ZSM-5凝胶体系硅铝比对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛结构性质的影响

采用微波水热包覆法制备SAPO-34/ZSM-5复合分子筛。考察了ZSM-5凝胶体系硅铝摩尔比对复合分子筛微观结构和物化性质的影响,采用XRD、SEM、BET、NH_3-TPD等手段对合成的复合分子筛微观结构、形貌、孔结构及表面酸性质等进行分析表征。结果表明,ZSM-5凝胶体系硅铝比对复合分子筛样品晶相组成影响较小,但对样品比表面积、孔结构参数及表面酸性质影响较大。硅铝比为150时,SAPO-34/ZSM-5复合分子筛具有包裹状特殊晶体结构及多级孔(微孔孔容0.21 cm^3/g、介孔孔容0.09 cm^3/g)和弱酸中心(0.209 mmol/g)独特物化性质。

ZSM-5/ZSM-22复合催化剂共混比例对MTG反应的影响

以HZSM-5(MFI)和HZSM-22(TON)为原料共混制备了ZSM-5/ZSM-22复合催化剂,研究了共混比例对复合催化剂结构性质和催化MTG反应的影响。采用XRD、FTIR、BET和NH3-TPD等手段对不同共混比例制得ZSM-5/ZSM-22复合催化剂的晶相组成、骨架结构、孔结构及表面酸性质进行了分析表征。结果表明,不同共混比例对ZSM-5/ZSM-22复合催化剂物化性质和MTG反应影响较大。两相共混比例为1∶2时,催化剂极易失活,汽油收率低(25.98%);随HZSM-5分子筛含量增大,汽油收率和芳烃选择性随之增大。比例增至2∶1时,ZSM-5/ZSM-22复合催化剂具有相对较大比表面积(227 cm^2/g),中强酸量和总酸量达0.010 2 mmol/g和0.056 9 mmol/g;在常压、反应温度380℃,氮气流速10 m L/min、进料空速为2 h^(-1)反应条件下,ZSM-5/ZSM-22复合催化剂表现出较好的抑制芳烃生成性能,甲醇转化率和汽油收率分别为96.31%和41%时芳烃选择性仅为39.98%。

磷渣砂特性及其对砂浆性能的影响

通过筛分和坚固性实验,利用扫描电子显微镜技术(SEM)和X射线衍射技术(XRD)研究了磷渣砂的几何性质、力学性能、化学成分和矿物组成。采用不同磷渣砂取代石英砂的比例配制砂浆,分析了砂浆的工作性能和力学性能。结果表明:经筛分配制的磷渣砂,其坚固性和碱活性都可以达到用砂要求,磷渣砂掺量对砂浆的性能影响显著,砂浆的抗压强度随磷渣砂掺量的增加先增大后减少。通过适当的配比设计,控制磷渣砂∶砂=2∶3(质量比)时,可以配制出各项性能指标均满足技术要求的磷渣砂砂浆。

化学激发剂对磷渣粉水化活性的影响

研究了不同化学激发剂在不同掺量下对磷渣粉水化活性的影响,并通过XRD检测技术对磷渣粉料浆水化28 d后的矿物组成进行分析。实验结果表明:不同化学激发剂对磷渣粉水化活性有较大的影响。以10%Na2SO4为激发剂时(按磷渣粉质量比计),磷渣粉具有较好的水化活性,且磷渣粉料浆的初凝时间3.0 h,终凝时间6.0 h,28 d抗压强度37.5 MPa,水化活性指数1.45。

热处理条件对介孔Al_2O_3结构性质的影响

以氯化铝和氨水反应制得拟薄姆石为前驱体,研究了拟薄姆石前驱体热处理性质,考察了焙烧温度对介孔Al_2O_3微观结构的影响,通过焙烧升温速率调控了γ-Al_2O_3表面酸碱性,借助XRD、SEM、BET及NH3/CO2-TPD等手段对焙烧产物晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行分析表征。结果表明,焙烧温度对介孔Al_2O_3晶相组成、微观形貌、孔结构影响较大。随焙烧温度升高,Al_2O_3结晶度逐渐增大,且焙烧温度不同,Al_2O_3晶型不同,焙烧温度为600℃时制得了比表面积240.23 m^2·g^(-1),介孔孔容0.602 cm3·g^(-1),平均孔径10.71 nm的纳米球形介孔γ-Al_2O_3。升温速率对600℃焙烧制得γ-Al_2O_3表面酸碱性质具有较大影响,焙烧升温速率越快,表面酸碱强度越强。升温速率为5℃·min^(-1)时,表面具有最大弱酸(0.342 mmol·g^(-1))和弱碱量(0.322 mmol·g^(-1))。

