Fe-V/Cr2O3的合成及光催化处理亚甲基蓝废水

采用水热合成方法制备绿铬矿晶型的Fe、V共掺杂Cr2O3催化剂,通过紫外可见光谱、红外光谱对合成复合材料进行表征,通过X射线粉末衍射仪和X光电子能谱仪对其存在形式和成分分析。将催化剂用于光催化降解模拟亚甲基蓝(MB)染料废水,并通过添加不同捕获剂分析光催化原理。结果表明,Fe和V元素成功掺杂Cr2O3粉体中,且在紫外和可见光区有很好光响应。优化工艺条件下制取的复合材料对MB降解率可达97.8%。同样体系分别加入捕获剂乙二胺四乙酸二钠、叔丁醇和对苯醌时降解率为6.3%、86%和85.5%,说明光催化降解过程产生了电子空穴(h^+)、羟基自由基(HO·)和氧负离子(O2^-·)3种活性物种,其中电子空穴起主导作用。

催化湿式氧化山梨酸生产废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分通过对Cr2O3的复合和掺入电子助剂La2O3的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理山梨酸生产废水的复合催化剂。考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明:优化制备的CuO-Cr2O3-La2O3/TiO2催化剂,用于处理山梨酸生产废水时具有良好的催化活性和稳定性,在θ=220℃,p(O2)=2.5 MPa,反应时间t=120 min,山梨酸生产废水初始CODCr=10 030 mg/L条件下CODCr去除率达到96.6%,而在相同条件下未加催化剂的湿式氧化CODCr去除率只有60.8%。

焙烧温度对二甲醚水蒸气重整制氢Cu/ZnO/Al_2O_3/Cr_2O_3+H-ZSM-5双功能催化剂性能的影响

采用共沉淀耦合机械混合法制备了Cu/ZnO/Al2O3/Cr2O3+H-ZSM-5双功能催化剂,并用于二甲醚水蒸气重整制氢反应,结合热重、傅里叶红外光谱、XRD、BET、H2-TPR表征,考察了焙烧温度对Cu/ZnO/Al2O3/Cr2O3催化剂物理化学性质及双功能催化剂催化性能的影响。研究结果表明,400℃焙烧时,析出CuO粒子的同时伴有尖晶石相,进而在反应过程中对金属铜粒子起到良好的隔离作用。而焙烧温度较低时,催化剂分解不完全,催化剂活性位较少。焙烧温度大于500℃时,CuO粒子发生二次团聚,同时尖晶石相大量生成,造成催化剂活性位减少,活性较低。合适的焙烧温度为400℃,此时二甲醚转化率为92.9%,氢气收率可达到76.5%,具有较好的反应效果。

Ru/C和Cu-Cr_2O_3催化剂的二氟乙酸甲酯选择性加氢性能比较

通过浸渍法制备了贵金属Ru/C催化剂,共沉淀法制备了Cu-Cr2O3催化剂;比较了贵金属Ru/C和非贵金属Cu-Cr2O3催化剂的二氟乙酸甲酯选择性加氢性能。结果表明,贵金属Ru/C催化剂的二氟乙酸甲酯加氢活性低于Cu-Cr2O3催化剂;而Ru/C催化剂的二氟乙醇选择性明显高于Cu-Cr2O3催化剂,前者为93%,后者为70%左右;贵金属Ru/C催化剂具有较高的二氟乙酸甲酯加氢反应稳定性。对于非贵金属Cu-Cr2O3催化剂,关键是如何提高催化剂选择性,以替代昂贵的贵金属催化剂。

氧化铬催化剂催化氟化1,1,1-三氟2-氯乙烷性能研究

采用沉淀法制备了晶相Cr_2O_3催化剂,用浸渍法在晶相Cr_2O_3载体上负载无定型Cr_2O_3(所得催化剂以α-Cr_2O_3/Cr_2O_3表示),并考察了2个催化剂对1-氯-2,2,2-三氟乙烷(HCFC-133a)制备1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的氟氯交换反应性能的不同影响。结果表明,Cr_2O_3催化剂的活性较低但却很稳定,α-Cr_2O_3/Cr_2O_3由于少量高价铬的引入,使得起始活性高于Cr_2O_3催化剂。H2-TPR分析表明,α-Cr_2O_3/Cr_2O_3催化剂中高价态Cr含量明显高于Cr_2O_3催化剂。高价铬在反应过程中容易流失,导致α-Cr_2O_3/Cr_2O_3催化剂催化活性下降。结合XRD和反应活性可以发现,α-Cr_2O_3比晶相Cr_2O_3有着更高的催化活性。

