掺杂Mn的Ce-Cu-K/Y催化剂制备及对甲苯燃烧的催化性能研究

在氯化氢氧化Ce-Cu-K/Y催化剂研究基础上,以氯化氢废气中所含甲苯深度氧化燃烧为目标,通过掺杂Mn和改变K含量,采用浸渍法制备了Mny/Kx/Ce0.5Cu1.0/Y催化剂,考察了不同Mn及K元素含量对甲苯深度氧化燃烧性能的影响,研究了反应前后催化剂的结构变化。结果显示掺入Mn元素并改变K含量可显著提高甲苯的转化率,当x=y=0.6时催化剂的活性达到最大。反应过程中K元素形成的K2O及KMn8O16两种过渡态物种促进了氧化过程的电子转移,并有向催化剂表面迁移聚集的特征;反应后Y分子筛的孔结构没有发生改变。

NiW/介孔Y型分子筛催化剂上菲加氢裂化过程研究

为了实现对煤焦油中副产物多环芳烃菲的有效利用,采用等体积浸渍法制备了介孔Y型分子筛负载金属Ni、W催化剂,利用XRD、H2-TPR、BET、SEM-EDS对制备的催化剂进行表征分析,并在固定床反应器中考察催化剂上菲加氢裂化性能,探讨了反应过程中空速、气液比、温度、压力对催化剂积碳率、菲的转化率、液体收率及产物分布的影响.研究表明,增加空速和气液比会降低催化剂的积碳率,过高的反应温度会导致催化剂快速地积碳失活.通过定时采样对裂解产物分析得到菲在催化剂上的裂解率变化情况,同时也能反映出催化剂的稳定性.对反应过程条件优化得到的最优条件为:空速6 h^(-1),气液比750,温度400℃,压力6.5 MPa.此时,菲的裂解率可以稳定在99%以上,同时催化剂保持较高的稳定性,在4 h内未出现活性降低.

Fe基催化剂的酸性调控及其对加氢脱硫反应路径选择性的影响

以Fe作为主活性金属、Zn作为助活性金属,制备了Y型分子筛改性的Fe基加氢脱硫(HDS)催化剂。采用低温氮气物理吸附、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、氨气程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和吡啶红外(Py-IR)等表征方法对改性前后Fe基催化剂的形貌、孔结构、分散性、还原性、电子缺陷结构以及酸性等变化进行了研究,并使用固定床反应器对Fe基催化剂的HDS性能进行了评价。结果表明,Y型分子筛的引入提供了Bronsted(B)酸中心,使得Fe基催化剂的脱硫率提高了10.7%-34.1%。同时,B酸中心提高了催化剂的直接脱硫(DDS)反应路径的选择性。此外,B酸中心在促进DDS反应路径选择性增加的同时,抑制了预加氢脱硫(HYD)反应路径中四氢二苯并噻吩(THDBT)和六氢二苯并噻吩(HHDBT)更进一步的深度加氢,从而在保证脱硫率提升的同时又降低了氢耗。其根本原因可能是Y型分子筛的引入增强了催化剂的酸性,特别是B酸中心和活性金属之间的相互作用促进了电子转移,从而调节了Fe物种的电子缺陷结构,进而提升了催化剂的HDS性能。

Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的制备及其在甲烷氧化偶联反应中的应用

采用浸渍法制备了Na_(2)WO4-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂,研究了Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂对甲烷氧化偶联反应(OCM)的影响,利用SEM,XRD,EDS等分析方法对催化剂进行表征,并与Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/SiO_(2)催化剂进行对比。实验结果表明,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的活性组分W和Mn在钛酸钡表面分布均匀,且反应过程中催化剂的结构基本保持不变,在反+应温度为800℃、甲烷与氧气摩尔比为1.5时,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂催化OCM反应的C_(2)收率约为19%,C_(2)^(+)收率约为21%。与Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/SiO_(2)催化剂相比,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的反应起活温度低60℃,具有更加活泼的活性氧位,能够在更低的温度条件下开始OCM反应。

