CeO_2/BaMnAl_(11)O_(19-α)催化剂制备及甲烷催化燃烧研究

采用反相微乳液法制备了BaMAl1 1 O1 9-α(M =Mn ,Co ,Ce)催化剂 ,研究了M对催化剂相组成、比表面积和甲烷催化燃烧活性的影响 .Mn促进六铝酸盐的形成 ,Mn基催化剂比表面积虽低 ,甲烷燃烧活性却较高 .Ce基催化剂的热稳定性高 ,比表面积大幅度增加 ,但甲烷催化燃烧活性比Mn基催化剂低 .Ce和Mn的共同作用使CeO2 /BaMnAl1 1 O1 9-α催化剂不仅比表面积较大 ,而且具有较高的甲烷燃烧活性 .在 10 0h连续试验中 ,CeO2 /BaMnAl1 1 O1 9-α催化剂活性稳定 ,有望成为催化热汽轮机燃烧器的潜在催化剂之一 .

抽放煤层气(CH_4-CO_2-Air)制合成气的研究——固溶体的形成对NiO/MgO催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了NiO MgO催化剂,用TPR、XRD、BET、H2(O2)化学吸附等技术对催化剂进行了表征,对催化剂在甲烷空气部分氧化与CO2重整耦合制合成气反应中的催化性能进行了评价。结果表明,在800℃焙烧的催化剂中,NiO完全与MgO形成NixMg1-xO固溶体。与低温焙烧的NiO MgO催化剂相比,虽然NixMg1-xO固溶体催化剂的还原度较低,但可以获得较高的金属分散度和较小的金属粒径,能有效抑制积炭的生成,在反应过程中显示出良好的活性稳定性。对于900℃焙烧的催化剂,由于形成了更多难还原的体相固溶体,催化剂的初活性较低。

新型反相微乳液制备纳米结构甲烷催化燃烧催化剂La_(0.95)Ba_(0.05)MnAl_(11)O_(19-α)的研究

提出一种由水,异丙醇,正丁醇组成的新型微乳液,并以其为反应介质制备了甲烷高温燃烧La0.95Ba0.05MnAl11O19-α催化剂.采用1HNMR,FT-IR,电导法及激光粒度散射法研究了新型微乳液中水的结构及相特性.新型微乳液中水的体积分数小于一定值时,电导率与水含量成非线性关系,k～φ曲线上存在一临界值(φP=0.15).水质子的化学位移随水含量的降低移向高场.加入4%D2O测定的O—D键的伸缩振动随水含量增加而向高波数方向移动.异丙醇铝在新型微乳液中水解形成的Al(OH)3胶体粒子的粒径范围为226～329nm.采用新型微乳液作为反应介质制备的Ba0.05La0.95MnAl11O19-α催化剂的粒径在30nm,明显小于纯水制备的样品(100nm).BET比表面积为65m2/g,比纯水制备样品高出约一倍.XRD结果显示,1200℃焙烧10h即可获得含单一β-Al2O3相的催化剂.Ba0.05La0.95MnAl11O19-α催化剂甲烷催化燃烧的T10为420℃,比纯水制备样品下降了90℃.甲烷催化燃烧活性提高是由于含有较多Mnn+纳米结构六铝酸盐的形成.

Pd-Ru/Al_2O_3催化剂上α-呋喃甲酸催化加氢反应的研究

采用连续流动固定床微反装置考察了Pd-Ru/Al2O3催化剂上α-呋喃甲酸加氢生成α-四氢呋喃甲酸的反应,考察了反应温度、压力、空速以及氢气与α-呋喃甲酸的摩尔比对催化反应性能的影响。结果表明,在3.0MPa、150℃、氢气空速1500h-1、α-呋喃甲酸的乙酸乙酯溶液的空速3.0h-1、氢气与α-呋喃甲酸的摩尔比为50的条件下,α-呋喃甲酸的转化率为98.0%,α-四氢呋喃甲酸的选择性为99.0%,收率为97.0%。催化剂稳定性较好,连续运转400h未见活性下降。该催化剂反应活性高、选择性好、性能稳定、反应条件比较温和、操作简单、产物易分离,具有良好的应用前景。

