Cr-Ce/TiO_2低温催化还原NO性能研究

用浸渍法制备了Cr-Ce/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、活性组分配比和负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD和BET表征,得到了催化剂的最佳制备条件;探讨了H2O和SO2对Cr-Ce/TiO2催化剂活性的影响,通过FTIR表征分析了催化剂的中毒机理。实验结果表明,n(Cr)∶n(Ce)=2.0、Cr2O3和CeO2负载量(质量分数)为30%、350℃焙烧的Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的分散性,在气态空速10 000h-1、气体体积组成为NO0.080%,O26.000%,NH30.088%的条件下,反应温度为180℃时NO转化率高达99.6%。体积分数10%的H2O对该催化剂的活性影响很小;反应气中存在体积分数0.03%SO2的情况下,催化剂被毒化,表面生成(NH4)2SO4、NH4HSO4、金属硫酸盐和亚硫酸盐,致使催化活性降低。该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝。     

焙烧温度对新型MnO_x-FeO_y催化剂结构和性能的影响

以Mn(acac)3和Fe(acac)3(质量比1∶1)为原料,采用超临界抗溶剂法制备了Mn-Fe复合氧化物前体,在适宜的温度下焙烧后得到新型Mn Ox-FeOy纳米球形催化剂。通过TG-DTG、N2吸附-脱附、XRD、XPS、NH3-TPD表征和活性评价,考察了焙烧过程对Mn Ox-FeOy催化剂的结构、活性组分的组成及其选择性催化还原(SCR)反应性能的影响。实验结果表明,前体的焙烧过程促进了催化剂晶体结构的转变,对Mn-Fe固溶体的形成具有重要作用。当焙烧温度为500℃时,所制备的Mn Ox-FeOy催化剂表面B酸和L酸中心的数量最多、SCR反应性能最好,在原料气(NO(φ=1×10-3)、NH3(φ=1×10-3)、O2(φ=2%)和Ar(平衡气))空速50 000 h-1、反应温度180~260℃、常压条件下,NO的转化率保持在92%以上,最高达97%,且N2选择性为100%。     

蛋壳型钴基催化剂的费托合成反应性能

采用BET,XRD,TG-DSC,TPR等方法对蛋壳型Co/SiO2催化剂进行了表征,并在直流流动等温积分反应器中考察了该催化剂的费托合成反应性能。表征结果显示,蛋壳型Co/SiO2催化剂为中孔结构,表面Co物种为Co3O4,适宜的焙烧温度为450℃,还原条件为不同H2含量的H2-N2混合气、程序升温,最高还原温度390℃。实验结果表明,反应压力升高,CO转化率增大,油和蜡生成量增加,C5+选择性提高;反应温度升高或n(H2)∶n(CO)增大,CO转化率增大,油和蜡生成量增加,但C5+烃选择性降低;气态空速增大,CO转化率降低,油和蜡生成量先增加后减少,C5+烃选择性降低。该催化剂用于费托合成的适宜工艺条件为:反应压力3.5MPa、反应温度225～235℃、n(H2)∶n(CO)=2.000～2.100、气态空速2000h-1。     

ZrO_2改性Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

采用浸渍法制备了ZrO2改性Co-Ru/γ-A l2O3催化剂(以下简称催化剂),考察了反应温度、反应压力、气态空速和合成气n(H2)∶n(CO)对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,催化剂的催化活性提高,CH4的选择性增加,重质烃的选择性先增加后减小;升高反应压力有利于提高催化剂的催化活性、增加重质烃的选择性;增大气态空速不利于重质烃的生成;随n(H2)∶n(CO)的增大,CO的转化率和CH4的选择性增加、重质烃的选择性减小。在反应温度220℃、反应压力1.5M Pa、气态空速800h-1、n(H2)∶n(CO)=2.0的条件下,CO的转化率达到84.88%,烃的总选择性为99.63%,CH4和CO2的选择性分别为5.47%,0.37%,C5+占全部烃产物的质量分数为88.16%,重质烃的收率(以标准状况下1m3(H2+CO)计)为152.83g。     

蜂窝状筛网催化剂上NH_3选择性催化还原NO的工艺特性

采用蜂窝状筛网催化剂进行NH3选择性催化还原NO的反应 ,考察了温度、空速、进料比及进料气、氧、水含量等因素对其催化性能的影响。结果表明 :进料气含量和进料比的增加均可提高NO的转化率 ;体积分数 2 %的氧便可封闭催化循环 ,显著提高NO转化率 ;当水体积分数在 2 %以内时 ,水的添加将导致NO转化率的降低。蜂窝状筛网催化剂与蜂窝状堇青石催化剂相比 ,具有优异的非稳态响应特性 ,反应可在较短的时间内进入稳态     