Y型沸石酸性对负载Pt催化剂催化萘加氢转化反应性能的影响

以不同酸性的HY沸石为载体,金属Pt为加氢活性组分,采用浸渍法制备了一系列的双功能Pt/HY催化剂;采用吡啶红外、TEM、H_(2)-TPR、XPS等手段对其进行表征;并以萘为原料,采用固定床加氢装置考察Pt/HY系列催化剂在萘加氢转化反应中的催化性能。结果表明:金属Pt分散在HY载体的外表面和孔道中,且具有相似的电子状态,金属同载体之间的相互作用相近;在反应温度250℃、反应压力2 MPa、质量空速1.0 h^(-1)的条件下,Pt负载质量分数1%的3种Pt/HY催化剂均表现出较强的催化加氢性能;酸性对制备的Pt/HY催化剂催化萘加氢反应性能没有显著影响,主要影响十氢萘的异构性能;此外,HY载体的酸性对Pt/HY催化剂的异构开环性能和稳定性也具有一定的影响;具有较多酸量的Pt/HY催化剂表现出更好的异构开环性能,且酸量越多,催化剂稳定性越差。

新一代灵活型加氢裂化催化剂FC-86的研制

开发高性能加氢裂化催化剂是适应国内外炼化行业形势新变化,并提升其市场竞争力的重要手段。中石化(大连)石油化工研究院有限公司以双介孔结构的高效Y型分子筛为主要裂化组分,金属Mo-Ni为加氢组分,采用新型混捏制备技术研制了新一代灵活型加氢裂化催化剂FC-86。控制工艺条件相同进行了两组对比试验,结果表明,FC-86与参比剂FC-32A相比,重石脑油收率提高超1.2百分点,柴油十六烷指数分别提高2.7、2.4单位,尾油BMCI(关联指数)值降低1.6、1.7单位。FC-86加氢裂化催化剂可以根据不同时期的市场需求灵活生产高芳烃潜含量重石脑油、优质喷气燃料和低BMCI尾油。

不同Y分子筛调变氧化铝载体对CoMo加氢脱硫催化剂的影响

用4种不同的Y分子筛对氧化铝载体进行调变,采用浸渍法制备CoMo催化剂,通过X射线衍射、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱和高分辨透射电镜等一系列表征,考察不同Y分子筛调变氧化铝载体对催化剂加氢脱硫性能的影响。结果表明:经Y分子筛调变的催化剂结构性质发生了变化,酸量和酸强度均发生了不同程度改变,B酸酸量增加,减弱了活性金属与载体之间的相互作用,形成了更多的CoMoS(Ⅱ)活性相,提高了催化剂的加氢脱硫活性。其中,经HY和YI分子筛调变的催化剂(Cat-A和Cat-C)具有较高的加氢脱硫活性,在反应温度260℃、反应压力2 MPa、氢油体积比200、体积空速2 h^(-1)的条件下,Cat-A和Cat-C催化剂对二苯并噻吩模型化合物的脱除率分别为98.67%和99.57%。

Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3)催化剂的回收及其再次降解性能

为了探究回收催化剂催化降解聚乙烯醇的性能,采用物理法回收1次降解聚乙烯醇的催化剂Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3),借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外分光光度计等对回收催化剂的结构和聚乙烯醇降解性能进行表征与分析。结果表明:回收催化剂中仍存在活性物质锰;回收催化剂对聚乙烯醇的降解效果略有下降;当pH=3,H_(2)O_(2)体积分数为15%,催化剂质量浓度为500 mg/L,反应温度为80℃时的降解效果较好,聚乙烯醇的降解率达到96%以上,降解产物的黏均分子量为2205。研究结果为催化剂Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3)的回收及利用提供参考。

工业C_(8)+芳烃馏分脱烯烃催化剂失活原因分析

采用N 2吸附-脱附、X射线衍射、NH 3程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱方法对工业新鲜、失活及再生C_(8)+芳烃脱烯烃催化剂的孔结构、晶相结构及表面酸性质进行了对比分析,采用热重分析、^(13)C核磁共振方法对工业失活催化剂进行了分析表征,采用红外光谱分析了失活催化剂甲苯-乙醇洗涤液中的有机物组成;以催化重整C_(8)+芳烃为原料对工业新鲜、失活及再生催化剂进行了脱烯烃活性评价。结果表明:与新鲜催化剂相比,失活催化剂的比表面积与孔体积大幅度下降,平均孔径增大,总酸量下降,B酸和L酸酸量明显下降;造成脱烯烃催化剂失活的主要原因是催化剂表面及孔道中的积炭(结焦),积炭(结焦)以芳烃缩合结焦为主,烯烃缩合结焦为辅;催化剂再生后,比表面积、孔体积、总酸量以及B酸、L酸酸量基本恢复至新鲜催化剂水平,脱烯烃初活性恢复至96%。

超临界反应条件下Y型分子筛催化剂失活的研究

对苯烷基化过程中Y型分子筛催化剂的失活进行了多方面的实验研究.结果表明,超临界条件下该催化剂的活性寿命比液相条件下长达四倍以上.借助色-质谱联用机分析两种操作的反应产物,发现含有多环物质,并且它们的种类和数量随条件而不同.根据热力学原理,建立了多环物在超临界流体中的溶解模型,并以并四苯、并五苯和并六苯作为焦前物模拟物进行了计算.

