钒磷氧催化剂表面酸性位特性及低温脱硝性能研究

以钒磷氧化物(VPO)为活性组分,TiO_(2)为载体,通过改变制备条件,制备具有不同表面酸性位特性的钒磷氧催化剂VPO/TiO_(2),并对其低温脱硝活性和表面酸性进行了研究。结果表明,当HCl/V摩尔比为3、V/P摩尔比为5、VPO煅烧温度为450℃时,制得的VPO/TiO_(2)催化剂表现出优异的脱硝活性,200℃时脱硝效率接近100%。VPO/TiO_(2)催化剂主要活性晶相为(VO)2P_(2)O_(7)、V_(2)O_(5)和VOPO_(4)。催化剂表面具有大量的酸性位点,通过数据拟合建立了脱硝活性与表面酸量间的相关性,结果表明所有VPO/TiO_(2)催化剂的低温脱硝活性均与弱Lewis酸含量呈正相关(相关系数>0.9)。此外,对脱硝机理进行研究表明,NH3以配位态NH_(3)或NH_(4)^(+)吸附于VPO/TiO_(2)表面,并参与后续选择性催化还原(SCR)反应,反应过程中NO被氧化成NO_(2)或单齿硝酸盐后最终被还原。在VPO/TiO_(2)催化剂的SCR反应过程中Eley-Rideal机理和Langmuir-Hinshelwood机理并存。

CeO2-WO3催化剂表面酸性和氧化还原性能在脱硝反应中的研究

本研究利用原位合成法成功制备CeO_(2)-WO_(3)催化剂并用于脱硝反应,焙烧温度为550℃的CW-550催化剂活性最佳,200℃时CW-550脱硝活性达到90%以上。CW-550催化剂具有优越的催化剂性能可归结为较大的比表面积、较多的Ce^(3+)物种、丰富的表面酸性和优越的氧化还原性能。Ce3+增多,有利于氧空位的形成,可促进氧化还原性能。WO3的引入,在550℃的焙烧条件下可显著提升催化剂的Brönsted酸量,有利于氨气的吸附与活化,提升其催化性能。CW催化剂上吸附的NH3物种能与气态的NO反应,而吸附态的NH3与吸附态的NOx不能进行高效反应,因此,CW催化剂的SCR反应主要遵循Eley-Rideal反应机理。

VPO/TiO_(2)催化剂表面酸性位调控及低温NH_(3)-SCR脱硝性能研究

采用HCl调控负载型钒磷氧(VPO/TiO_(2))催化剂的表面酸性,用于研究VPO/TiO_(2)催化剂的NH_(3)-SCR脱硝性能.结果表明:在HCl/V物质的量比为3~5:1范围内,催化剂的脱硝活性最高,当反应温度达到200℃时脱硝效率接近100%.表征结果表明:HCl的添加能提高催化剂的结晶度,HCl的调控使得VPO/TiO_(2)催化剂的比表面积略有增加.同时,也使得VPO/TiO_(2)催化剂中活性组分V^(4+)的量从38%逐渐升高至46%,提高了催化剂的氧化还原性能.此外,不同HCl/V物质的量比的催化剂中化学吸附氧的相对含量随着HCl加入量的增加而提高.吡啶红外测试结果显示:HCl能影响催化剂酸性位点,HCl/V物质的量比=5的催化剂Lewis酸含量最高,总酸量为0.84×10^(-4)mol/g.数据拟合进一步表明,所有VPO/TiO_(2)催化剂的低温脱硝活性均与弱Lewis酸量呈正相关(相关系数>0.9),与活性测试相吻合.

铀氧化物的酸性调变及其催化性能研究

通过(NH_(4))_(2)SO_(4)和(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)溶液浸渍-焙烧处理重铀酸铵,制备硫酸化氧化铀固体酸,从而调变铀氧化物的表面酸性。并以乙醇脱水制乙烯为探针反应,考察浸渍液种类、浸渍浓度等制备因素对固体酸催化乙醇脱水制乙烯性能的影响。实验结果表明,经过硫酸化处理后,氧化铀的表面酸量均有明显提升,且以(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)为浸渍液时所得固体酸的表面总酸量最多,催化乙醇脱水制乙烯的性能也最好。在反应温度为275℃、重时空速为1.63 h^(-1)的条件下,经过0.5 mol/L(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)溶液浸渍,在500℃焙烧5 h制得的S_(2)O_(8)^(2-)/U_(3)O_(8)固体酸上乙醇的转化率为96.4%,乙烯选择性为100%。

