催化重整用氧化铝载体的研究进展

介绍了催化重整用氧化铝载体的物性指标及制备工艺,并对氧化铝载体的改性研究工作进行了总结,着重阐述了在优化孔结构特性、改善酸性活性中心、提高水热稳定性和抗积炭能力等方面所取得的研究成果。

从废氧化铝载体催化剂中回收铂的研究现状

废氧化铝载体铂催化剂具有极高的价值,从废催化剂中回收铂意义重大。综述了从废氧化铝载体铂催化剂中回收铂的技术现状,并对主要回收工艺存在的优缺点进行了评述。湿法工艺存在难以处理复杂物料和综合利用废液等问题,火法工艺存在对设备要求高和造渣方法局限等问题,尚未大规模工业应用。未来废催化剂数量庞大且成分愈发复杂,开发更加高效清洁的回收工艺是未来的主要发展趋势。

热处理对氧化铝载体微观结构及物化性质的影响研究

本文考察了焙烧温度、恒温时间、升温速率等热处理条件对其所得γ-Al_(2)O_(3)载体物化性质的影响。通过正交试验分析,热处理条件中焙烧温度对氧化铝粉体粒度影响最大,因此重点研究了焙烧温度对氧化铝载体微观结构与物化性质的影响。制备γ-Al_(2)O_(3)的最优条件:焙烧温度为800℃,恒温时间为5 h,升温速率为50℃/h。其微观结构形状为规则的片层结构,表面形貌为球形颗粒聚集的片层形状,微晶粒子尺寸为6 nm,平均孔径为12 nm,孔径分布主要集中在7 nm,(110)晶面暴露比例较多,B酸酸量较高,为0.13 mmol/g。

水热改性对氧化铝载体织构和表面性质的影响

The alumina support was treated in the moderate aqueous hydrothermal condition to avoid from the excess growth of boehmite (AlOOH) crystals which usually results in the obvious decrease of the specific surface area (BET). The experimental results indicated that the hydrothermal treatment of the alumina support at 140 ℃ for 2 hours promoted the formation of the plate-like AlOOH crystallites on the surface of the support via dissolution-precipitation route. The occurrence of the nano plate-like structure led to the improvement in the structural and surface properties, such as the increase of the specific surface area, the surface hydroxyl concentration and the surface acidity.

活性氧化铝载体的扩孔及改性

研究了不同烧结剂对氧化铝载体孔隙及物化性能的影响。结果表明,加入多种烧结剂均能改进载体的孔体积及孔径,但不同烧结剂烧结性能的差异导致载体的孔隙及物相结构有很大不同。烧结剂烧结能力太强,氧化铝容易发生相变,同时比表面积损失严重;烧结能力适中,则有利于载体孔体积和孔径的增加,而且载体的物相不会发生明显变化,同时适量的烧结剂可以明显降低载体的酸性,有利于提高相应催化剂的性能。

氧化铝载体对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂上异丁烷脱氢性能的影响

采用盐酸回流法和氨水沉淀法合成了氧化铝载体,并通过络合真空浸渍法制备了不同来源氧化铝负载的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂。利用N2物理吸附、CO脉冲吸附、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附、热重等手段对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂进行了表征,以异丁烷脱氢为探针反应研究了氧化铝载体对该催化剂脱氢性能的影响。结果表明,与由盐酸回流法合成的载体制备的催化剂相比,采用氨水沉淀法合成的氧化铝载体制备的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂表面具有较小的Pt颗粒和较弱的酸性分布,其脱氢活性及异丁烯选择性更优。14 d的连续运行数据显示,由氨水沉淀合成的载体制备的催化剂,其抗积炭能力更强,反应后催化剂的积炭石墨化程度更低,因而具有更好的稳定性;在该催化剂上,异丁烷初始转化率为56.67%,14 d后仍能达到34.71%,异丁烯初始选择性为80%,7 d后维持在94%左右。

溶胶-凝胶法制备钇修饰氧化铝载体的热稳定性研究

利用柠檬酸为配体的溶胶-凝胶法制备钇修饰的氧化铝样品,并通过XRD,BET等测试手段对氧化铝样品的物相组成、孔结构和热稳定性进行研究,结果表明钇的添加,抑制了介稳态氧化铝向热力学稳定态α-Al2O3的转变,提高了γ-Al2O3的相变温度,同时,降低了氧化铝的微孔烧结和比表面积下降的速度,从而提高了氧化铝的高温热稳定性。

