硫化温度对NiO/Al2O3催化剂的裂解C9烃选择性加氢性能的影响

以工业成型Al2O3为载体,采用分步浸渍法制备NiO负载量(w)为20%的NiOAl2O3催化剂,采用BET,XRD,XPS,TEM等方法对硫化态催化剂进行表征,以含有双环戊二烯(DCPD)和苯乙烯的甲苯-正庚烷溶液作为模型化合物,在10mL固定床加氢反应装置上考察了硫化温度对催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明:在280~320℃硫化温度范围内,随硫化温度的升高,硫化程度先升高后降低,NiO/Al2O3催化剂适宜的硫化温度为300℃;在300℃硫化时,硫化镍晶粒的粒径较小,分散均匀;在反应温度180℃、压力3.5MPa、体积空速3.5h^-1、氢油体积比400的条件下,苯乙烯转化率达97.32%,DCPD转化率达94.78%,二氢双环戊二烯选择性达76.63%。

NiO/Al_2O_3催化剂上二氧化碳气氛下异丁烷耦合脱氢制异丁烯

研究了二氧化碳气氛下NiO/Al2O3催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯的反应性能,考察了助剂K2O对NiO/Al2O3催化性能的影响。结果表明,与在惰性气氛下的反应相比,在二氧化碳气氛下异丁烷脱氢与逆水煤气变换反应耦合,促进了异丁烷脱氢反应,异丁烯的收率得到提高。助剂K2O的加入,能降低催化剂的酸性,减缓反应过程中催化活性物种NiO的过度还原,并抑制异丁烷裂解及积炭生成等副反应,从而提高了异丁烯的收率以及催化剂的稳定性。

Mo在NiO/Al_2O_3-TiO_2催化剂中助催化作用的研究

采用引入钼组分的办法,调变NiO-TiO2-Al2O3体系的性能。TPR结果发现,含Mo催化剂产生了还原性能不同的多 种镍原子位。当n(Ni):n(Mo)=3．04时,形成了3个还原峰:峰Ⅰ为362．5℃,与纯NiO的最高还原峰接近;峰Ⅱ位于 482．1-491．6℃之间,与NiO-TiO2-Al2O3催化剂tm为483．4℃接近,峰形都比较宽;在430．2℃还存在1个还原态(峰 Ⅲ),说明骨架内作用的复杂性。可以推测,催化剂中加入Mo后,减弱了Ni与载体之间的相互作用力,生成了容易被还原的, 类似于纯NiO样品的Ni原子位。同时,Mo的引入增加了NiO-TiO2-Al2O3催化剂的氢化学吸附量。在Mo含量较低时,即 当n(Ni):n(Mo)=5．22和9．47时,表面镍原子浓度不高,耗氢量也低于粉状纯NiO催化剂的。随着Mo含量的增加,当 n(Ni):n(Mo)=3．69和3．04时,表面镍原子浓度高,单位质量金属镍的耗氢量远高于其它样品。证明Mo的突出作用是 提高了催化剂中活性组分镍的分散度。高钼的NiO-MoO3-TiO2-Al2O3型催化剂的选择性加氢脱芳烃精制煤油的芳烃含量 平均低于200 μg/g,所用的反应条件是,反应温度180℃,压力1．2 MPa,LHSV2．0 h-1,氢油体积比500: 1。表明n(Ni) :n(Mo)=3．04-5．22的NiO-MoO3-TiO3-Al2O3型催化剂的加氢脱芳烃性能满足煤油脱芳烃和除味的要求。

NiO/Al_2O_3催化臭氧化污水厂出水试验研究

采用中试装置,考察了NiO/Al_2O_3催化臭氧技术深度处理城市污水厂出水的可行性。结果表明,NiO/Al_2O_3催化剂加大了臭氧在水中的溶解度,并促进羟基自由基的产生,相同条件下,NiO/Al_2O_3催化臭氧化工艺对COD、DOC、NH_4^+-N、NO_3^--N的去除率分别为50.4%、49.3%、57.6%、35.1%,比单独臭氧工艺分别提高了25.7%、27.5%、46.8%、31.2%。在催化剂投加质量浓度10 g/L,臭氧投加量53.3 mg/min,水力停留时间30 min下,出水COD满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准。NiO/Al_2O_3催化剂稳定性良好。