膦配体修饰的Rh/SiO2催化剂及其乙烯氢甲酰化反应性能的研究

采用有机膦配体直接修饰改性Rh/SiO2催化剂和流动固定床反应工艺考察了乙烯的氢甲酰化反应的催化性能.结果表明氢甲酰化活性和丙醛选择性高,且产品分离简单.采用固体31P-MAS NMR,热重以及FTIR表征手段对该催化剂的活性物种的形成过程进行了研究.固体31P-MAS NMR,ICP-AES以及GC-MS的分析结果证明:PPh3-Rh/SiO2催化剂失活的主要原因是PPh3的流失和被氧化而非贵金属的流失.通过补充PPh3,PPh3-Rh/SiO2催化剂的活性可以完全恢复.

Pt,Ru和Pd助剂对F-T合成中Co/γ-Al_2O_3催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了添加贵金属Pt,Ru和Pd助剂的Co/γ-Al2O3催化剂,并考察了它们在F-T合成反应中的催化性能.结果表明,添加贵金属助剂可以显著提高Co/γ-Al2O3催化剂的催化活性.XRD和TPR表征结果表明,贵金属助剂不但可以使催化剂的金属分散度增加,而且可以通过氢溢流促进催化剂表面活性相的Co3O4以及与载体Al2O3有相互作用的非活性相钴氧化物物种的还原,从而改善催化剂的还原性能.TPSR结果进一步表明,添加贵金属助剂后催化剂对CO的吸附解离能力增强,从而使吸附态CO的加氢活性提高.

碱金属助剂对MnO_x/ZrO_2催化合成甲醇及异丁醇反应性能的影响

研究了MnOx/ZrO2 催化剂中添加的碱金属助剂对以合成气合成甲醇及异丁醇反应的影响 ,并采用BET ,XRD和NH3 TPD等表征技术 ,考察了碱金属助剂的添加对催化剂结构和表面性质的影响 .结果表明 ,碱金属助剂对MnOx/ZrO2 催化剂的催化性能有明显影响 .在实验条件下 ,添加 1 0 %K(K2 CO3作为前驱物 )的催化剂 ,其催化性能最好 ,醇的选择性高达 74 8% ,异丁醇选择性达 16 3 % .添加碱金属助剂也使MnOx/ZrO2 催化剂的表面性质发生了很大变化 。

固体强酸催化剂Pd/WO_3-ZrO_2的制备及其对正庚烷异构化反应的催化性能

采用共沉淀方法制备了固体酸载体WO3-ZrO2,考察了W含量和焙烧温度等对WO3-ZrO2酸性和物相结构的影响,并且考察了Pd/WO3-ZrO2催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能. 结果表明,Pd/WO3-ZrO2催化剂的催化性能与固体强酸的W含量及晶相结构密切相关. 在w(W)=13.2%～15.8%时,经700～800 ℃焙烧,WO3在ZrO2表面达到单层分散,且大部分ZrO2以四方晶相存在,所制备的0.5%Pd/WO3-ZrO2对正庚烷异构化反应的催化活性可达到70.4%,选择性可达到81.0%.

助剂对Pt/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

采用一系列金属氧化物助剂(Ce,Sn,Zn,V,La,C r,Fe,Zr,M n的氧化物)对Pt/γ-A l2O3催化剂进行修饰,通过丙烷催化脱氢反应考察了不同助剂对Pt/γ-A l2O3催化剂脱氢性能的影响。研究结果表明,经修饰的Pt/γ-A l2O3催化剂的脱氢性能有不同程度的改善。加入CeO2,SnO2,ZrO2助剂,Pt/γ-A l2O3催化剂的丙烷脱氢活性显著提高,丙烷的初始转化率分别提高了9.2%,8.2%,8.1%;加入ZnO助剂,丙烯选择性显著提高,丙烯初始选择性高达97%;SnO2助剂对改善Pt/γ-A l2O3催化剂的稳定性效果最好。采用氢气程序升温还原对催化剂进行表征,表征结果显示,金属氧化物助剂经还原后仍以氧化态形式存在,未以单质形式与铂形成合金。

