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%。

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

绿色催化剂Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O合成乙酸乙酯

酯化反应是高中非常重要的实验,但是浓硫酸作为催化剂存在危险性高、副产物多、环境污染性强等缺点,将常见、便宜、低毒性、具有高效催化效率的Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O作为催化剂,利用无水乙醇和冰醋酸合成乙酸乙酯,反应结束后,Al_(2)(SO_(4))_(3)•18H_(2)O通过简单过滤即可回收利用,适合应用于中学课堂实验中。

催化剂中Rh含量对NH_(3)及N_(2)O生成量影响研究

研究了不同Rh含量的三效催化剂对CO和NO_(x)的起燃性能,并对反应过程中副产物NH_(3)以及N_(2)O的生成规律进行研究。实验通过浸渍法制备得到不同Rh含量的Rh-Pd/Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)+La-Al_(2)O_(3)催化剂,采用一套专用多路固定床连续流动模拟气反应器对其性能进行评价。研究结果表明:不同Rh负载量表现出不同的N_(2)选择性,随着Rh用量的增加NO_(x)的转化性能提升。总体来看,低Rh用量的催化剂产生更多的N_(2)O和NH_(3)副产物,而随着Rh用量的增加其N_(2)选择性也增加。当温度达到400℃时,Rh用量≥0.141 g/L的催化剂基本没有N_(2)O生成,Rh用量≥0.283 g/L基本没有N_(2)O和NH_(3)生成。该研究对于优化三效催化剂中Rh配比以提升N_(2)选择性具有借鉴意义,并对于设计满足未来国Ⅶ排放标准的三效催化剂具有重要的指导意义。

氮掺杂碳改性Ni/Al2O3催化剂的甲烷干重整反应性能研究

在甲烷干重整反应(DRM)中,常规浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂常因过多积炭导致催化剂失活,因此研究如何提高Ni/Al2O3催化剂的抗积炭能力具有重要意义。通过浸渍法和高温碳化法制备的氮掺杂碳表面修饰的Ni/Al2O3催化剂Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5(3和5分别代表多巴胺聚合时间为3 h和5 h)在DRM中表现出了较强的抗积炭性能。使用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)等表征手段对催化剂的结构和电性质进行了分析,并探讨了氮掺杂碳的引入对催化剂稳定性和抗积炭性能的影响。XPS结果表明,Ni/Al2O3@NC-3和Ni/Al2O3@NC-5催化剂中金属Ni与氮掺杂碳发生了电子相互作用,形成了催化惰性的Ni+物种,由此减缓了CH_(4)的裂解速率,进而有效地减少了积炭的产生。在经8 h活性测试后,Ni/Al2O3@NC-3催化剂的CH_(4)转化率和CO_(2)转化率分别维持在52.2%和62.3%,且反应后Ni/Al2O3@NC-3催化剂的积炭量仅为7%(质量分数,下同),远远低于Ni/Al2O3催化剂的积炭量(25%)。

镍基气凝胶催化CH_4-CO_2重整制取合成气反应的研究 Ⅰ.制备方法对NiO-CeO_2-Al_2O_3催化剂物化性质的影响

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具有不同结构特点的NiO CeO2 Al2 O3催化剂 ,分别为浸渍型催化剂 (iNCA)、干凝胶催化剂 (xNCA)和气凝胶催化剂 (aNCA) ,利用BET、TEM、XRD、TPR、NH3 TPD、H2 TPD等方法对各催化剂样品的物化性质进行了考察。研究结果表明 ,经 82 3K焙烧后 ,镍含量为 9%的各催化剂样品中镍物种均分散良好 ;与iNCA相比 ,以溶胶 凝胶法为基础制备的xNCA和aNCA中镍物种与载体的相互作用强并且存在状态均一 ;三种催化剂中 ,气凝胶样品具有比表面积高、堆密度低、表面酸中心数多及表面镍分散度高的特点。

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。

NiO-La_2O_3-Al_2O_3气凝胶催化剂的制备

采用改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术制备出超细三元 Ni O- L a2 O3 - Al2 O3 气凝胶催化剂 .通过 BET、TEM、XRD、DTA、IR等物性表征 ,考察了煅烧温度和组成等对气凝胶催化剂制备的影响 .结果表明 ,此种方法制备的多元气凝胶催化剂不仅保留了氧化铝和 Ni O- Al2 O3 气凝胶的主要特征 ,而且 ,氧化镧的加入使气凝胶更易晶化 ,热稳定性更好和吸附能力更强 .这种改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术操作简单有效 ,适合要求组分之间相互作用强、分布均匀、结构热稳定性好的多组元负载催化剂的制备 .

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。

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。

SO_2存在下NO在NiO/γ-Al_2O_3催化剂上的催化氧化

研究了SO2 对NO在NiO γ Al2 O3 催化剂上氧化活性的影响 ,考察了不同反应温度和不同SO2 浓度下的NO氧化脱除率和NO2 生成浓度随时间的变化 ,并用XRD、IR、BET等方法测定了反应前后催化剂的物相结构 .结果表明 ,在 15 0℃时SO2 的存在对一段反应时间内NO在催化剂表面上的氧化具有很大的促进作用 ,SO2 在NiO γ Al2 O3 上的适量吸附有效地提高了NO催化氧化的活性 ,但随着SO2 吸附量的增加 ,催化剂的活性会逐渐衰退 .

