金属负载型催化剂抗积炭性能的研究

引起催化剂失活的众多原因中，积炭是主要因素之一。本文总结了近年来的四十余篇文献，以金属负载型催化剂为例，介绍了积炭的影响因素。金属负载型催化剂的活性金属组份、载体、表面酸碱性、制备工艺等都影响其抗积炭性能。同时也介绍了如何提高催化剂的抗积炭性能以及选择适宜的反应条件防止积炭。

双金属负载型催化剂对煤泥水热解制备氢气的影响

采用分步等体积浸渍法,以γ-Al2O3为载体制备不同活性组分的双金属负载型催化剂,系统考察不同双金属活性组分对催化剂催化活性的影响。采用XRD、SEM、XPS和TPR等技术对催化剂的活性进行表征,得出:1)Ⅷ族元素同ⅠB族元素作为活性组分制备的双金属负载型催化剂的活性明显低于Ⅷ族元素作为活性组分的单金属负载型催化剂;2)两种Ⅷ族元素制备的双金属负载型催化剂活性较单金属催化剂的活性有较大提高;3)两种ⅠB族金属元素制成的双金属负载型催化剂活性比单一元素的单金属催化剂的活性高;4)Ⅷ族元素和ⅥB族元素组成的Cr-Ni双金属负载型催化剂的活性比单质Cr负载型催化剂的活性低。

负载型金属催化剂在卤代硝基苯选择性加氢中的研究进展

本文综述了近年来卤代硝基苯催化加氢制备卤代苯胺反应中,负载型金属催化剂的研究现状与进展。提高负载型金属催化剂的选择性和稳定性的主要方式包含调控金属粒子尺寸、制备双金属活性中心、改性催化剂载体、调变金属与载体之间的相互作用、反应溶剂的选择以及添加脱卤抑制等,但催化剂的稳定性仍然是工业应用面临的最大难题之一。如何提高负载型金属催化剂的加氢稳定性和实现工业化应用是今后的研究方向。

负载型金属催化剂的制备技术及其在废水处理中的应用研究进展

综述了现阶段去除水中特征污染物的催化剂的主要制备方法和应用情况,现有负载型金属催化剂制备工艺存在表面金属离子状态不稳定、不耐负荷等不足。为了进一步提高催化剂性能,研究了氮掺杂碳材料包覆过渡金属催化剂,发现氮掺杂碳材料能形成新的活性位点,表现出类金属的性质,而且能提高催化剂的亲水性。采用后包覆法制备的氮掺杂碳材料因包裹金属离子能改善负载型金属催化剂的耐化学药品腐蚀性和稳定性,在催化领域中具有更加广阔的应用前景。

负载型金属催化剂的制备及印染废水的催化氧化处理

采用浸渍沉淀法制备负载型金属催化剂,考察了载体种类、活性组分种类、活性组分配比(n(Fe2+)∶n(Mn2+))、浸渍液浓度(以Mn2+计)、煅烧温度和煅烧时间对催化剂性能的影响。实验结果表明:活性炭负载FexOy-MnOx型催化剂具有较高的活性;将在浸渍液浓度0.5 mol/L(以Mn2+计)、n(Fe2+)∶n(Mn2+)=1∶2、煅烧温度250℃,煅烧时间8 h条件下制备的催化剂用于印染废水(COD=584 mg/L、色度500倍)的处理,在臭氧流量0.8 L/min、废水pH 7、催化剂加入量40 g/L、反应时间60 min的条件下,印染废水COD的去除率为83.2%;该催化剂具有良好的稳定性,连续使用6次后的COD去除率仍可达到61.1%。

用于臭氧分解的负载型双金属催化剂

研究了催化剂载体外形和活性成分对催化剂性能的影响和其他污染物的反应对室内空气造成的二次污染。通过 XPS分析说明了反应过程中催化剂表面发生的化学变化及反应机理。

CO在负载型钯金属催化剂上吸附的原位红外光谱研究

利用原位红外光谱技术分别对CO在钯金属催化剂及其载体上的吸附性能进行了研究。发现CO在催化剂载体上也存在表面吸附态 ,吸附峰随温度的升高而变化 ,其中HCOO-吸附态比较稳定。CO在催化剂活性中心上存在两种吸附态 :桥式吸附态和线式吸附态 ,桥式吸附态比线式吸附态稳定 ,且CO吸附量随温度的升高而增大。由于载体的部分表面被Pd所覆盖 ,导致了CO在催化剂载体部分的吸附量减少。实验还测定了氢气对CO在催化剂上吸附性能的影响 ,发现氢气会影响CO在催化剂活性中心及载体上的吸附。