丙烷脱氢制丙烯研究新进展

介绍了丙烷催化转化制丙烯的研究状况,综述了丙烷催化脱氢制丙烯的铬系催化剂、铂系催化剂及其助剂Sn的研究进展;评述了丙烷氧化脱氢反应机理低温和高选择性的催化剂及膜反应器在丙烷脱氢反应上所具有的优越性,认为研发具有高稳定性和高透氢性能的氢分离膜,将有望能大幅度提高丙烯的收率。

Zn对Pt-Sn/-γAl_2O_3催化剂中Sn的活性状态及丙烷脱氢反应的影响

将少量Zn添加到催化剂Pt-Sn/-γA l2O3中,可显著提高催化剂的丙烷脱氢稳定性和丙烯的选择性.程序升温还原(H2-TPR)和程序升温电导(TPEC)测试结果表明,Zn的存在使Sn在强还原气氛中不易被还原,Sn的氧化态的稳定存在是Sn发挥助剂作用和保持催化剂稳定性的重要条件.

Cr对Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

通过H2-TPR、O2-脉冲等表征手段,结合丙烷脱氢催化性能考察了助剂Cr对Pt-Sn/γ-A l2O3催化剂反应性能的影响。结果表明,添加少量Cr可显著改善Pt-Sn/γ-A l2O3催化剂的脱氢稳定性,可提高丙烯选择性,降低催化剂表面积炭量。这是由Cr和Pt-Sn之间存在的协同作用引起的,一方面,Pt促进了Cr的还原,生成了可提高丙烯选择性的+3价Cr;另一方面,Cr使Sn变得难于还原,在强还原气氛下保持了活性氧化态价态,进而改善了催化剂的脱氢稳定性。

硅烷化处理对Pt/SAPO-11催化正十二烷临氢异构化反应性能的影响

利用X射线衍射、N2物理吸附与NH3-程序升温脱附等手段以及异辛烷加氢裂化探针反应研究了硅烷化处理对Pt/SAPO-11催化剂结构和酸性的影响,并考察了催化剂对正十二烷临氢异构化反应的催化性能.结果表明,硅烷化处理有效清除了样品外表面的酸性位,减少了发生在外表面的非选择性裂化反应.硅烷化处理后,催化剂对单支链异构体的选择性明显提高,尤其对单支链端甲基异构体的选择性显著提高,但催化剂的总体异构化选择性有所降低.硅烷化处理可能造成催化剂的孔口窄化,从而提高单支链异构体的选择性,但同时也导致其微孔孔道内裂化反应的增多.

尿素加入量对水热合成法制备Mn取代六铝酸盐催化剂的影响

采用以尿素水解为基础的水热合成法制备了 Mn取代的镧六铝酸盐催化剂 .研究了尿素加入量对所制备催化剂的化学组成、相结构、孔结构及甲烷催化燃烧活性的影响 . n(尿素 ) / n( M+ ) (其中 M+为带单位正电荷的金属离子 )为 1.0时 ,Mn2 +离子沉淀不完全 ,所得催化剂甲烷催化燃烧活性较低 .n(尿素 ) / n( M+ )增加到 2 .0时 ,Mn2 +离子沉淀完全 ,催化剂中六铝酸盐相增加 ,平均孔直径增大 ,甲烷催化燃烧活性提高 .n(尿素 ) / n( M+ )再增加至 4 .0时 ,比表面积降低 ,六铝酸盐相减少 ,平均孔直径降低 ,甲烷催化燃烧活性下降 .n(尿素 ) / n( M+ )为 2 .0时 ,所制备的催化剂在 780℃及反应生成水蒸汽下运行 10 0 h,催化剂比表面积及甲烷燃烧活性都保持稳定 .

