、DEO的液态空速0.55h^(-1)、n(H_2):n(DEO)=70的条件下,DEO的转化率可达96.0%,乙二醇的选择性为88.0%。

双助剂对CuO/SiO_2催化甲醇乙醇合成异丁醛的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2双助剂型催化剂,将其用于催化甲醇与乙醇一步合成异丁醛的反应,考察了助剂Fe2O3和ZrO2含量对催化剂性能的影响;采用BET,XRD,H2-TPR等手段对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,在CuO质量分数为20%时,适量加入助剂Fe2O3和ZrO2,可以使二者产生协同作用,一方面增大了催化剂的比表面积;另一方面促进了CuO的分散,改善了催化剂的还原性能,从而提高了催化剂的活性和异丁醛的选择性。以Fe2O3质量分数为20%、ZrO2质量分数为10%的CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2为催化剂,在常压、反应温度320℃、n(甲醇)∶n(乙醇)=2∶1的反应条件下,乙醇转化率为58.81%,异丁醛的选择性和收率分别为73.96%和43.50%。

溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO/SiO_2催化剂及其催化乙酸甲酯氢解反应的性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列Cu-ZnO/SiO2催化剂,运用N2吸附-脱附、XRD和XRF等方法对催化剂进行了表征,考察了氨水浸泡和造孔剂的添加对催化剂物化性质的影响,并将其用于乙酸甲酯氢解制乙醇反应。实验结果表明,氨水浸泡提高了催化剂试样的比表面积;造孔剂聚乙二醇的添加则进一步增加了催化剂试样的孔体积和孔径,孔分布更集中,有利于活性组分的分散,CuO晶粒尺寸明显下降。在乙酸甲酯氢解反应中,各催化剂均表现出较高的活性和选择性;在反应温度250℃、反应压力7.0 MPa、n(H2)∶n(乙酸甲酯)=10、LHSV=0.50 h-1的条件下,乙酸甲酯转化率和乙醇选择性最高可分别达98.5%和96.2%;运行430 h后,其催化性能未见下降,且可在较低的压力下运行。

分子筛改性Co／SiO2催化剂对Fischer-Tropsch合成汽油类烃的影响

在中孔SiO2中添加USY，HZSM-5，β分子筛组成双功能载体，并采用初湿浸渍法在载体上浸渍钴盐，制备了一系列分子筛改性的Co／SiO2催化剂，考察了分子筛的类型、HZSM-5分子筛的骨架硅铝比、HZSM-5分子筛在载体中的含量对Fischer-Tropsch合成汽油类烃（C5-12）的影响。实验结果表明，载体中SiO2和分子筛共同作用，提高了催化剂的活性，并使产物分布向汽油类烃偏移，其中，以HZSM-5分子筛改性的Co／SiO2催化剂的催化性能最好。HZSM-5分子筛改性催化剂对催化性能的影响受其骨架硅铝比的影响。当骨架硅铝比n（SiO2）：n（Al2O3）=38、HZSM-5分子筛在载体中的质量分数为20％时，CO转化率达到80％以上，汽油类烃的选择性高达55％，其中异构烷烃的选择性在10％以上。

Fe-Co-K/SiO_2催化剂催化F-T合成本征动力学的研究

采用浸渍法制备了Fe-Co-K／SiO2催化剂。在等温积分反应器中，在温度518～541K、压力1．00～2．60MPa、进料中n（H2）：n（CO）=1．12～3．23、气态空速3000～4800h^-1的条件下，研究了在Fe-Co-K／SiO2催化剂上的F～T合成本征动力学。F-T合成中CO2的生成量很少，水煤气变换反应可不予考虑，生成烃为主要反应。以CO转化率的计算值和实验值的残差平方和为目标函数，采用Levenberg-Maquardt法对动力学参数进行优化，得到了F-T合成本征动力学模型参数，反应的活化能为78．9kJ／mol。在Fe-Co-K／SiO2催化剂上的F-T合成本征动力学模型的计算值与实验值的平均偏差为8．27％，模型的计算值与实验值符合较好。

Fe/SiO_2催化剂的快速制备及催化生长碳纳米管

以纳米二氧化硅吸附和分散FeCl3·6H2O，采用旋转蒸发-高温还原法合成出Fe／SiO2催化剂。采用化学气相沉积法制备碳纳米管，使用SEM和TEM对产物进行了表征。结果表明，当Fe／（SiO2＋Fe）（物质的量比）为17．5％时，能够制备出高质量的直径为30～50nm的多壁碳纳米管。