脱水Ni‑Fe类水滑石的制备及其作为环保型催化剂用于生物质糠醛的高选择性缩醛化反应

合成了含硝酸根离子的脱水Ni-Fe类水滑石(Ni-Fe HTLCs)并将其应用于室温下的糠醛缩醛化反应。脱水Ni-Fe HTLCs对糠醛缩醛化反应显示出高选择性并基本实现糠醛的完全转化。作为耐水的路易斯酸和脱水剂,脱水Ni-Fe HTLCs被证明是适用于糠醛缩醛化反应的高效双功能催化剂。通过研究发现,脱除Ni-Fe HTLCs中水分导致颗粒收缩并增强层板间硝酸根离子间的电荷互斥,Ni-Fe HTLCs中弱酸性位点在糠醛缩醛化中发挥重要作用,脱水可改变酸性位点结构并增强其活性。脱水Ni-Fe HTLCs可吸收缩醛化反应中产生的大部分水分,但吸水后Ni-Fe HTLCs的结构并不能完全恢复,这可能是由扩散进入HTLCs层板间的有机分子导致。

乙酸自热重整制氢用类水滑石衍生Zn-Ni-Al-Fe-O催化剂研究

采用共沉淀法制备了Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_xFe_(1-x)O_(4.5±δ)(x=1/0.5/0)系列类水滑石型镍基催化剂,用于乙酸自热重整制氢,并利用XRD、H_2-TPR、BET、XPS等表征手段对催化剂进行了表征。结果表明,Zn_(2.4)Ni_(0.6)Al_(0.5)Fe_(0.5)O_(4.5±δ)催化剂在乙酸自热重整中乙酸转化率维持在100%,氢气产率为2.39 mol-H_2/mol-HAc。Zn-Al水滑石前驱体经焙烧后形成了ZnO为骨架的复合氧化物,铁的适量添加增大了催化剂的比表面积,经还原后形成Fe NiZn合金,Fe以及Zn的给电子作用提高了Ni的抗氧化能力,催化剂的抗氧化烧结和抗积炭能力得到提高。

La促进水滑石衍生镍基催化剂的原位制备及其CO_(2)甲烷化性能

采用原位生长法制备水滑石衍生Ni-La/Al_(2)O_(3)催化剂,并用于CO_(2)甲烷化反应,以研究La掺杂量对所得催化剂形貌结构及催化性能的影响。利用电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射、氢气程序升温还原、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜和透射电镜对催化剂的形貌结构进行分析。结果表明,适宜的La掺杂量能够提高活性金属Ni在载体中的分散性,减弱Ni与载体的相互作用,并且改善催化剂的孔隙结构,提高催化剂的比表面积。CO_(2)甲烷化性能表明,当Ni负载量(质量分数)为30%、La掺杂量(质量分数)为10%时,催化剂30Ni-10La/Al_(2)O_(3)具有较优的催化性能;350℃时其CO_(2)转化率及CH_(4)产率分别达到91.9%和91.5%,并且连续测试60 h后催化性能基本保持不变。

以类水滑石为前驱体的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)催化剂制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用共沉淀法合成了Cu:Zn:Al:Zr:Y原子比分别为2:1:1:0:0、2:1:0.8:0.2:0、2:1:0.8:0:0.2和2:1:0.8:0.1:0.1的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)类水滑石化合物.将前驱体材料在空气中500°C焙烧后得到复合金属氧化物,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、N2吸附、氧化亚氮(N2O)反应吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和H2/CO2程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对所制备的样品进行表征.结果表明,Zr和Y的引入使得催化剂BET比表面积大幅增加,金属铜的比表面积和分散度均按以下顺序依次增加:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Zr<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y,然而,强碱位数目占总碱位数目的比例的变化顺序为:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y<Cu/Zn/Al/Zr.活性评价结果揭示CO2转化率取决于金属铜的比表面积,甲醇选择性则随强碱位比例的增加而线性增加.因而,Zr和Y的引入有利于甲醇的合成,Cu/Zn/Al/Zr/Y催化剂上的甲醇收率最高.

CuMgAl类水滑石负载VO_3^-,MoO_4^(2-)和WO_4^(2-)催化剂的微波合成及其催化苯酚羟化活性

采用微波晶化法合成了三元CuMgAl类水滑石化合物前体,进一步在微波作用下制备了负载VO3-,MoO42-和WO42-的类水滑石催化剂.X射线衍射、红外光谱和扫描电镜结果表明,酸根离子很好地负载在类水滑石表面.苯酚羟化反应结果显示,前体中Cu2+/Mg2+摩尔比为3:1时其催化性能最佳,苯酚转化率达到42.8%,邻/对比接近2:1.负载VO3-后催化剂活性升高,苯酚转化率最高达59.2%,而邻对比降为1.2:1.负载MoO42-的类水滑石与前体相比,苯酚转化率下降了约4%,但对苯二酚的选择性有较大提高,邻/对比达到1:6.而负载WO42-后催化剂活性和选择性明显下降.

