华东理工大学设计新型乙炔选择性加氢催化剂

正乙烯工业是石油化工产业的核心,乙炔选择性加氢是石脑油裂解制备聚合级乙烯的关键技术之一。华东理工大学研究团队在乙炔选择性加氢Pd催化剂次表面结构调控和Ni催化剂活性位点设计方面取得了重要研究进展。针对这一反应,研究人员从金属催化剂次表面结构调控入手,采用XAS、原位XRD、     

负载型纳米金催化剂在乙炔选择性加氢反应中的研究进展

介绍了乙炔选择性加氢制乙烯催化剂的研究和开发进展。针对负载型纳米金催化剂的发展趋势及其对乙炔加氢反应产物中乙烯的独特选择性,重点对比单金属纳米金催化剂及合金型催化剂的催化性能差异,发现合金型纳米金催化剂具有较高的乙炔转化率和稳定性。影响催化性能的主要因素有纳米粒子的大小及活性组分之间的相互协同作用。分析积炭的形成以及导致催化剂失活的原理。展望低温条件下具有高转化率与高稳定性的合金型纳米金催化剂的应用前景。     

乙炔选择性加氢催化剂研究进展

乙烯是石化工业中最重要的工业原料之一,然而乙烯产品中少量乙炔杂质的存在会直接影响乙烯的下一步应用。乙炔选择性催化加氢被认为是脱除乙炔杂质最有效的方法之一。本文综述了乙炔选择性加氢催化剂近年来的研究进展,介绍了乙炔选择加氢的反应机理,归纳总结了活性组分、助剂、载体以及结构对乙炔加氢催化剂性能的影响。鉴于Pd基催化剂仍然是工业应用的主流催化剂,文中综述了Pd基催化剂的研究现状和目前存在的一些挑战,同时提出了催化性能优化的建议。最后,就如何进一步提高乙炔选择性加氢催化剂性能的发展趋势进行了归纳,主要从单原子合金催化剂、催化剂微观调控以及电化学炔烃加氢方面进行论述,为未来提高乙炔加氢催化剂的性能提供了指导方向。     

镍基催化剂调控的炔烃选择性加氢研究进展

炔烃选择性催化加氢反应对生产聚合级乙烯、苯乙烯和多种精细化学品具有重要意义。由于价格低廉和活性好等优点，近10年镍基催化剂在炔烃选择性催化加氢反应中展现出良好的应用前景。该文总结了国内外镍基催化剂调控的炔烃选择性加氢反应研究进展。结合反应历程和机理，指出了影响镍基催化剂催化活性、选择性和稳定性的主要因素。归纳了调控镍基催化剂性能的基本途径，包括单原子化、与金属/非金属合金化、有机配体修饰、构筑核壳和金属-载体相互作用结构。并讨论了炔烃选择性加氢中镍基催化剂存在的问题及解决策略。     

非贵金属乙炔加氢催化剂研究获进展

正中科院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心研究员张炳森团队等发现,在镍基八面体间隙位点引入碳原子,并与6个镍原子配位,可调控镍的原子间距离和电子结构,提高其在乙炔选择性加氢反应中的选择性和稳定性。该工作为高效非贵金属加氢催化剂的设计和制备提供了新思路。乙炔选择性加氢反应是石油化工生产过程必不可少的步骤。工业上通过催化加氢的方式去除乙烯原料气中残留的少量乙炔,以避免接下来聚合反应的催化剂中毒失活。     

芳烃选择性加氢催化剂的研究进展

主要综述了不同结构芳香族化合物选择性加氢催化剂的研究进展。对于带官能团的单环芳烃,阐述了不同活性金属Pd、Pt、Ru、Rh、Ni等在不同芳烃环加氢反应中的应用,比较了不同催化剂的反应活性和选择性;对于多环芳烃,以萘和蒽为模型化合物介绍多环芳烃加氢催化剂的研究进展。     