Cu(I)Y分子筛表面酸性对其吸附脱硫性能的影响

用固相离子交换(SSIE)和液相离子交换(LPIE)法制备了不同离子交换度的Cu(I)Y分子筛,采用吡啶吸附红外光谱(Py-IR)表征了分子筛的表面酸性,并用固定床吸附穿透实验评价了分子筛的吸附脱硫性能.结果表明,不同的离子交换法改性后,Cu(I)Y分子筛仍然保持了完整的Y型分子筛结构.Cu+的交换量和表面酸性的分布显著地影响分子筛的吸附脱硫性能,固相离子交换后随离子交换度的增加,分子筛表面Brnsted(B)酸逐渐转化为Lewis(L)酸,吸附性能增强.对不同离子交换法制备的Cu(I)Y分子筛吸附脱硫性能与表面酸性关联后,发现分子筛表面B酸量减少,提高了分子筛的吸附脱硫活性.

混合金属络合物羟基镍铝交联蒙托土的表面酸性及催化性能

用NH_3-TPD,IR技术研究了混合金属络合物羟基镍铝交联蒙托土的表面羟基和表面酸性。考察了制备方法、Al/Ni比对其表面酸性的影响,同时用异丙苯裂解反应表征了其催化性能。结果表明,交联蒙托土存在L酸和B酸,其中以L酸为主。表面酸性可能来源于柱子和表面羟基,柱子的热稳定性对表面羟基,表面酸性均有较大影响。Ni的引入增加了L酸和B酸,取代法制备的样品具有比共聚法的样品更强的酸性。交联蒙托土具有较好的异丙苯裂解性能,Ni的引入使其活性有较大的增加。

CuO-SBA-15的表面酸性对燃料油吸附脱硫的影响(英文)

固相研磨法是将不同量的活性组分掺入到介孔材料上的一种简单有效的方法.采用该法以焙烧脱模前后的SBA-15为载体分别制备了不同负载量的CuO-SBA-15吸附剂.利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、傅里叶变换红外(FTIR)等方法表征了吸附剂的物理性质.通过原位红外技术考察了改性前后介孔材料表面羟基的变化.借助吡啶-原位傅里叶变换红外(py-FTIR)技术考察了吸附剂表面的酸类型及相对酸量.采用静态吸附实验评价了吸附剂对催化裂化(FCC)燃料油的吸附脱硫性能.结果表明:CuO是与SBA-15表面的Si―OH结合形成[Si-O-Cu-O-Si]交联从而达到分散的目的;以SBA-15介孔材料(APS)为载体能够有效抑制在焙烧过程中介孔材料表面羟基的缩合,且CuO负载量达到3mmo·lg-1时仍能够均匀分散在载体SBA-15上,而采用焙烧脱模的SBA-15(CS)为载体制备的CuO-SBA-15吸附剂却出现了活性组分团聚现象;吸附剂的酸性与脱硫性能均随着CuO的增加出现先增加后降低的趋势,当CuO负载量达到3mmo·lg-1时吸附剂具有最高的Lewis酸(L酸)酸量及最佳的脱硫性能;吸附剂的L酸酸量与其脱硫性能成正相关关系;另外吸附剂的L酸的形成是由于改性后Cu周围的电荷密度降低引起的.

炭黑的pH值与氧含量、表面酸性含氧基团含量的规律性

炭黑的表面性质对其应用有重要影响.本文研究了炭黑的元素组成、pH值、表面酸性含氧基团含量以及它们之间的相互关系.实验结果表明,炭黑的pH值取决于其氧含量,两者存在指数关系.详细讨论了测定条件对炭黑表面酸性含氧基团测定结果的影响.实验结果表明,中和反应时间为90min、碱溶液浓度为0.05mol/L时,实验的重复性较好.同时测定了炭黑表面羧基、酚羟基、内酯基等酸性含氧基团的含量.实验结果表明,炭黑的pH值与其表面酸性基团含量存在指数关联.

