稀土La改性X分子筛催化异丁烷/丁烯烷基化反应

采用液相离子交换法,通过改变交换和焙烧次数制备了5种不同浓度稀土La改性的X分子筛催化剂,使用连续进料的固定床反应器评价其催化异丁烷/丁烯烷基化反应的性能,分析了分子筛物相结构的变化,考察了分子筛的酸性. 结果表明,催化剂制备过程对催化剂结构和性能影响显著,La3+改性后X分子筛结晶度下降,但酸度显著增强,随La3+交换次数增加,分子筛的B酸量增多,L酸量减少;5种催化剂中,焙烧前离子交换2次、焙烧后再交换3次、再焙烧所制催化剂催化性能最佳,丁烯的初始转化率为89.94%, C8收率可达66.71%,这归因于酸性增加加快了氢负离子转移,降低了碳正离子上发生重复烷基化的可能性,抑制了大分子生成. 反应温度和烯烃空速对反应影响显著,温度从80℃升至100℃,副反应裂解生成的C5?C7从9.64%增加到36.74%;丁烯进料空速从0.1 h?1降至0.05 h?1时,低聚生成的C9+从7.2%增至31%.     

改性介微孔ZSM-5分子筛催化剂制备及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

将微孔ZSM-5分子筛通过不同浓度的氢氧化钠溶液处理不同的时间制备不同的介微孔ZSM-5分子筛,然后负载五氧化二磷制备介微孔ZSM-5分子筛催化剂,对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进行甲苯甲醇烷基化反应评价。其中氢氧化钠溶液浓度为1.0 mol/L、处理时间为30 min得到的介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂催化甲苯甲醇烷基化反应的活性较高。对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进一步采用铂进行改性,将制备的催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应,在460 ℃条件下连续反应505 h,甲苯转化率保持在10.9%,二甲苯中对二甲苯的选择性保持在96%以上。研究结果表明,五氧化二磷、铂改性的介微孔ZSM-5分子筛催化剂具有优异的甲苯甲醇烷基化反应性能。     

氢氧化钠改性ZSM-5分子筛的碳四烯烃催化裂解性能

用不同浓度的氢氧化钠溶液对ZSM-5分子筛进行改性,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氪-程序升温脱附(NH_3-TPD)和N_2吸附方法对改性后的催化剂进行表征,并考察了改性后的ZSM-5分子筛催化剂在碳四烯烃裂解反应中的催化性能。结果表明,氢氧化钠改性没有破坏该分子筛骨架结构,改性后催化剂的酸量、介孔孔径、介孔孔容和比表面积BET都有所增加,从而改善了催化剂的反应性能。氢氧化钠溶液的浓度为0.4 mol/L比较合适,用该浓度的氢氧化钠改性后的ZSM-5分子筛催化剂0.4AT-HZ在550℃和常压下进行碳四烯烃催化裂解反应。具有较高的稳定性,丁烯转化率可达到78%以上,丙烯收率大于38%,丙烷收率为7%。     

Cu改性ZSM-5分子筛催化尿素脱水制备单氰胺

通过离子交换法制备了一系列的改性ZSM-5分子筛催化剂,用真空原位红外对分子筛催化剂进行了表征,绘制了分子筛的红外光谱图。通过红外光谱图使用谱带积分法计算了布朗斯台德酸(Brnsted酸)和路易斯酸(Lewis酸)的酸浓度,推导了ZSM-5分子筛催化尿素脱水的催化过程机理。使用改性后的ZSM-5分子筛催化剂催化尿素脱水的反应,结果表明,改性后ZSM-5分子筛催化剂的催化性能明显优于未改性的HZSM-5。     

ZSM-5分子筛在MTP反应中的催化性能

合成了3种不同晶粒尺寸的ZSM-5分子筛,并制得MTP催化剂,对ZSM-5分子筛催化剂在MTP反应中的性能进行系统研究。采用XRD、SEM、N2物理吸附和TGA等对ZSM-5分子筛催化剂进行表征,发现小晶粒的ZSM-5分子筛具有良好的抗积炭性能,在MTP反应中具有较高的稳定性。采用小晶粒分子筛制成的催化剂,考察反应工艺条件对催化剂催化性能的影响,结果表明,丙烯选择性随反应温度和空速提高而增加,降低反应压力和提高水醇质量比也有利于提高丙烯选择性,为调整MTP工艺的产物分布和优化反应工艺条件提供了技术依据。     

