沉淀剂对Co_3O_4光催化性能的影响

分别以CO(NH_2)_2、Na_2C_2O_4、Na_2CO_3和(NH_4)_2CO_3为沉淀剂,采用水热-热分解法制备黑色Co_3O_4颗粒。通过XRD、SEM对样品的结构和形貌进行了分析。结果表明,选用CO(NH_2)_2、Na_2C_2O_4、Na_2CO_3和(NH_4)_2CO_3为沉淀剂所制备的Co_3O_4分别呈片层堆叠状、棒状、薄的纳米片状和具有二级结构的绣球状。通过降解甲基橙溶液研究了沉淀剂对Co_3O_4光催化性能的影响,结果发现,以CO(NH_2)_2、Na_2C_2O_4、Na_2CO_3和(NH_4)_2CO_3为沉淀剂所制备的Co_3O_4对甲基橙溶液的降解率分别达到48%、92%、95%和97%,以(NH_4)_2CO_3为沉淀剂所制备的Co_3O_4由于具有二级结构的绣球状结构,与溶液的接触面积大,有利于对光的吸收和利用,对甲基橙的催化降解效果最好,在30 min降解率可达90%。     

Ni含量和还原温度对浆态床CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

结合行星式球磨机,采用机械化学法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察了Ni含量和还原温度对Ni-Al_2O_3催化剂晶相结构、还原特征和浆态床CO甲烷化性能的影响。并采用EDX、XRD、H_2-TPR等对催化剂进行表征。结果表明,不同Ni含量的催化剂还原峰均以β峰为主,活性组分Ni与载体具有较强的相互作用力。Ni-Al_2O_3催化剂的活性随Ni含量增加呈先增加后降低的趋势,Ni含量20.3%,还原温度600℃时,催化剂的性能达到最大值,CO转化率和CH_4收率均最高,分别为97.8%和86.2%。还原温度过低,活性组分Ni易因烧结而团聚失活;还原温度过高,活性金属Ni具有明显的XRD衍射峰,分散性较差。     

Ni含量和还原温度对浆态床CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

结合行星式球磨机,采用机械化学法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察了Ni含量和还原温度对Ni-Al_2O_3催化剂晶相结构、还原特征和浆态床CO甲烷化性能的影响。并采用EDX、XRD、H_2-TPR等对催化剂进行表征。结果表明,不同Ni含量的催化剂还原峰均以β峰为主,活性组分Ni与载体具有较强的相互作用力。Ni-Al_2O_3催化剂的活性随Ni含量增加呈先增加后降低的趋势,Ni含量20.3%,还原温度600℃时,催化剂的性能达到最大值,CO转化率和CH_4收率均最高,分别为97.8%和86.2%。还原温度过低,活性组分Ni易因烧结而团聚失活;还原温度过高,活性金属Ni具有明显的XRD衍射峰,分散性较差。     

前驱体对Ru/CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3催化剂CO选择性甲烷化的影响

以CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物为载体,采用分步等体积浸渍法制备了不同Ru负载量及不同Ru前驱体的催化剂,并考察了这些因素对催化剂CO选择性甲烷化活性及为燃料电池供氢操作温度窗口的影响。结果表明,Ru负载量为1%的催化剂具有较好的CO选择性甲烷化活性及最宽的操作温度窗口;以Ru(NO)(NO_3)_3为前驱体制备的催化剂,Ru金属分散度较差,低温CO甲烷化活性较低,高温CO甲烷化选择性较差,操作温度窗口仅为15℃;以RuCl_3·xH_2O为前驱体制备的催化剂具有良好的CO选择性、甲烷化活性及60℃操作温度窗口,且水洗除氯操作对催化剂性能影响不明显。     

沉淀剂对ZnCr氧化物催化剂合成异丁醇性能的影响

为开发高选择性和稳定性的异丁醇合成催化剂,选用了不同的沉淀剂,通过共沉淀法制备了系列ZnCr基氧化物催化剂。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)等手段对催化剂织构参数、体相结构、还原性能等进行表征,并研究了其CO加氢制异丁醇的催化性能。表征数据表明:使用碱性较弱的沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较大,ZnO和Cr_2O_3形成非计量比尖晶石Zn_xCr_(2/3(1-x))O结构,且颗粒分散度较好,被还原能力较强。使用强碱性沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较小,出现相分离现象,且被还原能力较差。研究结果表明,使用(NH_4)_2CO_3沉淀剂制备的ZnCr催化剂表现出了最佳的催化性能。该催化剂在390℃,10000h~(-1),12MPa时,CO单程转化率可达15.3%,醇选择性90.3%,异丁醇选择性33.5%。     