“嵌入模型”在γ-Al2O3负载单组分和双组分金属氧化物催化剂中的应用(英文)

探讨负载型金属氧化物催化剂的表面组分与载体之间的相互作用,有助于理解相关催化剂的催化作用本质.近年来,我们对单组分CuO以及双组分CuO-Mn2O3,CuO-CoO等金属氧化物在γ-Al2O3载体表面的分散行为和存在状态,及其物理化学性质和催化性能(CO+O2和NO+CO模型反应)进行了研究.结果表明,这些金属氧化物在γ-Al2O3载体表面的分散行为和所得负载型催化剂样品的一些物理化学性质及其催化性能均可参照"嵌入模型"来解释.在此基础上,我们讨论了这些样品的"组成-结构-性质"间的关系,并针对表面负载双组分金属氧化物样品提出了表面协同氧空位参与的NO+CO反应机理.

负载型非茂金属催化剂催化制备过氧化物交联聚乙烯管材专用料

采用负载型非茂金属(SSTS)催化剂催化乙烯淤浆聚合,制备了交联聚乙烯管材专用料(sPE);通过过氧化物交联sPE、挤出成型了过氧化物交联聚乙烯(sPEXa)管材;考察了氢气分压和共聚单体对SSTS催化剂活性的影响;测试了sPE的相对分子质量及其分布(MWD)、力学性能和流变行为及sPEXa管材的交联度和力学性能。实验结果表明,SSTS催化剂催化乙烯聚合的过程平稳、共聚效应显著,SSTS催化剂在乙烯-己烯共聚时的活性比乙烯均聚时的活性提高了43%;sPE中不含粒径小于75μm的细粉,其重均相对分子质量高达296 564,MWD=4.05;sPE的流变行为呈明显的"剪切变稀",有利于挤出加工;sPEXa管材在95℃、4.8 MPa静液压力下无泄漏和无破裂的持续时间长于1 875 h,长于行业要求的1 000 h。

负载型非茂金属催化剂聚合制备UHMWPE

在淤浆聚合条件下采用新型负载型非茂金属催化剂(SSTU)制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE),考察了聚合温度、预聚合、助催化剂用量等聚合条件对催化剂活性、UHMWPE堆密度、粒径分布、粘均相对分子质量、力学性能、结晶性能和微观形貌等的影响。结果表明,提高聚合温度和助催化剂用量有利于催化剂活性发挥,而降低聚合温度和不预络合时可以得到高粘均相对分子质量的UHMWPE。由SSTU聚合得到的UHMWPE粒径分布均匀,细粉含量低(质量分数小于0.5%),结晶性能和力学性能好,在微观形貌上与齐格勒-纳塔催化剂制备的UHMWPE有显著区别。

负载型金属催化剂催化乙醇羰化合成丙酸及其酯的研究

对 Ni与 Pb、 Zn、 Sn、 Co、 Cu等分别组成的活性炭负载双金属催化剂中筛选出的 Ni、 Cu负载量分别为 5％、 10％的催化剂对乙醇气相羰基化合成丙酸与丙酸乙酯催化活性最高。在其中加入稀土元素后，催化剂使用寿命有所提高。

