煤炭制液化石油气催化剂研究进展

主要概述了煤炭制备液化石油气的工艺路线、催化剂的研究进展,并对催化剂的反应机理进行了简单介绍。

载体对铜基催化剂NH_3-SCR低温脱硝性能的影响

采用浸渍法制备载体负载铜氧化物催化剂。通过XRD、TG-MS、XPS、NO-TPD、NH_3-TPD和H_2-TPR等手段对催化剂进行表征,考察了有氧条件下载体对催化剂NH_3-SCR低温脱硝性能的影响。结果表明,铜物种在载体上以CuO和Cu_2O形式共存,载体影响铜物种的分散性和氧化态,影响催化剂酸性、氧化还原性和对反应物的吸脱附能力。Cu/HZSM-5催化剂,铜物种分散度高,氧化还原性能好,具有适宜的酸性和酸量,对反应物有良好的吸附-脱附性能,在NH_3-SCR脱硝反应中具有较好的催化活性,反应温度低,T_(50)和T_(90)分别为137和165℃,活性窗口温度宽,NO转化率高于90%的温度为165-358℃。

M0.5Co2.5O4(M=La,Ce,Pr,Nd)尖晶石型复合氧化物催化剂催化分解N2O性能

采用共沉淀法制备了M_(0.5)Co_(2.5)O_4(M=La,Ce,Pr,Nd)钴基尖晶石型复合氧化物催化剂,运用XRD、SEM、H_2-TPR和O_2-TPD-TG等对催化剂物化性能进行表征,并在固定床微型反应器中评价催化剂催化分解N_2O性能。结果表明,稀土金属掺杂改性的钴基尖晶石型复合氧化物催化剂粒径明显减小,比表面积增加,氧化还原性能得到改善,催化分解N_2O活性提高,其中,M_(0.5)Co_(2.5)O_4催化剂催化分解N2O温度低,T10和T95分别为342℃和499℃。

制备条件对Ag/ZSM-5催化剂CH_4-SCR脱硝性能的影响

利用浸渍法制备了Ag/ZSM-5催化剂,并通过XRD、NH_3-TPD和NO-TPD等手段对Ag/ZSM-5催化剂进行表征,考察了焙烧气氛、焙烧温度对催化剂催化性能的影响。结果表明,焙烧气氛影响Ag/ZSM-5催化剂上Ag物种的形态、催化剂酸量和对NO的吸脱附性能;焙烧温度影响催化剂的酸性、酸量,也影响催化剂对NO的吸脱附性能;氮气气氛、800℃焙烧的催化剂CH_4-SCR脱硝活性较好,350℃时NO转化率达到最大,为42%。

Ni/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化及对萘饱和加氢反应的影响

采用浸渍法,改变镍负载量、焙烧温度和焙烧时间等条件制备了Ni/Al_2O_3系列催化剂,使用高压固定床反应器评价了优化后的Ni/Al_2O_3催化剂在萘饱和加氢反应中的性能,并进行了200 h的稳定性实验。采用XRD,H2-TPR,SEM,TG,DTA,BET等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,在镍负载量为10%(w)、焙烧温度为450℃、焙烧时间为4 h的条件下,制备的催化剂加氢性能较高,活性组分Ni O与γ-Al_2O_3载体间存在相互作用且高度分散于载体表面。实验结果表明,在反应压力为5 MPa、反应温度为260/275℃、LHSV=1 h-1、氢油体积比为300∶1的反应条件下,采用优化后的Ni/Al_2O_3催化剂,十氢萘的选择性最高可达99%以上,产物中顺式和反式十氢萘的比例可达3.0。

丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展

概述了工业化丙烷脱氢工艺专利技术、热力学特征及反应机理。丙烷脱氢工艺使用的催化剂为铂系和铬系催化剂,针对这2类催化剂的优缺点分别从载体类型和助剂选择的角度综述了催化剂的研究进展,并对催化剂结焦问题进行了分析。