助剂MgO对CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂结构和性能影响

采用溶液燃烧法制备CO甲烷化Ni基催化剂,考察了助剂MgO添加量对Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响,并初步探讨了MgO添加量-催化剂结构-CO甲烷化性能的构效关系。结果显示,质量分数6%MgO添加量的催化剂具有适宜的MgO晶体含量、适当的还原温度和较高的比表面积,其CO转化率、CH_4选择性和收率分别高达99%,97%和94.5%。寿命实验表明:在24 h反应时间内,质量分数6%MgO添加量的催化剂CO转化率和CH_4选择性分别高达97%和95%以上,表现出较高的活性、选择性和稳定性。     

制备条件对CuO-ZnO-ZrO_2催化剂结构性能的影响

利用共沉淀法制备了Cu O-Zn O-ZrO_2催化剂,考察了加料方式、焙烧温度和沉淀剂种类对Cu O-Zn O-ZrO_2催化剂结构性能的影响。通过XRD、H_2-TPR、BET等方法对所制备的催化剂进行了表征,选择较佳制备条件下制得的Cu O-Zn O-ZrO_2催化剂进行了液相丙烯低温脱除CO活性评价。结果表明:采用并流方式,焙烧温度为400℃,以(NH_4)_2CO_3为沉淀剂所制备的催化剂具有较大的BET比表面积,更小的活性组分晶体颗粒,以及较好的氧化还原性能。在反应温度为50℃,压力为3MPa,体积空速为8.0 h~(-1)的条件下,连续反应1 500 min,较佳制备条件制得的Cu O-Zn O-ZrO_2催化剂在液相丙烯杂质脱除中,10μL/L CO转化率均在99.7%以上,稳定性良好。     

新型载体TiO2的开发和应用

由于 TiO_2具有独特的性能,与金属产生所谓“强相互作用”(SMSI),使催化剂的吸附和催化剂性能发生改变,催化活性和选择性均有较大的变化。我们把 TiO_2载体用于 CO、CO_2低镍甲烷化反应及钴钼加氢转化反应,取得了初步成果。采用 Al_2O_3-TiO_2调变型载体制备燃烧催化剂,发现 TiO_2含量越高,CO 氧化发应的比活性越好。     

改性Ni/La_2O_3催化剂抑制甘油蒸汽重整制氢中的甲烷化反应

为抑制Ni/La_2O_3催化剂在丙三醇重整反应中的甲烷化反应,提高氢气选择性,制备了Ni-M/La_2O_3改性催化剂(M为Mg、Al、Cu、Ca、K、Na等金属),并在固定床反应器中进行催化剂活性评价。结果表明,在催化剂中以氢氧化物形式存在金属助剂(Ca、K、Na)对于甲烷化反应的抑制要优于以氧化物形式存在的(Mg、Al、Cu)。碱性环境下,载体金属镧主要以La(OH)_3和La CO_3OH的形式存在,抑制了La_2O_2CO_3和La_2Ni O_4的生成,从而降低了其对甲烷化反应的催化活性。XRD检测说明了关于抑制甲烷化反应的机理,即Na助剂的添加抑制了La_2Ni O_4的产生,降低了甲烷化反应的选择性。     

球磨条件对浆态床CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂性能的影响

利用行星式球磨机并采用机械化学法制备了系列Ni-Al_2O_3催化剂,考察了球配比[大小质量比(1∶0、0∶1、1∶1)]、球磨时间(30、50、60、70、90 min)和球料比(1∶1、2∶1、3∶1)对Ni-Al_2O_3催化剂晶相结构、孔道结构、粒径分布和浆态床CO甲烷化性能的影响。XRD分析结果显示,具有NiCO_3·6H_2O物相的活性组分Ni前体焙烧后均转变成无定型NiO,高度分散在Al_2O_3载体中。BET和PSD分析表明,大球球磨制备的CT-10比表面积较大,近300 m~2/g;平均粒径较小,仅为240 nm。评价实验显示,全采用大球球磨制备的CT-10试样,CO转化率、CH_4选择性和CH_4收率均最高,分别为72.01%、49.08%和35.57%。经对球磨时间(60 min)和球、料质量比(2∶1)优化后,所得CT1-60-21试样的CH_4选择性和收率分别提高至87%和75%。     

