Co/Si/Mo/Ni/Al2O3催化剂对汽油加氢脱硫性能的影响

为了研究活性组分的负载对催化剂加氢脱硫性能的影响,设计并制备了Co/Si/Mo/Ni/Al₂O₃多元复合催化剂。通过固定床催化剂评价装置对其进行二苯并噻吩加氢脱硫反应活性评价,并利用X射线衍射仪（XRD）、N₂吸附测试仪、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和Mapping等分析测试手段对催化剂进行表征。结果表明,复合催化剂具有优良的加氢脱硫性能,当活性组分负载量为（0.5%Co）/（1.5%Si）/（3.0%Mo）/（10.0%Ni）/Al₂O₃时,其加氢脱硫性能最高可达到96.1%。     

微乳液法制备Pt/Al2O3催化剂及其催化氯代硝基苯选择加氢活性

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）/正丁醇/环己烷/H₂PtCl₆溶液的微乳体系,以N₂H₄·H₂O为还原剂,Al₂O₃为载体制备Pt/Al₂O₃催化剂。以邻氯硝基苯（o-CNB）选择加氢反应为探针,考察微乳液组成对Pt/Al₂O₃催化剂选择加氢活性的影响。运用XRD、XPS、IR、TEM和EDS对载体和催化剂进行表征。结果表明,微乳体系中CTAB∶正丁醇∶环己烷质量比9∶21∶70,3.6% H₂PtCl₆溶液中制备的Pt/Al₂O₃催化剂的o-CNB选择加氢活性最高。Pt粒子粒径5 nm左右,与载体之间没有明显的电子效应。对于取代位置不同的间、对氯硝基苯（m-CNB、p-CNB）加氢,Pt/Al₂O₃催化剂也表现出较高的催化活性。     

Ru催化加氢选择性脱除F-T合成水相中的含氧化合物

采用催化加氢技术脱除F-T合成水相中羧酸、醛、醇、酮、酯含氧化合物,考察了Ru/ZrO₂、Ru/TiO₂、Ru/SiO₂和Ru/Al₂O₃ 4种Ru催化剂的反应性能.相对于酸、醇,水中的醛、酮、酯更易被转化.其中Ru/ZrO₂和Ru/TiO₂具有良好的加氢脱羰活性,在200℃、9.8 MPa、3.0 h^-1空速下,酸、醛、醇、酮、酯均转化为C₁～C₆的烷烃,总转化率达92%.同条件下,虽然Ru/Al₂O₃对酸、醛、酮、酯的转化活性较高(>87%),但对醇的转化不到30%,具有选择性转化特点.H₂-TPR和NH₃-TPD结果表明,Ru/Al₂O₃催化剂的金属活性位与载体酸性位的协同作用有利于羧酸的加氢反应,能抑制醇的加氢脱羰活性;而金属-载体相互作用较弱和酸度较低的催化剂有利于羧酸、醇发生加氢脱羰反应.Ru/Al₂O₃催化剂运行500 h后失活,XRD、SEM和N₂-物理吸附表明,载体结构物相和织构性质的改变以及活性组分的流失是导致催化剂失活的主要因素.     

Sn对V2O5/Al2O3催化剂在异丁烷脱氢反应中的影响

以Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型高分散氧化钒催化剂（12%V₂O₅/Al₂O₃）,并选择Sn作为助剂对12%V₂O₅/Al₂O₃催化剂的表面性质进行调控,采用XRD、N₂等温吸脱附、NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS、TEM和Raman光谱等方法对催化剂进行表征,结合活性评价实验,研究了催化剂表面物种分散状态、酸性和活性物种价态的变化与异丁烷脱氢活性和稳定性之间的关系。表征结果显示,Sn对V₂O₅/Al₂O₃表面的酸性和V物种在催化剂表面的分布和价态具有一定的调节作用,当Sn质量分数为1%时,氧化锡在催化剂表面分散均匀,对表面积和孔结构影响较小,同时,表面酸性变化较小,表面低价态的钒物种增多。活性评价结果表明,该催化剂在临氢反应条件下保持了最佳的脱氢活性及稳定性,异丁烷脱氢反应480min后,异丁烷转化率为46.8%,异丁烯收率为39.8%。     