Ca对Ni基催化剂上丙酮加氢制备异丙醇性能的影响

以ZSM-5为载体制备了Ni-Ca/ZSM-5催化剂,考察了其对丙酮气相加氢制备异丙醇性能的影响,并考察了不同反应温度及催化剂焙烧温度对催化性能的影响。通过XPS、NH_3-TPD、XRD、SEM、N2吸附/脱附等表征手段对催化剂进行了详细的研究。结果表明,Ni-Ca/ZSM-5对丙酮加氢反应具有较高的催化活性,最佳反应温度为130℃,最佳焙烧温度为450℃。     

Ca对Ni基催化剂上丙酮加氢制备异丙醇性能的影响

以ZSM-5为载体制备了Ni-Ca/ZSM-5催化剂,考察了其对丙酮气相加氢制备异丙醇性能的影响,并考察了不同反应温度及催化剂焙烧温度对催化性能的影响。通过XPS、NH_3-TPD、XRD、SEM、N2吸附/脱附等表征手段对催化剂进行了详细的研究。结果表明,Ni-Ca/ZSM-5对丙酮加氢反应具有较高的催化活性,最佳反应温度为130℃,最佳焙烧温度为450℃。     

正己烷催化裂解制低碳烯烃：ZSM-5分子筛催化剂酸性的影响

在小型固定床装置上,以ZSM-5分子筛为催化剂,研究不同硅铝物质的量比对合成的ZSM-5分子筛织构性能以及酸性对正己烷催化裂解性能的影响。采用XRD、SEM、N₂吸附-脱附和NH_3-TPD等方法对不同硅铝物质的量比的ZSM-5分子筛进行表征,结果表明,硅铝物质的量比的改变对ZSM-5分子筛的形貌和结构没有影响;随着硅铝物质的量比的增加,分子筛的酸量减少,酸强度减弱,正己烷催化裂解活性逐渐降低。同时,随着酸量减少和酸强度减弱,高硅ZSM-5分子筛上氢转移反应得到明显抑制,丙烯选择性提高。     

ZSM-11分子筛的碱处理及其正十二烷催化裂解性能

研究了碱处理对ZSM-11分子筛的微观结构、酸性质和催化裂解性能的影响。采用不同浓度的氢氧化钠对ZSM-11分子筛进行碱处理,得到了级孔ZSM-11分子筛。用XRD,SEM,TEM, NH₃-TPD,N₂低温吸附-脱附等手段对碱处理后的分子筛进行了表征。以正十二烷为模型燃料,在550 ℃、4 MPa的条件下评价了分子筛的催化裂解性能。结果表明,碱处理导致HZSM-11分子筛晶粒内形成介孔、比表面积和酸量增加。碱处理的ZSM-11分子筛表现出较高的催化裂解活性。其中,用浓度为0.1 mol/L的氢氧化钠溶液处理的HZSM-11分子筛,催化活性最高。与未处理的HZSM-11分子筛相比,正十二烷的平均转化率提高了约58%。     

碱处理改性对Zn/HZSM-5分子筛催化剂性能的影响

以不同浓度的NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理改性后所得多级孔ZSM-5分子筛作为活性组分制备甲醇制芳烃催化剂,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2吸-脱附等手段对催化剂进行了表征,分别考察了碱处理改性对分子筛催化剂骨架结构、酸性质、孔结构以及催化性能的影响.结果表明,通过合适浓度的NaOH碱溶液处理后,HZSM-5分子筛在保持微孔骨架结构的同时,可以调变其晶内介孔孔道结构分布以及酸性质.随着NaOH碱溶液浓度升高,HZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加、孔容分布变宽,催化剂的活性和稳定性等催化性能得以改善.HZSM-5分子筛碱处理改性适宜的NaOH溶液浓度为0.4 mol/L,改性后的催化剂芳烃收率由25.07％增加到32.22％,使用寿命由8d增加到16d,但NaOH溶液浓度超过0.6 mol/L后会严重破坏HZSM-5分子筛骨架结构,催化活性下降较快.     

全结晶ZSM-5分子筛催化剂研究及工业应用

制备了全结晶ZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、SEM、N2物理吸附-脱附及NH3-TPD等对催化剂进行表征,并考察其用于碳四烯烃催化裂解制丙烯(OCC)反应的催化性能。结果表明,制备的全结晶ZSM-5分子筛催化剂比常规成型的催化剂具有更高的结晶度、更大的比表面积、更丰富的孔结构以及更多的活性中心。高空速有利于反应的进行,提高压力对反应不利,升高温度有利于提高产物丙烯收率。在实验室研究的基础上,将全结晶ZSM-5分子筛催化剂用于OCC工业装置,取得良好的应用效果。     