NiO在γ-Al_2O_3及 TiO_2/γ-Al_2O_3载体上的表面存在状态

本文采用 LRS， XRD， UV-DRS， TPR考查了γ-Al2O3上 TiO2的分散容量，分散态 Ti4＋离子的配位环境； NiO在经 TiO2改性后的γ-Al2O3载体上的分散容量。结果表明：（ 1） TiO2在γ-Al2O3表面的分散容量约为 0.62 mmol/100m2γ-Al2O3,当 TiO2含量低于该分散容量时 Ti4＋在γ-Al2O3载体表面以嵌入形式呈离子态分布；而含量高于分散容量时还有结晶态的 TiO2出现。（ 2） NiO在 TiO2/γ-Al2O3载体表面的分散容量约为 1.1 mmol/100m2γ-Al2O3,比之在γ-Al2O3载体表面的分散容量 (1.5mmol/100m2γ-Al2O3)要低，这是由于γ-Al2O3表面上部分空位被 Ti4＋离子占据。用表面相互作用的“嵌入模型” (Incorporation Model）讨论了这些结果。

NiO/γ-Al_2O_3吸附剂表面的噻吩反应吸附性能研究

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备了负载型NiO/γ-Al2O3吸附剂,对含噻吩的模拟汽油进行反应吸附脱硫,考察了NiO负载量、模拟汽油硫含量及活性组分的形态对反应吸附脱硫性能的影响,用XRD、BET比表面积分析、SEM-EDS等分析方法对吸附剂进行了表征。实验结果表明:NiO负载量16(wt)%时达到单层分散,其穿透硫容5.767mg/g,随NiO负载量的增加,穿透时间逐渐增长,穿透硫容逐渐增加,结晶态NiO的出现对反应不利;模拟汽油硫含量变化对吸附剂的穿透硫容影响较小;吸附剂还原前后对噻吩的反应脱除效果基本相同。

焙烧温度对CO_2-CH_4重整制合成气NiO/γ-Al_2O_3催化剂性能的影响

采用水解–沉积法,在不同焙烧温度下制备了cat-500、cat-600、cat-700和cat-800系列Ni O/γ-Al_2O_3催化剂。XRD和H_^(2-)TPR分析表明,焙烧温度高于700℃,活性组分与载体具有强烈的金属-载体相互作用(SMSI),具体表现为活性组分前驱体以尖晶石Ni Al_2O_4的形式存在。反应后催化剂的XRD、TG-DTG、TPH等表征结果表明,cat-700和cat-800试样的Ni晶粒尺寸分别为9.8和8.7 nm,小于cat-500和cat-600试样(分别为15.7和13.6 nm),分散性更好;且催化剂表面积炭为丝状碳,其不会导致催化剂失活,但大量积累会引起床层压降升高,影响催化剂的反应性能。cat-800试样110 h寿命试验表明,高温焙烧制备的Ni基催化剂活性和稳定性均较高,CO_2转化率达95%左右,失活速率仅为0.0536%/h。

助剂CuO和La2O3对NiO／α-Al2O3甲烷催化部分氧化制合成气引发过程的影响

采用分步浸渍法制备了NiO/α-Al2O3、NiO-CuO/α-Al2O3和NiO-La2O3/α-Al2O3三种催化剂,运用程序升温表面反应(TPSR)技术考察了助剂CuO和La2O3对NiO/α-Al2O3甲烷催化部分氧化(CPOM)反应引发过程的影响。结果表明,无论是否经过预还原处理,NiO/α-Al2O3催化剂在CH4/O2混合气氛下进行程序升温表面反应(CH4/O2-TPSR)时,即使升高到910℃也不能引发CPOM反应。添加助剂CuO或La2O3后,NiO-CuO/α-Al2O3和NiO-La2O3/α-Al2O3催化剂在CH4/O2-TPSR过程中均可以引发CPOM反应。原因分别是CuO促进了CH4对NiO的还原以及抑制了O2对Ni0的再氧化,La2O3减小了Ni晶粒粒径和还原时扩散阻力促进NiO的还原。

NiO-Al_2O_3催化臭氧化降解阳离子红GTL模拟废水

采用浸渍法制备了NiO-Al2O3催化臭氧化催化剂,以阳离子红GTL模拟废水为目标化合物,考察了臭氧投加量、催化剂用量、不同工艺对阳离子红GTL去除率的影响,并通过循环使用实验,考察了催化剂的稳定性;通过添加无机阴离子、叔丁醇和采用紫外-可见吸收光谱方法,初步探讨了催化臭氧化处理阳离子红GTL的反应机理。结果表明:在臭氧投加量为1.75g/h,NiO-Al2O3催化剂量0.5g/L,初始pH=7.0时,100mg/L的阳离子红GTL模拟废水经14min的反应去除率可以达到98.48%,COD去除率可以达到78.79%;在循环使用过程中催化剂的催化能力保持稳定;添加Cl-、SO42-对染料的去除有减缓作用,而CO32-可以加快阳离子红GTL的去除速率;羟基自由基在O3/NiO-Al2O3体系去除阳离子红GTL过程中发挥了重要的作用。