几种固体酸催化剂表面酸性研究

利用消光系数法对几种固体酸催化剂的表面酸性进行了定量研究 ,发现在较小的实验误差范围内 ,消光系数法可用于文中选用催化剂的酸量测试。测试结果表明 ,通过适当工艺合成的两种 FCC催化剂均含有较多的 B酸 ,是催化裂化过程所希望的 ;而用于丁烯骨架异构化的 SAPO- 1 1催化剂主要含 L酸。

用TEAOH-C_4H_9NO复合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究 Ⅱ.SAPO-34分子筛的表面酸性和催化性能

以吗啉 (C4H9NO)为主要模板剂 ,以少量四乙基氢氧化铵 (TEAOH)为辅助模板剂合成了SAPO 34分子筛 ,并用氨吸附红外、核磁共振和氮吸附等手段对合成的SAPO 34分子筛进行了表征 .结果表明 ,与单独以吗啉为模板剂合成的样品相比 ,用复合模板剂合成的分子筛样品的比表面积和孔体积均有所增大 ;由于在分子筛骨架中形成了“硅岛” ,使其B酸量有所增加 ,对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能有所改善 .

NiY分子筛表面酸性影响其选择性吸附脱硫性能的机理研究

采用原位红外光谱技术,以噻吩、环己烯和苯为模型探针分子,分别考察单一烃分子在NiY分子筛上的吸附与反应行为以及噻吩与烯烃、芳烃间的竞争吸附和催化反应行为。单一探针分子吸附研究发现,NiY分子筛中与Ni物种相关的Lewis(L)酸位是噻吩的选择性吸附活性位;噻吩和环己烯在NiY分子筛中Brnsted(B)酸位上发生的质子化和低聚反应明显弱于HY分子筛。双探针分子竞争吸附研究发现,环己烯二聚体在NiY中强B酸位上的强化学吸附与噻吩存在显著的竞争吸附行为。另外,苯和噻吩在NiY上的竞争吸附现象在373K时明显减弱。由此,在选择性吸附脱硫过程中,减少吸附剂表面B酸中心可降低烯烃对噻吩的竞争吸附,另外适当提高吸附体系的温度可以有效避免芳烃对噻吩的竞争吸附。

改性对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响

采用浸渍法和离子交换法 ,制备出一系列改性 β沸石催化剂 ,考察了改性剂对 β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响。结果表明 ,硼、锌、铝改性可以提高 β沸石的L酸中心 ,磷、镧、铈改性后 β沸石的B酸中心增加。催化剂的B酸和L酸中心与丙烯转化率和异丙醚选择性之间存在着一定的对应关系 :B酸量增加有利于提高丙烯转化率 ,L酸量增加有利于提高异丙醚的选择性。合适的B

H_2SO_4处理的Nb_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂表面酸性与催化性能研究

用Hammett指示剂法、红外光谱(IR)、示差扫描量热鄄热重法(DSC鄄TG)和微型催化反应装置等研究了H2SO4处理的负载型Nb2O5/γ鄄Al2O3催化剂表面酸性和催化异丁烯(IB)与异丁醛(IBA)反应生成2,5鄄二甲基鄄2,4鄄己二烯(DMHD)的催化性能。结果表明随所用H2SO4浓度增加,Nb2O5/γ鄄Al2O3催化剂表面酸性增强,B酸量增加,L酸量先增加后下降。经H2SO4处理的Nb2O5/γ鄄Al2O3催化剂的催化活性明显增加,但当H2SO4浓度超过0.05mol·L-1时催化活性又急剧下降,这可能是因为在H2SO4处理的催化剂表面形成的强酸中心上,产物分子进一步转化为积炭且封闭催化剂活性表面,导致催化活性下降。

覆炭载体镍催化剂脱氢活性和表面酸性研究

以制备的覆炭γAl2O3(CCA)为载体,制备了Ni/CCA系列催化剂,并对其环己烷脱氢活性进行了考察;以吡啶为探针分子,用热重分析(TG)和差示热分析(DTA)技术测定了Ni/CCA催化剂的表面酸性,并计算了Ni/γ-Al2O3和Ni/CCAⅡ两种催化剂的脱吡啶活化能。结果表明,Ni/CCA催化剂的脱氢活性优于Ni/γ-Al2O3催化剂;CCA载体的覆炭量对Ni/CCA催化剂的脱氢活性有一定的影响,当覆炭的质量分数在7.92％时出现脱氢活性峰,并且Ni/CCA催化剂具有较好的低温脱氢活性;CCA载体和Ni/CCA催化剂表面的吡啶物理吸附量和化学吸附量均低于γ-Al2O3载体和Ni/γ-Al2O3催化剂,CCA载体和Ni/CCA催化剂的脱附化学吸附毗啶的DTA曲线上有两个吸热峰,说明在CCA载体和Ni/CCA催化剂上有两个表面酸性中心;求得吡啶在Ni/γ-Al2O3和Ni/CCAⅡ催化剂的强酸中心的脱吡啶活化能分别为188 kJ/mol和225 kJ/mol,在弱酸中心的脱吡啶活化能分别为30 kJ/mol和31 kJ/mol。