CO_2加氢制低碳烯烃催化剂的研究进展

综述了近年来国内外CO_2加氢制低碳烯烃催化剂的主要研究成果,介绍了复合型催化剂和Fe基催化剂。评述了复合催化剂中分子筛和金属氧化物对催化性能的影响;阐述了Fe基催化剂中活性组分、载体、助剂在该反应中的应用。最后,对CO_2加氢制低碳烯烃的研究工作进行了总结,并展望了今后的研究方向。

离子液体催化合成对叔丁基甲苯

以甲苯和氯代叔丁烷为原料,以三氯化铝离子液体为催化剂,考察合成对叔丁基甲苯的影响因素。结果表明,该烷基化反应最佳工艺条件为:反应温度0℃,离子液体用量为甲苯质量的1%,甲苯与氯代叔丁烷物质的量比2∶1,此条件下,氯代叔丁烷转化率100%,目标产物对叔丁基甲苯选择性较高。向三氯化铝离子液体中加入氯化亚铜改性助剂,当三氯化铝离子液体和氯化亚铜物质的量比为1∶2时,在优化条件下对叔丁基甲苯选择性由50.22%提高到85.38%。

钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220℃、反应压力1. 0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^(-1)条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%～6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。

复合型载体对高温煤焦油加氢裂化催化剂性能的影响

以Y分子筛、β分子筛及Al_2O_3为复合载体,采用等体积浸渍法制备负载型Ni-W加氢裂化催化剂;以高温煤焦油为原料,在两段串联固定床反应装置上评价催化剂的反应性能,并优选了催化剂级配方案。结果表明:与单一载体相比,Y分子筛、β分子筛以及Al_2O_3复合可改善催化剂的孔结构和酸性分布;随着复合载体中β分子筛质量分数增大,催化剂酸强度增加,有利于加氢反应的进行;加氢裂化催化剂复配可改善煤焦油加氢产品品质,以FF-36为加氢精制催化剂,制备出的F-2,F-4为加氢裂化催化剂(二者质量比为1∶2)时,加氢产品含硫、含氮质量浓度分别为7.84,7.06μg/L,密度为0.902 g/mL,轻质油收率为95.56%。

天然沸石去除煤化工废水中氨氮的研究

采用天然沸石去除煤化工废水中的氨氮,考察了沸石投量、吸附时间、温度、p H等因素对氨氮去除率的影响。另外对天然沸石进行改性,对比了酸、碱、盐、微波、焙烧等方式对天然沸石吸附性能的影响。结果表明,天然沸石对煤化工废水中的氨氮有较好的去除效果,而碱改性可以明显提高沸石的吸附性能。采用HCl溶液在高温条件下解吸饱和天然沸石,可使沸石的吸附能力得以再生。

阴离子种类及浓度对RCT催化剂催化湿式氧化处理头孢废水的影响

采用催化湿式氧化法处理头孢类废水,以RCT为催化剂,考察了阴离子对污染物降解效果的影响。结果表明,不加阴离子时,RCT催化剂能有效催化污染物的降解,TOC和TN去除率分别为78.3%和85.9%;投加不同阴离子对反应的影响不同。RCT催化剂可将头孢氨苄废水中的有机N转化为N2,少部分以NO3-N形式存在;阴离子F^-、Cl^-、Br^-、I^-及SO4^2-对TN的降解影响不大,而NO3^-、PO4^3-、CO3^2-、SiO3^-2及B4O7^2-则明显抑制了对TN的去除。投加F^-、Cl^-、Br^-、I^-及NO3^-对TOC的降解有促进作用(I^->F^->Cl^->Br^->NO3^-),TOC的降解率提高了3.1~18.6个百分点;而投加SO4^2-、PO4^3-、CO3^2-、SiO3^2-及B4O7^2-对TOC的降解有抑制作用(SiO3^2->PO4^3->CO3^2->B4O7^2->SO4^2-),TOC的降解率降低了2.0~46.9个百分点。研究Cl-浓度对RCT催化剂降解效果的影响,当Cl-为0.1 mol·L^-1时,对TOC的去除有抑制作用,而较高的Cl-浓度(≥0.3 mol·L^-1)对TOC的去除却有促进作用,投加Cl-对TN的去除有促进作用,但随着Cl-浓度的增加[(0.1~0.8)mol·L^-1],TN的去除率变化不明显(约为88%)。

