3A分子筛和Al2O3复合载体催化剂的催化特性

为探究3A分子筛和Al2O3复合载体催化剂的结构特征以及对甲苯的催化特性,采用等体积浸渍法制备Al2O3与3A分子筛不同掺混比的载体镍基催化剂,并对催化剂进行XRD、H2-TPR、BET等特性分析,在固定床反应器中对催化剂催化甲苯的特性进行研究.结果表明:催化剂中活性组分Ni主要以氧化镍NiO和镍铁合金Ni3Fe的形式存在;Al2O3催化剂的比表面积和孔容随着Fe负载量的增加而减小,而不同掺混比催化剂的比表面积和孔容随着γ-Al2O3占比的增加而逐渐增大;甲苯的转化率随着反应温度的增加而逐渐增加,但是随着Fe负载量的增加而先增加后下降;对于不同掺混比的催化剂,随着γ-Al2O3占比的增加,催化剂的活性逐渐增强而后减弱,甲苯的转化率因此先增大后减小;当反应温度为700℃,水碳比为2,停留时间0.6 s,γ-Al2O3占比为60%时,甲苯转化率最高.

基于γ-Al2O3-ZrO2-ThO2的Pd基催化剂载体制备及应用

设计了一种用于负载型Pd基催化剂的γ-Al2O3-ZrO2-ThO2纳米管阵列载体。原位生长法制备的纳米孔Al2O3陶瓷模板经化学沉积形成γ-Al2O3-ZrO2-ThO2纳米载体,并以此纳米载体作为活性组分制备了具有高催化氧化活性的Pd催化剂。电镜结果表明,催化剂组分Pd能够均匀分散于纳米载体中。实验表明采用以γ-Al2O3-ZrO2-ThO2纳米材料为Pd基催化剂载体的CH4传感器具有较好的线性度和快速响应特性。

Fe_2O_3/Al_2O_3氧载体用于甲烷化学链燃烧:负载量与制备方法的影响

以不同方法制备了系列Fe2O3/Al2O3氧载体,采用XRD、H2-TPR、CH4-TPR、O2-TPD和BET等分析技术对氧载体进行了表征。研究了不同Fe2O3负载量氧载体的甲烷化学链燃烧性能,考察了不同制备方法对Fe2O3/Al2O3氧载体结构、反应性和产物选择性的影响。结果表明,Fe2O3负载量对氧载体活性及产物中CO2选择性的影响较大,负载量较低时氧载体活性较低且引起甲烷部分氧化产物CO含量增加。制备方法亦对氧载体与甲烷的反应活性有所影响,整体上共沉淀法制备的质量分数60%Fe2O3/Al2O3氧载体具有较高的氧化活性和化学链循环稳定性。其在反应温度850℃、反应时间15 min、30次循环后甲烷转化率及产物中CO2选择性均未见明显降低。

Al_2O_3-TiO_2复合载体制备及其对催化氧化NO性能研究

为研究Al_2O_3-TiO_2复合载体制备条件对其结构及性能的影响,同时也考察由它负载的催化剂氧化NO的活性,实验用溶胶凝胶法制备一系列TiO_2包覆比、pH值、包覆次数的Al_2O_3-TiO_2复合载体,借助XRD、BET、SEM等表征手段对复合载体进行表征,在负载10%的金属Mn后对催化剂进行活性评价.结果表明,包覆比为1/16、pH=3时,NO转化率较高,在300℃时达到63%,此条件下TiO_2包覆在Al2O3表面形成较薄的包覆层,使载体的热稳定性提高,而且较薄包覆层的形成对NO的催化氧化反应有利;包覆次数为2次时,载体的比表面积明显增大,由1次包覆的197.97m2·g-1增加到237.41m2·g-1,可能由于添加了2倍的分散剂PEG,有助于堆积形成新的孔,为金属活性组分提供更多的结合位点,提高使用复合载体催化剂的催化活性.

