NiO-CoO/SiO_2-Al_2O_3催化剂上苯胺和1,6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷的研究

1-苯基氮杂环庚烷在材料化学、药物化学及有机合成等领域有广泛应用.由苯胺和1,6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷绿色环保、价格低廉,是理想的合成方法.通过常压气固相反应对用于该反应的NiO-CoO/SiO_2-Al_2O_3催化剂进行了研究,并通过X射线粉末衍射、NH_3程序升温脱附、N_2物理吸附和热重等手段对催化剂进行了表征,以揭示催化剂结构与反应性能的关系.结果表明,当氧化镍和氧化钴担载量分别为0.075和0.025mmol/g、采用程序升温由室温升至800℃、并在该温度下焙烧4h,催化剂具有很高的活性和选择性,1-苯基氮杂环庚烷的收率达到85%.催化剂活性组分高度分散、中强酸中心数少、平均孔径大有利于1-苯基氮杂环庚烷的合成.积碳是催化剂失活的主要原因.

V_2O_5/γ-Al_2O_3和V_2O_5/SiO_2负载型催化剂对异丁烷的催化脱氢性能

用浸渍法制备了V2 O5/γ Al2 O3 和V2 O5/SiO2 负载型催化剂 ,应用H2 TPR、NH3 TPD、ESR等物理化学技术对其作了表征 ,比较了它们在 5 80℃时对异丁烷脱氢反应的催化性能。结果表明 ,V2 O5/γ Al2 O3 催化剂的脱氢活性较好 ,异丁烷转化率为 35 4 % ,这与γ Al2 O3 表面钒物种易还原 (还原温度为 5 4 2℃ )和分散状态好有关 ;而V2 O5/SiO2 催化剂显示出 96 %的高异丁烯选择性则与SiO2

应用新型SiO_2/γ-Al_2O_3催化剂制润滑油基础油

研究了新型α-烯烃聚合制润滑油基础油的催化剂。在N2保护下,用Cl2氯化SiO2/γ-Al2O3作为催化剂。在最佳实验条件下,考察SiO2和γ-Al2O3的摩尔比,Cl2和N2的体积比,氯化温度和氯化时间对催化剂催化性能的影响。以产品的运动粘度(20℃)的大小为标准进行评价。结果表明,该催化剂的制备最佳条件为:SiO2和γ-Al2O3的摩尔比为1,Cl2和N2体积比为0.2,500℃氯化4h。由于加入了SiO2,催化剂不仅保留了AlCl3对烯烃聚合反应表现出的较高的活性,而且克服了单独使用AlCl3时的强腐蚀性和反应过于剧烈等方面的不足。通过合成油的运动粘度和溴价等重要评价指标对催化剂进行了评价。

Ni-La/γ-Al_2O_3·SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢

制备了不同La含量的Ni-La/γ-Al2O3·SiO2催化剂,采用XRD、TPR和XPS等对催化剂进行了表征,结果显示,催化剂中加入La之后,能提高Ni的分散度。分别考察了水醇比和温度对La质量分数为5%的催化剂性能的影响,发现当水醇摩尔比为4.0时,氢气选择性650℃时达到99.0%,CO选择性400℃时只有0.7%。还对该催化剂进行了稳定性测试,结果表明,在整个100h稳定性测试过程中不产生乙烯,氢气的选择性保持在67.2%左右,总积炭量仅仅为8.6mg/(gcat·h),具有良好的稳定性和抗积炭性能。

K-MnO/γ-Al_2O_3和Cu/SiO_2催化剂应用于苯甲酸甲酯连续加氢合成无氯苯甲醇

以K-MnO/γ-Al2O3和Cu/SiO2为催化剂,利用固定床串联反应器实现了苯甲酸甲酯连续加氢合成无氯苯甲醇反应过程.K-MnO/γ-Al2O3和Cu/SiO2催化剂对于苯甲酸甲酯连续加氢合成苯甲醇具有良好的加氢活性,反应转化率可达89.2%,苯甲醇的选择性为84.1%.在苯甲酸甲酯加氢连续步骤中的氢醛比得到提高,有效地抑制了副产物甲苯的生成.XRD,SEM和TPR表征结果表明:采用吸附沉淀法制备的Cu/SiO2-C15.2催化剂,氧化铜在载体上具有良好的分散性能,并且易于还原,表现出最佳的苯甲醛加氢活性.

