Fe/beta分子筛催化N2O分解

通过液相离子交换法对H-beta分子筛进行改性得到Fe/beta分子筛,并应用于催化N2O直接分解反应,考察加入HNO3后的体系pH值对Fe/beta催化性能的影响。采用N2物理吸附-脱附、XRD、IR、DR UV-Vis、NH3-TPD和ICP-OES等对Fe/beta分子筛进行分析表征。结果表明,溶液pH值降低过程中催化剂的结晶度、比表面积、孔容及Fe3+含量呈现先增加后减少。溶液pH为2.0时所制备的Fe/beta分子筛催化N2O完全分解温度明显低于pH为2.6和1.0时制备的Fe/beta催化剂,显示了较好的催化活性。

响应面模型用于Beta分子筛催化剂蜂窝状整体式成型的研究

Beta分子筛由于具有独特的三维十二元环孔道结构,可提供更多活性组分附着位点,是在实际应用中具有优异性能的工业催化剂。在工业使用中,蜂窝整体式催化剂具有通量高、流场均匀、压降小、不易堵塞的优点,是气固或者液固催化反应的最优解决方案。但由于Beta分子筛吸水率高,收缩率大,导致蜂窝成型困难,严重限制了Beta分子筛的工业应用。基于此,选择拟薄水铝石(SB粉)为黏结剂、硝酸为胶溶剂、田菁粉为助挤剂,在水粉比为0.6的条件下制备一系列蜂窝整体式成型Beta分子筛催化剂,基于响应面法,评价了各原料的配比对蜂窝整体式催化剂机械强度的影响,得到了催化剂的机械强度与3个因素(黏结剂用量、胶溶剂用量、助挤剂用量)之间关系的二阶多项式近似模型函数。将试验结果与预测值进行对比,证明了预测模型的可靠性,并利用该模型找到最优的Beta分子筛蜂窝成型条件为SB粉质量分数36.1%、硝酸质量分数8.4%、田菁粉质量分数4.7%。

Fe和Cu分子筛催化剂同时催化NO_(x)还原和N_(2)O分解

采用离子交换法制备了Fe-Beta和Cu-SSZ-13催化剂并采用不同混合方式制备了复合催化剂,考察了催化剂同时催化NO_(x)还原和N_(2)O分解的性能.以实现NO_(x)和N_(2)O同时高效去除、拓宽活性温度窗口为目标,优选出了上Fe下Cu分层填充、Fe-Beta和Cu-SSZ-13质量比为4:1的Fe_(0.4)Cu_(0.1)催化剂,进一步考察了进气组成对NO_(x)、N_(2)O和NH_(3)转化率的影响,并采用N_(2)吸脱附、XRD、NH_(3)-TPD、UV-Vis DRS和H_(2)-TPR等手段对催化剂理化特性进行了表征.结果表明,Cu-SSZ-13和Fe-Beta分别具有更优的催化NO_(x)还原和N_(2)O分解性能.采用Fe_(0.4)Cu_(0.1)催化剂、[NH_(3)]/[NO_(x)]为1时考察的温度范围内NH_(3)仅还原NO_(x),而N_(2)O通过分解去除,450℃时NO_(x)和N_(2)O转化率分别为93.4%和100%.高温(>350℃)下NH_(3)被O_(2)氧化导致NO_(x)转化率随温度升高而降低;高温(≥350℃)下N_(2)O分解形成的氧物种可使NO_(x)在进气中无O_(2)条件下实现高效还原.进气中含2%H_(2)O对高温(450℃)下Fe_(0.4)Cu_(0.1)表面NO_(x)的还原和NH_(3)的氧化无显著影响,但对N_(2)O的转化存在一定的可逆抑制作用.Cu-SSZ-13表面存在大量孤立的Cu^(2+)离子,可为NH_(3)-SCR反应提供充足的活性中心.Fe-Beta表面同时存在能够催化NO氧化的孤立Fe^(3+)离子和催化N_(2)O分解的Fe_(x)O_(y)物种.采用上Fe下Cu分层填充的混合方式时Fe-Beta表面NO氧化过程会消耗N_(2)O分解形成的氧物种,从而有利于低温(≤450℃)下N_(2)O的转化.但由于N_(2)O分解的温度范围内NO_(x)转化率本身较高,NO氧化对于脱硝的促进作用不显著.