惰性载体Al_2O_3对Fe_2O_3及CuO氧载体煤化学链燃烧的影响

氧载体是煤化学链燃烧技术的基础,惰性载体则是其中的必要组成部分,起着重要的作用。以Al2O3作为典型惰性载体,采用热重分析仪、红外频谱仪、场发射扫描电镜和能谱分析仪以及X衍射仪,对六盘水贫煤与Fe2O3、CuO基氧载体的反应进行了详细的研究。研究发现,Al2O3的引入,使得Fe2O3、CuO基氧载体表面积增大、孔径分布更为优化,而且对氧载体与六盘水贫煤一次热解产物的反应是有利的,能够促进氧载体中更多晶格氧的传递,Fe2O3基氧载体中有更多的Fe2O3还原为低于Fe3O4价态的氧化物,而CuO基氧载体中CuO除了还原为Cu、Cu2O外,其中的CuAl2O4也有一定的反应活性,被还原为CuAlO2。与LPS煤反应时,Fe2O3深度还原产物与部分Al2O3及煤中的SiO2反应生成Fe3Al2(SiO4)3,而CuO则与Al2O3及六盘水贫煤反应生成了(Cu0.215Mg1.785)(Al4Si5O18)复合物。

浆态床甲醇水蒸气重整制氢Cu基催化剂的制备、表征及活性评价

以Cu与Co的硝酸盐和尿素为原料,γ-Al_2O_3为载体,通过均匀沉淀-负载法,制得Cu-Co/γ-Al_2O_3催化剂。采用比表面积测试(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR)和透射电子显微镜(TEM)等技术,对催化剂进行表征,并且考察了催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能。结果表明,Cu-Co/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积可以达到164m^2/g,催化剂高温还原峰的温度大幅下降,低温还原峰的面积大幅增加,催化剂更易还原;催化剂粒度减小,尤其是表相粒径较小的微粒所占比例增大,催化剂的稳定性增加,抗烧结、团聚性能增强;将Cu-Co/γ-Al_2O_3催化剂用于270℃下的浆态床甲醇重整反应,其初始活性可达99%以上,60 h后其活性下降不明显。反应后的催化剂分散性良好,无明显团聚,粒径为10 nm～15 nm。

孔径可控纳米Al_2O_3载体的制备研究

以硝酸和廉价的偏铝酸钠为主要原料,采用化学沉淀法制备纳米氧化铝载体并对其进行了表征。实验研究了反应物浓度、成胶温度及pH值对氧化铝微观结构的影响。实验结果表明,偏铝酸钠的质量浓度为70～80g.L-1l时可获得孔容较大的载体;成胶温度在65～70℃时,平均孔径达到6.87nm以上且大孔分布集中;终点pH值为7的中性温和环境下处理不会使晶体过度增长,比表面和孔容较大,且孔径分布窄。

NiMo/TiO_2-Al_2O_3催化二苯并噻吩加氢脱硫反应

采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-AlO3复合载体，研究了该复合载体负载NiMo制成的NiMo／TiO2-Al2O3催化剂的加氢脱硫反应。考察了温度、压力、体积空速和氢油体积比对二苯并噻吩（DBT）转化率的影响。结果表明，随反应温度的升高，DBT的转化率大大提高，温度在320～340℃时，对DBT的转化率影响最大，温度高于360℃后，再提高反应温度，对DBT转化率提升有限；氢压对DBT的转化率影响较小；随着空速的增大，DBT转化率随之减小；随氢油比的升高，DBT的转化率逐渐增加，但当氢油体积比高于550时，继续增加氢油比对脱硫率几乎没有影响。

载气对SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正丁烷异构化反应性能的影响

采用"沉淀-浸渍"法制备SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,在常压、200℃的反应条件下,在固定床微型反应评价装置上考察了氮气、氢气以及氢氮混合气载气对SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正丁烷异构化反应性能的影响。结果表明:惰性的氮气仅仅起到稀释原料和中间产物浓度的作用;氢气在该反应中是非惰性的,除稀释作用外,还与催化剂发生相互作用,既能与正丁烷分子在活性中心上发生竞争吸附,还能提高中间物种和产物分子从催化剂表面上脱附的能力,从而减缓催化剂的失活速率。其中,与催化剂的相互作用是其提高催化剂稳定性的关键因素。