焙烧温度对NiO/δ-Al_2O_3催化剂性能的影响

应用 XRD,TPR,H2 -TPD技术研究焙烧温度对 Ni O/δ-Al2 O3催化剂性能的影响。结果表明 ,随着焙烧温度的增高 ,Ni O与载体 Al2 O3之间相互作用逐渐增强 ,直至最后生成 Ni Al2 O4 尖晶石。同时表明 ,随着焙烧温度的提高 ,催化剂的还原温度明显增高。另外 ,TPR结果还表明 Ni Al2 O4 仅仅是与载体发生强相互作用的那部分 Ni O进一步进入 Al2 O3晶格的结果 ,而游离态的 Ni O不参与形成 Ni Al2 O4 。通过催化剂的甲烷部分氧化制合成气反应性能评价 ,发现低温焙烧样品活性较高 ,与上述表征结果相关联 ,说明还原态的 Ni物种是该反应的活性相。

ZrO_2对NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3复合催化剂结构的影响

以Ni(NO3)2.6H2O、Al(NO3)3.9H2O、ZrOCl2.8H2O和Ce(NO3)3.6H2O为原料,采用共沉淀法分别制备了NiO/CeO2/γ-Al2O3和NiO/CeO2-ZrO2/Al2O3催化剂.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和近边X射线吸收精细结构(XANES)等方法对催化剂的组成结构进行表征.结果表明,煅烧温度高于600℃时,NiO/CeO2/γ-Al2O3催化剂中的NiO与γ-Al2O3载体发生作用,形成NiAl2O4尖晶石;而NiO/CeO2-ZrO2/Al2O3催化剂中,NiO能够稳定存在,没有NiAl2O4尖晶石生成,且Al2O3与CeO2和ZrO2作用形成一种新的Zr0.30Ce0.45Al0.25O1.87固溶体.

CaO-La_2O_3-NiO/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气研究

采用微型固定床流动反应装置研究了在La2 O3 NiO/γ Al2 O3 催化剂上添加CaO对甲烷部分氧化制合成气的影响 .结果表明 ,添加CaO后 ,催化剂活性明显提高 ,引发温度降低 ,CH4的转化率和CO的选择性升高 ,1 %CaO 2 %La 1 2 %Ni/γ Al2 O3 是较适宜的催化剂在中低温区 ,随反应温度升高 ,CH4的转化率和CO的选择性升高 ,催化反应的适宜温度为 6 0 0℃～70 0℃ .

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%。

水热法制备Ni/Zr_(0.4)Ce_(0.6)O_2-Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2重整反应研究:NiO含量的影响

采用水热合成法制备不同NiO含量的Ni Zr0 4 Ce0 6 O2 Al2 O3催化剂 ,使用X射线衍射 (XRD)和H2 的程序升温还原 (H2 TPR)对样品进行表征 ,研究了NiO的含量对催化剂结构和CH4 CO2 重整性能的影响。结构表征表明 ,少量Ni组分能在催化剂表面分散并进入CeO2 ZrO2 固熔体晶格间隙而被固熔体包裹 ,并使固熔体晶粒变小 ,促进了固熔体的低温还原 ,而过量的NiO暴露在外生成NiO颗粒。活性测试结果表明 ,NiO含量少的样品活性随反应进行有较高的增长。选择适当空速 ,能使CH4 CO2 以 1∶1反应。

NiO/Al2O3-TiO2加氢脱芳烃催化剂研究

研究了原位溶胶-凝胶镀膜法制得的NiO/Al2O3-TiO2催化剂,用X射线衍射方法研究了催化剂在反应前后组成和晶相的变化,用差热方法考察了随着温度升高催化剂中物相的转变情况,以及镍、钴和铁3种金属元素与γ-Al2O3载体的相互作用.考察了引入钼前后,催化剂催化煤油加氢脱芳烃的活性及稳定性的变化.

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。

催化重整生成油选择性加氢脱烯烃催化剂NiO/Al_(2)O_(3)的研究

以氢氧化铝干胶为原料,采用等体积浸渍法制备了NiO/Al_(2)O_(3)催化剂;以溴指数为3836 mgBr/(100 g)的催化重整生成油评价NiO/Al_(2)O_(3)催化剂的选择性加氢脱烯烃性能.考察了载体焙烧温度和NiO负载量对NiO/Al_(2)O_(3)催化剂选择性加氢脱烯烃性能的影响.结果表明:载体焙烧温度为650℃时,采用NiO负载量(w)为25%的催化剂,在反应压力为1.0 MPa、体积空速为8 h^(-1)、氢油体积比为25:1、反应温度为120℃的条件下,加氢生成油溴指数小于100 mgBr/(100 g),芳烃损失率小于0.75%.

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。