不同硅铝比Beta分子筛水蒸气动态吸附性能研究

硅铝沸石分子筛在吸附领域应用广泛,其亲、疏水性能对吸附性能影响较大,但硅铝沸石分子筛在不同条件下的水蒸气动态吸附性能尚不明确。采用不同硅铝比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=30、135或679)的Beta分子筛(Beta-30、Beta-135和Beta-679)作为研究对象,先采用XRD、FT-IR和TG等对其进行了表征,然后在不同温度和相对湿度(HR)下分别进行了Beta-30、Beta-135和Beta-679的水蒸气吸附容量和相应动力学分析。结果表明,当温度为25℃或35℃、H_R小于80%时,Beta-679的吸附容量最低。当温度为15℃、HR为5%~10%时,Beta-679的平衡速率最快。当温度为15℃、H_R为50%~70%时,Beta-30、Beta-135和Beta-679的平衡速率表现出较大区别(Beta-135的平衡速率远小于Beta-30和Beta-679的平衡速率)。

镧掺杂Fe-beta分子筛CO选择性催化还原N_(2)O反应性能

采用浸渍法制备了La/Fe-beta分子筛用于CO选择性催化还原N_(2)O反应的研究.结果表明,La的掺杂可以提升催化剂的CO氧化活性,从而改善Fe-beta分子筛的反应性能,在350℃时,其N_(2)O转化率可达到95%以上.H_(2)-TPR的结果表明,La的掺杂会改变Fe-beta分子筛表面的Fe物种分布,降低催化剂的抗O_(2)及抗水蒸气性能.此外,还研究了废物焚烧尾气中的HCl气体对Fe-beta和La/Fe-beta分子筛的影响.结合CO氧化活性、H_(2)-TPR和O_(2)-TPD的结果发现,稳定FeClx物种的生成、较差的还原性能和CO氧化性能是导致催化剂HCl中毒的主要原因.

硅烷化改性Beta分子筛催化乙酰丙酸酯化合成乙酰丙酸正丁酯的性能研究

以十八烷基三氯硅烷(OTS)为硅烷化试剂,制备了一系列硅烷化改性的Beta分子筛催化剂。通过X射线衍射仪(XRD)、N_(2)吸附-脱附比表面仪(BET)、热重分析仪(TG)、接触角测量仪等对所制备催化剂的物化性质进行表征,并研究了其催化乙酰丙酸(LA)与正丁醇合成乙酰丙酸正丁酯(BL)的性能。结果表明,硅烷化改性可向Beta分子筛引入硅烷化基团并有效提高催化剂的疏水性,进而促进LA在催化剂上酯化为BL。

连续流动条件下含氮Beta分子筛催化甲缩醛-异丁烯Prins反应

采用高温氨气氮化法,制备了一系列含氮Beta分子筛样品,并在连续流动条件下,考察了其催化甲缩醛与异丁烯经Prins缩合制异戊二烯的反应性能.利用XRD、N2吸附/脱附、元素分析、29SiMAS NMR、NH_(3)-TPD、CO_(2)-TPD和TG等方法对氮化分子筛的结构、酸碱性和反应后积碳进行了表征,研究了反应条件及样品的酸碱性对反应性能的影响.结果表明,以35%甲缩醛水溶液为反应物,在320℃、2 MPa、异丁烯与甲缩醛摩尔比为7的适宜条件下,铵型Beta为前驱体制备的催化剂对甲缩醛的转化率达99%,异戊二烯的产率达85%.氮化后少量的酸性位和较多的碱性位有利于维持甲缩醛较高的转化率、较高的异戊二烯产率及较低的反应积碳量.催化剂再生6次后仍保持75%异戊二烯产率,样品中Si―N键削弱导致酸碱性变化是再生后反应性能下降的主要原因.