钴铝水滑石焙烧产物催化剂上NO的直接分解

研究了 以钴铝 水滑石焙 烧产物复 合钴铝 氧化物为 催化 剂直 接分 解 Ｎ Ｏ ． 当 钴铝 复合 氧化物以还 原态存 在时，其脉 冲催化 分解活性 在４５０ ℃时 为 １００ ％ ， 相 同条 件下 Ｃｕ Ｚ Ｓ Ｍ５ 催 化剂 的活性只有 ４５ ％ ． Ｘ Ｒ Ｄ 和 Ｔ Ｐ Ｒ 表征表明 ，焙烧温 度不太 高的情况 下，钴铝 复合氧化 物中已含 有不 少的铝酸钴尖 晶石（ Ｃｏ Ａｌ Ｏ２） ， 它 还原后 生 成高 分 散态 的 金 属钴 ，这 可 能是 它 分 解 Ｎ Ｏ 活性 高 的原 因．另外，加 入少量 Ｐｔ 或 Ａｇ 可以 极大地 提高催化 剂的稳定 性，这 可能 是由 于 Ｎ Ｏ 的 分解 产物 Ｏ２ 优先吸附在 Ｐｔ 或 Ａｇ 的 表面，从 而避免了 因 Ｃｏ 吸附 Ｏ２ 而 失活．

铜-水滑石型催化剂在草酸二甲酯加氢反应中的应用

采用共沉淀方法制备Cu-Al、Cu-Mg-Al、Cu-Zn-Al水滑石作为草酸二甲酯加氢制乙二醇新型催化剂,并经XRD和IR进行了表征。在压力为2.0 MPa,氢酯摩尔比50:1,氢气体积空速3 000h^(-1),反应温度180～210℃条件下,草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的评价结果表明,Cu-Mg-Al水滑石催化剂具有优良的催化性能,草酸二甲酯的转化率高达99.5%,选择性为100%;另外,Cu-Zn-Al水滑石催化剂也同样显示出良好的催化活性,草酸二甲酯的转化率及乙二醇的选择性分别达到93.8%和97.5%,远高于浸渍法制备的Cu/SiO_2、Cu/Al_2O_3(Cu 20%)为催化剂。

以钼酸盐阴离子柱撑镁铝水滑石为前驱物的加氢脱硫催化剂 Ⅰ.MoO_3/Mg(Al)O中MoO_3的化学状态和分散度

用离子交换法合成了钼酸盐阴离子柱撑镁铝水滑石 ,并用XRD和XPS考察了焙烧产物MoO3/Mg(Al)O中MoO3的化学状态和分散度 .结果表明 ,MoO3以单分子层分散在复合氧化物Mg(Al)O的表面 ,其单分子层饱和分散容量为 4 77μmol/m2 ;超过此值后 ,MoO3和MgO形成体相的钼酸镁 .BET测定结果表明 ,MoO3的存在使得Mg(Al)O的比表面积和孔体积增大 .

水滑石类催化剂催化制氢及生物炼制(英文)

近年来,水滑石由于其独特的性质受到越来越多的关注.作为非均相固体催化剂,水滑石及其衍生物具有优良的催化性能,因此得到了广泛研究和应用.本文简述了水滑石的几种合成方法,重点介绍了水滑石类催化剂在催化制氢和生物炼制方面的应用,并预测了水滑石类材料在新材料合成及环境友好催化体系中的应用前景.

类水滑石催化剂催化合成碳酸二丙酯

采用共沉淀法,在500℃烘干焙烧制备了类水滑石催化剂,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、BET分析对催化剂进行了表征。将类水滑石催化剂应用于碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)。研究结果表明:镁铝摩尔比为2∶1,在500℃焙烧后,类水滑石对反应有较高的催化活性;当丙醇∶DMC=3∶1(摩尔比)、催化剂用量为反应物总质量的1%、反应温度为90℃、反应时间为5 h时,DPC的收率为46.87%。

以类水滑石为前躯体的铜镍基催化剂催化糠醛液相加氢

该文以类水滑石为前驱体经500℃焙烧得到铜镍基催化剂(Cu11.2Ni4.7-MgAlO)及相应的单组分铜基(Cu11.2-MgAlO)或镍基催化剂(Ni4.7-MgAlO),并采用X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征.以糠醛液相加氢为探针反应,考察了3种催化剂的催化性能,并详细研究了催化剂还原活化温度、加氢反应温度、加氢压力、反应时间及催化剂用量等工艺条件对Cu11.2Ni4.7-MgAlO催化糠醛液相加氢反应的影响.结果表明,Cu11.2Ni4.7-MgAlO的催化性能均优于Cu11.2-MgAlO和Ni4.7-MgAlO;在最佳反应条件下,以Cu11.2Ni4.7-MgAlO为催化剂的糠醛转化率和糠醇选择性均可分别达到95.6%和93.1%,Cu11.2Ni4.7-MgAlO循环使用6次后,催化性能无明显下降,具有较好的稳定性.

