二元复合氧化物载体在加氢脱硫催化剂中的应用进展

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。第二组元氧化物的引入克服了Al_(2)O_(3)载体酸类型单一及商用催化剂金属与载体间相互作用过强等缺点,同时保持了较大的比表面积;第二组元氧化物能够有效提升TiO_(2)载体材料的热稳定性及比表面积的同时调节了载体材料表面酸性等。究其原因在于第二组元的引入可显著改变Al_(2)O_(3)或TiO_(2)表面羟基环境,进而促进了活性金属前驱体在载体表面的锚定和分散,有利于更多NiMo(W)S活性相的形成,提升了催化剂的加氢脱硫性能。

锌锆复合氧化物担载镍基催化剂用于甲烷干重整反应

采用一锅共沉淀法制备氧化锌改性的锌锆复合氧化物担载的镍基催化剂并用于甲烷二氧化碳干重整反应;研究了氧化锌含量对催化反应性能的影响,并通过XRD、H_(2)-TPR、CO_(2)-TPD、BET、XPS、SEM等手段分析了催化剂的理化性质和形貌。对比没有氧化锌助剂的氧化锆担载镍基对照样品,氧化锌的加入促进了活性组分Ni的分散和还原,增加了催化剂表面活性位Ni^(0)的含量,增加了催化剂的碱性位点的数量。优化的Ni/30%ZnO-ZrO_(2)催化剂表现出良好的催化活性,甲烷的表观活化能从没有氧化锌促进剂的63.5 kJ·mol^(-1)降低至43.4 kJ·mol^(-1),二氧化碳的表观活化能也从35.1 kJ·mol^(-1)降低至23.5 kJ·mol^(-1)。在50小时稳定性考察中只观察到细微的性能变化。

锆基双金属氧化物催化剂硫中毒的研究

在工业二氧化碳加氢制甲醇过程中,硫化氢气体的引入将对该过程中使用的催化剂活性及稳定性带来负面的影响。基于此,采用微反应合成法成功制备了InZrO_(x)和ZnZrO_(x)锆基催化剂,并研究了在二氧化碳加氢反应中,硫化氢气体对锆基催化剂的结构性质及其催化性能的影响规律。结果表明,在T=573 K、p=3.0 MPa和GHSV=18 000 mL/(g_(cat)·h)条件下,仅通入二氧化碳/氢气反应气时,InZrO_(x)和ZnZrO_(x)催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性分别为7.2%、9.3%和93%、92%。在二氧化碳/氢气原料气中通入体积分数为5×10^(-3)硫化氢气体时,InZrO_(x)和ZnZrO_(x)催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性都降为0,这主要是因为硫化氢气体占据了氧空位,导致锆基双金属氧化物催化剂硫中毒失活。当停止通硫化氢气体时,InZrO_(x)和ZnZrO_(x)催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性分别恢复为5%、8.6%和58%、84%,分析表明停止通硫化氢气体后,氧空位浓度又恢复,锆基双金属氧化物催化剂部分活性恢复。此研究明晰了锆基催化剂硫中毒失活原理,以及为后期开发耐硫性催化剂提供了理论依据。

Al_2O_3-ZrO_2复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢性能的影响

采用共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,并以此为载体制备负载型Cu基催化剂,运用X射线衍射、X射线能谱、扫描电子显微镜对载体和催化剂进行表征。以糠醛气相加氢制糠醇反应为探针,考察复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢活性的影响。结果表明,Al2O3-ZrO2复合氧化物中ZrO2的存在会减少CuO与Al2O3的接触,降低Cu基催化剂的深加氢能力;Al2O3有助于延迟ZrO2的晶化,避免活性组分Cu嵌入到ZrO2晶格中导致催化活性下降。载体中ZrO2质量分数为20%时,Cu/Al2O3-ZrO2催化剂选择加氢活性最高,与Cu/Al2O3催化剂相比,该催化剂具有较好的低温加氢活性和高温加氢选择性。

复合氧化物载体对镍基催化剂上CO甲烷化反应性能的影响(英文)

采用改良的粉末混合法制备了系列经过其它金属氧化物改性的NiO/Al2O3催化剂,并运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2低温物理吸附-脱附、程序升温还原、程序升温脱附、拉曼以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果显示,在300~700oC经MgO修饰的NiO/Al2O3催化剂上CO甲烷化反应活性比NiO/ZrO2-Al2O3和NiO/SiO2-Al2O3的高.另一金属氧化物的加入削弱了NiO/Al2O3催化剂中Ni-Al间相互作用,形成更多的活性Ni物种,从而促进了反应的进行.