静电纺丝技术制备NiO@Al_2O_3@TiO_2同轴三层亚微米电缆及其形成机理

采用静电纺丝技术制备了[Ni(CH3COO)2+PVP]@[Al(NO3)3+PVP]@[Ti(OC4H9)4+CH3COOH+PVP]前驱体复合电缆,将其进行热处理后,制得了NiO@Al2O3@TiO2同轴三层亚微米电缆.采用热重-差热(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能量色散谱(EDS)、能量色散型X射线荧光光谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对样品进行了表征.结果表明,所得产物为NiO@Al2O3@TiO2同轴三层亚微米电缆.亚微米电缆芯层为NiO,直径约135～140 nm;中间层为Al2O3,厚度约215～220 nm;壳层为TiO2,厚度约155～160 nm.对NiO@Al2O3@TiO2同轴三层亚微米电缆的形成机理进行了探讨.

NiO/Al_2O_3的制备及其在羊毛脂加氢中的应用

以硝酸镍和氧化铝为前驱物,氢氧化钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备负载型催化剂NiO/Al2O3,并将所制得的催化剂应用于羊毛脂加氢反应中。通过测定加氢产物的皂化值考察了催化剂质量分数、氢气压强、反应时间、反应温度等条件对羊毛脂加氢深度的影响。实验结果表明,在反应时间5h、反应温度300℃、氢气压强18MPa、催化剂质量分数5%的条件下,羊毛脂的加氢深度可达到93.47%。

NiO/γ-Al_2O_3的制备及对煤微波热解的影响

以浸渍-焙烧法制备NiO/Al2O3型催化剂.采用该催化剂微波热解低变质煤,探讨了热解产生的气体组成、液态油品成分特点及固态残渣的形貌与负载催化剂制备条件的相互关系,考察了负载NiO的工艺条件如浸渍方式、焙烧时间和焙烧温度等因素对催化活性的影响.结果表明,NiO/γ-Al2O3催化剂在煤微波热解过程中有明显催化作用,对煤热解制可燃气体及焦油产率有明显提高,其中以超声浸渍、450℃焙烧4h制备的产品催化活性更优.

沉淀剂对CH_4/CO_2重整催化剂NiO/γ-Al_2O_3性能影响

采用水解-沉积法,选择(NH2)2CO、NH3·H2O、NH2(CH2)2OH、NH4HCO3、NaOH和Na2CO3为沉淀剂,制备了6种负载型NiO/γ-Al2O3催化剂,并对其进行了BET、EDS、XRD与H2-TPR表征分析,在相同条件下评价了其在CH4/CO2重整反应中的催化性能。结果表明,以NH2(CH2)2OH为沉淀剂最佳,其可使78.66%的镍沉积在载体上,该沉淀剂利于NiO的分散,还原后获得的晶粒Ni尺寸仅为5.3nm。制备的催化剂都存在游离态NiO、结晶态NiO和尖晶石NiAl10O16三种镍物种,但该沉淀剂所制备催化剂的NiO还原峰面积占总还原峰面积的84%,表明其具有良好的还原性。该催化剂具有较好的稳定性和抗积炭性能,CH4、CO2转化率和H2收率分别可达85.5%、63%和65.2%。

NiO-ZrO_2-Al_2O_3催化剂的制备方法对其催化性能的影响

以共沉淀法、柠檬酸络合法、水热合成法及浸渍-沉淀法分别制备NiO-ZrO_2-Al_2O_3催化剂,并以XRD,BET,TPR,TPD等对催化剂的晶相结构、表面积、表面性能等进行了表征。实验结果表明,以水热法制备的催化剂其比表面积较大,NiO的分散度大于其他方法所制备的催化剂。各种催化剂在CO_2重整CH_4反应中均有较好的催化活性,以浸渍沉-淀法所制备的催化剂稳定性较好,于800℃反应150 h后,CH_4和CO_2的转化率保持在88%和90%。

NiO/γ-Al_2O_3单金属催化剂的制备及脱硫性能研究

采用等体积浸渍的方法,以γ-Al_2O_3为载体,通过改变柠檬酸的浓度制备出不同结构的NiO/γ-Al_2O_3单金属催化剂(蛋壳型、蛋清型、蛋黄型)。研究NiO的负载量、焙烧温度和焙烧时间对催化剂脱硫性能的影响,确定NiO/γ-Al_2O_3负载型催化剂的最佳制备工艺。结果表明:蛋壳、蛋清、蛋黄型3种催化剂因其内部结构的不同,导致在脱硫反应过程中烟气与催化剂活性组分的接触面积、接触时间不同而对催化剂脱硫性能产生较大影响;负载型催化剂的脱硫性能随着金属负载量、焙烧温度和焙烧时间的改变表现出不同的脱硫效果;NiO/γ-Al_2O_3单金属催化剂的最佳制备条件为:NiO负载量8%,焙烧温度400℃,焙烧时间4 h,此时催化剂的孔隙结构以及活性组分的含量对脱硫反应最有利。

