Zn/Al-CLM催化剂的丙烷芳构化反应性能研究

介绍了丙烷在Zn/Al-CLM催化剂上芳构化反应活性 ,并与Zn/HZSM - 5催化剂进行了比较。结果表明 ,丙烷在Zn/Al-CLM催化剂上的芳构化反应转化率为 1 6 .86 % ,芳烃选择性为 2 7.40 % ;而Zn/HZSM - 5催化剂的丙烷芳构化反应转化率为 49.0 1 % ,芳烃选择性为 57.30 %。这种差异主要是由于Al-CLM和HZSM - 5两种载体的酸性特征及孔结构不同所造成的。此外还发现 ,在Zn/Al-CLM催化剂上 ,C3烷烃芳构化主要转化为苯 ;而在Zn/HZSM - 5催化剂上C3芳构化主要转化为甲苯。为了改善Zn/Al-CLM催化剂的C3烷烃芳构化性能 ,研制了双金属催化剂。结果表明 ,GaZn/Al-CLM催化剂的丙烷芳构化反应转化率为 30 .1 8% ,芳烃选择性为 65 .91 % ;PtZn/Al-CLM催化剂的丙烷芳构化反应转化率为 38.37% ,芳烃选择性为 57.87%。

前体元素含量及物相组成对甲醇合成催化剂性能的影响

基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含量及物相组成对催化剂晶粒尺寸、织构性质和活性的影响。实验结果表明,Zn含量增加使得二元前体物相发生由锌孔雀石到锌孔雀石和绿铜锌矿混合相再到绿铜锌矿的结构转变;二元前体的物相组成同时反映了催化剂中Cu/Zn的相对含量,并影响焙烧后催化剂的晶粒大小和织构特征,进而影响催化剂的性能;当二元前体为锌孔雀石和绿铜锌矿混合相且锌孔雀石物相占比较高时,能够获得晶粒较小、比表面积和孔体积较大的催化剂。此时,催化剂的性能最佳,甲醇时空收率达1.45 g/(mL·h),活性衰减率为11.7%,具有较好的应用价值。

乙炔乙酸化反应中Zn基催化剂的研究进展

醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料,主要采用电石乙炔法生产,反应原料采用的是醋酸和乙炔。目前工业上使用醋酸锌/活性炭催化剂,存在转化率低、易积碳、活性组分易流失等问题。通过调研国内外乙炔乙酸化Zn基催化剂的发展现状,结合我国的基本国情和绿色化学的理念,对乙炔乙酸化反应中Zn基催化剂的发展进行展望。

以类水滑石为前驱体的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)催化剂制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用共沉淀法合成了Cu:Zn:Al:Zr:Y原子比分别为2:1:1:0:0、2:1:0.8:0.2:0、2:1:0.8:0:0.2和2:1:0.8:0.1:0.1的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)类水滑石化合物.将前驱体材料在空气中500°C焙烧后得到复合金属氧化物,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、N2吸附、氧化亚氮(N2O)反应吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和H2/CO2程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对所制备的样品进行表征.结果表明,Zr和Y的引入使得催化剂BET比表面积大幅增加,金属铜的比表面积和分散度均按以下顺序依次增加:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Zr<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y,然而,强碱位数目占总碱位数目的比例的变化顺序为:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y<Cu/Zn/Al/Zr.活性评价结果揭示CO2转化率取决于金属铜的比表面积,甲醇选择性则随强碱位比例的增加而线性增加.因而,Zr和Y的引入有利于甲醇的合成,Cu/Zn/Al/Zr/Y催化剂上的甲醇收率最高.

Cu-Ni/Zn催化剂甲醇裂解机理原位XPS研究

利用原位XPS和TPD-MS技术研究了Cu-Ni/Zn催化剂在甲醇裂解反应中的机理和活性中心.TPD-M脱附产物中仅检测到CH3OH、H2和CO,而未发现CH4和CH3OCH3、HCOOCH3等其它含氧物种,说明在CH3O裂解过程中仅包括O-H、C-H键的断裂,而不存在C-O键的断裂过程.In-situXPS的研究发现,在反应温度升高到200℃以上时,Cu/Zn催化剂中的Zn明显被还原,反映出Cu/Zn催化剂失活过程的Cu-Zn合金生成过程,而在Cu-Ni/Zn催化剂中未观察到Zn的还原,且表面出现Cu+/Cu0共存的现象.Cu+和Cu0很可能共同构成催化剂表面的活性中心,Cu+应该是在甲醇裂解反应过程中形成的中间态.产物氢从Cu-Ni/Zn催化剂表面脱附为反应的控速步骤.