Y和Beta分子筛复配对柴油加氢裂化催化剂性能的影响

针对中海油高氮环烷基催化裂化柴油加氢裂化工艺,将改性Beta分子筛与Y分子筛按不同比例复配作为酸性组分制备载体,通过等体积浸渍法负载Ni-Mo活性金属制备柴油加氢裂化催化剂。采用BET、XRD、NH 3-TPD、FT-IR等方法对其进行分析表征,在固定床反应器上考察两种分子筛复配对催化剂加氢裂化性能的影响。结果表明,在反应压力10.0 MPa、空速0.8 h^(-1)、氢油体积比为800∶1、预处理反应温度350℃、控制>205℃馏分转化率为50%的条件下,可生产38.6%~42.5%的汽油馏分,作为高辛烷值汽油调和组分或生产BTX的原料,柴油馏分十六烷值至少提高17.0。在CAT-BY2催化剂作用下,汽油馏分收率为42.5%,其中BTX含量为21.8%,研究法辛烷值为93.5。

水热老化温度对Fe-Beta型分子筛NH_3-SCR商业催化剂的影响

Fe-Beta型商业用分子筛催化剂经过不同温度水热老化处理后,测试其NH_3-SCR反应活性与选择性,并利用NH_3-TPD、O_2-TPD、H_2-TPR、BET、XRD和SEM等对样品的物化性能进行表征,考察不同水热老化温度对催化剂性能的影响及其作用机理。结果表明,水热老化导致催化剂的中低温度段活性下降,不同老化温度对催化剂性能的影响并不相同,呈现出两个不同阶段。较低水热老化温度下,催化剂表面吸附氧物种的能力、表面酸性位以及氧化能力的降低导致低温段活性降低;老化温度升至900℃后,催化剂微孔结构崩塌,比表面积大幅度减小,催化剂颗粒与表面Fe的氧化物物种出现严重团聚是导致催化剂中低温段性能大幅度降低的原因。

多级孔Fe-HBeta分子筛的合成及其催化性能探究

采用软模板法一步合成了一系列铁同晶取代的多级孔Beta分子筛(nFe-HBeta,n=Fe/Al),并通过等体积浸渍法制备出系列Ni基催化剂(10Ni/nFe-HBeta)。结果表明,系列nFe-HBeta均为结晶度高、孔道结构丰富的片状结构。异质铁原子的引入在降低介孔相有序度的同时,促使沸石颗粒粒径下降,中强酸性位点数量显著减少。对于10Ni/nFe-HBeta催化剂而言,骨架铁与NiO之间存在协同作用,可增强活性组分Ni与载体间的作用力,提高活性金属Ni的分散度,降低NiO颗粒粒径。在乙醇水蒸气重整催化反应中,铁元素的引入可规避酸性位以抑制乙醇脱水反应,同时加强CO和CH4的水蒸气重整反应,有效提高H2选择性。其中,10Ni/0.15Fe-HBeta催化剂在500℃时,H2选择性高达72.15%,C2H5OH转化率为99.6%,反应12 h后的积炭量仅为4.3%。

低成本高硅铝比Beta分子筛制备及其经济效益分析

高硅铝比Beta分子筛作为重要的加氢裂化催化剂酸性组分,在提高油品低温流动性方面应用广泛,传统的生产方案采用大量的有机模板剂且需要改性才能使用,成本高昂。采用水热晶化法,通过引入晶种降低模板剂使用量的方式一步法合成出硅铝比大于40的Beta分子筛,并利用XRD、SEM等方法分析表征样品。该分子筛可直接用于加氢裂化催化剂,其催化活性及选择性与传统方法得到的改性Beta分子筛相当,且合成及改性的综合成本相对于传统方法降低了23.30%,用其制备的催化剂相对于现有工业参比催化剂成本降低了9.32%。