氧化锆负载型活性炭催化水解COS和CS_2

以椰壳活性炭为载体,采用浸渍法制备ZrO_2负载型活性炭催化剂,利用BET,XRD,XPS等手段对催化剂进行表征,考察了ZrO_2负载量、焙烧温度、相对湿度、氧含量、反应温度、气态空速等因素对催化剂催化水解COS和CS_2的影响。表征结果显示,反应后生成的硫和硫酸盐沉积在活性炭上,堵塞了活性炭的微孔,毒化了活性中心,从而使水解转化率下降。实验结果表明,w(Zr O2)=5.0%、焙烧温度500℃条件下制备的催化剂,在反应温度60℃、相对湿度19%、氧含量为1.0%(φ)、气态空速5 000 h-1、COS质量浓度1.6 mg/L、CS2质量浓度0.1 mg/L时具有较高的同时水解COS和CS_2的活性;COS和CS_2同时水解转化率最高,100%转化率分别持续630 min和570 min。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以KOA c/NaY为催化剂,在连续流动固定床反应器内,邻甲基苯酚(OC)与碳酸二甲酯(DMC)经过气固相催化反应合成了邻甲基苯甲醚(OM)。考察了内、外扩散对KOA c/NaY催化剂活性的影响。实验结果表明,当气流线速度大于30cm/m in时可消除外扩散对合成反应的影响;当KOA c/NaY催化剂的平均粒径在0.30~0.75mm(20~80目的颗粒)时能消除内扩散对合成反应的影响。在消除内、外扩散效应后,还考察了反应温度、原料配比、空速对合成反应的影响,得到较佳的反应条件:催化剂5mL,反应温度548K,反应压力0.6M Pa,空速0.6h-1,n(DMC)∶n(OC)=1,在线评价时间7h。在此条件下,OC的转化率高达85.7%,OM的选择性大于99%。     

合成液体燃料的活性炭负载钴基催化剂的反应性能

在固定床等温积分反应器中,考察了活性炭负载钴基催化剂(Co/AC)的费托(F-T)合成反应性能,采用BET、H2-TPR和SEM等方法对Co/AC催化剂进行了表征。表征结果显示,Co/AC催化剂孔道属于微孔和中孔的混合结构,可用纯H2还原,还原温度选取350~400℃。实验结果表明,升高反应温度和反应压力、减小气态空速、增加原料气中H2与CO的摩尔比(H2/CO比),有利于提高CO的转化率;升高反应压力、降低反应温度、减小气态空速及原料气H2/CO比有利于高碳烃和高碳醇的生成。Co/AC催化剂用于F-T合成较优的工艺条件为:反应温度230℃,反应压力4.0M Pa,原料气H2/CO比2.00,气态空速2 000h-1。在该反应条件下,CO转化率为20.1%,CH4、低碳烃(C2~4)、高碳烃(C+5)、低碳醇(C1~5OH)及高碳醇(C+6OH)的选择性分别为19.1%,24.1%,36.5%,15.8%,4.5%。     

催化裂化烟气脱除NOx的选择性催化还原技术

催化裂化 (FCC)装置是炼油厂中最大污染物排放源 ,排放的NOx 占炼油厂的一半。选择性催化还原 (SCR)是脱除FCC装置烟气中NOx 的高效技术。通过由均一材料挤压制成的流通式峰窝状催化剂除去NOx,只需在SCR上游喷入NH3 ,无需外加动力 ,无污水产生 ,适用于宽范围的烟气温度。在氧化催化剂作用下 ,NH3 与NOx 反应生成氮气与水蒸气。常用的催化剂是五氧化二钒 /二氧化钛 ,也可用分散在载体上的铂或钯贵金属催化剂或分子筛催化剂。NH3 可由无水氨、氨水或尿素提供 ,典型的NH3 含量为 19%～ 2 9%。NH3 /NOx 的摩尔比约为 1、反应温度取…     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以NaY分子筛为载体,采用乙酸钾(KOA c)为活性组分通过真空浸渍与微波辐射的方法制备了KOA c/NaY负载型固体碱催化剂(简称催化剂),考察了催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与邻甲基苯酚(OC)合成邻甲基苯甲醚(OM)反应的催化性能,采用X射线衍射、N2吸附-脱附和CO2程序升温脱附法对催化剂进行了表征。实验结果表明,真空浸渍有利于KOA c向NaY分子筛的孔内扩散,形成更多的活性中心;微波辐射有利于KOA c在NaY分子筛表面的分散;NaY分子筛负载KOA c后,在表面形成碱性位,且随KOA c负载量的增加催化剂的碱性增强;KOA c负载量为2.00mm ol/g时,催化剂的活性较好,负载量过大会减小催化剂的比表面积和孔体积。在548K、0.6M Pa、气态空速870h-1、以N2为载气、n(N2)∶n(DMC)∶n(OC)=8.6∶1.0∶1.0的条件下,OC转化率高达85.70%,OM选择性高达99.70%。     

Au/SiO_2催化剂上丙烯空气氧化制丙烯醛

采用等体积浸渍法制备了Au/S iO2催化剂,X射线粉末衍射、透射电子显微镜表征结果显示,其金粒子的平均大小可控制在10nm以内。考察了反应温度、空速、金负载量、催化剂焙烧温度、添加助剂等对Au/S iO2催化剂催化丙烯空气氧化制丙烯醛反应性能的影响。实验结果表明,该催化剂具有很高的丙烯醛选择性。在325℃、原料气空速4 000h-1、V(C3H6)∶V(O2)=1∶2、反应时间120m in的条件下,采用500℃焙烧的Au/S iO2催化剂,当丙烯的转化率为1.0%时,丙烯醛的选择性达70%以上。提高焙烧温度至800℃,丙烯醛选择性可达90%。加入Cu助剂可以提高丙烯的转化率,但使丙烯醛选择性下降。     