铈锆复合氧化物在摩托车尾气净化催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce_(0.7)Zr_(0.3)O_2和Ce_(0.7)Zr_(0.2)Y_(0.1)O_2两种复合氧化物,并用XRD、BET及OSC等方法对复合氧化物的结构、织构及储氧性能进行了表征。结果表明,2种复合氧化物均形成了立方相的铈锆固溶体并具有良好的织构及热稳定性能,经1000℃,5h老化后的Ce_(0.7)Zr_(0.2)Y_(0.1)O_2比表面积仍高达50 m^2/g以上。将所制备的复合氧化物用于摩托车尾气净化三效催化剂,模拟摩托车尾气的组成,分别对Pt-Rh/Ce_(0.7)Zr_(0.3)O_2和Pt-Rh/Ce_(0.7)Zr_(0.2)Y_(0.1)O_2 2种催化剂进行了活性评价。结果显示,催化剂Pt-Rh/Ce_(0.7)Zr_(0.2)Y_(0.1)O_2在老化前后均具有高的三效催化活性和高的抗热老化性及宽的空燃比窗口。

复合氧化物负载的Ni基催化剂上愈创木酚加氢脱氧性能

分别以Al2O3-SiO2,Al2O3-TiO2,TiO2-SiO2和TiO2-ZrO2双金属氧化物为载体研究Ni基催化剂的愈创木酚加氢脱氧性能.重点考察了催化剂载体、溶剂种类、反应温度和压力对愈创木酚转化率及产物选择性的影响,并对催化剂的抗积碳性能、重复利用性能和愈创木酚加氢脱氧反应机理进行了探讨.通过BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积、X射线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段对催化剂的比表面积、物相结构、表面酸性、可还原性能进行了表征.结果表明,Ni/TiO2-ZrO2催化性能相对较优.在300℃、初始氢压4 MPa、以十氢萘为溶剂的最佳反应条件下,愈创木酚的转化率为100%,环己烷选择性高达86.4%.该催化剂还具有抗积碳性能,反应后的催化剂上仅检测到3.2%(质量分数)的积碳量.

ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物对负载Ni基催化剂合成甲烷的性能影响

采用并流沉淀法制备了不同配比的Zr O2-Al2O3复合氧化物,并通过浸渍法制备了10%Ni/Zr O2-Al2O3催化剂,考察了复合氧化物载体的水热稳定性及Zr O2与Al2O3的配比对合成气制甲烷Ni基催化剂性能的影响。研究结果表明:Zr O2的添加能在一定程度上抑制Al2O3的水解反应,这可能是Zr O2与Al2O3形成固溶体所致。随着Zr O2含量增加,复合氧化物载体的水热稳定性先降低后升高,当Zr O2与Al2O3质量比为0.24时,载体的水热稳定性最好。不同配比的Zr O2-Al2O3复合氧化物负载Ni基催化剂的稳定性与载体的水热稳定性变化是一致的,说明载体的抗水热能力增强,催化剂结构更稳定,催化剂的活性稳定性相应增加。

富CO_(2)气氛中镨基复合氧化物载金催化CO氧化反应

采用传统水热法制备了一系列不同镨锆摩尔比的镨锆复合氧化物Pr_(a)Zr_(b)O_(x)载体,并考查了富CO_(2)气氛下相应Au/Pr_(a)Zr_(b)O_(x)催化剂催化CO氧化反应的催化性能.研究发现Pr/Zr=0.005为最优摩尔比,其对应的Au/Pr_(0.005)Zr_(1)O_(x)催化剂因较易吸附更多的氧分子而表现出最好的催化活性.结合XRD、CO_(2)-TPD、TEM、XPS等表征手段发现:反应过程中活性物种Au的价态和氧物种组分含量发生变化,是造成催化剂活性差异的关键性因素.此外通过稳定性测试发现无论是Au/ZrO_(2)还是Pr_(a)Zr_(b)O_(x)系列催化剂均不受高浓度CO_(2)的影响.

Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了Cu-Ce-Zr-O复合氧化物催化剂.当Ce∶Zr∶Cu摩尔比为2∶8∶5时,制得的Ce0.2Zr0.8Cu0.5-O2-λ催化剂具有较佳的三效催化性能和较宽的工作窗口.当空燃比为1.33(富氧)时,CO,C3H6和NO的起燃温度分别为183,257和236℃,并且当温度高于340℃时都能完全转化;催化剂经高温老化后CO,C3H6和NO的起燃温度仍较低,分别为225,350和350℃.X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原的结果表明,部分Cu进入Ce-Zr固溶体形成Cu-Ce-Zr固溶体;Cu与Ce产生协同效应使Ce0.2Zr0.8Cu0.5O2-λ催化剂的低温活性明显提高,并且在贫燃情况下具有更高的三效催化性能.

用于丁烷选择性氧化制顺酐的铈锆复合钒磷氧催化剂的研究

在钒磷氧 (VPO)催化剂中添加适量铈锆复合氧化物 ,得到了一种新型的铈锆复合钒磷氧催化剂 .该催化剂对丁烷选择性氧化制顺酐反应的催化性能比纯VPO催化剂有了显著提高 .在丁烷 /空气共进料反应条件下 ,其顺酐收率比纯VPO催化剂提高了一倍 ;在无氧反应条件下 ,其可参与选择性氧化制顺酐的晶格氧量为纯VPO催化剂的 2 2倍 .BET比表面积测试、X射线衍射、钒平均价态测定和程序升温实验等表征结果表明 ,混合在催化剂活性相中的少量铈锆复合氧化物参与了VPO体系的氧化还原过程 ,并起到了以下两方面的作用 :(1)促进了 (VO) 2 P2 O7相的形成 ,稳定了钒的平均价态 ,有利于最终形成晶相结构良好和反应性能稳定的VPO催化剂 ;(2 )显著提高了VPO催化剂的氧化还原性能 。

CeO_2-ZrO_2复合氧化物对金属蜂窝整体催化剂性能的影响

用浸渍法制备了不同比例的CeO2 ZrO2 复合氧化物 ,并用XRD ,H2 TPR和BET等研究了复合氧化物的晶相、还原性能及热稳定性 .结果表明 ,所制备的CeO2 ZrO2 复合氧化物形成了固溶体 ,Ce0 6Zr0 4O2 比Ce0 90 Zr0 10 O2 更容易被H2 还原 ;110 0℃老化后 ,晶胞参数无明显变化 ,比表面积仍有 11 8m2 /g .模拟二冲程摩托车尾气组成 ,对用贵金属Pt,Pd ,Rh与CeO2及CeO2 ZrO2 固溶体所制备的催化剂进行了活性评价 .结果显示 ,110 0℃老化后 ,催化剂仍具有很高的氧化活性 .在贫氧区 ,Pt Pd Rh/Ce0 6Zr0 4O2 Al2 O3 对碳氢化合物氧化的催化活性则有一定的优势 ,是一种具有较高热稳定性的催化剂 .

氧化锌基复合氧化物光催化剂的研究进展

为了进一步提高ZnO的光催化效率和实际应用性,人们将其与禁带宽度不同的氧化物复合。综述了近几年来ZnO基复合氧化物光催化剂的研究进展。

铜掺杂Zr_0.4Ce_0.6O_2复合氧化物催化剂性能的研究

研究了铜掺杂 Zr0 .4 Ce0 .6O2 复合氧化物的还原性和催化性能 .结果表明 ,铜掺杂能显著提高该复合氧化物中氧化铈的还原性 ,降低氧化铜的还原温度 ,也能提高对 CO氧化的催化活性 ,这说明在铜与锆铈复合氧化物之间存在较强的相互作用 .