不同孔径硅胶上异丁烷脱氢性能研究

采用Cr2O3为活性组分,K2O为助催化剂,以不同孔径硅胶为载体,制备异丁烷脱氢催化剂,在连续微反-色谱装置上对催化剂的反应性能进行考察,结果表明,A型硅胶与B和C型硅胶相比具有更好的脱氢性能,在负载Cr2O3质量分数为20%和K2O质量分数为2%时,600℃条件下,异丁烷转化率为24.00%,异丁烯选择性为80.94%,SEM分析表明,高温下催化剂A和B不够稳定,催化剂C的稳定性较好。

助剂对用于乙烷CO_2氧化脱氢反应的负载型Cr_2O_3催化剂性能的影响

制备了Co、Fe、Mn促进的几种负载型Cr2O3催化剂,采用BET、XRD、SEM等技术进行了表征,并在常压连续流动固定床石英反应器中进行CO2氧化乙烷脱氢反应催化活性评价。结果表明,Co有助于Cr2O3在载体表面分散;在反应温度为923K,V(CO2)/V(C2H6)=1∶1,空速6000h-1的实验条件下,加入Co或Mn助剂时,乙烷转化率和乙烯产率明显增加。活性最高的Cr-Co/γ-Al2O3催化剂,乙烷转化率达62.9%,乙烯的选择性为90.4%。对反应机理也进行了探讨。

Cr_2O_3和CrO_3/Cr_2O_3催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷气相氟化反应的活性物种和失活（英文）

采用沉淀法和浸渍法制备了2种铬基(Cr_2O_3和CrO_3/Cr_2O_3)催化剂,用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成1,1,1,2-四氟乙烷。研究发现含有低价铬(Cr3+)物种的Cr_2O_3催化剂上2-氯-1,1,1-三氟乙烷的稳态转化率为18.5%,而含有高价铬(Cr6+)物种和低价铬(Cr3+)物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂初始转化率达到30.6%,然而存在明显的失活。含有Cr6+物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷氟化反应初始TOF值为1.71×10-4 molHCFC-133a·molCr髩-1·s-1,高于含有Cr3+物种的Cr_2O_3催化剂(4.16×10-5 molHCFC-133a·molCr髥-1·s-1)。Cr_2O_3催化剂在氟化反应前后催化剂的物相结构保持不变;而含有高价铬物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂经HF反应后生成了CrO_xF_y活性物种。然而,CrO_xF_y物种在反应中挥发或转化成稳定但无活性的CrF_3,从而导致催化剂失活。

新型异丁烷脱氢催化剂性能

对异丁烷脱氢催化剂YBD-101和国外某催化剂L进行性能比较。采用XRD和BET研究催化剂的物相结构和比表面积，固定床反应器考察两种催化剂的异丁烷脱氢催化活性和产物选择性。结果表明，催化剂YBD-101较催化剂L具有Cr2O3颗粒细小和比表面积大等特点。在反应温度（500～620）℃和空速（1．0～2．0）h^-1条件下，催化剂YBD-101的异丁烷转化率高于催化剂L8个百分点，产物选择性高于催化剂L3个百分点。催化剂YBD-101的活性稳定性优于催化剂L，再生周期明显延长，具有较好的经济效益和社会效益。

面向异丁烷脱氢介孔γ-Al_2O_3基催化剂的合成及其高催化性能

采用溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N_2物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,结果表明,低温下有利于控制异丙醇铝的水解和缩合及介孔γ-Al_2O_3的研制。与常规的γ-Al_2O_3相比,所制备的介孔γ-Al_2O_3的有更大的比表面积和良好的有序性,在600℃、101.325kPa、GHSV=1 000 h^(-1)的条件下,10%(w/w)Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂性能最佳,异丁烷的转化率达63.1%,异丁烯的选择性达到85.5%。与传统的催化剂相比,介孔Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂具有大的比表面积,高度分散的活性组分,优良的催化性能和良好的抗积碳能力。

