焙烧温度对Al_2O_3载体的性质及其负载的煤制合成气制代用天然气镍基催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为前驱体，经不同温度焙烧制得Al2O3载体，等体积浸渍法制备Ni／Al2O3催化剂，采用x射线衍射、N2-物理吸附、扫描电镜、程序升温还原等对载体及催化剂进行表征，考察载体焙烧温度对Al2O3载体性质及其负载的镍基催化剂催化性能的影响。结果表明，随着焙烧温度的升高，Al2O3载体的比表面积减小，平均孔径增大，结晶度升高，晶粒度增大，晶型逐步转变为γ-Al2O3[（500～800）℃]、δ-A1203[（900—1100）℃]和α-Al2O3[（1250）℃]。合成气制甲烷催化剂活性变化趋势为：Ni／γ-Al2O3〉Ni／δ-A1203〉Ni／α-Al2O3，其中，800℃焙烧的γ-Al2O3负载的Ni基催化剂因稳定的晶型结构以及与NiO之间适当的相互作用而表现出最佳的催化活性及稳定性。

双峰孔分布Al_2O_3载体的研究

采用两种不同孔径分布的拟薄水铝石干胶粉，制备呈明显双峰孔分布的Al2O3载体。考察原料粉体、孔结构调节剂种类和用量以及焙烧温度等对Al2O3载体的孔分布的影响，并采用N2物理吸附法和高压压汞法分析载体孔结构。结果表明，两种干胶粉按质量1：1混合时，能改变单一粉体的堆积状态，制得载体兼具单一原料制备载体时的孔分布，孔容达到最大，为1．58cm^3·g^-1，且孔径分布集中在（10～100）nm和300nm以上；加入不同孔结构调节剂后，对载体孔径分布调节作用相似，孔径分布更为集中；添加质量分数5％尿素后，（10～100）nm孔径分布达到62．1％；载体的比表面积随尿素含量增加依次降低，适量添加调节剂可制得所需最佳孔径分布；载体在约920℃焙烧时，晶型为1相和8相的混合相。

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。

肼分解用块状Al_2O_3载体的研制

利用pH摆动沉淀法由铝盐与氨水反应,加入高聚物作扩孔剂,球磨,烘干并加入助熔剂后,进行压制成型和焙烧,制备出大孔径、宽分布和侧压强度大的块状载体A l2O3,其比表面积约(50-70)m2.g-1,平均孔径4.6μm,孔隙率可达49.5%,孔容不小于1.8 mL.g-1,轴向抗压碎强度(90-118)N.cm-2,侧压强度(40-60)N.cm-1。由块状载体制备出肼类分解催化剂。

Al_2O_3-C复合载体的制备及表征

采用混捏的方法,以活性碳为原料制备了氧化铝-活性炭载体,并通过傅立叶红外光谱、X射线衍射及N_2吸附对复合载体的酸性和表面物相进行表征。结果表明,复合载体的酸性高于单纯的氧化铝载体和活性炭载体,粘结剂用量越多载体机械强度越强,但是孔径和比表面积越小,其XRD图谱中杂质峰越多。

相转化凝固浴对Al_2O_3中空纤维多孔载体微观结构的影响

采用相转化法制备出具有非对称结构的Al2O3中空纤维多孔载体,研究了不同浓度乙醇/水溶液为内、外凝固浴条件下中空纤维载体的微观结构和性能的变化。研究结果显示,采用水为内凝固浴,随着外凝固浴中乙醇含量的提高,所制备的载体内层指状孔逐渐向外延伸且孔道变大,其三点弯曲强度呈现先增大再减小的趋势,纯水通量及N2渗透性先减小再增大;内凝固浴对中空纤维多孔载体的结构也会产生一定的影响。以无水乙醇作为内凝固浴、水为外凝固浴所制备的Al2O3中空纤维载体,其内层为海绵层,外层为指状孔,其N2渗透性约为6.85×10-5 mol/(s·m2·Pa),纯水通量约为4.5 m3/(m2·h)。

