不同Zr含量对Cu-Zn/ZSM-5催化剂催化CO_(2)加氢制甲醇性能的影响

采用浸渍法制备不同Zr添加量的系列催化剂0%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、2%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、4%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、6%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、8%Zr-Cu-Zn/ZSM-5。采用XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR作为表征手段,以CO_(2)加氢制备甲醇作为催化剂性能评价的反应体系,探究不同Zr添加量对催化剂物性结构和加氢性能的影响。结果表明,助剂Zr的加入对催化剂的酸性、孔道结构以及催化性能有显著影响,添加4%Zr的催化剂4%Zr-Cu-Zn/ZSM-5具有最佳的活性,CO_(2)转化率约为14%,甲醇选择性约为85%。

富氧条件下Co／ZSM-5催化剂对C3H8选择还原NOx的性能

采用多种物理化学手段研究了在模拟的轻型柴油车尾气中不同Co担载量及Cu掺杂的Co/ZSM-5催化剂的Co组分分散状态、可还原性、NO吸附脱附性质对C3H8选择性催化还原NOx性能的影响。结果表明,浸渍法制备的Co/ZSM-5催化剂上既有外表面上的Co3+和Co2+物种,也有孔内的Co2+离子。富氧条件下Co/ZSM-5催化剂上C3H8选择性催化还原NOx的活性主要与ZSM-5载体孔外表面分散的CoOx物种中的钴离子可还原能力和NO吸附脱附性能密切相关。Co/ZSM-5催化剂上适宜的Co担载量约为4.0wt%,低担载量时随Co担载量增加,表面CoOx物种中钴离子可还原能力增强,C3H8选择性催化还原NOx的低温转化活性增加;高担载量时,随Co担载量增加,单位Co离子的NO吸附量的减少以及催化剂表面活性中心数的减少,导致了Co/ZSM-5催化剂NOx的转化率和催化剂比速率(k)的下降。孔外表面Co3O4晶体的存在使催化剂表面产生较强的NO吸附,并在高温时有利于C3H8的氧化燃烧,使C3H8选择性催化还原NOx的活性降低。

Cu/ZSM-5催化剂的表征及其环己醇脱氢性能

以制备的ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列Cu负载量不同的Cu/ZSM-5催化剂。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、吸附氨气程序升温脱附和BET等方法对Cu/ZSM-5催化剂进行了表征,用H2-N2O滴定法测定了Cu金属的比表面积和分散度。以环己醇气相脱氢制备环己酮为探针反应对Cu/ZSM-5催化剂的催化性能进行了评价。实验结果表明,Cu负载量影响Cu物种在载体表面的状态和分布,Cu是环己醇脱氢反应的活性中心,其比表面积、分散度与Cu/ZSM-5催化剂的活性相关,Cu/ZSM-5催化剂的B酸中心与环己醇脱氢反应的选择性相关。Cu质量分数5%的Cu/ZSM-5催化剂上Cu金属的比表面积较大而B酸中心较少,显示出很高的环己醇转化率(58.7%)和较好的环己酮选择性(97.2%)。

铁改性的Mo/ZSM-5催化剂上NO的选择性催化还原反应

采用浸渍法制备了Mo/ZSM-5,Fe/ZSM-5和不同Fe和Mo摩尔比的Fe-Mo/ZSM-5样品,并以氨为还原剂对其NO选择性催化还原活性以及反应条件对催化性能的影响进行了研究.结果表明,Fe-Mo/ZSM-5样品的NOx转化率明显比单独的Mo/ZSM-5和Fe/ZSM-5的高.当n(Fe)∶n(Mo)为1.5时,Fe-Mo/ZSM-5样品具有最佳催化性能,其NOx转化率在430℃时达到了96%,并且能在高空速和不同O2气浓度的条件下保持高的催化活性.同时采用XRD和XPS技术分别对催化剂的体相结构和表面性质进行了研究,结果表明,当n(Fe)∶n(Mo)=1.5时,Fe和Mo元素之间以及与载体HZSM-5之间存在较强的相互作用,并且其表面的Mo3d的含量最高.这可能与其高的催化活性有关.另外还发现,在反应过程中Fe-Mo/ZSM-5催化剂表面的氮氧物种主要是吸附态NO,因此可以推测NO的催化还原反应机理是,在催化剂表面上,吸附态NO与吸附NH3物种直接反应生成氮气,而非经过氧化为NO2的途径.