负载型贵金属催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理的原位红外和喇曼光谱表征

采用原位时间分辨红外光谱和原位显微喇曼光谱技术,对CH4/O2/Ar(2/1/45)混合气在SiO2和Al2O3负载的Rh、Ru、Ir等催化剂上反应的初级产物和催化剂表面物种进行了研究.在此基础上,辅之以改变催化剂预处理条件,脉冲反应-质谱和TPR等实验方法,对相应催化剂上的O2-和积碳物种浓度及其与甲烷部分氧化(POM)制合成气反应机理的关系进行了系统研究.实验结果表明,燃烧-重整机理是Ru/Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径,而由CH4的直接氧化生成CO和H2是Rh/SiO2上POM反应的主要途径;在新还原的Ir/SiO2上,CO是POM反应的初级产物,而在稳态条件下,催化剂表面积碳与CO2和/或H2O的反应以及未积碳表面的CH4燃烧-重整反应可能是CO生成的主要途径之一.造成Ru/SiO2、Ru/Al2O3、Rh/SiO2和Ir/SiO2等催化剂上POM反应机理差异的原因主要源于反应条件下催化剂表面氧物种(O2-)和积碳物种浓度的差异,而造成反应条件下催化剂表面氧物种浓度差异的本质可能与Ru、Rh和Ir等对氧亲合力及M-O键能的高低等因素有关.对Rh/Al2O3催化剂,POM反应的初级产物与催化剂的焙烧温度有关.在600℃焙烧的催化剂上,CO是POM反应的初级产物,而在900℃焙烧的催化剂上,CO2是反应的初级产物,造成两催化剂上POM反应机理差异的本质可能与不同温度焙烧的催化剂上Rh物种的可还原性不同并进而影响POM反应条件下催化剂表面氧物种的浓度有关.

负载型金属催化剂制备新技术研究进展

负载型金属催化剂因为其独特的催化性能在众多领域得到广泛应用。传统的催化剂制备方法有浸渍法,沉淀法,离子交换法和熔融法等。文章综述了溶剂化金属原子浸渍法,超临界技术和微波技术在负载型金属催化剂制备中的应用。

负载型Fe金属催化剂催化邻氯硝基苯选择加氢

用化学还原方法制备了以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Fe/γ-Al2O3负载型单金属催化剂,利用乙醇液相催化重整制氢,直接进行卤代硝基苯原位液相加氢制备卤代苯胺,考察了反应时间、反应温度以及金属离子等因素的影响.研究结果表明,在260℃,反应进行5h,水/乙醇体积比为9:5和Ni2+离子作修饰剂的条件下,o-CNB的转化率为92.0%,选择性达到98.2%.

负载型金属催化剂的热稳定机制

负载型金属催化剂是一类重要的催化材料,在石油炼制、环境保护以及材料合成等领域起着重要的作用。然而,由于活性金属在反应环境下容易烧结团聚,以致活性降低乃至失活,因此,如何提高其热稳定性成为负载型金属催化剂研究的一个关键问题。概述了催化剂的金属团聚成因及其稳定机制。简要介绍了Ostwald效应以及颗粒合并长大两种团聚模型,从热力学角度解释了导致催化剂烧结团聚的原因。总结了现阶段几种提高负载型金属催化剂热稳定性能的方法,具体包括以包覆封装隔离为原理的物理方法,以及以形成化学键为基础的化学方法,可为进一步开发高热稳定性的负载型金属催化剂提供借鉴。

负载型双金属催化剂对邻硝基苯胺液相催化加氢的研究

研究了活性炭负载的Ｐｄ、Ｐｄ─Ｆｅ、Ｐｄ—Ｓｎ、Ｐｄ—Ｎｉ、Ｐｄ—ＣＵ、Ｐｄ—Ｐｂ催化剂对邻硝基苯胺催化加氢。活性大小依次为：Ｐｄ—Ｓｎ／Ｃ＞Ｐｄ—Ｆｅ／Ｃ＞Ｐｄ—Ｎｉ／Ｃ＞Ｐｄ／Ｃ＞Ｐｄ—Ｃｕ／Ｃ～Ｐｄ─Ｐｂ／Ｃ，先浸Ｐｄ后浸Ｆｅ与Ｐｄ、Ｆｅ共浸制备的Ｐｄ─Ｆｅ／Ｃ具有相同催化活性，ＸＰＳ研究表明两种金属间存在较强的相互作用。考察了温度对反应的影响及无溶剂反应时压力的影响。

超临界流体沉积技术制备负载型金属催化剂的研究进展

综述了近年来超临界流体沉积技术在制备负载型金属纳米催化剂方面的应用及研究进展,介绍了近年来学者们利用超临界流体特殊的溶剂化特征、近乎于零的表面张力、高扩散系数、低黏度、易调变等优势,制备负载型金属纳米催化剂的研究成果。主要从超临界流体沉积过程中金属前驱盐的溶解、吸附、还原3个方面分别进行了阐述。集中讨论了对沉积效果影响显著的溶解度、吸附热力学、扩散动力学以及还原方法等问题。此外,还针对目前超临界流体沉积技术在制备金属纳米复合材料中所遇到的提高金属利用率、颗粒尺寸控制、分散性等焦点问题进行了讨论。