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。

纳米TiO_2/Al_2O_3复合载体的制备与表征

采用沉淀法、共沉淀法、溶胶凝胶法和改进的溶胶凝胶法制备出TiO2/Al2O3复合载体,并用XRD、TEM、FT-IR和BET等手段对其进行了表征。BET结果表明,共沉淀法和改进的溶胶凝胶法制得的TiO2/Al2O3载体具有较大的比表面积、孔容和较集中的孔分布。XRD结果表明,复合载体经550℃焙烧后,TiO2和Al2O3分别以锐钛矿和-γAl2O3晶型存在,其中沉淀法和改进的溶胶凝胶法制得载体的锐钛矿特征峰宽而尖锐;共沉淀法和溶胶凝胶法制得的载体的锐钛矿特征峰不明显。TEM结果表明,TiO2以纳米级粒子均匀分布在Al2O3表面上,共沉淀法制备出的复合载体中的锐钛型TiO2粒子在-γAl2O3上以单层或亚单层分散;而改进的溶胶凝胶法制备出的复合载体中,锐钛型TiO2和-γAl2O3粒子以更为清晰的橄榄状和絮状形式存在。FT-IR结果表明,4种方法制备出的复合载体的酸性均主要为L酸,仅含微量的B酸。

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。

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。

BET法测量Al_2O_3载体比表面积的不确定度评定

采用BET法对Al2O3载体的比表面积进行测定,分析测量过程中产生测量不确定度的主要来源,不确定度的主要来源由测量重复性、样品称量和仪器校准引起。通过对各不确定度分量进行评定,得到Al2O3载体比表面积的扩展不确定度。

CuO/Al_2O_3干法烟气脱硫研究

用CuO/Al2 O3 脱硫吸附剂对燃煤电厂进行烟气干法脱硫 .介绍了此脱硫方法的原理 ,从CuO在载体的分散状态 ,焙烧温度对Al2 O3 载体结构的影响、脱硫吸附剂具体制备时要考虑的因素等方面对CuO/Al2 O3 脱硫吸附剂进行研究 。

Al_2O_3孔结构对纳米HZSM-5基催化剂改质FCC汽油性能的影响

采用NH3-TPD、FT-IR、N2吸附-脱附等手段对两种不同来源的氧化铝样品进行了表征。结果表明,两种Al2O3的总酸量及酸强度没有明显差别,酸类型均以Lewis酸为主,其中,Al2O3(b)的平均孔径及孔体积较大。在固定床微型反应装置上考察了以两种Al2O3为载体制备的纳米HZSM-5基催化剂改质全馏分FCC汽油的性能。实验结果表明,以大孔Al2O3为载体的HZSM-5基催化剂具有较好的降烯烃、芳构化、异构化活性及稳定性。改性纳米HZSM-5负载的LaNiMo催化剂对FCC汽油的300 h评价结果表明,烯烃饱和率为83%,脱硫率为87%,同时维持了油品的辛烷值。

载体γ-Al_2O_3的改性对担载型催化剂La_(0.8)K_(0.2)-Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/γ-Al_2O_3碳烟催化燃烧性能的影响

采用混合法制备La0.8K0.2Mn0.95Cu0.05O3/γ-Al2O3担载型钙钛矿型催化剂,担载前载体于0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行浸渍改性。运用程序升温氧化对各担载型催化剂进行活性评价,考察载体改性时间对催化剂活性的影响。采用XRD和FTIR对催化剂进行了表征,结果显示,改性后的担载型催化剂能够保持良好的钙钛矿结构;与6 h和24 h的相比较,发现载体γ-Al2O3经过12 h浸渍改性后,混合法制备的担载量为20%的担载型催化剂表现出较好的催化活性,将碳烟的起燃温度降至389℃,该温度在柴油车排气温度范围内。

Al_2O_3负载型Cu-Al类水滑石氧化物的NO_x吸附及分解性能

采用水热法制备铜铝水滑石作为前体,经500℃焙烧得到Cu-Al复合氧化物,并利用X射线衍射、红外光谱对其进行表征;将Cu-Al复合氧化物负载于直径为3～5 mm球状Al_2O_3载体上,进行NO吸附和热稳定性试验。结果表明,NO、O_2、H_2O(g)在Cu-Al复合氧化物作用下在氧化物表面生成HNO3,并与Cu-Al复合氧化物中的CuO组分反应生成Cu(NO_3)_2,吸附率可达28%,再高温焙烧可以释放以NO为主体的氮氧化物,并且可以恢复到之前的金属氧化物结构。而吸附完成的化合物静置数天后会回到原来的水滑石层状结构。