低温选择加氢脱硫醚催化剂NiMoZn/Al2O3中Zn的作用

以Al₂O₃作为载体,采用等体积浸渍法制备了多种不同的金属氧化物催化剂,考察其低温选择加氢脱硫醚活性。以1-戊烯和叔丁基甲基硫醚的环己烷模型化合物为反应原料,考察助剂的添加对NiMo/Al₂O₃催化剂性能的影响,并筛选出选择加氢脱硫活性最优的催化剂;接着以FCC全馏分汽油进行150h的长周期实验考察最优催化剂的性能;通过SEM、XRD、H₂-TPR、C₄H₄S-TPD、硫碳分析对催化剂进行了表征。实验结果表明:经过适当组合的三组分催化剂的选择加氢脱硫醚的性能有所改变,其中以NiMoZn/Al₂O₃催化剂的选择加氢脱硫醚性能最好,并在长周期试验中表现出很好的活性和稳定性。表征结果证实Zn的加入起到了分相作用,促进NiO向表面迁移;降低活性组分与载体间的强相互作用,有利于组分的还原;适宜的Zn含量有利于催化剂表面的活性相均匀分布;Zn促进催化剂对硫化物的吸附。     

络合-溶剂热法制备钯基催化剂及其催化氧化间二甲苯性能

通过采用络合-溶剂热法、水热法和浸渍法三种方法制备了负载量为0.6%（质量分数）的Pd/Al₂O₃催化剂，重点考察不同制备方法催化氧化间二甲苯作为典型的挥发性有机化合物的能力。结果表明：络合-溶剂热法制备的Pd/Al₂O₃-com催化剂催化氧化间二甲苯的能力最强，间二甲苯体积分数为0.002%时完全转化温度（T₁₀₀）为130℃，低于浸渍法制备催化剂的完全转化温度30℃。对Pd/Al₂O₃催化剂进行了比表面积（BET）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）等表征分析，发现Pd/Al₂O₃-com中Pd主要以还原态Pd⁰高度分散于载体表面，而另两种方法制备的催化剂均有明显的Pd²⁺存在。结合性能测试及表征分析，表明络合-溶剂热法制备的Pd/Al₂O₃-com催化剂活性组分Pd的高度分散，增强了催化活性，可满足高浓度间二甲苯、宽气体体积空速条件下催化氧化脱除间二甲苯的工业应用要求。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。     

硫氮化合物在磷改性NiW/Al2O3加氢催化剂上的吸附行为研究

采用等体积浸渍法制备了一系列以γ-Al₂O₃及磷改性γ-Al₂O₃为载体,Ni、W为活性金属组分的加氢催化剂,以N₂物理吸附-脱附、XRD、NH₃-TPD、Py-IR等技术对Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂进行了表征,考察了磷改性对加氢催化剂理化性质的影响,探究了喹啉、吲哚和二苯并噻吩（DBT）吸附行为与催化剂理化性质以及吸附质本身性质的关系。研究发现,喹啉最易于吸附在Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂上,吲哚和DBT的吸附能力较为接近;磷的引入会降低催化剂的比表面积和孔体积,但是能够提高喹啉、吲哚及DBT的吸附能力;硫氮化合物在催化剂上的吸附能力随着催化剂表面酸性的增强或酸中心数量的增多、活性金属分散度的增大以及硫氮化合物杂原子电子云密度或分子极性的增大而增大。     

合成气费托合成制重质烃Ru-Co/SiC催化剂的制备及性能

费托合成是以合成气生产清洁燃料和其他化学品的重要途径。传统费托合成产物遵循A-S-F分布,只有甲烷和重质烃的选择性没有极限值。因此,费托合成研究以最大程度地合成重质烃,提高合成产物中重质烃的选择性为目标。基于此,首先详细探究了Al₂O₃、SiO₂和SiC载体对费托反应性能的影响。结果表明 Co/SiC催化剂具有最高的CO转化率（83.5%）和C₅₊选择性（80.3%）。与浸渍法相比,原位还原法更为有效地引入Ru到Co/SiC催化剂,将C₅₊选择性提高至90.1%。Ru助剂能在保持较高催化活性不变的前提下,有效提高Co/SiC催化剂C₅₊选择性。催化剂表征（XRD、H₂-TPR、XPS、H₂-化学吸附和TEM）结果表明,Ru能与Co发生相互作用,提高了催化剂的可还原性和活性组分的分散性,进而改善了Co/SiC催化剂重质烃的选择性。     

温和条件下糠醇加氢催化剂性能的研究

本文选用Ru/C、Ru/Al₂O₃、Pd/C、Pd/Al₂O₃、Pt/C、雷尼镍等催化剂用于糠醇加氢的釜式反应研究。研究发现,Ru/C催化剂在糠醇加氢制备四氢糠醇的反应中具有良好的反应性能。研究了在Ru/C催化剂作用下溶剂、反应温度、氢气压力、反应时间、催化剂的用量等因素对反应的影响,并对工艺条件进行了优化。得到最佳工艺条件：异丙醇作溶剂,反应温度为60℃、氢气压力为3 MPa、反应时间为6 h,原料与催化剂的质量比为20:1,糠醇的转化率达到100%,四氢糠醇的选择性大于95%。     