水滑石焙烧产物Mg(Al)O为载体的Pt催化剂的正己烷临氢反应性能

制备了以水滑石焙烧产物ＭｇＡｌ复合氧化物为载体的Ｐｔ催化剂，并考察了它在氢存在下的烃类转化反应性能，表明此类催化剂具有比一般的Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３更好的正己烷脱氢环化和异构化反应活性和选择性，更低的氢解反应活性。分别制备了以Ｈ２ＰｔＣｌ６、Ｐｔ（ＮＨ３）４（ＯＨ）２和Ｐｔ（ＮＨ３）４Ｃｌ２为浸渍剂的催化剂，其中以用Ｐｔ（ＮＨ３）４Ｃｌ２和Ｐｔ（ＮＨ３）４（ＯＨ）２制备的催化剂的脱氢环化反应和异构化反应性能最好。

水滑石法制备渣油加氢催化剂

用离子交换法合成钼酸盐阴离子柱撑镍铝水滑石,并进一步合成了渣油加氢催化剂(MoO_3-NiO/Al_2O_3)。通过XPS检测发现MoO_3以单分子层存在于催化剂孔道中,其饱和分散容量为4.69μmol/m2。通过XRD分析显示中间产物水滑石结构晶形完好,且置换后晶粒尺寸有所增大。采用低温氮气吸附法研究了不同阶段产物的比表面积、孔容和孔体积的变化规律。采用固定床反应器以沙轻常压混合渣油为原料进行催化剂评价,发现水滑石法制备的催化剂较浸渍法制备的催化剂在金属脱除率、脱硫率、脱氮率和脱残炭率等方面初活性有明显提高,但活性衰减较快,寿命相对较短。

铜-过渡金属/纳米水滑石(HT)催化剂上苯酚羟基化反应的研究

研究了纳米水滑石负载含铜过渡金属催化剂和普通水滑石类催化剂催化苯酚羟基化反应 ,考察了不同过渡金属氧化物对Cu/纳米水滑石催化活性的影响。结果表明以纳米水滑石为载体的催化剂活性高 ,添加过渡金属Fe、Ni、Zn使催化剂活性提高 ,而Co降低了催化剂的活性。对负载型纳米水滑石Cu -Fe -HT(1∶1∶1)在 6 0 0℃下焙烧 1h ,苯酚 /双氧水 (摩尔比 )为 2 ,反应时间 2h ,苯酚 /催化剂(质量比 )为 10 0时催化苯酚羟基化反应 ,苯酚的转化率为 32 .89% ,双氧水的有效利用率为 6 5 .78%。

以钼酸盐阴离子柱撑镁铝水滑石为前驱物的加氢脱硫催化剂 Ⅱ.MoS_2/Mg(Al)O的吸附性能及HDS催化活性

通过对氧吸附量、吸附热及反应动力学参数的测定 ,表征了MoS2 在Mg(Al)O上的分散状态及能量性质 .结果表明 ,硫化态MoS2 和氧化态MoO3一样 ,以单分子层分散在载体Mg(Al)O的表面 ,而且两者的分散阈值均为4 77μmol/m2 ,说明MoO3硫化后仍保持其原来的分散状态 .以噻吩为吸附质 ,MoS2 /Mg(Al)O催化剂的吸附热随着MoO3含量的变化而变化 :有三种不同的区域 ,即Q1=2 3 2～ 2 3 8kJ/mol(w(MoO3) =6 0 2 %～ 9 3 4 % ) ,Q2 =15 5～ 16 1kJ/mol(w(MoO3) =11 89%～ 15 83 % ) ,Q3≈ 3 0 0kJ/mol(w(MoO3) >2 1 65 % ) .MoS2 /Mg(Al)O催化剂上噻吩HDS反应的活化能随着MoO3含量的变化情况与吸附热的变化情况相似 .随着MoO3含量的增加 ,催化剂的活性线性升高达极大值后又下降 .