以工业粉煤灰为原料制备TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂及其催化性能（英文）

2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚(DNBP)作为杀虫剂、除草剂和烯烃基芳香族化合物阻聚剂而被广泛地应用于工农业生产中.在DNBP生产和使用过程中,会产生大量难以降解的有机废水,从而对人类和生态环境造成极大危害.因此,开展含DNBP废水的处理技术和方法研究具有重要的现实意义.TiO_2半导体材料由于具有良好的光化学特性和电化学行为,近几十年来一直是光催化领域的研究热点.在能量等于或大于TiO_2的带隙能级的辐照光照射下,TiO_2可以产生光生电子/空穴对(e^-/h^+).光生电子和空穴分别与TiO_2表面被吸附的H_2O和O_2分子反应,生成具有强氧化性的活性羟基自由基(·OH),对硝基酚类有机污染物具有较强的降解能力.TiO_2光催化反应属于非均相反应,反应在催化剂的表面进行,催化剂对污染物的吸附是影响其催化降解性能的重要因素.但是,传统TiO_2光催化剂存在比表面积小,对有机污染物吸附能力差,光生电子与空穴易于复合等缺陷,限制了TiO_2光催化技术的进一步发展和在水处理领域中的大规模应用.我们基于气凝胶具有多孔性、大比表面积和高孔隙率的特点,以富含硅、铝的工业废弃物粉煤灰为反应原料,首先利用碱熔法和常压干燥技术制备出SiO_2-Al_2O_3气凝胶.在此基础上,以钛酸四丁酯(TBOT)为反应前体,SiO_2-Al_2O_3气凝胶为载体,利用酸催化溶胶-凝胶法(sol-gel)制备出TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附-脱附(BET)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析测试技术对所制备的TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂结构进行了表征.结果显示,在TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂中,粒径尺寸为10~30 nm的锐钛矿型TiO_2纳米颗粒均匀分散在SiO_2-Al_2O_3气凝胶载体上.TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂呈现典型介孔材料的IV型等温线.SiO_2-Al_2O_3气凝胶的加入极大提高了TiO_2光催化剂的比表面积和对有机污染物的吸附性能,但是对TiO_2光波吸收范围影响不大.在制备出TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂基础上,进一步对其在可见光条件下的光催化性能进行了研究.以500 W的Xe灯光源模拟自然太阳光,DNBP为探针污染物分子,系统考察了可见光照射条件下溶液p H值、光催化剂用量、光反应时间、DNBP溶液初始浓度不同因素对TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂催化活性的影响.结果表明,TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂对DNBP有机污染物的吸附率和光降解率明显高于纯TiO_2样品.在DNBP溶液初始浓度为0.167 mmol/L,p H=4.86,催化剂用量6 g/L,光照时间5 h的条件下,TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂对DNBP的降解率几乎高达100%.根据Langmuir-Hinshelwood方程,在低浓度下光催化降解反应符合一级反应动力学.所制备的TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂具有良好的稳定性和重复利用性能.重复利用5次后,TiO_2/SiO_2-Al_2O_3气凝胶三元复合光催化剂对DNBP的降解率仍高达90%以上.利用紫外-可见分光光度计、气相-质谱联用仪对DNBP降解中间产物进行了分析,探讨了DNBP的光催化降解机理.

FCC汽油反应吸附脱硫催化剂NiZnO/SiO_2-Al_2O_3的还原过程

采用中压固定床加氢实验装置研究了反应吸附脱硫剂NiZnO/SiO2-Al2O3在H2气氛下的还原规律,采用XRD、XPS等多种手段分析了还原工艺条件对NiZnO/SiO2-Al2O3基本性质和晶相结构的影响。结果表明,在不同还原工况下,可得到4种不同还原状态的NiZnO/SiO2-Al2O3;高还原温度和长还原时间会导致NiZnO/SiO2-Al2O3中生成NiZn合金,从而显著降低其吸附脱硫能力。优化的还原工艺条件可使NiZnO/SiO2-Al2O3中的NiO完全还原,同时防止生成NiZn合金,获得高的吸附脱硫性能。

