蛋壳型催化剂结构、制备方法及其催化性能影响因素分析

综述了蛋壳型催化剂结构及制备方法,并对蛋壳型催化剂的浸渍制备法和制备过程中的影响因素如溶液浓度、溶剂极性、浸渍时间、溶液pH值和载体等进行了总结和评述。介绍了活性组分呈蛋壳型分布对催化剂性能的影响以及活性组分最优分布状态理论。

蛋壳型Pd/α-Al_2O_3催化剂的制备及活性

采用浸渍法制备了蛋壳型Pd/α-Al2O3催化剂,并用于CO和亚硝酸甲酯气相合成草酸二甲酯反应,考察了活性层厚度对催化剂活性的影响.采用偏光显微镜和电感耦合等离子光谱技术对催化剂进行了表征.结果表明,调节前驱体溶液的pH值可以控制活性组分在载体上的分布,从而得到不同钯层厚度的催化剂.这种活性组分位于催化剂外表面的蛋壳型催化剂可以提高活性组分的利用,使亚硝酸甲酯的转化率较高.另外考察了活性组分Pd负载量对催化剂浸渍深度和活性的影响,确定了催化剂活性组分的适宜负载量为0.10%,浸渍深度为16μm.

以空心SiO_2为载体的蛋壳型贵金属Pd催化剂的制备及表征

以空心SiO2为载体采用浸渍法制备了一系列蛋壳型贵金属Pd催化剂和Ca-Pd催化剂,应用TEM,XRD和EDS方法表征催化剂。结果表明,贵金属Pd不仅能够负载到空心SiO2载体上,分散也比较均匀,且粒径较小,Pd/SiO2催化剂上Pd的粒径约为7 nm,Ca-Pd/SiO2催化剂上Pd的粒径约为5 nm。在蛋壳型催化剂Pd/SiO2中加入助催化剂Ca能够形成蛋壳型Ca-Pd复合催化剂。空心SiO2可以作为蛋壳型贵金属Pd催化剂载体。催化活性评价结果表明,蛋壳型复合催化剂Ca-Pd/SiO2的催化活性和甲醇的选择性较纯Pd催化剂有了较大幅度的提高,其中催化活性提高了7倍。

蛋壳型分布费托合成催化剂Co/Al_2O_3的表征及催化性能

以Al2O3为载体,制备蛋壳型分布的费托合成催化剂Co/Al2O3。采用SEM,XRF,XRD,BET,TPR方法对催化剂进行表征并进行催化性能评价。表征结果表明,Co主要集中在蛋壳型分布催化剂的外表面区域内;蛋壳型分布的催化剂上钴氧化物的晶粒大小与均匀型催化剂相当,并且物理性质相近。催化性能评价结果表明,与均匀型催化剂相比,在相同的评价条件下,蛋壳型分布的催化剂具有高的费托合成活性和高的C5+选择性,低的甲烷选择性。催化剂的壳层厚度在一定范围内变化时,对催化剂的催化性能基本没有影响。

异佛尔酮在蛋壳型Pd/Al_2O_3催化剂上的选择性加氢

采用等体积浸渍法制备出蛋壳型Pd/Al2O3催化剂,采用连续加氢固定床微反装置研究了异佛尔酮(IP)的选择性加氢反应,考察了载体焙烧温度、蛋壳层厚度、Pd负载量及粒子大小、溶剂等反应条件对Pd/Al2O3催化剂上IP选择性加氢的影响。结果表明,蛋壳型Pd/Al2O3是IP选择性加氢制备3,3,5-三甲基环己酮(TMCH)的优异催化剂,反应条件缓和,IP转化率及TMCH选择性均可达到99.5%以上,具有良好的工业应用前景。

钍对浸渍型和蛋壳型钴基催化剂Co／SiO2费托合成性能的影响

分别采用浸渍和喷涂方法制备了浸渍型钴基催化剂（i-Co／SiO2）和蛋壳型催化N（e-Co／SiO2），添加锕系元素钍（Th）作为催化剂助剂，利用X射线衍射（XRD）分析了催化剂晶相结构，H2程序升温还原（H2-TPR）表征了催化剂的还原性能，一氧化碳加氢反应评价了催化剂的费托合成反应性能．结果表明：添加钍对浸渍型和蛋壳型两种催化剂均可提高重烃（C5＋）的选择性，抑制甲烷和轻烃的生成．对于浸渍钴基催化剂，Th助剂可促进活性相的分散，从而提高催化剂活性．而对于蛋壳型钴基催化剂，Th助剂的添加可覆盖部分表面活性中心，从而降低催化剂活性．