La1-xLixMnO3钙钛矿催化剂同时消除NO和碳烟催化性能

采用溶剂热法制备La1-xLixMnO3(x=0,0.05,0.15,0.25)钙钛矿型复合金属氧化物催化剂。通过XRD、FT-IR、XPS、H2-TPR和NO-TPD等手段对催化剂进行表征,在固定床微型反应器中评价催化剂同时消除NO和碳烟催化性能。结果表明,溶剂热法制备的La1-xLixMnO3催化剂具有单一的钙钛矿结构,催化剂中Mn物种以Mn3+和Mn4+的形式存在。Li+部分取代LaMnO3中La3+后,La1-xLixMnO3催化剂上Mn4+数量和氧空位增加,促进更多活性氧物种和氮氧化物的吸附与活化,提高氧化还原性能,改善催化活性。Li+取代量为0.15,即La0.85Li0.15MnO3催化剂催化活性较好,Tmax和Tig分别为463℃和327℃,NO最大转化率XNOmax为42.1%,反应温度TNOmax为383℃。

Ni/γ-Al_2O_3催化剂上萘加氢生成十氢萘的催化反应研究

采用Ni/Al_2O_3催化剂,在高压固定床反应器中考察了反应温度、压力、空速和氢油体积比比等因素对萘饱和加氢反应行为的影响,尤其是反应条件对反式十氢萘和顺式十氢萘选择性的影响。研究表明,反式十氢萘和顺式十氢萘的选择性与反应操作条件密切相关;反式十氢萘与顺式十氢萘的比例随着氢油比和温度的升高而增加,而随着压力和空速的增加而减小。在反应温度260-290℃、反应压力为5-7 MPa、空速为1-1.5 h-1及氢油体积比大于250时,十氢萘的选择性最高可达99%以上,萘的转化率接近100%,产物中反式和顺式十氢萘的比例最高,可达4.0左右。对Ni/γ-Al_2O_3催化剂稳定性进行了考察,初步发现催化活性组分的烧结或流失是催化剂失活和影响产物中反式十氢萘和顺式十氢萘比例的主要原因。

锰基活性炭催化臭氧氧化处理印染废水研究

以颗粒活性炭为载体,制备锰基活性炭催化剂,对印染废水的生化处理尾水进行催化臭氧氧化降解试验研究。研究结果表明,锰基活性炭可显著提高臭氧对印染废水的氧化降解能力。在试验水样为100 mL、催化剂投加量为10 g、臭氧投加量为0.9 mg/min以及温度25℃条件下,经过20 min的反应过程,印染废水生化尾水的COD_(Cr)质量浓度由96 mg/L降至32.5 mg/L,去除率达到66.1%。增大催化剂、臭氧投加量对降低印染废水COD_(Cr)浓度起到积极作用。碱性环境下,催化臭氧氧化的降解效果更好。锰基负载过程使活性炭表面的孔隙结构更发达,比表面积有较大的提高。

Ag(x)/ZSM-5催化剂的CH4-SCR脱硝性能

采用浸渍法制备Ag(x)/ZSM-5(x=3、6、9)催化剂。采用XRD、SEM、NH3-TPD、Py-FTIR、XPS和NO-TPD等手段对催化剂的理化性质进行表征,在常压固定床微型反应器中评价催化剂甲烷选择性催化还原(CH4-SCR) NO催化性能,考察Ag负载量对Ag(x)/ZSM-5催化剂CH4-SCR脱硝性能的影响。结果表明,ZSM-5分子筛负载Ag,催化剂的酸性和酸量发生变化,改善了催化剂对NO的吸附脱附性能。随着Ag负载量增加,形成较大的Ag晶粒,有利于甲烷活化,Ag(x)/ZSM-5催化剂CH4-SCR脱硝活性提高。Ag(9)/ZSM-5催化剂CH4-SCR脱硝性能较好,在350℃时NO转化率为41.87%。