MTBE裂解制异丁烯催化剂表面酸性与活性的研究

采用Hammett指示剂的胺滴定法和催化剂活性评价装置研究了甲基叔丁基醚裂解制异丁烯催化剂的表面酸量、表面酸强度与活性的关系 ,使用傅里叶变换原位红外光谱方法对催化剂表面酸类型进行了表征。结果表明 :催化剂的活性随其表面酸量的增加而提高 ,表面的B酸位是它的主要活性中心。

原位傅里叶变换红外光谱研究Y型分子筛表面酸性对吸附有机分子的影响

采用吡啶原位吸附傅里叶变换红外(Py-FTIR)光谱对液相离子交换(LPIE)和固相离子交换(SSIE)法制备的CeY分子筛以及HY和NaY的酸性进行了测定.在原位条件下采用单探针分子噻吩、环己烯和苯对其在分子筛上的吸附过程进行了研究;以噻吩和环己烯、噻吩和苯组成的双探针分子对吸附过程中存在的竞争吸附、催化反应以及吸附机理进行了系统研究.结果表明,HY和L-CeY分子筛表面强Brnsted(B)酸性位可导致吸附在其表面的噻吩发生低聚反应以及吸附的环己烯产生二聚环己烯碳正离子.低聚的噻吩和吸附的环己烯在分子筛上发生强的化学吸附,进一步抑制和阻碍噻吩硫化物与分子筛吸附活性中心发生作用,从而降低了吸附剂的选择性以及吸附硫化物的能力.吸附剂表面Lewis(L)酸中心是吸附的主要活性中心,大量弱的L酸,有利于噻吩吸附.并且,S-CeY分子筛表面弱的L酸对吸附噻吩具有一定的选择性,它受到环己烯的影响较小,NaY吸附剂对噻吩、环己烯和苯选择性较差,它只与吸附质作用的先后有关.

氢氧化铝晶种表面的酸性及其对铝酸钠溶液分解过程的影响

用水溶液滴定法对Al(OH) 3 晶种的表面酸性进行了预测定 ,并用非水溶液回滴法进行了准确测量 ,确定了晶种表面的酸量 ,同时研究了不同粒度的晶种对分解过程的影响。实验结果表明 ,在相同质量下 ,细粒子的表面酸量较粗颗粒大 ;当表面积相同时 ,粗颗粒的单位表面酸量较细颗粒的大。探讨了晶种粒度对分解过程的影响 ,相同种子比条件下 。

钨杂多酸/膨润土的表面酸性和酯化催化活性

以天然膨润土为原料，经净化、过筛、强酸处理和高温灼烧得活性白土，再用不同质量百分数的磷钨酸溶液，对活性白土进行负载得到磷钨酸／膨润土催化剂．以Ｈａｍｍｅｔ指示剂正丁胺滴定法测定催化剂表面酸强度及表面酸量按强度的分布，并与气固相催化合成甲酸乙酯的催化活性相关联，考察了催化剂的酸催化活性与表面酸性的关系．实验结果表明：制备的磷钨酸／膨润土催化剂表面酸强度分布在－１２．７０≤Ｈ０≤－８．２０、－１３．１６≤Ｈ０≤－１２．７０、－１３．７０≤Ｈ０≤－１３．１６、－１４．５２≤Ｈ０≤－１３．７０、Ｈ０≤－１４．５２范围内对酯化反应贡献分别为２．９２％、２４．１４％、８３．９１％、７．１０％、－１８．０６％．可见，影响酯化产率的主要因素是催化剂表面酸强度分布，不同酸强度的酸中心对催化酯化反应贡献不同．

硅酸盐黏土矿物的表面酸性研究进展

表面酸性是硅酸盐黏土矿物的重要表面化学性质之一。本文综述了硅酸盐黏土矿物表面酸性的主要测定方法,讨论了黏土矿物表面酸性的发生源及其影响因素,并论述了黏土矿物表面酸性与有机碱化合物吸附固定行为之间的关系。