液相共存成分对双极膜电解吸氨法脱碳富液的影响

考察了烟气中SO₂、NO_x和CO₂与NH₃·H₂O的反应机理以及双极膜电解吸的机理,对本文自制实验系统的操作工况进行了进一步的调整,探究了氨法脱碳吸收富液双极膜电解吸的一般规律,研究了模拟解吸液解吸过程中主要液相共存成分,如(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaCl和NH₄Cl对CO₂双极膜电解吸的影响。研究表明,液相共存成分种类、质量分数、pH、表面张力等对CO₂的双极膜电解吸均能产生一定影响。少量NaCl、NH₄Cl和(NH₄ )₂SO₄成分的共存对吸收富液的电解吸是有利的,且对电解吸的影响程度为NaCl> NH₄Cl> (NH₄)₂SO₄;吸收富液中应该极力避免(NH₄)₂SO₃成分的存在;NH₄NO₃成分的共存对脱碳富液电解吸的影响不大。因此,在碳捕集前应对烟气中的杂质成分进行脱除,减少其对解吸液理化特性以及双极膜电解吸的影响。     

Biochar-mediated regulation of greenhouse gas emission and toxicity reduction in bioremediation of organophosphorus pesticide-contaminated soils

Organophosphorus pesticides (OPPs) are a set of toxic persistent organic pollutants (POPs) present in the environment. Recently, biochar-mediated bioremediation has exhibited many advantages over conventional methods for the remediation of pesticide-contaminated soil. In the present study, biochar and nitrogen fertilizer (NH₄NO₃) were employed to remediate OPP-contaminated soil and the greenhouse gas (GHG) emission during 90 days of incubation was investigated. After thermal desorption treatment, the content of organophosphorus pesticides reduced from 175.61 μg·kg^-1 to 62.68 μg·kg^-1. The addition of NH₄NO₃ in the following bioremediation led to larger reduction (34.35%) of the pesticide concentration than that of biochar (31.90%) for the contaminated soils with thermal desorption treatment, while the simultaneous addition of biochar and NH₄NO₃ led to the largest reduction of pesticide concentration (11.07%) for the soil without thermal desorption treatment. The addition of biochar and NH₄NO₃ only slightly increased the emission rate of GHGs from the soil without thermal treatment, but remarkably increased the emission rate of GHGs from the soil after thermal treatment. In most cases, the addition of NH₄NO₃ is more effective than biochar to promote the degradation of pesticide, but also exhibited higher GHG emission. The microbial community analysis suggests that the enhanced degradation of pesticide is mainly owing to the increased activity of microorganism.     

无黏结剂ZSM-35沸石的制备与催化反应性能

考察了不同硅铝比无黏结剂ZSM-35沸石分子筛的合成条件及催化反应性能。以多种有机胺（乙二胺、环己胺、正丁胺）为模板剂，在SiO₂/Al₂O₃为30～40的情况下均可以水热合成无黏结剂ZSM-35沸石。在乙二胺模板剂体系中，ZSM-35合适的晶化温度为130～160℃。提高SiO₂/Al₂O₃至58时，在乙二胺和正丁胺模板剂体系下，合成产物易出现ZSM-5和石英相，而环己胺作为模板剂可以成功制备纯相的无黏结剂ZSM-35沸石。在SiO₂/Al₂O₃为72时，以乙二胺、环己胺、正丁胺为模板剂均难合成纯相ZSM-35沸石，易产生杂晶。在二甲苯异构化反应中，制备的ZSM-35沸石表现出比ZSM-5沸石更好的对二甲苯选择性和更低的二甲苯损失。     

CeO2复合改性ZSM-5分子筛用于催化甲醇制丙烯研究

在甲醇制丙烯(MTP)反应中,ZSM-5分子筛较强的酸性易使甲醇与ZSM-5接触发生氢转移、芳构化等二次反应,堵塞孔道,使得其微孔结构更加不利于分子的扩散,加速催化剂积碳失活,导致丙烯选择性和丙烯/乙烯(P/E)比值下降。因此,本文利用催化活性较高的CeO₂对ZSM-5分子筛进行复合改性以达到有效降低其酸性并增大介孔的目的来提高丙烯选择性和P/E比。通过XRD、NH₃-TPD和N₂吸脱附技术表征,研究了不同ZSM-5硅铝比(摩尔比)、两相质量比(m(CeO₂)/m(ZSM-5))对CeO₂/ZSM-5复合催化剂物化性质的影响。在反应温度480 ℃、重时空速2.6 h^-1、N₂流量100 mL·min^-1、常压纯甲醇进料的条件下,考察了所制备的复合催化剂催化MTP的性能。结果表明,硅铝比为250、m(CeO₂)/m(ZSM-5)为1∶4的复合催化剂比以往研究结果具有更优异的MTP催化性能,甲醇转化率为99.9%,丙烯选择性为42.78%,P/E比为6.3。     