半水法湿法磷酸萃取条件对P_2O_5回收率的影响

采用连续投料方式模拟半水法湿法磷酸生产工艺,研究了料浆液固比、搅拌速度、过量硫酸含量、液相P2O5浓度及反应温度对P2O5回收率的影响。结果表明,随着料浆液固比、反应温度的增大,P2O5回收率逐渐增大,随着搅拌速度、过量硫酸含量、液相P2O5浓度的增大,P2O5回收率先增大后减小。通过正交试验优化得到最优萃取工艺条件为:液固比3.0∶1、搅拌速度165 r/min、过量硫酸含量12%、液相P2O5浓度46%、反应温度95℃,此时P2O5回收率可达98.16%。

H_2O_2氧解对褐煤腐植酸及含氧官能团的影响

采用H_2O_2氧解褐煤,研究了氧解条件对褐煤腐植酸含量的影响。通过Boehm滴定和FTIR分析研究了氧解条件对含氧官能团含量和基团结构的影响。结果表明,H_2O_2可有效提高褐煤中腐植酸含量、腐植酸含氧官能团含量和褐煤活性;最佳氧解条件为:氧解时间24 h,H_2O_2浓度20%,液固比0.8 m L/g,在此条件下,褐煤中总腐植酸含量增加了12.53%;氧解反应仅使褐煤中含氧官能团含量增加,腐植酸含量增大。

模板剂对合成氧化锆晶体性质的影响研究

采用液相法,以ZrOCl2·8H2O为锆源,NaHCO3为沉淀剂,考察了模板剂对介孔氧化锆制备的影响。采用XRD、SEM、BET和TPD等手段对合成晶体微观结构、孔结构及表面化学性质进行分析表征。结果表明,模板剂对合成氧化锆晶相组成、微观形貌、比表面积、孔径分布及表面化学性质具有较大的影响。以阴离子型SDS制得t-ZrO2,以非离子型PEG-6000制得m-ZrO2;m-ZrO2表面弱酸强度和弱酸总量大于t-ZrO2,但弱碱强度和弱碱总量小于t-ZrO2;以阴离子型SDS为模板剂,成功制备出比表面积214.76 m2/g,表面同时具有弱酸弱碱位的四方晶相介孔氧化锆。

介孔FeCo催化剂制备及其在CO_2加氢制低碳烯烃的催化性能

利用模板法制备了非负载型介孔FeCo催化剂,研究了前驱物溶液浓度、Fe/Co摩尔比对催化剂结构和性能的影响。采用XRD、N_2吸附-脱附和CO_2-TPD等手段对催化剂的结构和表面性质进行了表征分析,并在高压固定床反应器中考察了催化剂在CO_2加氢制低碳烯烃反应中的催化性能。结果表明,前驱体溶液浓度0.8 mol/L、Fe/Co比3∶1条件下,催化剂孔径主要分布于2~25 nm范围、BET比表面积84.075 m^2/g、孔容0.249 cm3/g;!-Fe_2O_3和CoFe_2O_4的结晶度较好,晶粒尺寸较小;中强碱量和总碱量值最大;CO_2转化率可达77.9%,低碳烯烃选择性可达47.9%。

反应温度对电石渣合成纳米碳酸钙形貌的影响

为了提高电石渣的附加值,在未使用晶型诱导剂的情况下,研究反应温度对电石渣合成纳米碳酸钙形貌的影响。结果表明:反应温度为3、8℃时,分别生成板片状和类球状方解石型碳酸钙;温度为10、80℃时,分别生成球状球霰石型碳酸钙和针状文石型碳酸钙,且球状、类球状和针状碳酸钙纳米颗粒的平均颗粒粒径分别为90、70、80 nm。

γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂及其对MTO反应的催化性能

采用介孔γ-Al2O3对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,研究了复合催化剂物化性质及其对甲醇制低碳烯烃(MTO)反应的催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附法(NH3-TPD)和物理吸附仪(BET)等手段对不同γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,与物理共混催化剂相比,水热包覆法制得γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂形成了包覆相和微-介孔结构(微孔比表面积123m^2/g,介孔比表面积95m^2/g)。在常压、催化剂装载量1g、水/醇摩尔比2/1、原料进料体积空速2h-1、N2流速20mL/min、反应温度380℃条件下,复合催化剂表现出优越的催化性能和反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达到100%和88%,催化剂寿命达到990min,与物理共混催化剂相比,复合催化剂寿命延长了640min。