FCC柴油芳烃选择性开环催化剂研究进展

选择性开环技术可以使芳烃转换成单环烷烃或链烷烃化合物,极大地提高了柴油的清洁度和十六烷值,该技术的核心是开发具有加氢和开环性能的双功能催化剂。本文综述了近年来国内外催化裂化(FCC)柴油芳烃选择性开环催化剂的研究进展,重点讨论了催化剂载体、活性金属及制备方法3个方面对加氢开环反应性能的影响。分析表明载体的酸性和孔道结构、负载活性金属的类型(包括非贵金属和贵金属)及不同的制备方法对催化性能有极大影响。最后对柴油芳烃选择性开环催化剂的研究提出了一些建议,指出今后研究的重点是开发具有适宜酸性和孔结构的新型载体及能够保持活性和稳定性的活性金属组分并加强该领域反应机理的研究。     

乙炔选择性加氢单原子催化剂研究进展

简要介绍了乙炔选择性催化加氢反应及其特点，对近年来乙炔选择性加氢单原子催化剂的研究进行了总结，最后对乙炔选择加氢单原子催化剂的前景进行了展望。     

钯基乙炔选择性加氢催化剂研究进展

催化选择加氢去除乙烯中微量乙炔是石化工业重要的反应过程,工业钯基催化剂选择性低、催化剂使用寿命较短。本文综述了近年来国内外乙炔选择性加氢钯基催化剂的研究进展。主要探讨了过渡金属、金属氧化物与非金属配体助剂能调变钯粒子空间结构,隔离分散钯粒子并与钯粒子产生电子效应;阐明了钯粒子尺寸与织构形貌的调控能改变钯的晶面结构,影响钯对乙烯的吸脱附和对氢气的活化与解离性能;评述了单一氧化物、复合金属氧化物、碳材料等载体为催化剂提供合适的表面酸碱性并加强了与活性中心之间的相互作用,稳定钯粒子抑制其发生迁移与团聚。提高乙烯选择性与催化剂稳定性是该研究的重点与难点,负载型钯基催化剂的发展方向是构建高分散钯粒子,并在反应过程中保持稳定。     

碳五馏分中二烯烃选择性加氢催化剂的研究进展

总结了用于不饱和烃选择性加氢催化剂的研究进展以及发展前景;重点介绍了近年来对于贵金属Pd基催化剂进行改性处理以提高产物选择性以及非贵金属等金属催化剂的优化策略;对二烯烃选择性加氢催化剂的制备策略进行了进一步的展望。     

Investigation of the preparation methodologies of Pd-Cu single atom alloy catalysts for selective hydrogenation of acetylene

Galvanic replacement, co-impregnation and sequential impregnation have been employed to prepare Pd-Cu bimetallic catalysts with less than 1 wt-% Cu and ca. 0.03 wt-% Pd for selective hydrogenation of acetylene in excess ethylene. High angle annular dark field-scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) and H₂ chemisorption results confirmed that Pd-Cu single-atom alloy structures were constructed in all three bimetallic catalysts. Catalytic tests indicated that when the conversion of acetylene was above 99%, the selectivity of ethylene of these three single atom alloy catalysts was still more than 73%. Furthermore, the single atom alloy catalyst prepared by sequential incipient wetness impregnation was found to have the best stability among the three procedures used.     

氯代硝基苯选择性加氢催化剂研究现状与进展

氯代苯胺（chloraniline,CAN）是重要的精细化学品中间体,应用广泛。氯代硝基苯（chloronitrobenzene,CNB）经催化加氢合成CAN的方法存在脱氯副反应,因此改进催化剂性能以提高该反应选择性受到广泛重视。本文从多相催化体系和均相催化体系分别总结了近年来此类催化剂的研究现状与进展。多相催化体系常用的改性方式包括调变金属相分散度、调变载体性质、添加金属助剂等。其中,通过调变金属相分散度得到的单原子催化剂,因其高原子利用率而呈现出优异的催化性能,但提高其稳定性仍是未来探索的方向。均相催化剂包括金属配合物催化剂、金属胶体催化剂等,常用的改性方式有添加金属离子/配合物等。均相催化剂反应效率高,但普遍制备过程繁琐、较难回收,仍有待优化。另外,本文还总结了反应介质对该加氢体系的影响。最后总结了催化剂改性方案的特点,对未来CNB选择性加氢催化剂的设计与应用提供了理论指导。     