NiO/WO_3/TiO_2-Al_2O_3催化正庚烷临氢异构化

采用溶胶凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,用分步浸渍法制备了NiO/WO3/TiO2-Al2O3催化剂。在常压连续流动固定床反应器上考察了NiO/WO3/TiO2-Al2O3对正庚烷临氢异构化反应的催化性能。研究了催化剂中WO3含量、Ni含量、焙烧温度和还原温度及催化反应温度对临氢异构化反应的影响。采用XRD和BET方法对催化剂进行了表征。结果表明,当w(WO3)=25%、w(Ni)=10%时,所制备的NiO/WO3/TiO2-Al2O3催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能最好,活性可达15.50%,选择性可达84.06%。

CO_2-CH_4重整NiO/γ-Al_2O_3催化剂制备方法与其催化性能的关系研究

分别采用自然浸渍法(1#)、超声波浸渍法(2#)、旋转真空浸渍法(3#)和胶体磨循环浸渍法(4#)制备NiO/γ-Al2O3催化剂,对其进行TPR和XRD分析,TPR分析结果表明,四种试样的还原温度均低于800℃,均不存在自由NiO物种;XRD分析结果表明,焙烧后的四种试样均存在NiO和NiAl10O16尖晶石两种晶相。四种试样的CH4/CO2重整反应30h评价实验结果表明,胶体磨循环法所制备的催化剂评价结果最好,其CH4和CO2转化率分别为93.5%和83.5%,n(H2)∶n(CO)=0.84∶1。

NiO-WO_3/F-Al_2O_3-SiO_2催化剂活性组分的存在状态研究

应用TPR、XRD等方法研究了共胶法制备的NiO/F-Al_2O_3-SiO_2、WO_3/F-Al_2O_3-SiO_2及NiO-WO_3/F-Al_2O_3-SiO_2三种催化剂的还原性能及其活性组分的存在状态.结果表明,在NiO/F-Al_2O_3-SiO_2中NiO呈分散状态;在WO_3/F-Al_2O_3-SiO_2中WO_3与载体相互作用形成两类表面相互作用复合物;在NiO-WO_3/F-Al_2O_3-SiO_2中NiO有选择地与WO_3相互作用,形成易于还原的Ni-WO_4物种,从而改善了催化剂的还原性能.活性试验结果表明,该催化剂对萘的加氢裂化具有较好的催化活性.还应用多元线性回归法对TPR图谱进行了定量解析,求取了TPR动力学参数.

NiO/Al_2O_3基催化剂的TPR特性研究

NiO/Al_2O_3基催化剂用于替代贵金属催化剂,被广泛应用于石油和石化领域生产过程的加氢、脱硫和脱氮。采用TPR方法,研究不同Ni含量NiO/Al_2O_3及不同载体的催化剂还原特性。结果表明,NiO/Al_2O_3催化剂在10%H_2-Ar气氛下,还原温度范围较宽,为(300~800)℃,其中,(500~600)℃还原速率最大;随着NiO含量的增加,起始还原温度降低,还原耗氢量按比例增加;以MgO为载体的NiO催化剂还原呈现双峰特征,以SiO2和TiO2为载体的NiO催化剂的初始还原温度比NiO/Al_2O_3催化剂降低(100~200)℃。

流化床反应器中不同Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2重整反应性能的比较研究

采用浸渍法、溶胶-凝胶过程与普通干燥、超临界干燥过程相结合的方法制备了三种20%的NiO-Al2O3体系催化剂,利用BET、XRD、H2-TPR、H2-TPD等方法对各催化剂样品物化性质进行了表征,并考察了催化剂在流化床反应器中CH4-CO2重整反应的催化性能。研究结果表明,经923K焙烧后气凝胶催化剂中镍与载体间作用力最强,主要为固定NiO和尖晶石NiAl2O4结构,而浸渍型催化剂和干凝胶催化剂中镍与载体间作用力较弱。三种催化剂中,气凝胶催化剂具有比表面积较大、堆密度较低、Ni还原度及分散度较高的特点。它在流化床反应器中所形成的聚团流态化状态具有较高的床层膨胀率,大量多孔疏松状的纳米颗粒聚团在床内的循环运动有效地提高了传质效率,能使得生成的沉积炭快速得到气化,从而抑制了催化剂失活;对于浸渍型催化剂和干凝胶催化剂,流化床反应器中床层膨胀率较低、颗粒循环量较少、传质效率较低,易于造成催化剂表面积炭失活。经用TG和XRD等方法对反应后催化剂分析表征,证明催化剂表面石墨碳的沉积是导致浸渍型催化剂和干凝胶催化剂失活的主要原因。