碘甲烷热裂解制低碳烯烃体系热力学分析

对碘甲烷热裂解制低碳烯烃反应过程进行了热力学分析,计算体系各独立反应在一定温度范围内的反应焓变、Gibbs自由能和热力学平衡常数Kp,讨论了不同反应温度、压力下体系主要产物的平衡组成。结果表明,碘甲烷制乙烯为吸热反应,制丙烯及副反应均为放热反应;低温易生成丙烯主产物和烷烃、芳烃等副产物,高温有利于乙烯的生成;碘甲烷热裂解制低碳烯烃反应适宜在常压下进行。

不同表面活性剂对合成介孔氧化镁晶体性质的影响

采用液相法,以Mg(NO_3)_2·6H_2O为镁源,NH_3·H_2O为沉淀剂,研究了不同表面活性剂对介孔MgO晶体性质的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、BET和CO2-TPD等手段对介孔MgO晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面化学性质进行了分析表征。研究结果表明,不同表面活性剂对介孔MgO晶体物化性质影响较大。以非离子型PEG-2000为表面活性剂制得产品表面碱强度和碱总量均大于以阴离子型SDS、阳离子型CTAB制得的产品。以非离子型PEG-2000为表面活性剂制备得到的介孔MgO同时具有弱碱、中强碱特征,碱总量为0.192 mmol·g^(-1),比表面积、孔容和平均孔径分别为145.42 m^2·g^(-1)、0.67 cm^3·g^(-1)和18.56 nm。

微波辅助水热条件对二乙胺合成SAPO-11晶体结构与性质的影响

以二乙胺为模板剂,利用微波辅助水热合成法制备了SAPO-11晶体,研究了水热温度和时间对合成产物晶体结构性质的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、BET和NH3-TPD等手段对SAPO-11晶体的物相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸性进行了分析表征。研究结果表明,不同水热条件对SAPO-11晶体结构性质影响较大。反应温度低于180℃时,合成样品仅存Si O_2物相,无SAPO-11晶相生成;反应温度高于200℃时,部分SAPO-11晶体二次生长致使晶粒均匀度和比表面积大幅下降;反应时间大于1 h时,SAPO-11晶体生长易转晶生成少量Al PO_4-5和CFSAPO-1(C)杂晶相;在反应温度200℃,反应时间1 h条件下制备得到的纯相SAPO-11球形晶粒表面具有弱酸特征,比表面积、孔容和平均孔径分别达199.4 m2·g-1,0.15 cm3·g-1和2.92 nm。

ZrO_2相态对ZSM-5@ZrO_2催化剂物化性质及甲硫醇合成的影响

采用水热包覆法成功制备了ZSM-5@ZrO_2催化剂,研究了ZrO_2不同相态对催化剂物化性质和甲硫醇合成的影响。借助XRD、SEM、FTIR、Raman、BET和NH_3/CO_2-TPD等手段对催化剂结构性质进行了分析表征。结果表明,ZrO_2不同相态对催化剂物化性质和催化性能影响较大。以四方晶相t-ZrO_2制得ZSM-5@t-ZrO_2催化剂形成了均匀的包覆相结构和微-介孔结构(微孔比表面积114. 12 m^2/g、介孔比表面积125. 08 m2/g、总比表面积239. 2 m^2/g、总孔容0. 38 cm^3/g),同时具有酸碱特性(总酸量0. 071 mmol/g、总碱量0. 077 mmol/g)。在反应压力1. 0 MPa、H_2S/CH_3OH摩尔比2∶1、氮气流量90 m L/min、反应温度370℃条件下,催化剂表现出良好催化性能和反应寿命,CH_3OH转化率和CH_3SH选择性分别为92. 07%、90. 89%,催化寿命达20 h。

模板剂用量对微波水热法制备ZSM-5分子筛的影响研究

以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,采用微波水热法制备ZSM-5分子筛。考察模板剂用量对微波水热法合成ZSM-5分子筛物化性质的影响,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD等手段对合成样品的微观结构、孔结构及表面化学性质进行分析表征,在MTO工艺中评价合成分子筛的催化性能。结果表明:模板剂用量对合成ZSM-5分子筛晶相组成、微观形貌、比表面积、孔径分布及表面酸性质具有较大的影响。改变模板剂用量会影响分子筛结晶度和孔结构,可通过模板剂用量调控制备不同酸性质ZSM-5分子筛。模板剂用量为n(TPAOH)∶n(Si O2)=0.35时,ZSM-5分子筛孔结构和表面酸性适中,形貌规整,MTO催化性能最佳,甲醇转化率为98.4%,低碳烯烃收率为75.39%。