酸碱性硅溶胶对浆状Cu/Zn/Al催化剂性能的影响

在完全液相法研究发现的基础上,选用酸、碱性硅溶胶,制备Cu/Zn/Al/Si浆状催化剂,采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、红外光谱分析(FT-IR)、氮气吸附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对催化剂进行了表征。结果表明,两类硅溶胶引入Cu/Zn/Al催化体系后,与前驱体制备环境一致的酸性硅溶胶能显著提高催化剂的CO的转化率和二甲醚的选择性,最高分别可达65.38%和76.26%。酸性硅溶胶削弱了Cu与其他组分的相互作用力,催化剂表现为易于还原、晶粒度大,暴露出丰富的反应所需的Cu0活性晶面。此外,硅溶胶的酸碱性质还改变催化剂酸中心的强度和数量且使强、弱酸中心均向低温方向迁移,酸性硅胶制备的催化剂中弱酸中心数量多,进而提高了催化剂活性和二甲醚的选择性。大比表面积和介孔孔隙丰富的催化剂孔结构亦有利于催化剂活性和二甲醚选择性的提高。

ZnS/镍锌铁氧体磁性光催化剂的制备与光催化活性

采用共沉淀法制备了镍锌铁氧体,并用氨水、乙二胺四乙酸进行表面改性;然后以醋酸锌、硫代乙酰胺和表面改性的镍锌铁氧体为原料,采用超声化学法制备了ZnS/镍锌铁氧体的复合粉体。采用X射线粉末衍射(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及所带能谱仪(EDS)对所制得的样品进行了表征,并以太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明:镍锌铁氧体负载的ZnS为立方闪锌矿结构,单个ZnS颗粒尺寸分布在15～25 nm之间;ZnS/镍锌铁氧体复合粉体在可见光下具有一定的光催化活性,且具有磁性能可实现磁分离回收。

Fe添加对Cu/Zn/ZrO_2催化剂CO_2加氢合成低碳醇性能的影响

采用共沉淀法制备了添加不同Fe含量的Cu/Zn/ZrO2催化剂,在523K、3.0MPa和3000h-1的条件下,考察了不同Fe含量对Cu/Zn/ZrO2催化剂上CO2加氢合成低碳混合醇性能的影响。并采用低温N2吸附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)技术对催化剂进行了表征。结果表明:在Cu/Zn/ZrO2催化剂中加入适量的Fe后,可以提高催化剂的活性、醇的时空产率(STY)以及C2+醇的选择性。

Cu/Zn/Al/Mn催化剂上CO/CO_2加氢合成甲醇特性研究

利用共沉淀法制备了四组分的Cu Zn Al Mn和Cu Zn Al Ce催化剂以及三组分的Cu Zn Al催化剂。利用组成H2/CO/CO2/N2=66/27/3/4(体积比)的富CO原料气对催化剂进行了活性评价,并研究了温度、压力和空速等反应条件对催化剂活性的影响。结果发现添加适量的锰助剂能显著提高催化剂的活性和热稳定性。利用SEM和XRD方法进行了催化剂的结构和形貌表征,同样表明锰助剂可以起到阻止CuO晶粒长大和促进CuO分散作用。利用富CO2的生物质原料气体积比为H2/CO/CO2/N2=50/25/20/5对Cu Zn Al Mn催化剂进行的评价表明:Cu Zn Al Mn催化剂上CO/CO2加氢合成甲醇的甲醇产率和选择性均有下降,在试验范围内,甲醇产率下降11%～25%,选择性为93%～95%。

Ag负载ZnS光催化剂的制备与光催化制氢

为实现光催化制氢,通过模板剂水热合成和浸渍还原法制备出Ag负载ZnS光催化剂.利用XRD、SEM和UV-vis对样品进行结构和光学性质表征,利用光催化分解Na2S+Na2SO3溶液制氢评价光催化性能.结果表明:在酸性条件下,模板剂质量浓度较低而硫源和锌源较多时,样品为棒状,主要以立方闪锌矿结构存在;反之,样品主要为球状,以纤维锌矿结构和闪锌矿结构共存.碱性条件下,样品成球状,以立方闪锌矿结构存在.EDS分析表明,少量的Ag负载到ZnS样品表面.实验中制备的样品A为混晶结构,其对应的吸收光谱红移最大,同时负载Ag有利于光生电子和空穴的分离,表现出最佳的光催化制氢性能.