反应条件对气相催化酯交换合成碳酸甲丙酯的影响

在连续流动气固相反应条件下,对碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸甲丙酯(MPC)的反应进行了研究。研究结果表明,使用负载型氧化物TiO2/Al2O3为催化剂,在反应温度130℃、反应压力1.1MPa、原料配比n(DMC)∶n(正丙醇)=0.5、气态空速360h-1的条件下,DMC的转化率为57.27%,目标产物MPC的选择性为88.07%,收率为50.43%。随着反应温度的升高,DMC的转化率增加,但同时由于甲醚、甲丙醚和丙醚等副产物的生成,使目标产物MPC的选择性降低;反应压力的改变对合成反应的影响不显著;催化剂颗粒控制在20~40目。当气态空速为360h-1时,外扩散影响已基本消除,可获得最高的MPC收率,但是随着空速的继续增加,由于接触时间缩短,DMC的转化率和MPC的收率趋于减小。     

无机阻燃剂高聚合度聚磷酸铵的研制

以五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素为原料、氨气为保护气,制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。考察了五氧化二磷、磷酸铵盐、尿素的用量和反应温度对聚磷酸铵平均聚合度的影响。采用端基滴定法测定了聚磷酸铵的聚合度,并用X射线衍射(XRD)法表征了聚磷酸铵的晶体结构,同时测定了聚磷酸铵的粒度和溶解度。实验结果表明,制备聚磷酸铵的最佳反应条件为:n(磷酸氢二铵)∶n(五氧化二磷)∶n(尿素)=1∶1∶0.3,反应温度280~300℃,反应时间40m in,热处理温度250~280℃,热处理时间110m in。在此条件下制备的聚磷酸铵的平均聚合度大于600,平均粒径直径小于50μm,在水中的溶解度小于0.4g;XRD表征结果表明,所合成的物质为Ⅱ型聚磷酸铵。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂催化甲苯与氯化苄的苄基化反应

利用甲苯与氯化苄的苄基化反应,研究了反应温度、反应时间、甲苯与氯化苄的摩尔比、催化剂用量、搅拌转速及催化剂的焙烧温度对SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂催化性能的影响,并通过色谱-质谱联用仪对苄基化产物的结构与组成进行分析。实验结果表明,SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂对苯与氯化苄的苄基化反应具有良好的催化活性,适宜的反应条件为:反应温度120℃、反应时间4h、甲苯与氯化苄的摩尔比8、催化剂用量0.3g/mL、搅拌转速1 000r/m in、催化剂的焙烧温度650℃。在优化条件下,氯化苄的转化率可达到81.6%,产物的质量组成为57.7%的4-甲基二苯甲烷和42.3%的2-甲基二苯甲烷。     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。     

甲基环己基二甲氧基硅烷的合成

在一定压力下,以甲基二氯硅烷(DCM S)和环己烯为原料,在四甲基二乙烯基硅氧烷铂配合物催化剂(简称催化剂)的作用下,采用硅氢加成法制得中间体甲基环己基二氯硅烷(CMCS),再与甲醇反应,制得终产物甲基环己基二甲氧基硅烷(CHMM S);考察了原料配比、反应温度、反应压力、催化剂用量、促进剂种类、反应时间等条件对中间体CMCS收率的影响,采用傅里叶变换红外光谱和气相色谱-质谱法对CHMM S的结构进行了表征。实验结果表明,合成CMCS的最佳工艺条件为:反应压力0.7~0.8M Pa,n(DCM S)∶n(环己烯)=1.12,反应温度85~90℃,1m ol环己烯的催化剂用量1.0g,促进剂苯甲醛用量2.0g,反应时间5~6h;在此条件下,CMCS的收率可达89.6%,CMCS的质量分数可达99.61%。CHMM S的合成条件为:第一阶段反应在室温下进行,n(甲醇)∶n(CMCS)=1.29;第二阶段反应在低于39℃下进行,n(甲醇)∶n(CMCS)=4.83。通过常压蒸馏及减压精馏,得无色透明液体产品CHMM S的收率为78.3%,CHMM S的质量分数为99.75%。     

KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了KF/CaO催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,通过等体积浸渍并在873K煅烧4h,可以制得理想的KF添加量(KF与CaO的质量比)为14.3%的KF/CaO催化剂,采用该催化剂,当醇与油摩尔比为12∶1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为3%、反应温度为60～65℃、反应时间为1h时,生物柴油的收率可以达到90%。与CaO催化的酯交换反应结果相比,KF/CaO催化剂的催化活性明显提高。XRD与TG-DTG分析结果表明,KF/CaO催化剂酯交换活性的增强与KF与CaO经过高温煅烧发生相互作用而形成新的晶相密切相关。