Pd催化剂表面物种对丙炔加氢性能的影响

采用H_(2)-TPR-MS-IR、CO脉冲吸附、He-TPD、H_(2)-TPR-MS、AFM-IR等方法研究了Pd催化剂的表面物种及Pd金属分散度,确定了Pd催化剂的表面物种状态,分析了Pd催化剂的表面物种与催化剂丙炔加氢性能的关系。实验结果表明,Pd催化剂表面存在碳物种和氮物种,碳物种和氮物种在800℃以上可被完全脱除。Pd催化剂表面存在的碳物种和氮物种更有利于Pd的分散,促使反应向预期的方向进行,阻碍丙烯的进一步加氢,从而有利于选择性丙炔加氢反应。

MIL-101(Cr)-NH_(2)负载Ag催化4-硝基苯酚加氢研究

通过水热法制备出MIL-101(Cr)-NH_(2),以MIL-101(Cr)-NH_(2)为载体采用浸渍还原法得到Ag/MIL-101(Cr)-NH_(2)催化剂。通过XRD、N_(2)-吸附脱附曲线和TEM手段对催化剂进行表征。研究了Ag/MIL-101(Cr)-NH_(2)催化4-硝基苯酚(4-NP)加氢生成4-氨基苯酚(4-AP)的性能。结果表明,3wt%Ag/MIL-101(Cr)-NH_(2)样品的催化加氢性能高于其它样品,仅用4 min可将4-NP催化加氢全部转化为4-AP。因此Ag/MIL-101(Cr)-NH_(2)催化剂具有较好的催化4-NP加氢性能。

基于“科工整合”的“速率和平衡”大单元复习教学——以“催化加氢让二氧化碳‘变废为宝’”为例

工程思维是在“科学实践活动中凝练出科学思维”的基础上建立的一种可操作性的高阶思维。依据工程活动“设计与决策、研发、实施、实现”四个层次,以“利用工业废气中的CO_(2)为碳源催化加氢合成甲醇”为例展开五步教学,基于“科工整合”实施“速率和平衡”大单元复习,引导学生站在“全过程”的视域高度形成“利用化学反应规律调控化学反应”的新认识,构建“设计化学反应解决化工问题”的一般思路。

多环芳烃双效耦合加氢催化剂制备及其加氢性能

多环芳烃加氢饱和既有利于环境保护,还能促进煤焦油的高效率利用。以煤焦油中(210~360)℃富含2-4环多环芳烃馏分为研究对象,采用加氢饱和催化剂与分子筛催化剂作为双效耦合催化剂,对不同反应条件下煤焦油催化加氢反应性能进行研究。结果表明,双效耦合催化剂具备分子筛催化剂与加氢饱和催化剂的催化特性,同时具备两者相互作用较小的稳态结构,且其在多环芳烃催化加氢反应中的活性介于分子筛催化剂和加氢饱和催化剂之间;活性金属组分Ni和Mo在催化剂表面分布稳定均匀。各操作条件对多环芳烃加氢性能存在不同程度的影响,双效耦合催化剂耦合比为4∶6时,多环芳烃催化加氢性能优于其他耦合比催化剂,在反应温度380℃、氢初压8.0 MPa、反应时间60 min和剂油比5∶100条件下,具有较好的加氢性能。馏分油多次选择性加氢后,饱和分量明显增加,胶质和芳香分量明显减少。

大型硫回收装置多功能CO变换加氢催化剂应用总结

普光气田是国内成功开发的首个高含硫气田,原料气(天然气)碳硫比高,再生酸性气CO_(2)含量高,会反应生成CO继而生成COS、CS_(2)等有机物,成为影响装置达标排放的关键因素之一。研究开发了具有CO变换功能的克劳斯尾气加氢催化剂,并成功应用于中国石化中原油田普光气田天然气净化厂200 kt/a硫回收装置。工业应用结果表明:加氢反应器过程气CO变换率超过90%,在线炉制氢天然气消耗量减少279 m^(3)/h,催化剂加氢转化率、有机硫水解率均超过99%,烟气SO_(2)排放浓度降至200 mg/m^(3)以下,CO排放浓度降低了90%,效益显著。