不同硅铝比对Fe-Beta分子筛选择性催化还原性能的影响

采用离子交换法制备Fe-Beta分子筛,重点研究不同硅铝比对Fe-Beta的低温性能影响。以NO、NH3、H2O、CO2为反应物的小样催化性能评价显示,当硅铝比为30时,Fe-Beta分子筛催化剂展现出优异的催化活性。研究表明,自主制备的Fe-Beta可有效降低NOx排放,副产物生成量极低。采用X射线衍射、扫描电镜、氮气吸附、氨气程序升温脱附、固体紫外光谱等手段研究分子筛物相结构与分子筛催化剂活性之间关系。结果表明,当控制Beta硅铝比为30,Fe负载量为1.3%时,Fe-Beta具有适宜的比表面积、酸性位及优异的NH3-SCR活性。UV-vis谱图显示,分子筛中存在不同的Fe物种,通过分峰计算发现,孤立的Fe^3+、低聚物、高聚物大颗粒3种同时存在,其中孤立的Fe^3+、低聚的Fex^3+Oy为Fe-beta的SCR活性位点。高性能Fe-Beta催化剂的制备对指导满足非道路四阶段排放法规的高效环保SCR催化剂开发具有重要的理论及实践意义。

Fe-Beta分子筛类Fenton降解罗丹明B染料废水

考察了类Fenton体系中初始pH值、H2O2投加量、Fe-Beta分子筛投加量、温度、无机盐离子浓度等因素对罗丹明B溶液脱色率的影响,并对Fe-Beta分子筛的回用进行研究。结果表明,对100 mL的100 mg·L^?1罗丹明B溶液,初始pH值为3.0,H2O2投加量为0.4 mL,Fe-Beta分子筛投加量为30 mg,在70℃下反应2 h后罗丹明B溶液的脱色率可达95%;Fe-Beta分子筛经5次回用后罗丹明B溶液脱色率仍维持在80%以上。最后用实际染料废水进行了验证。对30 mL原水,H2O2投加量为10%(体积比),Fe-Beta分子筛投加量为80 mg,200℃下反应2 h后罗丹明B溶液脱色率可达96%。

Beta和Y型分子筛催化四氢萘裂化规律的对比

以四氢萘为探针分子,采用纯烃固定床微反装置,对比研究了Beta和Y型（以DASY（0.0）为例）2种分子筛催化芳香基环烷环烃类的裂化转化规律,采用PONA分析和GC-MS检测产物组成。结果表明,Beta分子筛对四氢萘裂化转化的催化活性低于DASY（0.0）,但DASY（0.0）催化下四氢萘芳构化形成萘的选择性较高（可达到约45%）,而Beta分子筛催化下四氢萘的开环裂化（ROP）选择性较高,芳构化生成萘的选择性仅为DASY（0.0）的1/3,且Beta分子筛催化下C3~C4低碳烃选择性及C3~C4低碳烃中的烯烃比例明显较高。

Beta分子筛中Al的分布和Brφnsted酸的酸性强度

基于量子化学中的密度泛函理论(DFT),研究了Beta分子筛中骨架Al在9个不同T位的分布和Brφnsted酸的分布及其强度.计算采用8T簇模型和B3LYP/6-31G(d,p)方法,得到了不同T位的Al/Si替代能、(Al,H)/Si替代能和质子亲和势,以及碱性探针分子NH3在Beta分子筛酸性位的吸附能.结果表明,骨架Al和Brφnsted酸优生位于Beta分子筛的T5和T6位;其中酸性最强的位置是Al5-O14-Si9,最弱的位置是Al7-O3-Si1.