La取代Ba对Ba_(1-x)La_xMn_3Al_9O_(19-α)催化剂结构及甲烷催化燃烧性能的影响

采用以尿素水解为基础的水热合成法制备了La和Mn取代的六铝酸盐催化剂(Ba1-xLaxMn3A l9O19-α).在Mn含量达到阈值时,研究了不同量的La取代Ba对Ba1-xLaxMn3A l9O19-α的相组成、结构、热稳定性及甲烷催化燃烧活性的影响.当x≥0.4时,水热合成过程中生成的La2(CO3)3在530~580℃分解,800~900℃时与-γA l2O3反应生成LaA lO3钙钛矿相,可抑制由BaCO3分解而生成的Ba2+的固相扩散,从而阻止了BaA l2O4尖晶石相的生成,使Ba2+在固相中保持较高的分散性,促进了六铝酸盐(-βA l2O3)相的形成.当x<0.4时,BaA l2O4尖晶石相的存在引起催化剂比表面积和催化燃烧活性的降低.La3+取代Ba2+后,六铝酸盐结构发生一定程度的扭变.这种扭变越大,所形成的六铝酸盐催化剂的热稳定性越差.Ba1-xLaxMn3A l9O19-α催化剂的甲烷催化燃烧活性随x的增大而增加,x=0.8时催化剂的活性最佳.

ZrO_2/MnO_x/ZnO催化剂上合成甲基异丙基酮和二乙基酮

考察了催化剂的焙烧温度和反应条件对ZrO2／MnOx／ZnO催化剂反应性能和产物分布的影响。催化剂的焙烧温度以673 K为宜。较合适的反应条件为:反应温度643 K、反应压力0.6-1.0 MPa、原料配比n(甲醇)／n(甲基乙基酮)／n(水)=1／1／1、原料液态空速1.0-1.5 h-1。在此反应条件下,甲基乙基酮的转化率可达44.36％,甲基异丙基酮的选择性可达41.71％,二乙基酮的选择性可达35.72％。

金属离子改性分子筛对CO_2的吸附研究

以金属盐溶液浸渍的方法对13X,4A分子筛进行改性,选用了4种有代表性的碱土金属和过渡金属离子Ca2+,Sr2+,Zn2+,Cu2+。红外光谱分析结果表明,负载二价金属离子的分子筛上CO2的表面吸附态可以归属为一种线式吸附态和一种剪式吸附态,还有CO2分子非线性化学吸附在氧化物表面上所形成的类碳酸盐物种吸附态。对两种改性分子筛进行了CO2-TPD研究,CO2-TPD谱图上一般出现两个或两个以上的脱附峰,对照红外分析结果表明,低温脱附峰对应线式吸附态的CO2分子脱附,中温脱附峰对应剪式吸附态和类碳酸盐吸附态的CO2分子脱附。

费托合成反应动力学研究的回顾与展望

综述了费托合成反应动力学 /模型的研究概况 ,并根据费托合成反应动力学的最新研究进展和目前煤 /天然气通过费托合成的优化利用途径而逐步走向工程化的需求 。

烃类催化裂解和氧化耦合反应制低碳烯烃

烃类催化裂解反应是强吸热过程,而金属氧化物和烃类的氧化反应是放热反应。在反应器中使两类反应同时进行,通过热量的耦合,提供部分催化裂解反应所需的热量。采用脉冲反应和固定床绝热反应装置对这种耦合反应进行了研究。脉冲反应结果表明,金属氧化物和烃类发生氧化反应(放热反应)存在热量耦合的作用。固定床绝热反应结果表明,与纯催化裂解催化剂(低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为25.79%)相比,含有金属氧化物(CuO和M n2O3)的耦合催化剂在反应过程中金属氧化物被还原,同时生成H2O和COx,催化剂的床层温度随反应的进行温降幅度减小,低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率增加幅度不大(26.16%),说明该反应存在热量耦合的作用。

烃类氧化催化裂解反应制低碳烯烃

烃类原料催化裂解反应是强吸热过程,而金属氧化物品格氧与烃类的氧化反应为放热过程.在反应器中使两类反应同时进行,通过热量的耦合,提供部分裂解反应所需热量.采用固定流化床反应对大量金属氧化物的筛选发现,在裂解催化剂中加入CuO和Mn2O3可以有效提高催化剂的床层温度,且低碳烃收率以及乙烯+丙烯收率未见明显降低甚至略有提高.催化剂床层温度的变化、反应产物的组成以及XRD表征表明,反应体系中存在烃类的催化裂解和氧化反应间的热量耦合.固定流化床反应结果以及催化剂再生实验表明,催化剂具有潜在的工业应用前景.