载体焙烧温度对Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的Si O2-Al2O3为载体,采用浸渍法制备Ni/Si O2-Al2O3催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH3-程序升温脱附和H2-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/Si O2-Al2O3催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在（400~800）℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面Si O2聚集,暴露的Al3＋增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400℃时,Ni/Si O2-Al2O3催化剂表现出最佳的水热稳定性。

新型Cl/SiO_2/γ-Al_2O_3催化剂降烯烃工艺

研究了一种非加氢降烯烃催化剂的制备及应用。该催化剂由Cl/SiO2/γ-Al2O3作载体,700℃高温焙烧,采用共浸渍法添加活性金属Ni和W制得。反应在自制的小型固定床反应器上进行,最佳反应条件为:温度230℃,空速1.5h-1,压力2.5MPa。产品用PONA色谱法和荧光吸附法分析检测其族组成的体积分数,FCC汽油中烯烃的体积分数由原来的54.89%下降到26.71%(PONA法),芳烃的体积分数有所升高但小于40%,完全符合车用汽油国家标准要求。同时测定辛烷值(RON)为93,克服了以往加氢带来的辛烷值降低的缺点。该非加氢催化剂具有选择性高、再生性和稳定性好的特点,应用在降烯烃工艺中还有费用低、温度低和多功能等特点。该工艺特点是反应条件缓和、非加氢、流程简单。

负载型WO_3/SiO_2-Al_2O_3催化剂用于合成乙酸乙酯反应研究

考察了SiO2、γ-Al2O3和SiO2-Al2O3载体负载氧化钨作为催化剂用于乙酸乙酯合成反应研究,并通过XRD、氮气物理吸附、Raman和NH3-TPD对催化剂进行表征。结果表明,氧化钨负载在SiO2-Al2O3载体上,具有更强的酸性和更高的酸量,有利于促进乙酸乙酯合成反应进行。当W在SiO2-Al2O3载体表面的负载量为8%(质量分数,下同)时,乙酸转化率最高可以达到69.7%,载体表面WO3晶体颗粒不利于提高酯化反应活性。

SiO_2-Al_2O_3复合氧化物作为Pt负载型NO氧化催化剂载体的性能

采用共沉淀法制备Si O2-Al2O3复合氧化物载体,研究制备过程中陈化时间、Si O2与Al2O3物质的量比、焙烧温度以及硅前驱体对载体物化性能的影响,采用N2物理吸附仪、激光粒度仪、X射线衍射、NO程序升温脱附和扫描电镜对样品进行表征。分别在800℃和1 000℃条件下对载体进行高温老化,对比老化前后载体性能。采用浸渍法负载载体质量分数0.3%的Pt,制得Pt负载型NO氧化催化剂,对催化剂活性进行评价。结果表明,硅铝物质的量比为20∶80,陈化12 h,以硅溶胶为硅前驱体,500℃焙烧得到的载体负载Pt后达到预期的NO氧化效果,可以作为NO氧化催化剂用载体。

微湿空气法处理SiO_2/γ-Al_2O_3催化剂制润滑油基础油

利用微湿空气法对SiO2／γ-Al2O3催化剂进行处理,将其用于制取润滑油基础油。利用BET法对催化剂的结构进行测定,考察了微湿空气处理催化剂的最佳处理条件及活性组分的最佳负载量,在微型反应装置上应用该催化剂进行了α-烯烃聚合反应实验。结果表明,采用温度为170℃,压力为6．0 MPa,体积空速为0．5 h-1的最佳聚合工艺条件,微湿空气温度为45℃,处理温度为800℃,活性组分的质量分数为12％时,催化剂具有较好的催化活性和优良的经济性。润滑油的运动粘度为38．19 mm2／s,溴价为5．78 g(Br)／100 g,凝点为-43．0℃。

Co或Ni促进的Cu/SiO_2-Al_2O_3催化剂上丙三醇和苯胺气相合成3-甲基吲哚(英文)