蛋壳型Ni/Al_2O_3催化剂的制备研究

Eggshell type catalysts were prepared by different impregnation methods.Factors that influence the nonuniform distribution of the activated components were studied including dry and wet impregnation method,adhesive,brushing-depositing method.The prepared catalysts were characterized by AAS,SEM and TPR as well as theoritical analysis.The results showed that good eggshell type catalyst with more than 99wt% nickel concentratively distributed on the surface of activated alumina pellet was prepared by brushing-depositing method.About 30μm thickness of carbon nanofibers washcoat was grown only on the surface of the prepared catalyst by catalytic decomposition of ethylene.Materials obtained by this method could be used as catalyst support in fast gas-liquid phases reaction.

蛋壳型钴基催化剂的费托合成反应性能

采用BET,XRD,TG-DSC,TPR等方法对蛋壳型Co/SiO2催化剂进行了表征,并在直流流动等温积分反应器中考察了该催化剂的费托合成反应性能。表征结果显示,蛋壳型Co/SiO2催化剂为中孔结构,表面Co物种为Co3O4,适宜的焙烧温度为450℃,还原条件为不同H2含量的H2-N2混合气、程序升温,最高还原温度390℃。实验结果表明,反应压力升高,CO转化率增大,油和蜡生成量增加,C5+选择性提高;反应温度升高或n(H2)∶n(CO)增大,CO转化率增大,油和蜡生成量增加,但C5+烃选择性降低;气态空速增大,CO转化率降低,油和蜡生成量先增加后减少,C5+烃选择性降低。该催化剂用于费托合成的适宜工艺条件为:反应压力3.5MPa、反应温度225～235℃、n(H2)∶n(CO)=2.000～2.100、气态空速2000h-1。

蛋壳型Ni/Al_2O_3催化剂的制备方法的研究

在苯催化加氢制备环己烷所用Ni/Al2O3催化剂的种类中,蛋壳型分布的催化剂效率高,反应易于控制。详细介绍了蛋壳型催化剂的制备实验材料、方法、过程、结果,分别从制备方法、浸渍时间、浸渍溶液、预处理、生成沉淀等多种方面,讨论了催化剂活性组分蛋壳型分布的理想程度,并提出了操作建议。

基于详细机理动力学的费-托合成单颗粒催化剂模拟Ⅱ.扩散反应行为及活性分布

在催化剂颗粒模型化的基础上 ,考察了费 托合成多重反应体系中球型催化剂的颗粒尺寸、操作条件及反应物在催化剂颗粒内的扩散 反应行为等对反应性和选择性的影响 .基于工业应用催化剂的考虑 ,从催化剂活性非均匀分布的角度 ,分析了蛋壳型催化剂应用于费 托合成的合理性 .

微米级蛋壳型Ni/SFC3R催化C5石油树脂加氢反应

以流态化催化裂化废触媒(SFC3R)为载体,采用浸渍法制备了微米级蛋壳型Ni/SFC3R催化剂,利用FIB(聚焦离子束)-EDX、XRD、H2-TPR和TEM技术对催化剂结构、表面物相和还原性进行了表征;考察了反应温度、压力和时间对C5石油树脂加氢反应的影响,并应用Gardner色号、软化点、GPC、FTIR和1HNMR对加氢改性C5石油树脂进行性能和结构分析。结果表明,SFC3R为分子筛结构,Ni活性组分主要分布在载体外层形成蛋壳分布,Ni O的平均粒径为21.5 nm,具有良好的分散性。C5石油树脂加氢的最优反应条件为:温度280℃,压力8.0 MPa,时间5 h,所得的加氢改性C5石油树脂Gardner色号<1,颜色为水白色,硫含量<10 mg/kg,溴值为0.45 g Br/100 g,C5石油树脂中的不饱和键加氢基本达到饱和,表明蛋壳型Ni/SFC3R具有优良的C5石油树脂催化加氢性能。

负载Ru催化剂选择性加氢脱硫研究

采用分步浸渍法制备了负载Ru蛋壳型催化剂,并采用BET、XRD、Py-IR等手段进行了表征,蛋壳型催化剂载体具有如下特点:较大的比表面积、孔容和较好的孔径分布。采用FCC汽油,在高压微反装置上对催化剂的脱硫性能进行评价。评价结果表明最佳反应条件为:温度300℃、液时空速2.0h-1、氢油比200∶1。