无钠Beta分子筛的合成(英文)

以硅铝胶为原料,在无碱金属体系中水热合成了Beta分子筛。研究了硅铝胶的物理化学性能、添加NaOH和不同n(TEAOH)/n(SiO2)等因素对Beta分子筛结晶度、形貌和铝分布的影响。结果表明,以适宜物理化学性能的硅铝胶为原料,可以在低模板剂用量(n(TEAOH)/n(SiO2)=0.10)下合成Beta分子筛。无钠Beta分子筛的形貌规整,铝分布均匀。在苯与乙烯烷基化反应中,与有钠体系合成的分子筛相比,采用无钠Beta分子筛作为催化剂,在较低空速下可得到较高的乙苯选择性。

柠檬酸处理对Beta分子筛催化剂C4烷基化性能的影响

为了提高Beta分子筛催化剂在异丁烷与丁烯烷基化反应过程中的稳定性,采用柠檬酸溶液对其进行改性处理.利用XRD、N2等温吸附、NH3-TPD和Py-IR等表征手段,分析了柠檬酸溶液改性对Beta分子筛的结构以及Beta分子筛催化剂的吸附性质、酸分布和酸类型的影响.结果表明,适当的柠檬酸处理能够明显提高Beta分子筛催化剂C4烷基化性能的稳定性.

Beta/碳纳米复合分子筛膜的制备

利用浸渍提拉方法,在平均孔径500 nm的管状α-Al_2O_3陶瓷管载体上成功制备了无缺陷的Beta/碳纳米复合分子筛膜．通过室温下单组分气体渗透实验,发现当Beta分子筛在聚糠醇/丙酮溶液中的含量逐渐加大时,复合膜的气体分离因数略有增加,同时气体渗透通量明显加大．经优化后氢气渗透通量比纯碳膜增加了一个数量级,说明Beta分子筛起到了加快气体渗透通量的作用．由SEM照片可以发现,随着Beta分子筛含量的增加,制备的纳米复合膜的厚度由平均14μm减少到7μm左右,从而减少了气体渗透的阻力．结合实验数据,探讨了沸石分子筛/碳复合膜气体渗透路径．

Cu/Ni负载型Beta分子筛催化剂的乙醇水蒸气重整制氢催化性能研究

采用等体积浸渍的方式,在全硅Beta分子筛载体上担载Cu、Ni活性组分,制备出一系列xCuyNi-ABZ多功能乙醇水蒸气重整制氢催化剂。通过XRD、TEM、SEM-EDX以及XPS等多种表征手段,研究催化剂的结构特性、活性组分含量等因素对催化性能的影响,依据反应产物分布,揭示其作用机理。结果表明,以Beta分子筛为载体可促使活性组分以纳米颗粒的形式高度分散于载体表面,并且存在较强的载体-金属作用力。与传统SiO_2为载体催化剂相比,2.5Cu2.5Ni-ABZ催化剂具备良好的乙醇水蒸气重整催化性能,当反应温度为450℃,实现100%的乙醇转化率和67.23%的H_2选择性,且副产物CO(4.14%)、CH_4(5.65%)含量相对较低。这可归因于Cu和Ni活性组分间的高效协同作用,Cu具有良好的乙醇脱氢性能,生成反应中间体乙醛;在反应过程中,乙醛的重整和分解是两个受温度影响的竞争反应,Ni组分利用其较强的C-C键断裂能力,随温度的升高,乙醛重整反应占主导作用,生成目标产物H_2。通过对反应后样品分析表明,2.5Cu2.5Ni-ABZ催化剂具备良好的抗烧结和抗积炭催化性能。

以Beta分子筛为酸性组分的柴油加氢改质催化剂

以Beta分子筛为酸性组分,共浸渍法制备Ni-Mo-P/Beta-Al2O3系列催化柴油加氢改质催化剂。采用BET、Py-IR和XRD等对催化剂进行分析,并在100 mL固定床加氢反应器上进行催化剂的加氢改质活性评价,考察Beta分子筛的加入对催化剂物化性质和加氢改质反应活性的影响。结果表明,添加Beta分子筛后,催化剂的比表面积显著增大,酸性增强,多钼酸盐的分布更加均匀;Ni-Mo-P/Beta-Al2O3系列催化剂表现出较好的加氢改质反应活性,可以在大幅度降低油品密度和硫氮杂质含量的同时,大幅度提高油品的十六烷值,并维持较高的柴油收率。