对丙三醇和苯胺在Co或Ni促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上气相合成3-甲基吲哚进行了研究.采用N2吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)、电感耦合等离子体(ICP)发射光谱、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)及热重(TG)分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂改善了催化剂的催化性能,钴比镍更加有效.在催化剂Cu-Co/SiO2-Al2O3和Cu-Ni/SiO2-Al2O3上,反应第3 h,3-甲基吲哚收率分别达到47%和45%,而且催化剂经过6次再生收率仍能达到44%和42%.各种表征表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂能增强铜和载体之间的相互作用,其结果不仅促进了铜粒子在载体表面的分散度,而且有效减少了反应过程中铜组分的流失.另外,加入钴或镍助剂还能减少催化剂的中强酸中心数,从而提高3-甲基吲哚的选择性,并且抑制积炭的形成.此外,钴助剂还能增加催化剂的弱酸中心数,促进3-甲基吲哚的生成.提出了金属铜与弱酸中心共同促进3-甲基吲哚合成的催化反应机理.

焙烧温度对Mo-Ni/SiO_2-Al_2O_3-Y加氢裂化催化剂反应性能的影响

以碱式碳酸镍和硝酸镍为镍源（前者占镍源总质量的2/3）,三氧化钼为钼源,采用等体积浸渍法制备了Mo-Ni/SiO2-Al2O3-Y加氢裂化催化剂,并对其性质进行了表征。以正十二烷为模型化合物,在反应压力为4 MPa,氢气/原料油（体积比）为1 200,空速为2.0 h-1,反应温度为320℃的条件下,对催化剂的加氢裂化性能进行了评价。结果表明,当焙烧温度低于480℃时,金属物种在催化剂表面高度分散;高于500℃时,MoO3物种出现一定程度的聚集。随着焙烧温度升高,催化剂的孔容和比表面积均降低,孔径分布向小孔径方向略有迁移。当焙烧温度为480℃时,正十二烷转化率和C4~C8选择性均达到最大值,二者分别为62.3%,85.6%。

Co-Mo/SiO_2-Al_2O_3润滑油加氢处理催化剂的制备

以Pluronic P123作结构导向剂,采用Al(NO3)3-NaAlO_2双水解法合成氧化铝,在成胶过程中加入正硅酸乙酯,制备硅质量分数分别为5%、10%、15%的SiO_2-Al_2O_3载体,并通过共浸渍法制备出Co-Mo/SiO_2-Al_2O_3润滑油加氢处理催化剂。通过XRD、N2吸附-脱附、Py-FTIR、NH3-TPD、H2-TPR、TEM和XRF等手段对载体及催化剂的性质进行表征。结果表明,硅质量分数为10%的SiO_2-Al_2O_3具有优良的孔结构、较多的中强酸以及部分有序的介孔结构。以此为载体制备的Co-Mo/10%SiO_2-Al_2O_3催化剂中,Mo S2颗粒均匀地分散在载体上,具有更多的B酸性位和II型Co Mo S活性相。以减二线蜡油为原料油的固定床活性评价结果表明,生成油中主要组分为链烷烃与环烷烃;尤其Co-Mo/10%SiO_2-Al_2O_3催化剂具有优良的加氢性能,在15 M Pa、380℃、氢油比为1000、空速为0.6 h-1的反应条件下,其HDS和HDN数值均超过99%,产品中S含量小于10μg/g,N含量小于2μg/g,可以满足后续异构脱蜡等对原料的要求。

2-苯基环己硫醇在γ-Al2O3和SiO2负载的WS2催化剂上的脱硫反应

合成了2-苯基环己硫醇(2-PCHT);通过等体积浸渍法制备了分别以γ-Al2O3和SiO2作载体的WS2催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附和透射电镜(TEM)技术对催化剂进行表征。在临氢和非临氢(Ar)条件下研究了2-PCHT在WS2/Al2O3和WS2/SiO2催化剂上的脱硫反应。结果表明:在240℃和5.0 MPa H2条件下,2-PCHT在WS2催化剂上主要通过β消除、氢解和脱氢3条平行路径脱硫,其中β消除和氢解并重,β消除反应速率快于氢解;非临氢条件下,主要通过β消除、C-S键均裂(或氢解)及脱氢3条平行路径脱硫,并以β消除为主;哌啶对β消除路径的抑制作用最大、对脱氢路径作用次之,但对氢解几乎没有影响,并促进了C-S键均裂;WS2/Al2O3的反应活性优于WS2/SiO2,可能与其活性组分的分散度较高有关;临氢条件下,2-PCHT的反应动力学可以用假一级模型描述;但其在非临氢条件下则不能用简单的幂函数拟合,可能归因于环烷基C-S键断裂机制的复杂性。