负载型铜铁催化剂直接催化分解N2O的研究

利用等体积浸渍法制备了不同组成的CuFeO/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,通过催化分解N2O的活性评价结果确定催化剂的最佳Cu-Fe原子质量比为2∶1、最佳负载量为25%。通过XRD、BET、H2-TPR等表征手段对催化剂的结构进行研究。结果表明,Cu2Fe1O/γ-Al2O3催化剂表面的CuO结晶度较小且高度分散,具有较大的比表面积;相比其他CuFeO/γ-Al2O3复合氧化物催化剂和单组分CuO/γ-Al2O3催化剂,Cu2Fe1O/γ-Al2O3还原能力更强,故表现出更强的N2O催化分解能力。考察了N2O质量分数、O2体积分数、空速等反应条件对Cu2Fe1O/γ-Al2O3活性的影响。在515℃高温条件下连续反应100 h,N2O转化率保持在90%左右,表明Cu2Fe1O/γ-Al2O3催化剂具有良好的热稳定性。

制备方法对FeC2O4制备的费托合成铁催化剂的影响

引入一种新的铁前体草酸亚铁,并考察4种制备方法(并流共沉淀,正加共沉淀,沉淀-浸渍K,沉淀-浸渍K、SiO2)对费托合成铁基催化剂晶体结构、物化性质以及催化性能的影响。研究发现,制备方法显著影响催化剂的晶体结构和织构性质,由并流共沉淀制备的催化剂由于具有较好的结晶度和还原性,并且助剂与活性相结合程度更为均匀,使得催化剂展现出最佳的活性和稳定性,CO转化率可达96.2%。还发现并流共沉淀制备的催化剂表现出较高的烃类产物收率和C2~C4烯烃选择性,对液相产物和固相产物进行碳数分析发现,并流共沉淀所得的液相产物中汽油组分的含量高达85.8%,且C4+重质烃产物中,C4~C18含量高达91.0%;正加共沉淀的液相产物中煤油组分的选择性较高;沉淀-浸渍K的液相产物中柴油组分含量较高。

nMoO_x·HZSM-5催化正丁烷裂解增产丙烯性能研究

采用等体积浸渍法制备了nMoO_x·HZSM-5系列单相复合体,用XRD、NH_3-TPD、Py-FTIR、BET、SEM等技术对其物相结构、表面酸性、比表面积进行了表征。在连续固定床微反装置中对nMoO_x·HZSM-5单相复合体进行了催化正丁烷裂解性能的评价。结果表明,部分活性组分Mo以Mo Ox原子簇的形式定位于HZSM-5分子筛的Z形和直形孔道交叉孔处,与分子筛的骨架氧配位形成nMoO_x·HZSM-5单相复合体,引起分子筛的骨架收缩,相应的晶胞参数及晶胞体积减小,比表面积下降;随M o用量的增大,nMoO_x·HZSM-5单相复合体的酸量呈先增加后减小趋势;在反应温度625℃,体积空速5600 h-1条件下,Mo用量为0.75%制备的nMoO_x·HZSM-5-0.75%单相复合体催化正丁烷裂解反应的转化率为73.83%,略低于HZSM-5分子筛,但丙烯收率却达到了13.13%,较HZSM-5分子筛提高2个百分点以上,表现出较好的增产丙烯效果。

直接催化分解氧化亚氮的金属氧化物催化剂研究进展

综述了近年来催化分解N2O金属氧化物催化剂的研究进展,主要包括单组分金属氧化物、尖晶石型氧化物、类水滑石氧化物、(类)钙钛矿型氧化物、负载型金属氧化物等。介绍和总结了各类催化剂的结构特点及催化活性,并展望了N2O分解催化剂的未来研究方向。