Ni-Cu/Al_2O_3·SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢———燃料电池氢源技术

本文研究了Cu的含量对Ni-Cu/Al2O3.SiO2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢性能的影响。活性测试表明:Cu含量为5%时,催化剂的性能最好,400℃时的氢气选择性为61.2%,600℃时的氢气选择性达到92.0%。TPR显示:随着Cu含量的增加,载体与NiO之间的相互作用变弱。XRD得出:含5%Cu的催化剂中Cu组分的分散度好,有助于提高催化剂的性能。

Ni/Al_2O_3催化剂的CO_2-TPD表征

Ni/Al_2O_3催化剂是甲烷二氧化碳重整反应制取合成气研究最多、最具应用潜力的一种催化剂。通过对催化剂进行CO_2-TPD研究,考察还原态Ni/Al_2O_3催化剂的CO_2脱附特性。结果表明,浸渍法制备的Ni/Al_2O_3催化剂CO_2脱附曲线呈现双峰,分别在(60~65)℃和(350~380)℃出现高低温两个活性位;高温CO_2吸附量为3.0 cm^3·g^(-1),低温CO_2吸附量为24.0 cm^3·g^(-1)。催化剂的CO_2吸附量与其Ni含量无关。考察选用不同载体的CO_2脱附行为,发现以Al_2O_3为载体的催化剂CO_2吸附量是MgO和SiO_2为载体催化剂的2~4倍,以TiO_2为载体的催化剂几乎不吸附CO_2。

SO_4^(2-)/ZrO_2/Al_2O_3催化剂的制备及其催化性能

用微波、红外、烘箱3种干燥方法制备了负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体,同时在复合载体表面负载SO24-制成SO24-/ZrO2/Al2O3催化剂,将此催化剂用于α-蒎烯催化异构化反应中。用XRD、FT-IR、TPD等对催化剂的表面积、孔径、晶相结构、酸强度等进行了表征。结果表明,微波干燥法制备的复合载体催化剂(SO42-/ZA-W)中ZrO2的粒度较小(平均6 nm),比表面积为156.1 m2/g,平均孔径为4.95 nm,其表面酸性中心数和酸强度均高于红外干燥法和烘箱干燥法制备的催化剂。SO42-/ZA-W催化剂在α-蒎烯催化异化反应中具有较高的活性,α-蒎烯转化率为95.6%,α-松油烯、柠檬烯等单环萜烯的含量达到56.5%。

Ni-Cu/γ-Al_2O_3-ZrO_2催化剂的制备及其脱氢性能

分别采用浸渍法、共沉淀法、沉积沉淀法制备Ni-Cu/γ-Al_2O_3-ZrO_2催化剂;利用XRD,TEM,BET,NH_3-TPD等手段对制备的催化剂进行表征;考察了催化剂中n(Ni)∶n(Cu)、n(Zr)∶n(Al)以及反应温度、液态空速等对催化剂催化甲基环己烷(MCH)脱氢性能的影响。表征结果显示,3种方法制备的催化剂均具有较大的比表面积、孔体积和孔径,催化剂表面含有较多的Ni0;浸渍法制备的催化剂具有中等强度的酸中心,有助于反应物在催化剂表面的吸附;适量添加Zr增强了载体的稳定性,促进了活性组分与载体之间的协同作用,适量添加Cu提高了催化剂的活性。实验结果表明,浸渍法制备的催化剂具有较高的活性,当催化剂中n(Zr)∶n(Al)=0.25和n(Ni)∶n(Cu)=8∶2时,在450℃、液态空速10 h^(-1)的条件下,MCH转化率为82.6%,产物甲苯的选择性达98.2%。

Cs_2O/Al_2O_3-ZrO_2催化剂的制备及催化性能研究

本文采用醇盐-凝胶溶胶法制备Al2O3-ZrO2催化剂复合载体,并通过超声浸渍法制备Cs2O/Al2O3-ZrO2催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等技术考察了复合载体对催化剂的晶相结构、表面形貌的影响;并以甲醛和醋酸甲酯合成丙烯酸甲酯反应为探针,讨论了单一载体及铝锆比不同的复合载体催化剂的催化活性。实验结果表明:经过500℃煅烧的催化剂具有良好的晶形;材料具有蜂窝状孔道,具有良好的通透性;Cs的负载量为4.42%;当mAl2O3∶mZrO2=1∶0.25时,所得催化剂的活性最高,收率达到14.76%。