高黏附性Pd/SiO_(2)/NF整体式催化剂的制备及加氢性能研究

旋转填充床反应器(RPB)中液体的高速冲刷和较强的离心力容易导致整体式催化剂的涂层和活性组分从基体表面脱落造成损失,限制了整体式催化剂在RPB反应器中的应用。因此,研究整体式催化剂涂层和活性组分的黏附性,以提升催化剂在RPB反应器中的催化活性和使用寿命具有重要意义。基于此,采用超重力喷涂法在泡沫镍(NF)基体表面负载氧化硅(SiO_(2))涂层,制备了具有高黏附性的Pd/SiO_(2(x))/NF整体式催化剂,通过超声振荡、BET、XRD、SEM和XPS等对整体式催化剂进行测试和分析。当RPB反应器的转速为1200 r/min时,整体式催化剂具有优异的黏附性能,涂层的脱落率为4%。以对硝基苯甲醚(PNA)催化加氢制备对氨基苯甲醚(PA)为探针反应,RPB反应器中Pd/SiO_(2(1200))/NF整体式催化剂具有较好的催化活性,180 min时PNA转化率为98.9%。本工作可为开发高黏附性的整体式催化剂提供新的途径。

Ru/Al_(2)O_(3)催化剂上双酚A加氢反应动力学研究

采用等体积浸渍法制备了Ru/Al_(2)O_(3)催化剂,在间歇式反应釜中研究了双酚A的加氢反应动力学。根据Langmuir-Hinshelwood反应机理建立了双酚A加氢反应的动力学模型,并确定第一步加氢是决定反应速率的控制步骤。结果表明,通过计算得到双酚A与中间体4-(2-(4-羟基环己基)丙-2-基)苯酚的两步加氢反应所需活化能分别为66.46 kJ/mol和68.07 kJ/mol,动力学模型与实验数据之间存在良好的相关性。

卤代硝基苯高选择性加氢催化剂研究进展

综述了近年来卤代硝基苯液相催化加氢非均相催化剂的研究进展,包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂,并对其抑制脱卤的机理进行了阐述,最后对未来卤代硝基苯催化加氢催化剂的研究进行了展望。

农业废弃物加氢热解联合挥发分催化加氢制燃料油

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过NiMo-HZSM-5层进行催化加氢(压力5.0 MPa、温度320℃)实现生物油提质;研究了3种农业废弃物玉米秸秆、棉花秸秆和花生秸秆的产油特征,借助水洗和酸洗预处理的方法、并采用纤维素和木质素模型化合物考察了不同纤维组成的影响。结果得到,3种农业废弃物的催化加氢生物油产率为10.3%~15.9%,生物油中脂肪烃占比达73.0%~84.8%,几乎不存在含氧化合物和含氮化合物。3种农业废弃物经水洗后脱除部分中性溶解物后,其催化加氢生物油产率提高至18.1%~18.5%;经酸洗后主要残留纤维素和木质素,其催化加氢生物油产率相比水洗又有所提高。模型化合物的研究揭示,纤维素可获得产率较高的富含环戊烷、环己烷和十氢萘类脂环烃化合物的催化加氢生物油,而木质素的催化加氢生物油产率较低,倾向生成单环芳烃,也可生成环己烷和十氢萘类化合物,却不易生成环戊烷类化合物。该研究提供了利用农业废弃物高效生产燃料油的新技术途径。

RuCu/Al_(2)O_(3)对CO_(2)选择性催化加氢

将温室气体CO_(2)通过催化加氢的方式生产合成气具有重要的环境意义和经济价值.本文分别采用微乳液法和浸渍法制备了Ru-Cu双金属催化剂.通过不同分析手段对催化剂结构进行了表征,并考察了催化剂对CO_(2)催化加氢的性能.表征结果表明,在微乳液法合成的催化剂(ME-0.2Ru1Cu/Al_(2)O_(3))中Ru和Cu紧密接触,且钌铜纳米粒子尺寸均匀,而浸渍法合成的催化剂(im-0.2Ru1Cu/Al_(2)O_(3))存在单独的Ru和Cu纳米粒子.催化实验结果说明,Ru对Cu的掺杂可提高其催化活性但会降低CO选择性.采用微乳液法合成的双金属催化剂表现出比浸渍法更高的CO选择性.此外,固定钌铜比不变,提高负载量可以有效提高活性,而CO选择性无明显下降.