氯代硝基苯催化加氢合成氯代苯胺的催化剂研究进展

综述了近期氯代硝基苯催化加氢合成氯代苯胺的催化剂研究进展,对贵金属(包括贵金属纳米簇催化剂及负载型贵金属催化剂)、骨架镍及非晶态合金等催化剂的结构和性能特点进行了分析和比较。贵金属催化剂活性高,选择性好,反应条件温和。雷尼镍催化剂具有价格较低的优势,但其加氢脱氯的副反应较为严重,多需要采用具有毒性的助催化剂来提高产物的选择性。非晶态合金作为一种新型催化材料具有很好的催化反应性能,其热稳定性还有待进一步提高。     

Thermal effect optimization endows a selective and stable PdCu single atom alloy catalyst for acetylene hydrogenation

Here, we proposed a universal approach to solve a seesaw relationship between thermal effect control and conversion efficiency in strong exothermic acetylene hydrogenation by constructing Pd-based single atom alloy (SAA), in which Cu was chosen as host atom and heat transfer agent. Lower desorption energy of *C₂H₄ intermediate on isolated Pd atoms greatly improved ethylene selectivity. Notably, this excellent performance was well maintained, even at extremely low space velocity, implying the thermal effect was effectively controlled. On one hand, the heat generation rate over single active site was largely decreased. On another hand, host Cu atoms with proper continuity degree endowed the SAA with attractive lattice heat capacity and phonon scattering rate, which ensured the instant heat transfer from Pd atoms to the surroundings. The optimized performance (conversion 90.7% and selectivity 95.8%) was stably operated for 270 h under GHSV = 2400 h⁻¹.     

Mitigating catalyst deactivation in selective hydrogenation by enhancing dispersion and utilizing reaction heat effect

Pd catalysts with different particle size were investigated in a strongly exothermic acetylene hydrogenation by changing space velocity. It was found that larger Pd nanoparticles provoked the significant amounts of oligomers and accumulated reaction heat although space velocity had been greatly improved. When Pd particle size was reduced, the number of active sites increased, which contributed to a decrease in heat produced on a single active site, thereby hindered formation of hot spots over catalyst leading to lesser deactivation. Furthermore, by utilizing the features of highly dispersed catalyst without instantaneous heat accumulation, the target acetylene hydrogenation (exothermic) was coupled with acetylene dissociation (endothermic) by sharing reaction heat to construct supported Pd carbide catalysts. Modification of subsurface carbon inhibited the generation of green oil and thus further enhanced selectivity and stability. This work provides an alternative and counter-intuitive concept where more highly dispersed metal nanoparticles may in fact be more stable.     

氧化物助剂对费托合成钴基催化剂的促进作用

氧化物助剂促进的钴基催化剂具有费托合成反应活性和长链烃选择性高等特点,是高选择性地获得馏分油的关键,具有良好的应用和研究价值。本文针对氧化物助剂对钴基催化剂的促进作用,综述了氧化物助剂对钴基催化剂的结构、稳定性以及费托合成反应性能的影响,详细分析了氧化物助剂对钴基催化剂的还原性能和分散度的影响, 同时介绍了影响氧化物助剂促进作用的因素,重点讨论了氧化物助剂的促进作用机理。并对如何更好地发挥氧化物助剂在钴基催化剂中的促进作用进行了展望：应加强氧化物助剂对钴基催化剂促进作用机理的基础研究,并且重视影响氧化物助剂促进作用的因素。     

挂式四氢双环戊二烯合成工艺研究进展

以双环戊二烯为原料,通过加氢、异构化两个过程得到一种高能量密度燃料——挂式四氢双环戊二烯(exo-THDCPD)。综述了exo-THDCPD制备过程涉及的技术现状,包括反应原理、工艺路线、主要技术参数等内容。重点介绍了加氢与异构化催化剂种类及制备方法、加氢与异构化工艺流程的研究进展。总结出非贵金属合金催化剂为加氢催化剂的研究重点;延长固载化Al Cl3催化剂的使用寿命、提高分子筛催化剂的抗积碳能力、降低离子液体催化剂的生产成本是异构化催化剂的3个研究方向;提高双功能催化剂的选择性对"一锅法"制备exo-THDCPD意义重大;液相串联工艺有望实现exo-THDCPD的连续化工业生产。