沉淀剂对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂性能的影响

采用二步共沉淀法,选取不同沉淀剂Na_2CO_3、K_2CO_3和Na HCO_3制备Cu-Zn-Al-Mg合成甲醇催化剂,考察不同沉淀剂对催化剂性能的影响。采用N_2低温吸附、XRD、H_2-TPR和TG-DTG等对样品进行分析,结果表明,K_2CO_3为沉淀剂时,催化剂前驱体中锌铝水滑石物相多且结晶好,Na_2CO_3为沉淀剂时,催化剂前驱体中有更多的Zn~(2+)发生取代生成(Cu,Zn)_2(OH)_2CO_3物相,有利于CuO分散,NaHCO_3为沉淀剂时,催化剂比表面积小,平均孔径及CuO晶粒尺寸大。     

温度和空速对CO甲烷化Ni-Al_2O_3催化剂性能影响

采用低温固相法制备Ni-Al_2O_3催化剂,考察反应温度和空速对Ni-Al_2O_3催化剂浆态床CO甲烷化性能的影响,并对反应后的催化剂进行XRD,BET,TPH,TG-DTG和TEM等进行表征。评价结果表明,反应温度增加,CO转化率先增大后趋于不变,较适宜的反应温度为290—305℃。反应空速增大,催化剂活性先增大后减小,空速为1 200 mL/(g·h)时,活性最好,其CO转化率、CH4选择性和收率分别为98.3%、95.8%和94.2%。寿命实验表明,该催化剂在经过10 h的诱导期后,活性趋于稳定,超过25 h后,活性开始下降。表征发现,温度升高和空速增大,均导致Al O(OH)增多,不利于反应进行;积炭反应伴随着消炭反应,温度越高,越有利于消炭反应发生。因此,反应温度和空速的选择需要综合考虑各方面的影响因素。     

不同沉淀剂制备Pd/TiO_2催化剂对直接合成过氧化氢催化性能的影响

以不同沉淀剂Na_2CO_3、NH_3·H_2O和尿素,通过沉积-沉淀法制备催化剂Pd/TiO_2-CD(X),使用CO脉冲、孔结构分析、H_2-TPR、XRD等表征手段分析催化剂的性质,讨论不同沉淀剂制备的催化剂Pd/TiO_2-CD(X)对直接合成过氧化氢催化性能的影响。结果表明,催化剂Pd/TiO_2-CD(Na_2CO_3)有较高的金属分散度、较小的Pd晶粒粒径、较大的比表面积和平均孔容,分散度为17.22%,晶粒粒径为5.42 nm,比表面积为54.136 m²/g,平均孔容为0.437 cm2/g,平均孔容为0.437 cm³/g,有较好的催化性能,产率达到852.3 mmolH_2O_2/(g_(Pd)·h)。     

浸渍溶液对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

通过浸渍法制备Ni/Al_2O_3催化剂,研究不同浸渍溶液(水、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺)对催化剂的结构和甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、紫外-可见光漫反射光谱、氢气程序升温还原、扫描电子显微镜等分析方法对催化剂的结构和形貌进行表征。结果表明,以DMF作为浸渍溶剂制备的催化剂(Ni/Al_2O_3-D)具有较小的镍颗粒尺寸和强的金属-载体作用力,在CO甲烷化反应中表现出更好的低温活性、高甲烷选择性和高温稳定性。     

浸渍溶液对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

通过浸渍法制备Ni/Al_2O_3催化剂,研究不同浸渍溶液(水、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺)对催化剂的结构和甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、紫外-可见光漫反射光谱、氢气程序升温还原、扫描电子显微镜等分析方法对催化剂的结构和形貌进行表征。结果表明,以DMF作为浸渍溶剂制备的催化剂(Ni/Al_2O_3-D)具有较小的镍颗粒尺寸和强的金属-载体作用力,在CO甲烷化反应中表现出更好的低温活性、高甲烷选择性和高温稳定性。     