Cr_2O_3气相催化1,1,2-三氯乙烷脱HCl性能

采用沉淀法制备了不同焙烧温度的Cr_2O_3催化剂,用于1,1,2-三氯乙烷(TCE)气相脱氯化氢制备二氯乙烯的反应。采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)表征手段,研究了Cr_2O_3催化剂气相催化裂解TCE脱氯化氢反应及其反应机理。结果表明,Cr_2O_3催化剂上TCE气相脱氯化氢反应的转化率随着催化剂焙烧温度的升高逐渐降低,然而顺-1,2-二氯乙烯(cis-DCE)的选择性先增大后减小。400℃焙烧的Cr_2O_3催化剂催化性能最好,TCE转化率为70. 8%,顺-1,2-二氯乙烯的选择性为90. 0%。然而,催化剂的单位面积反应速率随着焙烧温度升高先提高后下降,400℃焙烧催化剂的单位面积反应速率为0. 801×10-2μmol/(s·m2)。催化剂的单位面积反应速率和顺-1,2-二氯乙烯(cis-DCE)的选择性与催化剂表面Cr_2O_3物种具有很好的对应关系,表明催化剂表面Cr_2O_3物种有利于脱氯化氢反应。以酸中心为活性中心计算得到的转换频率(TOF)变化趋势与单位面积反应速率相一致,400℃焙烧的催化剂的TOF为2. 82×10-5s-1,表明Cr_2O_3催化剂Cr物种合适的平均价态(～3. 20)有利于脱氯化氢反应。

Cr_2O_3催化剂催化氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成四氟乙烷

以SBA-15为模板剂、蔗糖为造孔剂,采用超声辅助的真空浸渍法制备了高比表面积的Cr_2O_3纳米棒催化剂(Cr_2O_3-MR),用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷(HCFC-133a)合成四氟乙烷(HFC-134a)的反应,并与Cr_2O_3纳米棒催化剂(Cr_2O_3-R)进行对比。结果表明:Cr_2O_3-MR催化剂的比表面积为55.5 m^2·g^(-1),明显高于Cr_2O_3-R的比表面积(16.4 m^2·g^(-1))。同时在反应温度为320℃时,Cr_2O_3-MR上HCFC-133a的转化率(28.0%)也高于Cr_2O_3-R催化剂(24.0%),这归因于该催化剂较大的比表面积和表面酸量。进一步根据催化剂表面酸量计算的转化频率(TOF)发现,Cr_2O_3-MR上的TOF(1.08×10^(-4)s^(-1))略高于Cr_2O_3-R(1.06×10^(-4)s^(-1)),表明催化剂活性与表面酸性密切相关,且表面强酸性可能比表面弱酸性具有更高的催化活性。

丙烷脱氢制丙烯Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活研究

以三氧化二铝为载体,通过浸渍法制备了Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂并应用于丙烷脱氢制丙烯反应,研究Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活原因。借助XRF、强度测试、BET、XRD、TPD、TPR、UV、TG等表征手段考察了新鲜催化剂和使用后催化剂的物性、晶型、酸性、组分作用、价态及积炭的变化。结果表明,随着Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的长时间使用,活性组分三价铬离子和氧化铝晶相发生变化且催化剂表面的活性组分三价铬离子逐渐由催化剂表面进入催化剂的体相,导致晶型转变,进而导致催化剂的活性降低。

Chemical Quenching and Inhibition of Positronium in Cr_2O_3/Al_2O_3 Catalysts

The pore structure of Cr2O3/Al2O3 catalysts and the surface chemical properties of these pores were characterized by positron lifetime and coincidence Doppler broadening （CDB） measurements. Four lifetime components could be resolved from the positron lifetime spectrum, with two long lifetime components and two short lifetime components. The two long lifetimes τ4 and τ3 are attributed to ortho-positronium （o-Ps） annihilation in large pores and microvoids, respectively. With increasing Cr2O3 content, both τ4 and its intensity I4 show sharp decrease, while τ3 and its intensity I3 keep nearly unchanged. The Doppler broadening S parameters also show sharp decrease with increasing Cr2O3 content. Detailed analysis of the CDB spectrum reveals that the parapositronium （p-Ps） intensity also decreases with increasing Cr2O3 content. This indicates that the change of o-Ps lifetime τ4 is due to the chemical quenching by Cr2O3 but not spin-conversion of positronium. The decrease of o-Ps intensity I4 indicates that Cr2O3 also inhibits positronium formation.