粉煤灰复合氧化物固体酸催化剂的制备及应用研究

以粉煤灰和氧氯化锆为主要原料制备了复合氧化物固体酸催化剂,研究表明,在氧氯化锆与粉煤灰的质量比为1∶2、硫酸浸泡浓度为0.5mol/L、焙烧温度为550℃条件下制得的催化剂,应用在己二酸二辛酯的合成中,酯化率高达98％以上。该催化剂具有原料来源丰富、制备成本低、催化活性高、使用寿命长等特点,是一种值得开发应用的环境友好催化剂。

Cu-Ce-Zr-Ba-O复合氧化物催化剂的制备与三效催化性能

采用共沉淀法和等体积浸渍法,分别研制Cu-Ce-Zr-Ba-O复合氧化物催化剂.催化活性的测定结果表明:当Ce与Zr的摩尔比为0.2︰0.8,Ba含量为4%,Cu负载量为5%时,采用等体积浸渍法制备的Cu-Ce-Zr-Ba-O复合氧化物具有更好的三效催化活性,能使C3H6、CO、NO的转化率分别高达99.4%、97.5%、99.9%.XRD和DTA的测试分析结果也表明:Ba的加入会形成铈锆钡(Ce-Zr-Ba)固溶体,有助于提高催化剂的活性和热稳定性,因此所制得的复合氧化物具有良好的三效催化性能.

Ce改性Ni/MnO_(x)催化剂用于甲烷干重整的研究

采用氧化还原沉淀法制备了系列xCe(100-x)MnO_(x)(简记为xC(100-x)M,x分别为0、10%、30%、50%、80%、100%)复合氧化物,通过浸渍法负载Ni制备Ni/xC(100-x)M系列催化剂。以CH_(4)干重整反应制合成气为模型反应,研究Ce与Mn质量比对Ni/CeMnO_(x)催化剂活性的影响。结果表明,在Ni/MnO_(x)催化剂中引入Ce助剂,提高了催化剂的比表面积和表面碱性位点数量,改善了催化剂的还原能力。在系列Ni/CeMnO_(x)催化剂中,Ce与Mn质量比对反应活性有着显著的影响,Ce质量分数的增加有利于提高CH_(4)和CO_(2)转化率,在反应温度为700℃和V(CH_(4))/V(CO_(2))=1∶1的条件下,Ni80C20M催化剂的CH_(4)和CO_(2)转化率相对较高,CH_(4)转化率为73.90%,CO_(2)转化率为79.38%。

铈锆铝氧化物微纳米复合材料及其性能研究

研究了纳米铈锆氧化物在催化材料铈锆铝氧化物的性能。通过合成纳米颗粒铈锆氧化物CeZrO,与微米颗粒氧化铝Al_(2)O_(3)组装成微纳米复合结构的催化材料CeZrO@Al_(2)O_(3),对其表面形貌、元素组成及还原性能进行了表征。结果表明,铈锆氧化物纳米颗粒分散负载于氧化铝微米颗粒的外层表面,形成核壳结构型的颗粒状复合材料,材料表面铈锆元素含量大幅高于体相组成,有效提高了铈锆氧化物的利用率;微纳米复合材料CeZrO@Al_(2)O_(3)的还原温度比常规微米混合材料低约50℃,微纳米结构材料较易于还原,还原速率加快增强了储氧/释氧作用,更有利于改善各类催化性能,可解决常规混合微米材料在储氧/释氧性能不足的重要问题。

锆基复合氧化物的制备及其应用的研究进展

综述了ZrO2基复合氧化物的各种制备方法及其在加氢精制、光催化、汽车尾气净化等方面的应用。指出利用溶胶-凝胶法、柠檬酸络合法和沉淀法制备Ti O2-ZrO2,Ce O2-ZrO2,Al2O3-ZrO2等锆基复合氧化物过程中存在的优点和不足;对在制备过程中影响锆基复合氧化物性能的因素(如焙烧温度、摩尔比、干燥方法等)进行了阐述和分析;提出在今后的研究工作中需要从工业化的角度研究锆基复合氧化物的制备方法及其应用,促进锆基复合氧化物的工业化生产。

改性钛锆复合氧化物催化环己酮肟气相Beckmann重排反应

制备了经SO42-,PO43-,MoO3,WO3和B2O3改性的钛锆复合氧化物(TiO2-ZrO2)催化剂,并用常压连续流动固定床微型反应器考察了它们对环己酮肟气相Beckmann重排反应制己内酰胺的催化性能.结果表明,在反应温度300℃时,B2O3/TiO2-ZrO2具有较高的己内酰胺选择性(97.0%)和收率(96.7%),且明显高于B2O3/TiO2和B2O3/ZrO2催化剂.用N2吸附和NH3-TPD,CO2-TPD等方法对催化剂的比表面积、孔容、孔分布和表面酸、碱性分别进行了测定,讨论了这些物化性能对催化剂活性、选择性和稳定性的影响.