负载型金属催化剂原子级表征及研究进展

负载型金属催化剂具有选择性高、活性高、稳定性高、腐蚀性小、可重复利用的特点,这些性能与催化剂结构存在很大关系。基于对负载型金属催化剂结构和作用机理的深入研究,本文介绍了几种负载型金属催化剂的原子级表征技术。主要归纳了几种表征技术的适用范围、不同表征数据的分析。通过这些表征技术以及多种技术的融合使用,为最终实现催化剂的实际工业价值提供可能性。

MgO负载金属双功能催化剂用于生物基山梨醇氢解制丙二醇、乙二醇和甘油（英文）

甘油、丙二醇和乙二醇是非常重要的化工原料和合成聚酯类、聚醚类树脂的单体,也可作为功能化合物直接应用于化妆品、食品及制冷等领域.随着生物炼制行业的发展,其作为生物基平台化合物在未来可以获得更为广泛的应用.从富含氧原子的纤维素出发制备甘油和二元醇,符合绿色化学化工的原子经济性、工艺经济性和生产过程清洁等原则,也是生物质资源化利用的重要途径.因此,近年来以纤维素及其衍生物糖和糖醇为原料,通过氢解反应制备甘油和二元醇的研究在国外已广泛开展.在目前已报道的氢解糖和糖醇研究中,几乎均采用包含金属催化剂和液体碱助剂的耦合催化体系,所用液体碱为NaO H,KOH和Ca(OH)2等,使用量很大.这些碱性助剂可以提高金属催化剂对糖醇加氢和氢解反应的催化活性,促进底物转化,但同时也不可避免地加剧了二醇产物进一步氢解和自身缩合反应,使产物选择性降低.在产物分离和提纯过程中,过高的碱浓度也会诱导甘油和二醇产品自身缩合,使分离困难,提高了分离成本.反应液的强碱性还增加了生产过程的设备成本.本文以固体碱MgO为载体,分别负载Ni,Co和Cu等金属制备出Ni-MgO,Co-MgO和Cu-MgO等双功能催化剂,应用于糖醇氢解反应,从而减少或避免使用液体碱添加剂.木质纤维素降解得到的单糖中含量最大的是六碳糖,本文以六碳糖加氢衍生物山梨醇为模型底物,考察了所制MgO负载金属双功能催化剂催化糖醇氢解制甘油和二元醇的活性和选择性,研究了反应条件对山梨醇氢解生成二醇和甘油的影响.山梨醇氢解反应在不锈钢反应釜中进行.采用气相色谱-质谱联用对氢解产物进行定性分析,采用气相色谱和离子色谱分别对反应中低沸点和高沸点产物进行定量分析.结果表明,在Ni-MgO,Co-MgO和Cu-MgO(其中活性金属和载体MgO的比例为1:3)三种催化剂上山梨醇均能高效转化为乙二醇、1,2-丙二醇和甘油;无论是否添加Ca(OH)2,山梨醇氢解活性顺序均为Ni-MgO>Co-MgO>Cu-MgO.三种催化剂上产物选择性有较大差异,Ni-MgO和Co-MgO对乙二醇和1,2-丙二醇具有较好的选择性,其中1,2-丙二醇与乙二醇比例约为2,而Cu-MgO催化剂对1,2-丙二醇选择性较高,1,2-丙二醇与乙二醇比例约为7.同时,考察了反应温度、压力和反应时间对三种催化剂上山梨醇转化活性和产物选择性的影响.随着温度升高,所有催化剂活性均显著增加,其中Ni-MgO和Cu-MgO催化山梨醇氢解对反应条件较为敏感,而Cu-MgO催化剂对反应条件不敏感.在Ni-MgO催化剂上,可以在较低的反应温度下获得较高的产物选择性.

负载型金属催化剂的制备方法简述

多相催化作为化工生产过程最关键的环节之一,相关领域的技术创新和开发一直备受关注。多相催化本质上是一种发生于固态催化剂表面的反应,因此其性能好坏与固态催化剂的表面结构直接相关,而后者又主要取决于催化剂的制备方法。本文对催化作用和催化剂的应用、分类等做了简要的说明,基于目前应用相对广泛的五种催化剂制备方法着重阐述了负载型金属催化剂,并给出相应的实例。