一氧化碳选择氧化催化剂试验简报

在中低变串甲烷化的合成氨流程中,一氧化碳选择氧化工艺置于低变和脱碳工段之间,低变气中少量的CO与加入的O_2,在催化剂作用下生成CO_2,该CO_2与低变气中CO_2一併在脱碳工段脱除,这样既避免因CO甲烷化而引起的H_2损失,又能减少弛放气量,相应增产NH_33～5％,增产NH_3的能耗亦下降。上海院研制成功的一氧化碳选择氧化催化剂AZ-001,主要组份为Pt-γAl_2O_3(Pt0.42％重),外形为φ3×5～8毫米条状,浅灰色,比     

B_2O_3负载量对MoO_3/CeO_2-Al_2O_3耐硫甲烷化性能的影响

考察B_2O_3负载量对于MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂对耐硫甲烷化活性的影响,利用BET、XRD、TEM、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的耐硫甲烷化活性随B_2O_3负载量增加呈现先升高后降低的变化规律;当B_2O_3负载量为0.5%时,催化剂的耐硫甲烷化活性最高,CO转化率达到55%。结合表征分析,发现添加B_2O_3会影响催化剂载体的结构和表面酸度,从而影响活性组分的分散程度,进而影响MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂的耐硫甲烷化性能。催化剂的晶化程度太高或单位面积上的强酸量太多均不利于甲烷化反应;较好的活性组分分散度有利于催化剂甲烷化活性的提高。     

焙烧温度对1,4-丁炔二醇加氢制1,4-丁烯二醇Ni-Al_2O_3催化剂性能影响

采用机械化学法制备Ni-Al_2O_3催化剂,通过EDX、XRD、H_2-TPR、BET、SEM、TEM、NH_3-TPD等进行物化结构表征,以水相1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁烯二醇(BED)为探针反应,研究焙烧温度对Ni-Al_2O_3催化剂加氢性能的影响。结果表明,焙烧温度600℃所制备的MCT600催化剂比表面积最大,为277 m~2/g。催化剂表面的活性组分Ni负载量(23.14%)超过理论负载量(20%),表面酸(强酸)酸强度较弱。在反应压力4 MPa、温度110℃、搅拌转速500 r/min、反应时间3 h的条件下,MCT600加氢性能较好,BYD转化率25.77%,BED选择性94.08%,收率24.25%。     

不同沉淀剂对CO_2加氢合成甲醇Cu-ZnO-ZrO_2催化剂性能的影响

分别以NH_3·H_2O、NaHCO_3、Na_2CO_3为沉淀剂,采用并流沉淀法制备Cu-ZnO-ZrO_2(摩尔比为5∶4∶1)催化剂,通过XRD、XPS、H_2-TPR、CO_2-TPD表征技术对催化剂进行理化性能测试,并在高温高压微反应器上对催化剂活性进行评价。研究了CO_2加氢制甲醇反应中不同沉淀剂对催化剂前体、催化剂母体组分结构以及CuO-ZnO间相互作用的影响。结果表明,不同沉淀剂对催化剂理化性能及催化活性有较大影响。以NaHCO_3、Na_2CO_3为沉淀剂,有利于催化剂前体中形成绿铜锌矿相,经焙烧后,抑制CuO颗粒长大,提高铜的分散度,使表面碱性位浓度增大,CuO-ZnO间相互作用增强,最终提高催化剂活性。其中,以NaHCO_3为沉淀剂,有利于催化剂前体形成更多的绿铜锌矿相,焙烧过程产生更多的铜锌固溶体,促使形成强的CuO-ZnO相互作用,形成的CuO颗粒粒径为8.6nm,铜的比表面积为15.38m~2/g,铜分散度为11.9%,甲醇的选择性和收率分别为42.29%和0.094g/(gcat·h),催化剂活性最好。     

天然气CO2-O2联合重整制合成气催化剂

对天然气CO_2-O_2联合重整制合成气催化剂的制备进行研究,主要考查了载体制备方式、Mg O含量、沉淀剂种类和焙烧环境等对催化剂性能的影响,并采用ASAP 2020物理吸附仪和XRD图谱对催化剂进行表征。研究结果表明,以氨水作为沉淀剂,采用共沉淀法制备载体Mg O-Al_2O_3,在Mg O含量为15%,600℃流动空气中焙烧所得到的催化剂Ni/15%Mg O-Al_2O_3,用于天然气的CO_2-O_2联合重整制合成气反应,CH_4和CO_2的转化率分别达到86.9%和94.2%左右,催化剂活性和稳定性都较好。