γ-Al_2O_3负载Au催化剂的制备及其催化CO氧化反应研究

以γ-Al2O3为载体,采用沉积-沉淀法制备出不同Au负载量的系列Au-γ-Al2O3催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)对其结构进行了表征,并在实验室小型固定床反应器上对其催化CO氧化反应活性进行了考察。结果表明,在Au负载量小于3%时,Au可很好地分散在载体表面,随着其负载量的增大,Au粒子会发生聚集;沉积-沉淀反应时反应液的最佳pH值为8.0;在一定范围内增加Au负载量,可使催化剂的催化活性显著增强,但当该值大于3%后,反而会对催化活性不利;水蒸气对失活Au-γ-Al2O3催化剂有明显的再生作用,再生后催化剂的活性基本得到恢复,可使CO氧化反应O2转化率大于80%。

复合载体对Ni基甲烷化催化剂性能的影响

通过对Ni基甲烷化催化剂的不同复合载体进行研究发现:与纯γ-Al2O3载体相比,由ZrO2,MgO,SiO2,TiO2与γ-Al2O3复合形成的复合载体,均对CO甲烷化催化性能有一定影响,而以γ-Al2O3/MgO,γ-Al2O3/SiO2两种复合型载体对CO甲烷化活性和选择性促进最为明显。同时,γ-Al2O3/MgO复合载体表现出良好的热稳定性,催化剂活性衰减小。

整体式载体的分形研究

整体式Al2O3载体结构实测结果表明,虽然不同组分、不同条件下形成的块体具有不同的结构,但孔隙尺寸均满足分形标度律,是一种分形。本文构造了整体式载体分形体,提出了整体式载体的一种分形模型——蜂窝分形体,导出了关联表面积和体积增量的分形表达式,并分析了表面分维数的几何意义。本文在测得载体孔径分布的基础上,利用该模型的表面积与体积增量分形表达式,从压汞法的实验数据,研究了整体式载体分维数:实验得到的比表面积、体积增量及样品制备条件、孔隙尺寸等性能与分维数的关系,与模型提出的结论符合得很好,此方法对优化制备条件与块状载体的性能有重要意义。

焙烧温度对α-Al_2O_3载体性能的影响

Al2O3坯经不同温度焙烧制备α-Al2O3载体,利用X射线衍射、N2吸附-脱附、压汞和扫描电镜等对其物性及微观结构进行表征,系统研究焙烧温度对α-Al2O3载体比表面积、孔结构等物性以及微观结构的影响规律。结果表明,生坯在焙烧温度为T℃(基本焙烧温度)时完成转晶生成α-Al2O3。在T℃这一临界点时载体的比表面积最大,达1.11a m2·g-1(a为基准值),随着焙烧温度的升高,载体比表面积有所下降,大孔增多,Al2O3晶形生长更加规整。因此,对不同生产厂提供的Al2O3原料,需重新确定其焙烧温度,以求获得合适的比表面积及孔径分布,保证α-Al2O3载体及催化剂性能的稳定。

CH_4与CO检测气敏元件中催化剂的制备与反应性能研究

实现CH4和CO的多参数检测,催化剂及其催化反应性能是基础。研究了纳米载体Al2O3的制备方法,对其孔径分布和前驱体的颗粒度进行了BET和TEM的测定,对CH4和CO在Pd/Al2O3催化剂上的催化反应性能进行了评价。结果表明,采用共沉淀-凝胶工艺和控制制备条件可以得到适宜孔径的催化剂载体。CH4和CO在Pd/Al2O3催化剂上的催化反应性能有较大的差异。催化反应可以满足对CH4和CO的多参数检测的需要。

SiO_2-Al_2O_3复合氧化物作为Pt负载型NO氧化催化剂载体的性能

采用共沉淀法制备Si O2-Al2O3复合氧化物载体,研究制备过程中陈化时间、Si O2与Al2O3物质的量比、焙烧温度以及硅前驱体对载体物化性能的影响,采用N2物理吸附仪、激光粒度仪、X射线衍射、NO程序升温脱附和扫描电镜对样品进行表征。分别在800℃和1 000℃条件下对载体进行高温老化,对比老化前后载体性能。采用浸渍法负载载体质量分数0.3%的Pt,制得Pt负载型NO氧化催化剂,对催化剂活性进行评价。结果表明,硅铝物质的量比为20∶80,陈化12 h,以硅溶胶为硅前驱体,500℃焙烧得到的载体负载Pt后达到预期的NO氧化效果,可以作为NO氧化催化剂用载体。