载体对W基催化剂及其催化合成甲硫醇的影响

利用浸渍法,以K2WO4为活性组分,研究了不同载体制得W基催化剂孔结构、表面化学性质及催化性能。采用BET和化学吸附法等手段对催化剂的孔结构特征和表面化学性质进行了分析表征,催化剂于甲醇-硫化氢体系进行催化性能评价。研究结果表明,不同载体对制得W基催化剂孔结构、表面化学性质及催化性能具有较大的影响;以γ-Al2O3为载体,活性组分K2WO4负载质量分数6%时,制得K2WO4(6%)/γ-Al2O3催化剂表面弱碱量较大、比表面积为215.412 m2·g-1、孔容最大为0.6345 cm3·g-1、CH3SH选择性和收率分别达最大,90.12%和72.65%。

SAPO-34催化甲醇制烯烃反应积炭机理及改性研究进展

SAPO-34分子筛被认为是最有应用前景的甲醇制烯烃(MTO)反应催化剂。目前影响SAPO-34分子筛工业化应用的主要问题是易积炭失活,单程寿命极短。SAPO-34催化MTO反应过程中积炭主要来源于活性中间体的转化和烯烃的二次反应,且反应温度对积炭反应具有重要影响。现有的SAPO-34分子筛改性调变以延长寿命的手段主要从其表面酸性质和结构性质入手,但效果不明显,主要原因是SAPO-34特有的拓扑结构没有改变,积炭前驱体的扩散限制没有得到显著缓解。基于积炭形成机理以及目前延长SAPO-34反应寿命的主要改性手段,笔者针对SAPO-34反应寿命延长效果不明显的瓶颈问题,提出了制备具有微介孔结构的金属氧化物/分子筛复合结构催化剂的新思路,同时通过适当降低反应温度,以进一步抑制积炭生成,延长催化剂寿命。

ZrO_2预处理方式对ZrO_2/SAPO-34复合催化剂物化性质及MTO催化性能的影响

采用水热包覆法制备了Zr O_2/SAPO-34复合催化剂,研究了Zr O_2预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、NH_3-TPD和BET等手段对不同复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性质及孔结构进行分析表征。结果表明,Zr O_2预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大。未焙烧和焙烧经聚电解质改性Zr O_2制得复合催化剂未形成连续复合相,比表面积小,表现出较短的催化寿命,仅为410 min和530 min;450℃焙烧Zr O_2制得复合催化剂形成了均匀连续复合相和层级结构孔特征(微孔比表面积112.91 m^2·g^(-1),介孔比表面积176.02 m^2·g^(-1),总比表面积为288.93 m^2·g^(-1),总孔容0.19 cm^3·g^(-1)),总酸量较大(0.344 mmol/g);在常压、反应温度380℃、N_2流速20 m L·min^(-1)、进料空速2 h^(-1)MTO反应条件下,复合催化剂表现出优越催化性能、稳定性及反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达100%和90.54%,催化寿命达1130 min,与单一SAPO-34分子筛相比,催化寿命延长了768 min。

沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质及CO_2加氢反应影响

研究了液相沉淀包覆工艺终点pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO_2氢还原制低碳烯烃催化性能的影响。借助XRD、SEM、BET、NH3-TPD和CO_2-TPD等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了分析表征。研究结果表明,沉淀pH值对SAPO-34/CZA复合催化剂物化性质和CO_2加氢制低碳烯烃催化性能影响较大。过高或过低的沉淀pH值制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度、微孔比表面积及表面碱量均有所下降,呈现以介孔为主的孔结构特征;而当pH值为7时,制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积53.1 m2·g-1,介孔比表面积59.8 m2·g-1,总比表面积为112.9 m2·g-1,总孔容0.4cm3·g-1,平均孔径14.6 nm);在反应温度325℃,还原温度285℃,反应压力3.0 MPa,体积比H2∶CO_2=3.0,空速3500 m L·g-1·h-1反应条件下,CO_2转化率为64.8%,低碳烯烃选择性为49.8%。与pH=9制得催化剂比较,CO_2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了26.2%和19.2%。