苯选择加氢制环己烯无负载Ru-Zn-B催化剂的研究

以NaBH4为还原剂用化学还原法制备了无负载Ru-Zn-B催化剂.探讨Zn含量、加料方式和洗涤等制备条件对催化剂性能的影响.研究结果表明,当Zn含量为10%、采用反加法、洗涤至pH值为7.5时制备的催化剂具有较好的活性选择性.XRD分析表明,催化剂为非晶合金结构.

ZnS光催化剂对不同偶氮类染料光降解的光催化性能的比较

在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在时,合成了ZnS光催化剂。采用X射线衍射和透射电子显微镜等测试技术结果表明,制得的ZnS粒子尺寸均一,无团聚现象,平均粒径约为3.5nm。研究了ZnS光催化剂在紫外光下对不同染料的光催化降解效率,结果表明,ZnS光催化剂对一些含—N—N—基团的偶氮类染料,如甲基橙(MO)、酸性嫩黄(AY)、酸性橙Ⅱ(AOⅡ)光催化降解效率高达88%以上,甲基红(MR)的光催化降解效率也达59.63%。表明—N—N—基团容易降解。染料分子本身的吸光性也起一定的作用,虽然二甲酚橙(XO)和亚甲基蓝(MB)分子中均不含—N—N—基团,但由于XO的最大吸收峰分布于430nm的紫外光区,其光催化降解效率可达43.83%,而MB最大吸收峰分布于664nm可见光区,因此,其光催化降解效率则非常低。

ZnS/g-C_3N_4复合型催化剂的制备及其可见光光催化性能

利用共沉淀的方法制备了ZnS/g-C_3N_4复合型催化剂,并考察其在可见光区对罗丹明B的光降解性能的影响机制.采用TEM、BET、XRD、ICP、FT-IR和XPS等分析手段表征了样品,并评价了样品的光催化活性。结果表明,与g-C_3N_4相比,ZnS负载量为5wt%的ZnS/g-C_3N_4催化剂活性会更高一些,且经过四次循环实验后样品的光催化性能未明显失活。这可能归因于ZnS和g-C_3N_4所形成的异质结构提高了光催化效率。

ZnO/Zn复配催化剂热分解4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯制备4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯的研究

考察了不同催化剂对4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(4,4′-MDC)催化分解制备4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4′-MDI)反应的催化性能,结果表明ZnO/Zn复配催化剂对该反应具有较高催化活性,并具有低温的反应特点。ZnO/Zn复配催化剂的最佳质量比为1∶1。对ZnO/Zn复配催化剂催化反应的工艺条件进行了优化实验,结果表明在催化剂用量为溶剂质量的1.6%,原料用量为溶剂质量的2.5%,反应温度250℃,反应时间80min的最优条件下,MDC的转化率达到99.2%,其中4,4′-MDI单体的产率为67.3%。

W/Al-CLM和W/γ-Al_2O_3催化剂上钨的分散性能

采用浸渍法和干混法制备了一系列负载钨的层柱分子筛催化剂 (W /Al -CLM )以及负载钨的γ -Al2 O3 催化剂 (W/γ -Al2 O3 )。利用XRD分析了样品表面上钨的分散性。结果发现 ,两种催化剂均可以使钨含量低的催化剂中钨在载体表面上自发分散而使晶相钨物种消失 ,而钨含量高时 ,催化剂表面上保留晶相钨物种。而且无论是浸渍法还是干混法合成的催化剂 ,相同钨含量时 ,均是W /Al-CLM催化剂表面上钨的分散性优于W/γ -Al2 O3催化剂。同时 ,对于W /Al-CLM催化剂和W/γ -Al2 O3 催化剂 ,在相同钨含量情况下 ,均是浸渍法催化剂表面上钨物种的分散性优于干混法。通过氨水处理 ,可以使低、中以及高钨含量的催化剂上所有晶相钨物种消失 ,即溶解掉一部分表面钨物种 。