以催化裂化废催化剂粉合成超细Y型分子筛

针对催化裂化(FCC)废催化剂细粉带来的环境污染和未开发利用的现状,以此为原料合成了小晶粒Y型分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、29Si和27Al固体核磁共振和激光粒度分析等技术对样品进行了表征.结果表明,以FCC废催化剂细粉为原料可以合成粒径为200nm左右的Y型分子筛,且制备过程中原料的活化方法和导向剂对所得样品结构影响很大.对原料采用碱熔活化,并在合成体系中加入导向剂,所得Y型分子筛的相对结晶度提高,比表面积增大,粒度减小.

Pt/脱铝Y沸石催化剂上正庚烷加氢异构化

考察了三种脱铝Y沸石及HZSM -5沸石负载的Pt双功能催化剂上正庚烷加氢异构化的反应性能 ,用IR、2 9Si(2 7Al)MASNMR和低温N2 吸附表征了催化剂的物化性质 ,揭示了催化剂中Pt含量、载体酸性和孔结构对催化剂反应性能的影响。结果表明 ,一种利用水蒸气和酸联合脱铝改性的Y沸石上负载 0 4% (质量分数 )Pt的催化剂使异构化产物选择性达 95 %以上 ,同时保持近 2 0 %的正庚烷转化率。

正庚烷在超稳Y沸石(USY)负载超强酸催化剂上加氢异构化

The Pt-bearing SO42-/ZrO2 superacid catalysts supported on ultra stable Y (USY) zeolite were prepared by impregnation and characterized by X-ray diffracti on, nitrogen adsorption and Hammett indicators. Their catalytic activities were evaluated in the hydroisomerization of n-heptane with an atmospheric fixed-bed r eactor. The catalysts possessed a high surface area, superacidity and well maint ained pore structure of USY support. The supported catalysts with a suitable SO4 2-/ZrO2 loading exhibited a higher catalytic activity and selectivity than the u nsupported SO42-/ZrO2 catalyst or the Pt supported on USY catalyst without super acid. At the reaction temperature of 220 ℃, over the catalyst with a Pt loading of 0.8wt% and ZrO2 loading of 10wt%, the conversion of n-heptane could be as hi gh as 35.2% with a selectivity of 87.9% for isomerization products.

VOCs催化燃烧Pd-Y/不锈钢丝网催化剂的性能

采用经阳极氧化工艺处理后的不锈钢丝网作为催化剂载体,制备了Pd-Y/不锈钢丝网催化剂。考察了该催化剂对典型的挥发性有机物(VOCs)(甲苯、丙酮和乙酸乙酯)的催化燃烧性能,并用SEM、TPR技术对催化剂的形貌和氧化膜的结构组成进行了表征。结果表明:采用阳极氧化技术在不锈钢表面形成致密的多孔氧化膜,有利于活性组分的负载及均匀分散,明显提高了催化剂的燃烧活性和稳定性,延长了催化剂的使用寿命。Pd-Y/不锈钢丝网催化剂上3种VOCs的完全氧化温度分别为220、280和320℃。控制甲苯进料浓度为4～6g·m-3,空速10000h-1的条件下,催化剂在240℃的反应条件下连续运行1000h,催化燃烧甲苯的活性仍保持不变。

取代基对Ru-Schiff碱配合物/Y催化剂加氢性能的影响

采用自由配体法将系列Ru(5,5′-X2-salen)(X=H,C l,B r,CH3O;salen为N,N′-双水杨醛亚乙基二亚胺)配合物封装于Y型沸石的孔腔中,制备出系列Ru(5,5′-X2-salen)/Y催化剂。采用X射线衍射、氮吸附、等离子发射光谱、傅里叶变换红外光谱、漫反射紫外可见光谱和差热分析对所制备的催化剂进行了表征,并考察了该系列催化剂对苯加氢反应的催化性能。实验结果表明,不同性质基团对配合物芳环上氢原子的取代不仅可改变封装配合物的电子和光谱性质,而且还对所制备催化剂的加氢活性产生很大影响。具有吸电子基团和给电子基团取代基的催化剂的加氢活性均低于未被取代的催化剂,Ru-salen/Y催化剂的加氢活性最高,苯的转化率可达75.2%。Ru(5,5′-X2-salen)/Y催化剂在苯加氢反应中具有良好的稳定性,可重复使用。