废加氢催化剂熔炼合金酸浸液中钼、镍萃取分离研究

针对废加氢催化剂熔炼合金加压氧化酸浸液,采用N235萃取剂萃取分离回收其中的钼与镍。考察了酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度、酸浸液pH值、有机相组成、有机相与水相的相比V(O)/V(A)对钼萃取过程的影响,以及氨水浓度、相比对钼反萃过程的影响。结果表明,较优萃取条件为酸浸液中SO_(4)^(2‒)浓度为1.2 mol/L、酸浸液pH值为0.9、有机相组成(V/V)为10%N235/15%仲辛醇/75%磺化煤油及V(O)/V(A)为1/1,单级钼的萃取率可达99.80%,而镍的萃取率仅为2.35%;较优反萃条件为反萃剂6 mol/L氨水与V(O)/V(A)为1/1,单级钼的反萃率可达90.63%。含镍萃余液及含钼反萃液通过后续的常规净化、结晶制备得到的三氧化钼与硝酸镍,从而实现了废加氢催化剂中有价金属的循环利用。

Pt/C催化剂催化邻硝基苯甲醚加氢制备邻氨基苯甲醚

以邻硝基苯甲醚为原料,采用Pt/C催化剂,通过液相催化加氢工艺合成邻氨基苯甲醚,研究不同反应条件对其转化率和选择性的影响,确定最佳工艺条件为,无水乙醇作溶剂、反应温度80℃、反应压力2 MPa、Pt/C催化剂用量0.01 g和反应时间2 h。相比传统硫化钠法和铁粉盐酸法等,催化加氢还原工艺可有效解决废水污染问题,提高产品收率和品质,降低生产成本,同时更易实现自动化生产,属于绿色新型工艺,具有良好的工业化前景。

2,3-二氯吡啶催化加氢动力学研究

采用液相还原法制备了Pd/C催化剂,在压力0.6 MPa、温度303~323 K、转速800 r/min的条件下应用于2,3-二氯吡啶催化加氢反应动力学研究,建立了动力学反应模型,对动力学参数进行了估值。其中3-氯吡啶催化加氢反应为2.1级反应,反应速度方程为:r=1.18×10^(8)×M cat×e-5375.7/T C^(2.1)_(3cp),活化能44.14 kJ/mol,2-氯吡啶催化加氢反应为1级反应,反应速率方程为:r=4.696×10^(11)×M cat×e-8693.3/T C_(2cp),活化能72.28 kJ/mol,2,3-二氯吡啶催化剂加氢反应为3级反应,反应速度方程为:r=2.05×10^(15)×M cat×e-9758.6/T C^(3)_(2.3),活化能81.13 kJ/mol。

碳氮复合镍催化剂催化的高选择性己二腈加氢制备环己亚胺

环己亚胺是一种重要的医药农药中间体,可用于合成青霉素、除草剂和杀菌剂等.本文应用溶剂辅助机械球磨和热解法制备了一系列的负载型Ni基催化剂Ni/IM-C(R),研究了该催化剂对于1,6-己二腈加氢制备环己亚胺的工艺.结果表明,由乙酸镍、 2-甲基咪唑及活性炭共同球磨、煅烧还原所制备的Ni/IM-C(R)具有优良的1,6-己二腈加氢活性和98%以上的环己亚胺收率.通过X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段研究了Ni/IM-C(R)催化剂的表面织构性质和化学性质.结果表明,氮掺杂碳材料改善了Ni/IM-C(R)催化剂活性金属Ni纳米颗粒的分散性.在Ni/IM-C(R)催化剂中,镍物种具有高活性,尺寸较小且表面Ni0含量高.在无添加剂存在下, Ni/IM-C(R)催化1,6-己二腈加氢环化制备环己亚胺时显示出良好的加氢活性和环己亚胺的高选择性.Ni/IM-C(R)催化剂制备方法简单、反应后易于分离、多次反应循环后仍具有稳定的催化性能,具有良好的工业应用前景.

载体性质对NiMo催化剂活性相结构及1-甲基萘加氢饱和性能的影响

通过在载体成型过程中引入纤维素A作为改性剂,并调变纤维素A与胶溶剂硝酸的比例,获得5种性质不同的载体,然后采用孔饱和浸渍和低温络合工艺制备相应催化剂。利用N 2吸附-脱附、压汞、红外羟基、后萃取实验、X射线光电子能谱、透射电子显微镜等表征手段深入分析了载体的孔结构与表面性质、催化剂加氢活性相的结构与形貌,并选择1-甲基萘为模型化合物评价催化剂的加氢饱和性能。结果表明:随着纤维素A比例的增加,载体的孔体积增大且超大孔比例提高;载体表面羟基数量减少且与活性金属发生强相互作用的碱性羟基和中性羟基比例降低,催化剂硫化后形成更多的NiMoS相和多层堆叠的MoS 2片晶。纤维素A的引入,调变了金属与载体的相互作用并促进形成更多高活性的加氢活性相结构,同时构筑了利于反应物扩散的大孔,提高了1-甲基萘加氢饱和反应活性。