新型铝基铜干法烟气脱硫反应器的性能仿真研究

铝基铜(CuO/γ-A12O3)干法烟气脱硫以其脱硫效率高、脱硫剂可再生重复使用、硫可回收利用、脱硫的同时还可以脱硝、成本较低等,成为国内外研究的热点。提出一种新型铝基铜干法脱硫反应器,对该反应器内脱硫和还原进行了性能仿真研究。并对其进行了数值模拟,主要模拟了不同反应器尺寸及不同工况对反应器性能的影响。分析出随着反应器管径的减小,脱硫效果有明显的改善,然而过小的管径容易堵塞;随着管长的增加脱硫率也随着增大。在实际应用中应该选用合适的管长与管径。提出一种新型脱硫流程系统。

原子吸收光谱法测定试验液和载体中的锶

采用高温碱熔融法处理载体试样,在控制pH值的情况下加入8-羟基喹啉,生成沉淀除去Al3+;当试样溶液含银时,加入草酸,生成草酸银沉淀除去Ag+。处理后的试样加氯化镧作消电离剂,用火焰原子吸收光谱法,在波长460.7 nm处测定银催化剂试验液和载体中的锶含量。该法测量精度在1.0％以下,试样回收率为99.2％-101.5％,干扰少,灵敏度较高,准确性和精密度均较好。

ZrO_2/Al_2O_3复合载体镍基催化剂CO甲烷化反应本征动力学

采用固定床反应器,研究了复合载体镍基催化剂上的CO甲烷化反应。在温度为250~440℃,压力为0.1~2.5 MPa,原料气配比（nH2/nCO）为1.0~4.5的情况下,考察了操作条件对复合载体镍基催化剂甲烷化反应的影响。实验结果表明：CO转化率、CH4的选择性均随着反应温度、反应压力的升高而增加;当反应温度达到340℃时,CO转化率最高;当nH2/nCO=3.0时,具有较高的CO转化率和CH4的选择性。通过正交法设计实验,测定了甲烷化反应动力学数据。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO2反应动力学模型,并用最大继承法对参数进行估值,获得动力学参数。残差分析及统计检验表明动力学模型是适宜的。

V-W/TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂催化还原NO的研究

掺杂15%TiO2对γ-Al2O3改性制备了TiO2/γ-Al2O3复合氧化物载体,以此复合氧化物及TiO2、γ-Al2O3为载体用浸渍法负载钒钨制备了一系列催化剂,采用比表面积和孔结构分析、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)、原位红外(in situ FT-IR)等技术对载体和催化剂进行宏观-微观表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH3-SCR)的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行考察,比较研究TiO2掺杂对V2O5-WO3/TiO2和V2O5-WO3/γ-Al2O3催化剂的改性作用。结果发现,少量TiO2掺杂制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体中,TiO2和γ-Al2O3之间的协同作用使得V2O5-WO3/TiO2/γ-Al2O3催化剂的选择性催化还原脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,并表现出了良好的热稳定性;各种表征结果表明,TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2高度分散在γ-Al2O3上,复合载体具有较大的比表面积,载体表面存在大量的Br?nsted酸位和较多的活性中间产物,这些可能是TiO2/γ-Al2O3复合载体催化剂具有较好SCR活性的原因。

从失效丙烷脱氢催化剂中回收铂的除炭工艺研究

丙烷脱氢失效铂基催化剂的种类主要以炭含量划分为低炭和高炭型,回收其中的铂,重点在于炭的脱除。生产和实验数据表明,低炭型丙烷脱氢催化剂在预处理500℃,处理时间4 h,酸比1:1.7,回收率达到98%;高炭型丙烷脱氢催化剂预处理900℃,通氧流量6~13 L/min,热处理时间6 h,6段动态热处理,直收率达到90%,有待进一步提高。