VOCs催化燃烧催化剂Mn/γ-Al_2O_3和CuMn/γ-Al_2O_3的性能研究

用浸渍法制备了两种负载型的Mn/y-Al2O3和Cu-Mn/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,同时用共沉淀法制备了Cu-Mn-O复合氧化物催化剂.以气相色谱为检测手段,用常压气体流动评价装置考察了这三种催化剂对苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物VOCs的催化燃烧性能.发现负载型的催化剂转化率达到99%时的反应温度比非负载型的降低30～40℃C,其中Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂具有更好的低温活性,催化燃烧反应的速率明显提高.负载型催化剂表面的活性组分以高度分散状态存在和催化剂高的比表面积是性能好的主要原因.

SO_3/γ-Al_2O_3固体酸催化剂的制备、结构与酸性表征

用酸中和法制备了活性γ-Al2O3,并在其表面负载SO3得到固体酸催化剂SO3/γ-Al2O3,用XRD,TG-DTA,FT-IR,NMR,NH3-TPD等对其进行了结构和酸性研究.结果表明:在SO3/γ-Al2O3的制备过程中形成少量的Al2(SO4)3,同时SO3与γ-Al2O3表面上的羟基反应,形成强的Br?nsted酸位,根据H/27Al双共振(TRAPDOR)MASNMR与FT-IR实验1结果提出了Br?nsted酸结构模型.SO3/γ-Al2O3表面存在两种不同强度的酸中心,其酸强度大于分子筛HZSM-5,但弱于传统的固体超强酸SO24/γ-Al2O3.-

二苯并噻吩和4-甲基二苯并噻吩在Mo和CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上加氢脱硫的反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)在Mo/γ-Al_2O3和CoMo/γ-Al_2O_3上加氢脱硫反应的产物分布及其可能的反应网络,并通过反应压力和温度对产物分布的影响,揭示了加氢脱硫反应的可能机理。DBT在Mo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行,两种途径的作用相近;在CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上的加氢脱硫主要通过直接氢解路径进行。4-MDBT在Mo/γ-Al_2O_3和CoMo/γ-Al_2O_3上的加氢脱硫反应主要通过加氢路径进行。Co的加入有助于提高Mo/γ-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫活性,尤其是直接氢解脱硫活性。4-MDBT加氢脱硫反应中加氢路径的相对作用显著大于DBT加氢脱硫反应的加氢路径,间接证明4-MDBT的加氢脱硫过程存在对“端连吸附”的空间位阻。4-MDBT分子中甲基的供电子作用有利于促进苯环的加氢反应,从而有助于缩小与DBT分子间加氢脱硫活性的差别。在DBT和4-MDBT加氢脱硫反应中,反应压力和温度对加氢路径的影响大于对氢解路径的影响。

Fe_2O_3/YSZ-γ-Al_2O_3催化剂在甲烷催化燃烧中的催化性能研究

以 Fe2 O3 为活性组分 ,γ-Al2 O3 ,Zr O2 -γ-Al2 O3 及 YSZ-γ-Al2 O3 ( YSZ是用 Y2 O3 稳定 Zr O2 的催化剂载体 )为载体 ,制备了 3种甲烷燃烧催化剂 .其中以 YSZ-γ-Al2 O3 为载体的催化剂催化性能最好 .XPS检测发现 ,Zr O2 和 Y2 O3 的存在可以增加和稳定 Fe2 O3 的表面浓度 ,同时也可减弱 Fe2 O3 与γ-Al2 O3 之间的相互作用 .Fe2 O3 质量分数为 1 0 %的 Fe2 O3 /YSZ-γ-Al2 O3 催化剂具有最佳的催化活性 .XRD测试结果表明 ,该催化剂的活性与 Fe2 O3 在载体上的分散状况有关 .