添加剂对α-氧化铝载体性能的影响

以三水氧化铝为前体,在前体混合物中加入一定量的黏结剂和不同含量的添加剂,通过挤压成型的方法制备α-氧化铝载体,利用添加剂受热分解释放气体的特点改善α-氧化铝载体的性能,并以α-氧化铝为载体制备了负载型银催化剂。采用XRD、颗粒强度测定仪、压汞仪、TG-DTA等手段研究了添加剂及其加入量对α-氧化铝载体晶型、抗压强度、孔结构、晶相转变温度的影响,利用乙烯环氧化反应评价了银催化剂的性能。实验结果表明,添加剂能抑制焙烧过程中氧化铝颗粒间的烧结团聚、改善α-氧化铝载体的抗压强度及其孔直径尺寸、改变氧化铝α相变温度、提高银催化剂的活性和选择性,通过改变添加剂的含量可进一步优化α-氧化铝载体和银催化剂的性能。

纳米氧化铝载体的制备及孔性质研究

采用超增溶胶团自组装方法制备纳米介孔氧化铝载体,用BET法和压汞法进行表征,并研究了胶粘剂用量和模板剂用量对所制备载体孔性质的影响。结果表明,随胶粘剂含量的增加,比表面积和堆积密度逐渐增大,孔容和孔径逐渐减小;随模板剂含量的增加,孔容、孔径逐渐增大,堆积密度逐渐减小,而比表面积在模板剂含量为基准+10时最大,达到411.4 m2/g,模板剂含量过多或过少,比表面积都会下降。

不同扩孔方法对氧化铝载体物化性质的影响

催化剂孔结构对催化剂的反应性能有着重要的影响。本研究在开发新型渣油加氢脱金属催化剂时引用多种扩孔技术以改善孔结构 。

焙烧温度对氧化铝载体物化性能的影响

以拟薄水铝石为前躯体,在酸性粘结剂作用下形成胶团,挤条成型后经不同温度焙烧制备氧化铝载体,利用XRD,FTIR,热重分析,固体核磁等技术对其物性及微观结构进行表征,研究焙烧温度对氧化铝化学性质及微观结构的影响规律。结果表明：600~700℃焙烧时,随着焙烧温度的升高,氧化铝载体孔径分布呈集中分布,酸量总体呈下降趋势,焙烧完全所需时间大大缩短。

氧化铝晶相和粒度对α-氧化铝载体的影响

以两个系列不同晶相的氧化铝为主要原料分别制备载体,研究氧化铝晶相和粒度对α-氧化铝载体的影响。采用XRD,TG-DSC,SEM等方法对载体坯料及载体进行表征。表征结果显示,原料氧化铝的晶相会影响焙烧过程中氧化铝的晶相转变过程,从而改变载体的晶体形貌及尺寸,进而导致吸水率和比表面积等物性的变化;氧化铝的粒度也会对载体物性有一定影响。实验结果表明,通过控制氧化铝原料的晶相及粒度,可实现载体晶体形貌及尺寸的调控,在一定范围内调控载体物性,实现载体的可控合成。

工艺参数对干压成型制备的氧化铝载体渗透通量的影响

以氧化铝为主要原料,并添加适量的苏州土和聚乙烯醇,采用干压成型法,制备了氧化铝载体。实验考察了成型压力、PVA用量和厚度等工艺参数对氧化铝载体渗透通量的影响规律,并采用扫描电子显微镜对其显微结构进行测试分析。实验结果表明:当成型压力为16MPa、PVA用量为0.4wt%、厚度为3mm时,可制得渗透通量稳定在6.42m3·m-2·h-1、显微结构良好的氧化铝载体。

氧化铝载体的水热改性研究

采用低温水热处理技术对-γAl2O3载体进行改性,通过XRD、SEM、BET及NH3-TPD等测试表征技术对改性后的氧化铝进行表征。研究结果表明,低温水热处理-γAl2O3时,-γAl2O3部分再水合生成湃铝石,焙烧后形成γ--ηAl2O3,此双结构氧化铝表面形态为均匀分散的球形细小颗粒,双结构氧化铝载体制备的催化剂表面酸性能与常规-γAl2O3制备的催化剂相比,强酸中心的酸强度减弱,弱酸中心的酸强度增强。

