铜锰氧化物催化剂制备方法研究进展

过渡金属是一类重要的催化剂,在催化领域已得到广泛应用,将过渡金属氧化后,其催化性能更加优良,可以预见过渡金属氧化物将是催化剂发展的重要方向。综述了近年来国内外铜锰金属氧化物催化剂的研究进展,讨论了铜锰金属氧化物催化剂的各种制备方法,如浸渍法、水热合成法、共沉淀法、固相法和溶胶-凝胶法等,对各种制备方法的特点进行总结和归纳,并展望铜锰氧化物催化剂的发展前景。

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为前驱物,NaOH为沉淀剂,选用共沉淀工艺,添加Al2O3、BaO+Al2O3、ZrO2+Al2O3或CeO2+Al2O3粉末作为催化助剂,制备了4种铜锰氧化物水煤气高温变换催化剂。X射线衍射分析表明,4种铜锰氧化物催化剂的主要化学成分为氧化铜和氧化锰系化合物以及锰钡、铜锰和铜锰铝复合氧化物;在催化水煤气变换反应(WGSR)后,4种铜锰氧化物的化学成分发生了变化。H2还原实验结果表明,在4种铜锰氧化物中,添加ZrO2+Al2O3的铜锰氧化物H2还原效率最好;而添加CeO2+Al2O3的铜锰氧化物H2还原效率最小。对WGSR出口气中CO体积分数进行对比分析可知,分别添加Al2O3和CeO2+Al2O3铜锰氧化物催化剂的变换活性较好。

过氧化氢氧化苯酚铜锰复合氧化物催化剂的制备

采用固相法制备了新型催化剂铜锰复合氧化物催化剂。利用高效液相色谱法对苯酚过氧化氢氧化反应产物进行分析,以苯酚转化率和苯二酚收率为评价指标,对催化剂进行了评价。结果表明,催化剂性能随铜与锰物质的量比、焙烧温度、焙烧时间和研磨时间等因素的增大呈先升高再降低的趋势,并与络合剂的还原性有关。确定最佳工艺条件为:室温下,按锰与铜物质的量比1:2将Cu_2(OH)_2CO_3、MnCO_3和适量H_2C_2O_4·2H_2O混匀,置于研钵匀速研磨10 min,马弗炉400℃焙烧2 h。最佳条件下,苯酚转化率为63.7%,苯二酚收率为59.1%。

非均相催化臭氧氧化深度处理炼油废水

采用非均相催化臭氧氧化工艺(自主研制的铜锰氧化物催化剂)处理炼油废水,探索该工艺深度处理炼油废水的不同影响因素和机制,获得最适宜工艺参数,使处理出水满足炼油企业的回用水标准.考察反应前后催化剂的稳定性.废水取自广东某炼油企业.结果表明:最优值为原始pH=6.8,臭氧投加质量浓度为50mg/L,催化剂质量浓度为3.0g/L.在17℃室温条件下反应15min,出水化学需氧量(COD)满足该炼油企业的回用水标准:COD<50mg/L.氨氮有一定的去除.使用前后,催化剂的抗压性能和活性组分未发生明显变化,催化效果稳定.GC-MS分析结果表明:非均相催化氧化工艺可以减少炼油废水中的大分子有机物质,尤其是含氮的杂环物质,能将高沸点大分子有机物降解为低沸点小分子有机物质,提高炼油废水的可生化性.

CuMn_2Ti_xO_(4+2x)复合氧化物的制备及其催化甲烷燃烧性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜锰钛复合氧化物催化剂Cu Mn2TixO4+2x(x=0,0.5,1,2),通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,并考察了钛掺杂量和焙烧温度对催化剂的结构及其催化甲烷燃烧活性的影响。实验结果表明,掺杂钛提高了催化剂的比表面积和可还原性,使催化剂的活性明显提高;当x=1时,即Cu Mn2Ti O6催化剂的活性最高,在反应气体积组成为CH4 3.0%,O2 20%,N2 77%和气态空速12 000 h-1的条件下,甲烷转化率达10%时的反应温度为320℃,甲烷转化率达90%时的反应温度为445℃;随催化剂焙烧温度的升高,Cu Mn2Ti O6催化剂的活性逐渐降低。

水煤气变换反应化工综合实验改革与实践

对前期的水煤气变换反应实验内容进行了改进,增加了CuO-MnOx复合氧化物催化剂的制备、表征及考察反应空速对催化活性影响等内容,将催化剂的制备、表征及性能测试等有机结合在一起;增加了实验项目的趣味性和研究性,调动了学生参与实验的积极性,激发了学生的学习热情和兴趣,对培养学生的应用能力、创新意识和科研素养具有很好的促进作用。