FCC汽油硫化物在ZSM-5催化剂上的加氢脱硫路径

采用气相色谱-原子发射光谱(GC-AED)方法,考察了催化裂化(FCC)汽油中的硫化物和相应模型硫化物在ZSM-5催化剂上的催化转化性能。结果表明,FCC汽油硫化物总转化率为86.3%,其中,硫醚和四氢噻吩的转化率都达到100%,硫醇、噻吩、烷基噻吩和苯并噻吩的转化率分别为96.6%、78.8%、85.8%和81.4%。3-甲基噻吩在ZSM-5催化剂上的转化产物中含有噻吩、2-甲基噻吩、2,5-二甲基噻吩、2,4-二甲基噻吩和2,3-二甲基噻吩。烷基噻吩和苯并噻吩硫化物在ZSM-5催化剂上脱硫反应网络中,一方面含有直接加氢脱硫反应,另一方面含有包括歧化、异构化和裂解等反应的间接加氢脱硫反应。

硅改性ZSM-5催化剂上甲苯歧化反应性能的研究

采用液相沉积法研究了硅改性剂对择形分子筛的表面酸性和孔结构参数的影响.利用甲苯歧化反应作为探针反应,考察了改性剂的种类和改性次数等对催化剂的选择性能和活性的影响.结果表明,硅改性剂显著改变分子筛的强酸性,可以对择形分子筛的孔结构进行精细调节.分子筛改性后甲苯的转化率有所降低,但是对二甲苯的选择性明显提高.

Pd/HZSM-5催化剂异构化反应特性的研究

为了筛选适用于异构化 /吸附分离工艺的催化剂 ,考虑到ZSM -5分子筛对直链烷烃的择形催化作用 ,以其为载体 ,采用离子交换法对其改性 ,并负载了不同含量的贵金属Pd。在此基础上 ,利用微反 -色谱系统考察了不同Pd负载量、氢压和反应温度对HZSM -5催化剂异构化活性的影响以及Pd对该类催化剂异构化选择性和稳定性的影响。结果发现 ,HZSM -5催化剂负载Pd后可以有效地提高反应的稳定性及异构化选择性 ;金属分散度的提高有利于改善催化剂的异构化选择性 ;反应温度过高将导致金属的加氢裂化活性增强 ,使异构化选择性下降 ,因此以中温 2 50℃为好 ;在中温下操作时 ,为保证一定的异构化活性 ,氢压不宜太大 ,应控制在 1 .5MPa左右。

Pd/ZSM-5催化剂加氢裂化性能研究

采用N2吸附-脱附和NH3-TPD分析手段,考察ZSM-5分子筛硅铝比和晶粒粒径对载体孔结构和酸性的影响,并以正庚烷和环己烷为原料,考察硅铝比和晶粒粒径对催化剂加氢裂化性能的影响以及Pd负载量对双功能催化剂加氢裂化性能的影响。结果表明:随着硅铝比增大,催化剂的酸性中心数量减少,加氢活性中心数量相对提高,在抑制二次裂化的同时,可提高异构化选择性;而分子筛晶粒粒径的变化对载体外比表面积的影响不大,分子筛晶粒粒径的降低,使催化剂的酸度略有减小,但对催化剂的活性改进有限;分子筛载体负载Pd后,改变了反应路径,使催化剂的加氢裂化性能明显提高,当Pd负载量大于0.4%时,催化剂的加氢转化活性趋于稳定,成为平衡双功能催化剂。

Cu-Zn／ZSM-5催化剂催化湿式氧化H-酸

以萘系染料中间体中具有代表性的H-酸(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸,分子式为C10H9O7S2N)的水溶液为研究对象,分别采用以等体积浸渍法制备的不同负载量的Cu-Zn/ZSM-5催化剂、以共沉淀法制得的Cu-Zn-Al催化剂对H-酸水溶液进行湿空气催化氧化降解。研究结果表明:对于处理H-酸水溶液,Cu-Zn/ZSM-5系列催化剂的COD去除率更高,这主要是由于催化活性中心在分子筛上获得了更优的分散性;最佳的CuO负载量为3.41%,ZnO负载量为1.16%,此时H-酸COD去除率为88.18%。

SO_2对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO_x催化还原性能的影响

分别采用共浸渍法和气相离子交换法制备了Fe-Mo/ZSM-5(CI)和Fe-Mo/ZSM-5(VIE)样品,研究了SO2对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上以NH3为还原剂的NOx-SCR反应的影响.同时利用暂态响应实验、SO2-TPD以及FT-IR等技术对SO2的影响行为进行了分析.结果发现,VIE样品较CI样品具有更好的SCR催化活性.SO2只在低于300℃时对Fe-Mo/ZSM-5催化剂的活性有影响,而在高于300℃对催化活性几乎没有影响,而且温度越高,SO2对催化剂活性的抑制作用越小.研究表明,SO2在低温下对催化活性的抑制作用主要来源于其在催化剂表面的吸附作用,SO2在催化剂表面形成吸附态SO2-4离子,少量的硫酸盐沉积在催化剂表面,减少了催化剂表面活性中心的数量.