SiO2负载钴系催化剂的环己烯环氧化性能

采用沉积沉淀法制备不同负载量的SiO₂（硅胶）负载钴氧化物催化剂,采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电镜（TEM）、N₂吸脱附等手段对催化剂进行表征,结果表明钴系氧化物为Co₃O₄,并且钴氧化物均匀地负载在SiO₂（硅胶）载体上,其活性组分的粒子大小集中分布在2～10nm。将制备的催化剂应用于环己烯环氧化反应,以环己烯、分子氧为原料,异丁醛为催化助剂,N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为反应溶剂,在高压釜中进行。同时将SiO₂负载钴氧化物催化剂与不同载体上制备的钴系催化剂进行比较,发现催化剂用量0.20g、环己烯2.00g、异丁醛3.50g、反应温度50℃、反应时间5h、氧气压力4MPa时,环己烯的转化率和环氧环己烷的选择性分别可达到66.56%和71.03%。     

预处理对Ru/Al_2O_3催化马来酸二甲酯加氢影响

采用吸附-沉淀法制备负载Ru质量分数为1.0%的Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯催化加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,详细考察预处理条件对Ru/Al_2O_3催化剂加氢性能的影响,并对其进行XRD、TEM和H2-TPR表征。结果表明,焙烧温度越高,催化剂催化活性越低;直接还原活化所得催化剂活性高于空气中焙烧后还原活化所得催化剂。以甲醇为溶剂,在70℃和1.0 MPa条件下,直接还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率达100%,丁二酸二甲酯选择性约100%。相同时间内,空气焙烧后还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率接近25%,继续延长反应时间,马来酸二甲酯转化率几乎不变。经高温焙烧还原后,活性组分Ru烧结;直接还原活化后,活性组分Ru高度分散。     

Ni-Mn/Al2O3催化剂在浆态床中CO甲烷化催化性能

采用共浸渍法制备了Ni-Mn/Al₂O₃催化剂,考察了助剂Mn的含量对催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响。采用XRD、H₂-TPR、BET、TEM、H₂-化学吸附等表征对催化剂进行了测试分析,结果表明,Mn助剂的引入能够促进Ni物种在载体表面的分散,减弱Ni物种与载体的相互作用,降低催化剂的还原温度,提高催化剂的比表面积,减小活性金属Ni的晶粒尺寸。随着Mn含量的增加,Ni-Mn/Al₂O₃催化剂的甲烷化性能先升后降,其中以Mn含量为4%（质量分数）时的催化甲烷化性能最佳,添加过量的Mn导致活性组分Ni被部分覆盖,催化甲烷化性能下降。通过对16Ni4Mn/Al₂O₃催化剂样品的浆态床反应温度及反应压力的研究发现,当反应温度为280℃、反应压力为1.5 MPa时,催化剂样品16Ni4Mn/Al₂O₃的CO转化率及CH₄选择性分别达到96.2%和88.8%。     

Support Effects on Thiophene Hydrodesulfurization over Co-Mo-Ni/Al2O3 and Co-Mo-Ni/TiO2-Al2O3 Catalysts

A carbon-based sulfonated catalyst was prepared by direct sulfonation and carbonization （in moderate conditions：200 ＆#176;C, 12 h） of red liquor solids, a by-product of paper-making process. The prepared sulfonated cata-lyst （SC） had aromatic structure, composed of carbon enriched inner core, and oxygen-containing （SO3H, COOH, OH） groups enriched surface. The SO3H, COOH, OH groups amounted to 0.74 mmol·g^-1, 0.78 mmol·g^-1, 2.18 mmol·g^-1, respectively. The fresh SC showed much higher catalytic activity than that of the traditional solid acid catalysts （strong-acid 732 cation exchange resin, hydrogen type zeolite socony mobile-five （HZSM-5）, sulfated zir-conia） in esterification of oleic acid. SC was deactivated during the reactions, through the mechanisms of leaching of sulfonated species and formation of sulfonate esters. Two regeneration methods were developed, and the catalytic activity can be mostly regenerated by regeneration Method 1 and be fully regenerated by regeneration Method 2, respectively.     