水滑石类化合物-氧化铈催化剂的制备及其光降解甲基橙的性能研究

采用共沉淀法制备了LDHs-CeO2(LDHs为水滑石类化合物)催化剂,并将其用于光催化降解甲基橙溶液,考察了催化剂的原料配比、反应时间、甲基橙初始含量、甲基橙溶液的pH和催化剂用量对甲基橙降解率的影响;同时采用FTIR,XRD,SEM,TEM,EDS,TG等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,n(Mg)∶n(Al)∶n(Ce)=2∶1∶0.50的LDHs-CeO2催化剂活性最高,用该催化剂光催化降解甲基橙溶液的适宜条件为:250 mL甲基橙溶液,甲基橙初始质量浓度40 mg/L,pH=5,反应时间80 min(暗处静置20 min,光照时间60 min),催化剂用量0.3 g;在此条件下,甲基橙降解率达到98.69%。表征结果显示,LDHs-CeO2晶相单一,晶体结构一致,结晶度好,属于六方晶系,形貌为规则的片状结构,分散性较好。

焙烧态类水滑石/HZSM-5双功能催化剂的制备及催化CO_2加氢合成二甲醚

采用并流共沉淀法制备了不同Zr O2含量的Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2类水滑石前体,焙烧后与HZSM-5分子筛物理混合得到Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2/HZSM-5双功能催化剂,采用XRD、N2物理吸附、H2-TPR等技术对催化剂的物相、结构特征及还原性进行了表征,考察了催化剂对CO2加氢直接合成二甲醚(DME)反应的催化性能。实验结果表明,所有前体试样均具有结晶相为Cu3Zn3Al2(OH)16·4H2O的水滑石结构,Zr O2的加入改善了催化剂的还原性和活性,DME合成速率主要取决于甲醇的合成速率。在533 K、3.0 MPa、n(H2)∶n(CO2)=3∶1、GHSV=2 400 h-1的反应条件下,当n(Zr O2)∶n(Al2O3+Zr O2)=0.10时,催化剂的反应性能最佳,CO2转化率达25.87%,DME选择性达48.15%;反应30 h后,催化剂仍表现出较高的活性及稳定性。

添加Mo,Ce的NiMgAl水滑石基催化剂对CH_4-CO_2重整反应的影响

基于传统共沉淀法制备了NiMgAl,NiMgAl-Mo和NiMgAl-MoCe类水滑石前驱体。将3种前驱体焙烧后得到的复合氧化物催化剂用于CH_4-CO_2重整反应体系中,考察了这3种水滑石基催化剂对反应气CH_4,CO_2转化率的影响。借助XRD,BET等对催化剂物化性能进行表征,通过程序升温还原(H_2-TPR)过程对各催化剂的还原性能进行检测。结果表明:以类水滑石化合物为前驱体制得的NiMgAl,NiMgAl-Mo和NiMgAl-MoCe等3种催化剂均具有介孔材料性质,NiMgAl基础上助剂Mo,Ce的适量添加会降低其比表面积,影响其氧化物的还原温度;650~1 000℃范围内,NiMgAl的催化能力相对较差,CH_4,CO_2的转化率均相对最低;添加Mo的NiMgAl-Mo催化剂能提高CH_4及CO_2转化率;而同时添加Mo,Ce的NiMgAl-MoCe催化剂能显著提升CH_4的转化率,但对CO_2的转化却有一定抑制作用。

新型水滑石催化剂的制备工艺研究

对水滑石的各种基本制备方法如包括变化PH值共沉淀法和恒定PH值沉淀法、盐-氧化物合成法、离子交换法和焙烧还原法等进行了比较.以镁、铝和铁为原料,采用一定的配比,在适宜的PH值、温度和浓度下发生化学反应,然后经过抽滤、洗涤、干燥、煅烧等步骤,制备镁铝铁水滑石催化剂;并研究了实验过程中反应物浓度、温度、PH值对催化剂的形成起到的极其重要的影响.

水滑石衍生镍基纳米催化剂对邻苯二甲酸二辛酯加氢反应的调控

邻苯二甲酸二辛酯加氢是合成环保型增塑剂环己烷-1,2-二甲酸二辛酯最重要的方法.本文以镍铝水滑石作为前驱体,制备了一种Ni-AlO纳米催化剂.在此催化剂作用下,邻苯二甲酸二辛酯的转化率和环己烷-1,2-二甲酸二辛酯的选择性均可达99%,而在对比催化剂Ni-Al2O3作用下,邻苯二甲酸二辛酯的转化率仅为20%.此外,Ni-AlO催化剂的稳定性也明显优于后者.透射电子显微镜、程序升温还原和X光电子能谱等表征表明水滑石前驱体的生成对活性组分镍起到了分散作用,并提高了其与载体的相互作用,使Ni-AlO催化剂具有优异的催化性能.