H-beta分子筛催化苯胺缩合制备二苯胺

对苯胺缩合生成二苯胺用H-beta分子筛催化剂进行研究,考察分子筛硅铝比和NH_4F改性对H-beta分子筛催化苯胺缩合反应的影响,采用NH_3-TPD和Py-IR对催化剂进行表征。结果表明,B酸是催化苯胺缩合的活性中心,低硅铝比与适当卤素处理均可提高B酸含量,有利于缩合反应。反应温度320℃,空速0. 2 h~(-1),0. 125 mol·L~(-1)的NH_4F溶液处理硅铝比为25的H-beta分子筛上,二苯胺的收率达到34. 68%。基于催化活性位点的研究,探讨了苯胺缩合反应机理。     

ZSM-5分子筛催化剂上氨选择性催化还原NO_x的研究进展

氨选择性催化还原(NH_3-SCR)是控制NO_x排放的有效手段,对Fe-ZSM-5、Cu-ZSM-5、Mn-ZSM-5及多金属负载的ZSM-5分子筛催化剂在NH_3-SCR脱除NO_x中的性能及影响因素进行总结,并展望ZSM-5分子筛在NO_x脱除中的发展方向。     

Activity, selectivity and durability of VO–ZSM-5 catalysts for the selective catalytic reduction of NO by ammonia

ZSM-5 zeolite was loaded with vanadyl ions (VO²⁺) by treatment of Na–ZSM-5 with aqueous VOSO₄ solution at pH 1.5–2. The catalytic material was tested for the selective catalytic reduction of NO with ammonia at temperatures between 473 and 823 K and normal pressure using a feed of 1000 ppm NO, 1000 (or 1100) ppm NH₃ and 2% O₂ in He. The catalyst proved to be highly active, providing, e.g. initial NO conversions of >90% at 620 l g⁻¹ h⁻¹ (≈400 000 h⁻¹) and 723 K, and selective, providing nitrogen yields equal to NO conversion at equimolar feed in a wide temperature range and only minor N₂O formation at NH₃ excess. Admixture of SO₂ (200 ppm) resulted in an upward shift of the useful temperature range, but did not affect the catalytic behaviour at temperatures ≥623 K. No SO₂ conversion was noted at T ≤ 723 K and 450 l g⁻¹ h⁻¹. The poisoning effect of water (up to 4.5 vol%) was weak at temperatures between 623 and 773 K. VO-ZSM-5 catalysts are gradually deactivated already under dry conditions, probably by oxidation of the vanadyl ions into pentavalent V species. This deactivation is considerably accelerated in the presence of water.     

Conductivity of molten hydrated salts: Mg(NO3)2. 6H2O + NH4NO3 system

Conductivity of molten Mg(NO₃)₂. 6H₂O + NH₄NO₃ system containing up to 80 mole percent of the latter was measured in the temperature range 320–400 K. Temperature dependence of conductivity exhibited Arrhenian behaviour. Conductivity—composition isotherms were non-linear indicating weak ordering tendencies. Equivalent conductivity data did not obey Markov equation; deviations have been interpreted in terms of the Tobolsky parameter (θ). Constancy of θ indicate that the water of hydration in the system remains with Mg²⁺ ions and is unaffected by the addition of NH⁺₄ ions.     

Pt/TiO2/ZSM-5催化剂的制备及其催化转化正丁烷

采用溶胶-凝胶法和等体积浸渍法,分别对ZSM-5分子筛进行TiO₂改性和Pt负载,获得了具有脱氢-裂解双功能的Pt/TiO₂/ZSM-5催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM、XPS和NH₃-TPD对样品的晶体结构,孔结构、形貌、活性金属价态和酸性质等进行了表征,并研究了正丁烷在此催化剂上催化转化制备低碳烯烃的反应规律。研究结果表明,TiO₂的引入,一方面使得改性后的ZSM-5分子筛获得了额外的酸性中心,特别是强酸性位含量的增加,有助于促进正丁烷的活化;另一方面Pt与TiO₂之间存在“金属-载体”强相互作用（SMSI）,在H₂还原气氛下,Pt能够促进TiO₂的还原,生成Ti³⁺物种,而Ti³⁺的存在增加了Pt周围的电荷密度,降低了Pt对低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）的吸附能力,抑制了深度脱氢和生焦反应,从而提高双功能催化剂对烯烃的选择性。当H₂还原温度为450℃时,Pt/10TiO₂/ZSM-5催化剂在625℃下的正丁烷转化率为76.1%,低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）收率为50.9%,分别比Pt/ZSM-5催化剂提高了16.7%和12.6%。