C_(9)^(+)重芳烃催化加氢脱烷基技术研究进展

随着我国芳烃联合装置、乙烯裂解装置的扩能或新建,国内C_(9)^(+)重芳烃产量也大幅增加;利用催化加氢脱烷基技术将C_(9)^(+)重芳烃转化为BTX等轻质芳烃,对炼化企业具有良好的经济效益。本文以C_(9)^(+)重芳烃生产BTX为出发点,阐述了催化加氢脱烷基反应体系中的碳正离子机理和自由基机理,概述了国内外催化加氢脱烷基反应工艺和催化剂的研究进展,并分析了各工艺、催化剂的优缺点,最后对反应机理、工艺及催化剂的发展方向进行了展望。增产BTX的同时联产三甲苯、四甲苯等高附加值单体芳烃是未来催化加氢脱烷基工艺的发展方向。新型催化剂的研发方向则应结合具体的生产目标和反应机理,定向制备出高活性、高选择性、高稳定性的催化加氢脱烷基催化剂。

制备方法对InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂CO_(2)加氢制备低碳烯烃性能的影响

低碳烯烃是重要的化工原料,乙烯更是作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志,使用CO_(2)催化加氢制备低碳烯烃是实现CO_(2)高值化利用的重要途径。在众多催化剂中,InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂因其高低碳烯烃选择性和高稳定性展现出潜在的研究和应用前景。本工作研究了不同制备方法对InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂CO_(2)加氢制备低碳烯烃的影响,结果表明,共沉淀法制备的催化剂具有最高的催化活性,溶胶凝胶-沉积法制备的催化剂具有最高的低碳烯烃选择性,并结合多种表征手段揭示了InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂内在构效关系。

亚硫酸氢钠协同催化对苯醌加氢性能

利用亚硫酸氢钠与对苯醌加成反应形成的水溶性α-羟基亚硫酸钠衍生物可抑制醌氢醌的生成特点,考察了亚硫酸氢钠用量对醌氢醌的抑制效果,确定了对苯醌加氢反应的最优条件,并对亚硫酸氢钠的抑制机理进行了研究。实验结果表明,最佳的反应条件为氢气压力1.0 MPa、反应温度90℃、亚硫酸氢钠添加量为对苯醌量的25%(x)。添加亚硫酸氢钠可抑制对苯醌和对苯二酚的相互作用,在水相中,亚硫酸氢钠与对苯醌发生加成反应,阻断了对苯醌与对苯二酚之间氢键的形成,同时将对苯醌以水溶性α-羟基磺酸钠衍生物的形式存储,加氢时再调用,能有效抑制醌氢醌的形成,促进加氢反应进行。

Pd/SiC催化苯乙酮加氢反应的性能

以高比表面积SiC为载体,采用液相还原法制备了Pd/SiC催化剂,通过XRD,TEM,XPS等方法对催化剂进行了表征,研究了Pd/SiC催化剂催化苯乙酮加氢反应的性能,探讨了催化过程中SiC表面对苯乙酮的活化作用。实验结果表明,3%(w)Pd/SiC催化剂可在室温和常压H_(2)条件下高效催化苯乙酮加氢反应,反应4 h后苯乙酮转化率和1-苯乙醇选择性均能达到95%以上。TEM和XRD表征结果显示,Pd颗粒在SiC表面分散均匀,颗粒平均尺寸约3.1 nm。催化剂稀释实验结果表明,SiC载体表面可以吸附并活化苯乙酮,催化过程中苯乙酮在SiC表面活化,H_(2)在Pd表面解离产生活性氢,活性氢溢流到SiC表面与苯乙酮发生加氢反应。

CO_(2)催化加氢制备C_(1)产物的反应路径与催化剂研究进展

通过二氧化碳(CO_(2))催化加氢制备碳基燃料和高值化学品是一种极具应用前景的碳减排技术,但其工业化仍面临许多挑战。针对CO_(2)催化加氢制备的C_(1)产物,包括甲酸(HCOOH)、一氧化碳(CO)、甲醇(CH_(3)OH)和甲烷(CH_(4)),从反应路径、催化工艺等方面综述了相关研究进展。首先,总结了CO_(2)催化加氢生成不同C_(1)产物的反应路径及其竞争关系。随后,针对CO_(2)催化加氢催化剂的改性方式,讨论了不同催化剂的催化性能。最后,对CO_(2)催化加氢催化剂的未来发展方向进行了展望。