CuO-CeO_2/ZSM-5催化剂的制备及其降解酸性大红GR的研究

采用浸渍法制备了Cu O-CeO_2/ZSM-5催化剂,通过XRD、SEM、BET等手段对催化剂物相及微观形貌进行表征,并通过对降解酸性大红模拟废水的降解实验,考察了反应温度、双氧水用量、溶液p H等因素对催化剂光催化活性的影响,并探讨了其光催化降解反应机制。结果表明:Ce的加入不仅可以使活性组分分散更均匀,还能降低光催化反应中电子-空穴对的复合速率,在反应时间为90 min,催化剂用量为0.2 g,反应温度为70℃,p H=4,双氧水用量为0.5 m L的条件下,光降解效果最佳,COD去除率可达99.82%。

Fe(Ⅲ)-改性ZSM-5催化剂酸性和积炭性能研究

本文用NH3-TPD、吡啶 -IR、GC和微反色谱等技术考察了Fe(Ⅲ ) -ZSM- 5催化剂在芳构化反应中的酸性、积炭行为以及催化性能的变化规律 .结果表明 ,Fe (Ⅲ )修饰了沸石表面酸性 ,减少了部分强B酸中心 ,加强了弱L酸中心 .缓和了表面积炭和催化活性下降速率。并发现在反应初期 ,强B酸中心下降、积炭量的生成以及催化活性下降速度均较快 .

合成乙二醇单乙醚用ZSM-5催化剂的NH_4F改性研究

用无缓冲溶液NH4F法对合成乙二醇单乙醚用的ZSM 5沸石分子筛催化剂进行了改性 ,采用正交实验法考察了处理条件对催化剂反应性能的影响。结果表明 ,适宜的改性条件如下 :溶液 pH =5 ,溶液加入量 =催化剂体积的 5倍量 ,加料速度 15 0mL/h ,溶液浓度 0 .5mol/L ,处理温度 90～ 95℃ ,处理时间 6～ 8h。乙二醇单乙醚的选择性和单醚收率分别为 >80 %和 >79%。

ZSM-5催化剂中镍、铜含量的溶出伏安分析

考察了阳极溶出伏安法测定ZSM-5催化剂中Cu^2＋和Ni^2＋的可行性。实验采用玻碳汞膜电极为工作电极的三电极系统，在pH=0．73的0．24mol·L^-1 HCl底液中，Cu^2＋在～0．25V（vs．SCE）附近有一个灵敏的一阶导数溶出峰，其峰高与Cu^2＋在0．01～0．325μg·mL^-1范围内有较好的线性关系，检出限为0．004596μg·mL^-1，相关系数为0．9991，回收率在98．00％～100．5％，精密度在2．27％～5．14％；在pH=9．41的0．06mol·L NH4OH—NH4Cl底液中，Ni^2＋在-0．30V（vs．SCE）附近有一个灵敏的一阶导数溶出峰，此峰高与Ni^2＋在0．5～5．5μg·mL^-1范围内有较好的线性关系，检出限为0．4422μg·mL^-1，相关系数为0．9996，回收率在98．12％～101．7％，精密度在3．64％～6．21％。常见干扰离子Fe^3＋、Zn^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋、Al^3＋等对镍和铜的分析无影响。用本法对ZSM-5催化剂中Cu^2＋、Ni^2＋含量进行了测定，获得了满意的结果。

ZSM-5催化剂在多周期MTP反应中的性质变化及反应行为

通过XRD、N2物理吸附-脱附、NH3-TPD、TG、二氯甲烷萃取及GC-MS分析等手段研究了ZSM-5催化剂在多周期甲醇制丙烯(MTP)反应中的性质变化和内、外表面可溶积炭的组成。在反应压力0.1 MPa、温度480℃、甲醇质量空速1h-1(甲醇分压为12.5kPa)的条件下,考察了不同反应周期ZSM-5催化剂的MTP催化活性。结果表明,在多个反应-再生过程中,ZSM-5催化剂的骨架结构受到各周期积炭、水热脱铝及床层局部高温的影响,使其在脱铝过程中晶体结构遭受破坏,进而影响其孔道结构和酸性质;工业失活ZSM-5催化剂的结焦物主要是不可溶积炭,随着反应-再生周期的增加,积炭物种会不断的发生脱氢、环化等反应,最后生成重质稠环芳烃,甚至石墨化的碳,致使不可溶积炭量逐渐增加。