ZSM-5/Y复合分子筛在烃类催化裂化催化剂中的应用研究

以大庆减压蜡油为原料,考察了水热脱铝ZSM 5 Y复合分子筛的催化裂化性能,并与经同样条件水热脱铝的ZSM 5和Y型沸石的机械混合分子筛进行了对比研究。结果表明,与机械混合样品相比,复合分子筛具有较大的柴油产率和气体产率,汽油产率降低。从复合分子筛结构和ZSM 5的择形催化两方面分析了复合分子筛和机械混合分子筛裂化性能差别的原因。复合分子筛的聚集体结构不利于大分子进入分子筛结构中进行裂化,有利于汽油组分的裂化。气体数据分析支持了复合分子筛的结构特点。

非缓冲体系柠檬酸对超稳Y型分子筛的改性 Ⅰ.催化剂的制备与结构表征

研究了非缓冲体系条件下，用柠檬酸对ＵＳＹ分子筛进一步脱铝改性的可行性。对改性后的分子筛样品采用Ｘ射线衍射测试、差热分析等手段进行了结构与性能的表征。结果表明，柠檬酸在比较温和的条件下对ＵＳＹ进行改性后，其硅铝比、结晶度均有所提高，热稳定性也显著增加。

W-Ni/Al_2O_3-USY催化剂中USY的作用

采用ＥＳＣＡ，ＴＰＲ及高压连续流动反应色谱等技术研究了在ＷＮｉ／Ａｌ２Ｏ３中引入超稳Ｙ型分子筛（ＵＳＹ）对载体表面性质及催化剂加氢脱氮活性的影响．结果表明：ＵＳＹ可明显改善Ｗ和Ｎｉ的分散状态，提高催化剂的总酸，并可调变Ｂ酸和Ｌ酸的分布；加入ＵＳＹ可提高催化剂的比表面积，但不利于发挥Ｎｉ的助剂作用；加入适宜量的ＵＳＹ，可明显提高催化剂的加氢脱氮活性．向Ａｌ２Ｏ３载体中引入１５％ＵＳＹ，可使催化剂脱氮率提高约２０％．

以Y/Ni为催化剂制备的单壁碳纳米管的拉曼光谱研究

采用电弧放电法以Y/Ni为催化制备了单壁碳纳米管 (SWNTs) ,对样品进行了扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱的研究。所制备的样品中单壁碳纳米管的含量较高。对单壁碳纳米管的共振拉曼散射增强效应进行了观察 ,随激光波长的不同 ,单壁碳纳米管的拉曼光谱也随之变化 ,尤其是低频区径向呼吸模的变化比较明显。利用布里渊区折叠法计算了单壁碳纳米管的电子态密度曲线 ,根据SWNTs电子态密度尖峰之间的能量差、管子的直径和呼吸模频率建立了一个图表 ,并对SWNTs的呼吸模进行了归属。分析结果表明 :样品中单壁碳纳米管的直径分布在 0 79～ 1 76nm范围 ,金属管和半导体管均存在 ,并且直径在 1 4

Y沸石催化剂上二异丙苯与苯反应机理及催化剂失活

采用原位红外和ＴＰＤ－ＩＴＤ研究了二异丙苯、异丙苯、苯和丙烯在Ｙ沸石催化剂上的吸附和脱附。二异丙苯与苯的烷基转移反应可能是按单分子反应ＳＮ１和双分子反应ＳＮ２－１及ＳＮ２－２机理进行；异丙苯和二异丙苯能够发生歧化反应及脱烷基反应；脱烷基反应产物丙烯之间能够发生齐聚反应；二异丙苯之间也能够发生异构化反应。催化剂失活的原因可能是，在Ｙ沸石催化剂的超笼内形成了分子直径较大的“非焦炭化合物”，这些化合物不能从孔口扩散出去而滞留在超笼内，阻止了反应物进入孔内的活性中心。