用过渡金属改性硅胶吸附剂脱除焦化柴油中的氮化物

将过渡金属离子(Fe3+,Co2+,Ni2+,Cu2+)负载到硅胶上,先制得过渡金属离子改性硅胶吸附剂(Fe(Ⅲ)/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2,Ni(Ⅱ)/SiO2,Cu(Ⅱ)/SiO2),后在氢气环境中和500℃下对过渡金属离子改性硅胶吸附剂进行还原处理,制备出过渡金属改性硅胶吸附剂Fe/SiO2,Co/SiO2,Ni/SiO2。分别在间歇式和连续固定床吸附装置上,以焦化柴油(氮质量分数为2.1×10-3)为原料,在常压下研究了吸附条件对吸附剂脱氮效果的影响。结果表明,最佳吸附温度为120℃,最佳油剂比[m(焦化柴油)/m(吸附剂)]为60;平衡吸附量[m(氮)/m(吸附剂)]由小到大顺序为Fe(Ⅲ)/SiO2,Ni/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2,Cu(Ⅱ)/SiO2,Fe/SiO2,Ni(Ⅱ)/SiO2,Co/SiO2;分别用Fe(Ⅲ)/SiO2,Ni/SiO2,Co(Ⅱ)/SiO2处理焦化柴油,吸附剂的平衡吸附量分别为22.713×10-3,23.305×10-3,18.480×10-3。

过渡金属助剂改性Ca-Zr催化剂上甲醇与碳酸丙烯酯反应制备碳酸二甲酯

采用溶胶凝胶法制备了一系列由过渡金属助剂改性的Ca-Zr催化剂,对其低温下甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换反应合成碳酸二甲酯(DMC)的催化性能进行了研究。结果表明,系列过渡金属改性的Ca-Zr催化剂上DMC选择性的顺序依次为Co-Ca-Zr>Cu-Ca-Zr>Ca-Zr>Fe-Ca-Zr>Ni-Ca-Zr>Zn-Ca-Zr。其中,Co改性的Co-Ca-Zr催化剂在35℃、甲醇/PC物质的量比为15及催化剂用量为4%的条件下反应2 h,PC的转化率可达84.3%,DMC的选择性可达94.5%。结合XRD、FT-IR、XPS和CO_(2)-TPD等表征结果发现,催化剂的碱性位强度增加可以提高PC的转化率,而总碱性位含量提高则降低DMC的选择性。Co改性的Ca-Zr催化剂具有最少的碱性位和最高的强碱性位站比,因而表现出较高的PC转化率和DMC选择性。

低温深度脱除液相丙烯中微量CO负载型催化剂的研究

以廉价的拟薄水铝石为原料,采用等体积浸渍法,制备负载型CuO-MOx-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H_2-TPR、CO-TPD等表征,考察了载体焙烧温度、助剂改性(Co、Zn、Fe、Zr)及组分相互作用对CO脱除性能的影响。结果表明,拟薄水铝石经400~800℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10^(-6)脱除低至9.0×10^(-8),连续反应1500min,稳定性良好,具有较好的工业应用前景。

DFT＋U方法研究Ni掺杂对CeO2结构和储放氧性能影响

铈基材料具有优异的储放氧性能和催化活性,在当今催化领域有着广泛的应用。本研究通过DFT+U方法计算了Ni掺杂引起的CeO2局域结构及全局结构扰动,并分析了原子位置排布与储放氧性能之间的构效关系。当Ni以间隙位形式进入CeO2晶胞时,Ni具有四面体配位特征,部分氧离子远离其初始位置,向类间隙位移动;在产生氧空位之后,全局结构弛豫现象明显。当Ni以取代位形式进入CeO2晶胞时,Ni具有八面体配位特征,与纯NiO结构类似;在产生氧空位之后,由Ni及其最近邻氧离子构成的局域空间发生扩张。结合氧空位生成能计算结果,间隙位Ni离子对储放氧性能的促进较小,取代位Ni离子可促进体系自发产生氧空位。