Cu含量对Cu/ZSM-5催化剂氨选择性催化还原NO影响的研究

采用浸渍法将铜(Cu)负载在ZSM-5分子筛上,制备了一系列不同Cu含量的Cu/ZSM-5分子筛催化剂。对ZSM-5及Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原一氧化氮(NO)性能进行评价,并对Cu/ZSM-5分子筛催化剂进行表征分析。结果表明,Cu含量变化对Cu/ZSM-5分子筛催化剂的氨选择性催化还原反应(NH3-SCR)活性影响较大,Cu含量为0.75%(wt,质量分数)制得的Cu/ZSM-5具有最佳的中低温活性,在190℃条件下对NO的转化率为91%。

新型Mn-Fe/ZSM-5催化剂的NH_3-SCR脱硝性能

采用氨水沉淀-化学蒸气沉积法制备Mn-Fe/ZSM-5催化剂,并考察其NH_3-SCR脱硝性能。结果表明:Mn-Fe/ZSM-5催化剂具有很好的低温活性和较宽的活性温度范围,在180~450℃的温度范围,NO的脱除率达到98%以上。在该催化剂上活性组分具有很好的分散度、较高的还原能力、较适中的酸性和较好的低温抗硫性,且活性组分Mn和Fe之间存在着协同作用。在SO_2存在的条件下,Mn-Fe/ZSM-5催化剂的活性在240~450℃的温度范围内具有很好的抗硫性,NO的脱除率均高于98%.

改性ZSM-5催化剂汽油降苯工艺研究

在10 m L固定床实验装置上利用改性ZSM-5催化剂考察了反应温度、操作压力、进料空速、苯醇摩尔比对汽油降苯过程的影响。结果表明,温度、压力、醇苯摩尔比的适当提升及空速的合理选择可以促进苯的烷基化反应,增加苯的脱除效果。在温度为400~420℃,压力为2.0 MPa,醇苯摩尔比为2.0,苯重时空速为2.0 h^(-1)条件下,苯的脱除率可达66%以上。利用该催化剂对炼油厂重整油C6馏分进行降苯处理,苯的脱除率达65%左右,同时油品辛烷值得以提升,催化剂稳定性良好,较高脱苯活性可维持800 h以上,经再生后活性可完全恢复。

V-W-Ti-Yb/ZSM-5催化剂超临界氧化处理焦化废水

采用浸渍烧结法制备了一种用于超临界催化氧化处理焦化废水的催化剂(V-W-Ti-Yb/ZSM-5),考察了反应温度、反应压力、反应时间、过氧比(氧气实际浓度与理论浓度的比值)等因素对COD及NH_(3)-N去除率的影响。实验结果表明:COD去除率的最优反应条件是反应温度448.2℃、反应压力24.2 MPa、反应时间16.2 s、过氧比2.5,此时COD去除率可达99.97%;NH_(3)-N去除率的最优反应条件为反应温度436.2℃,反应压力29.4 MPa,反应时间2.0 s,过氧比3.3,此时NH_(3)-N去除率可达98.74%。选择苯酚作为焦化废水特征污染物,拟合计算得到了V-W-Ti-Yb/ZSM-5催化剂超临界催化氧化处理焦化废水的反应动力学方程。

焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原性能的影响

采用共浸渍法制备了m(Fe):m(Mo)=1的Fe-Mo/ZSM-5催化剂,并对其在不同焙烧条件所得样品上NO选择性催化还原反应活性进行了测试。结果表明,焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化性能影响明显,600℃焙烧6 h的样品在低温范围具有较好的催化性能,随着焙烧时间或焙烧温度的增加,其NOx转化率依次向高温方向移动,在800℃焙烧后的样品催化活性明显下降。采用XRD和BET对Fe-Mo/ZSM-5样品的体相结构和表面性能进行了研究。结果表明,不同焙烧条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂的晶胞参数和比表面积产生了差别,特别是焙烧温度达到800℃时,其比表面积显著减小,这可能是导致Fe-Mo/ZSM-5催化性能突然下降的主要原因。焙烧过程中残留在的表面含氮物种对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原反应活性影响较大。