二甲醚水蒸气重整制氢Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂研究

用共沉淀耦合机械混合法制备Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂,与Cu-Zn-Al/ZSM-5催化剂进行对比研究,并考察其在二甲醚水蒸气重整制氢反应中的催化性能,研究ZSM-5在二甲醚水解反应以及铜基催化剂Cu-Zn-Al-Cr在甲醇水蒸气重整制氢反应中的活性,同时采用热重、X射线衍射、H2程序升温还原等手段对催化剂的焙烧温度、物相结构、还原性能等进行分析。结果表明,Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂的性能明显优于Cu-Zn-Al/ZSM-5催化剂,同时Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5双功能催化剂在二甲醚水蒸气重整制氢反应中有较好的低温活性和CO选择性,当反应温度为280℃,水醚比为7∶1时,二甲醚转化完全,氢气收率达到85.7%,反应温度低于240℃时,无CO生成;同时催化剂之间的耦合作用使Cu-Zn-Al-Cr/ZSM-5催化剂在较高温度下具有较好的活性和稳定性。

K对Cu/Zn/La/ZrO_2催化剂上CO加氢制备异丁醇的影响

采用共沉淀法制备了碱金属K改性Cu/Zn/La/ZrO_2催化剂,在固定床反应器上分析了其在合成气制异丁醇反应中的催化性能,利用BET、XRD、CO_2-TPD、NH3-TPD及CO-TPD表征技术,研究了K助剂的添加和反应温度对催化剂性能的影响。结果发现:K助剂不仅对催化剂结构及表面性质影响较大,同时对异丁醇合成活性也有明显影响。K改性导致催化剂各活性组分分散性变差,催化剂晶粒增大,CuO还原温度升高。但K促进了催化剂表面弱酸酸量及弱碱碱量的增加,催化剂上弱酸酸量、弱碱碱量分别与CO吸附性能、总醇时空收率有较好的顺变关系。结果表明:适宜的弱酸、弱碱中心有利于提高总醇的时空收率和总醇中异丁醇的选择性。

添加乙二醇制备Cu/Zn/Al催化剂对其催化合成气制乙醇的影响

采用完全液相法以乙二醇为溶剂和螯合剂制备Cu/Zn/Al催化剂,利用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、BET和XPS技术对催化剂进行表征,并以合成气为原料在浆态床反应器中考察了不同乙二醇体积分数的乙二醇溶液对催化剂催化合成气制乙醇性能的影响。结果表明:Cu/Zn/Al催化剂中存在Cu和Cu_2O物相;乙二醇的加入可以提高催化剂中Cu_2O分散度,增强Cu物种与Zn、Al物种的相互作用,提高Cu物种的还原温度,改变催化剂的织构和表面性质;催化剂制备时加入乙二醇,可以显著增加乙醇的选择性,当乙二醇溶液中乙二醇的体积分数为21.0%时,乙醇的选择性达到10.1%,醇产物中乙醇的质量分数达到18.0%,但是当乙二醇的体积分数继续增大时乙醇选择性开始逐渐降低。

ZN 111-4催化剂在兰州石化公司Sphripol-Ⅱ双环管聚丙烯工艺上的应用

为减少聚丙烯(PP)产品的细粉含量,确保PP装置的稳定运行,中国石油兰州石化公司试用了Basell公司ZN 111-4催化剂。结果表明,与装置沿用的ZNM 1催化剂(生产均聚PP产品(牌号T38 F)时使用)和ZN 118催化剂(生产共聚PP产品(牌号SP 179)时使用)相比,使用ZN 111-4催化剂生产这2种PP产品,催化活性可提高15%以上;生产T 38 F时外给电子体消耗量可降低5%,生产SP 179时外给电子体消耗量可降低33%;PP粉料产品的平均粒径较小,但粒径小于300μm的细粉含量相当;共聚性能与ZN 118催化剂相当。

尖晶石型Zn_2SnO_4光催化剂的制备与活性研究

运用化学共沉淀法,制备尖晶石型Zn2SnO4纳米粉体。通过X射线衍射分析(XRD)、光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)、光度法等手段研究粉体的结构。以波长λ=312 nm的光源对甲基橙和茜素红水溶液进行光催化降解实验,讨论光催化剂用量、染料浓度、催化剂烧结时间、试液的pH值、光照时间等与染料脱色率的关系。结果表明,该复合氧化物粉体平均粒径小于30 nm,属立方晶系,具有良好的光催化活性。