EDTA辅助制备高活性费托合成催化剂

费托合成（FTS）对天然气、煤炭和生物质向清洁运输燃料和增值化学品的转化至关重要。传统上,用于FTS的负载型铁催化剂主要是以氧化铝和二氧化硅为载体。然而,金属与载体的相互作用阻碍了活性相碳化铁的形成,使得催化剂活性较低。本文通过乙二胺四乙酸（EDTA）络合浸渍制备了Fe/Al₂O₃催化剂,通过带正电荷的羟基（OH{}_{\mathrm{2}}^{+}）与[Fe(EDTA)]^-配合物阴离子之间的库仑相互作用来提高氧化铝载体上铁物种的分散度。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积（BET）、原位红外（In-situ IR）等手段进行表征分析。结果表明,添加EDTA有助于增强Fe的抗烧结性。在煅烧络合浸渍制备样品的过程中,EDTA可以分解为具有还原性质的有机小分子,将催化剂中的铁物种还原为Fe²⁺,有利于催化剂的还原;更多活性中心增强了催化剂对CO的吸附量。原位红外实验表明,EDTA辅助制备的催化剂更容易富集活性物种,从而提高CO的转化率。调节体系中碱金属钠的含量改善了烃内产物分布。在较低的氢碳比（H₂/CO=1/1）下,EDTA络合制备的Fe-Na/Al₂O₃催化剂显示出高的CO转化率（88.5%）以及最大的C₂~C₄=和C₅~C₁₁选择性,总选择性达71.2%。     

CO_2 methanation over TiO_2–Al_2O_3 binary oxides supported Ru catalysts

TiO_2 modified Al_2O_3 binary oxide was prepared by a wet-impregnation method and used as the support for ruthenium catalyst. The catalytic performance of Ru/TiO_2–Al_2O_3catalyst in CO_2 methanation reaction was investigated. Compared with Ru/Al_2O_3 catalyst, the Ru/TiO_2–Al_2O_3catalytic system exhibited a much higher activity in CO_2 methanation reaction. The reaction rate over Ru/TiO_2–Al_2O_3 was 0.59 mol CO_2·(g Ru)1·h-1, 3.1 times higher than that on Ru/Al_2O_3[0.19 mol CO_2·(gRu)-1·h-1]. The effect of TiO_2 content and TiO_2–Al_2O_3calcination temperature on catalytic performance was addressed. The corresponding structures of each catalyst were characterized by means of H_2-TPR, XRD, and TEM. Results indicated that the averaged particle size of the Ru on TiO_2–Al_2O_3support is 2.8 nm, smaller than that on Al_2O_3 support of 4.3 nm. Therefore, we conclude that the improved activity over Ru/TiO_2–Al_2O_3catalyst is originated from the smaller particle size of ruthenium resulting from a strong interaction between Ru and the rutile-TiO_2 support, which hindered the aggregation of Ru nanoparticles.     

Effect of pH in a sol–gel synthesis on the physicochemical properties of Pd–alumina three-way catalyst

The effect of pH during sol–gel synthesis on the structural and physicochemical properties of a Pd–Al₂O₃ three-way catalyst (TWC) prepared by the sol–gel method was investigated by using BET, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM) and solid state ²⁷Al MAS NMR. The Pd–Al₂O₃ catalyst prepared at pH=10 (Pd–Al₂O₃–B) showed a high activity in three-way catalytic reaction, a high dispersion of Pd, and large surface area and pore volume. A basic condition (pH=10) in the sol–gel process was essential for the preparation of highly dispersed palladium clusters on alumina gel. The formation of highly stable palladium oxide species in Pd–Al₂O₃–B that were not completely reduced at 423 K was ascribed to the strong interaction between Pd and oxygen in alumina texture, resulting in the formation of –Al–O–Pd bond.     

Performance and characterization of Ru/Al2O3 and Ru/SiO2 catalysts modified with Mn for Fischer–Tropsch synthesis

Mn effect and characterization on γ-Al₂O₃-, -Al₂O₃- and SiO₂-supported Ru catalysts were investigated for Fischer–Tropsch synthesis under pressurized conditions. In the slurry phase Fischer–Tropsch reaction, γ-Al₂O₃ catalysts showed higher performance on CO conversion and C₅⁺ selectivity than -Al₂O₃ and SiO₂ catalysts. Moreover, Ru/Mn/γ-Al₂O₃ exhibited high resistance to catalyst deactivation and other catalysts were deactivated during the reaction. From characterization results on XRD, TPR, TEM, XPS and pore distribution, Ru particles were clearly observed over the catalysts, and γ-Al₂O₃ catalysts showed a moderate pore and particle size such as 8 nm, where -Al₂O₃ and SiO₂ showed highly dispersed ruthenium particles. The addition of Mn to γ-Al₂O₃ enhanced the removal of chloride from RuCl₃, which can lead to the formation of metallic Ru with moderate particle size, which would be an active site for Fischer–Tropsch reaction. Concomitantly, manganese chloride is formed. These schemes can be assigned to the stable nature of Ru/Mn/γ-Al₂O₃ catalyst.