固定化葡萄糖异构化酶—氧化铝载体的浅析

介绍了一种以氧化铝作载体制备生物酶的新技术。通过与过去一些以有机材料作载体的酶对比，其生产能力及物化性能均有突破性进展。

添加含铝化合物A对α-氧化铝载体的影响

在制备α-氧化铝载体时加入含铝化合物A,会影响载体焙烧过程中氧化铝的转晶过程,改变晶体形貌,同时影响载体抗压强度、吸水率及孔结构等物性。采用颗粒强度测定仪、压汞仪、物理吸附仪、扫描电子显微镜等手段表征含铝化合物A的加入对载体物性的影响。用该载体制备银催化剂,并评价银催化剂的反应性能。实验结果表明,随含铝化合物A加入量的增大,载体吸水率及孔容逐渐降低,晶体形貌逐渐由"片状"向"片状与块状同时存在"继而向"块状"转变;当含铝化合物A粒度较大时,载体平均孔径较大,比表面较低。加入适量粒度较大的含铝化合物A对催化剂选择性改善较为明显。

苯和环己烷在氧化铝载体上的吸附性能研究

运用迎头色谱技术和TPD方法，考察了苯和环己烷分别在颗粒或纤维氧化铝上的可逆吸附和苯的不可逆吸附．室温下苯在氧化铝上能形成3～4分子层厚的吸附层，可逆吸附热小于苯蒸气的液化热．环已烷在氧化铝载体上的吸附比苯弱，脱附速度比苯快．苯的不可逆吸附量仅为氧化铝上单层吸附量的1／4～1／5，脱附活化能在40kJ·mol－1左右．苯在纤维氧化铝上的可逆吸附可以区分为孔口外表面吸附和孔内凝聚吸附，其脱附曲线具有明显的阶梯特征．

氧化铝载体的物性调控及其对银催化剂性能的影响

采用改变助剂氧化物(MO)的加入量和焙烧温度制备了一系列的载体及乙烯环氧化用银催化剂,并在微型反应器上评价了银催化剂催化乙烯环氧化反应的催化性能;通过N2吸附-脱附、XRD、SEM等方法表征氧化铝载体的比表面积、晶相转变、表面形貌及负载型银催化剂上金属银的分散状况等。实验结果表明,助剂MO抑制了高温下过渡相氧化铝向α-氧化铝的转晶过程,可方便地调控氧化铝载体的比表面积等物性,进而调控和改进最终制备所得乙烯环氧化用银催化剂的反应性能。

氧化铝载体孔结构对长链正构烷烃(C_(16)～C_(19))脱氢Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂性能的影响

通过N2吸附-脱附法对4种Al2O3载体进行孔结构表征,采用等体积真空浸渍法制备Pt质量分数0.5%的Pt-Sn-K/Al2O3催化剂,以直链烷烃C16-C19脱氢反应为探针,考察Al2O3载体孔结构对催化剂脱氢性能的影响。结果表明,催化剂载体的孔容、平均孔径和比表面积之间存在相互制约的关系。载体孔容和平均孔径大,则其比表面积相对较小。对于直链烷烃C16-C19脱氢催化剂,较大孔容、孔径和一定比表面积的Al2O3载体为最佳,孔容和孔径较小的催化剂脱氢活性和稳定性较差。

NH4HCO3水热改性对氧化铝载体结构与性质的影响

以NH4HCO3为原料,对含有微米级孔道γ-Al2O3载体进行水热改性处理,并应用XRD、IR、SEM、N2吸附-脱附、Py-FTIR等方法表征NH4HCO3水热改性对γ-Al2O3载体结构与性质的影响。实验结果表明,水热改性过程中,部分氧化铝发生晶相转变,形成微米级棒状NH4Al(OH)2CO3,并交织生长在氧化铝载体表面及微米级孔道中,焙烧时生成的NH4Al(OH)2CO3再次转变为γ-Al2O3。经NH4HCO3水热改性后γ-Al2O3载体的比表面积、孔体积略有降低,而1~2μm左右的孔道含量明显增加,载体表面总酸量、弱酸及中强酸含量降低,(111)晶面六配位铝离子表面羟基(HO-μ2-AlⅥ)相对含量降低,(100)晶面六配位铝离子表面羟基(HO-μ3-AlⅥ)相对含量增加。