贫燃条件下丙烯选择还原NO铜基SO_4~(2-)改性钛交联蒙脱催化剂的制备与性能

采用水热法制备钛交联蒙脱土,SO2-4改性后作为载体,担载上铜,制成铜基SO2-4改性钛交联蒙脱土(Cu Ti PILM/SO2-4)催化剂,用C3H6作还原剂,考察了贫燃条件下不同空速、不同氧浓度以及H2O对催化剂活性的影响。结果表明,SO2-4用量w(SO2-4)为30%、Cu2+担载量w(Cu2+)为5%、500℃焙烧制得的Cu Ti PILM/SO2-4催化活性高,反应温度为250℃时,能使NO转化率高达70 6%,在水蒸气存在下,NO最大转化率仅下降7 0%。     

改性VO_x/MSU-1催化CO_2氧化异丁烷脱氢

以分子筛MSU-1为载体,La、Ce、Cu和K为改性剂,制备了一系列改性的VO_x/MSU-1催化剂,并系统地评价了催化剂的反应活性。采用XRD、H_2-TPR及NH_3-TPD对改性催化剂La1.0V10.0/MSU-1[w(VO_x)=10.0%,w(La2O_3)=1.0%]进行了表征,并考察了最佳反应条件。结果显示:稀土元素La、Ce的加入能提高催化剂的活性,La元素的加入提高了载体MSU-1上活性组分VO_x的分散度,同时也改善了催化剂表面的酸碱性,更加有利于异丁烷氧化脱氢反应的进行。在最佳反应条件下(温度853 K,体积空速4 800 h~(-1),常压,CO_2与异丁烷体积比为3∶1),催化剂La1.0V10.0/MSU-1上异丁烷的转化率为63.6%,异丁烯的产率为52.3%。稳定性实验结果表明:8 h循环后,催化剂V10.0/MSU-1[w(VO_x)=10.0%]上异丁烷转化率降为16.5%,而La1.0V10.0/MSU-1上为28.8%,说明La改性的VO_x/MSU-1催化剂具有更好的稳定性。     

贫燃条件下铜离子改性铝交联蒙脱土汽车尾气净化催化剂的研制

以铝交联蒙脱土为载体,研制铜离子改性铝交联蒙脱土催化剂,在贫燃条件下考察其选择性还原NO的催化活性,并与Cu/ZSM-5做了比较。结果表明:采用浸渍法Cu2+负载量以w(Cu2+)=3%为最佳,可使NO转化率达52 25%;采用SO2-4改性能较大幅度提高催化活性,使NO转化率提高15 42%,同时能使操作温度范围更宽,500℃NO转化率仍达到22 16%,优于Cu/ZSM-5。     

稀土Cu/HZSM-5催化剂NH_3选择性催化还原法低温脱硝性能

采用浸渍法制备Re(x)Cu/HZSM-5(Re=La,Ce,Pr,Nd;x=0.5,1,2)系列催化剂。采用XRD和H_2-TPR等对催化剂进行表征,在微型固定床反应器中评价催化剂低温NH_3选择还原NO的催化活性。结果表明,Re(x)Cu/HZSM-5(Re=La,Ce,Pr,Nd;x=0.5,1,2)催化剂具有较好的低温NH_3选择还原NO催化活性,以La为助剂和添加质量分数1%的La(1)Cu/HZSM-5催化剂低温脱硝活性较好,T85和T95分别为153℃和164℃,活性温度窗口宽,(153~362)℃时,NO转化率超过95%。     

固体酸负载Cu~Ⅰ催化剂表征及催化甲醇氧化羰基化

采用稀H2SO4和(NH4)2S2O8溶液浸渍Fe(OH)3,高温焙烧制得SO42-/Fe2O3和S2O82-/Fe2O3固体酸,然后与CuCl混合高温处理制备CuⅠ/SO42-/Fe2O3和CuI/S2O82-/Fe2O3催化剂。该催化剂在CH3OH液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应中表现出良好的催化活性,明显高于传统CuCl催化剂。载体和催化剂的XRD、NH3-TPD和XPS等表征结果表明,制备的SO42-/Fe2O3和S2O28-/Fe2O3固体酸为超强酸,与CuCl混合高温处理中发生了固体离子交换,形成了负载CuⅠ的低氯催化剂。固体酸载体酸量越多,离子交换负载的CuⅠ离子的含量越高,催化活性越好。550℃焙烧制备S2O82-/Fe2O3固体酸有较多的酸量,与CuCl热处理获得的CuⅠ/S2O82-/Fe2O3催化剂具有较好的催化活性,CH3OH转化率达到16.58%,DMC选择性和时空收率分别为97.00%和2.83g.g-1.h-1,且Cu/Cl原子比达到1.69。     

以Al2O3为载体的Ni-Cu双金属催化剂催化3-羟基丙醛加氢

采用浸渍法制备了Ni-Cu/Al2O3双金属催化剂。运用XRD、H2-TPR手段对催化剂进行表征,并将其应用于3-羟基丙醛(HPA)加氢反应。结果表明,在所考察条件下,Cu具有较低的加氢活性。但当其作为Ni助剂存在时,可以使NiO的还原温度显著降低,催化剂经低温还原便表现出优异的加氢活性。经350℃还原的催化剂,在反应温度60℃,压力5 MPa,催化剂用量100 mL,进料量2 mL/min条件下,3-羟基丙醛转化率达到98%。     

填料型La2O3/Al2O3-Al催化剂的制备及其催化性能

以n水硝酸镧[La(NO3)3·n H2O]为原料,阳极氧化铝(Al2O3-Al)为载体,采用水热合成法将活性组分负载在Al2O3-Al上,制备了填料型固体碱催化精馏元件La2O3/Al2O3-Al,以丙酮缩合制备二丙酮醇为探针反应,考察了制备条件对催化剂性能的影响。采用XRD、SEM对催化剂的性能进行了表征。结果表明,活性组分La2O3均匀分散在载体Al2O3-Al表面上。当La(NO3)3·n H2O与氨水(NH3·H2O)的摩尔比为1∶8,油浴温度为160℃,油浴时间10 h,N2保护下焙烧温度为550℃,焙烧时间为2 h时,催化剂的活性最高,此时丙酮转化率为4.1%,二丙酮醇选择性98%。     

La2O3助剂对Ni/γ-Al2O3/堇青石结构化催化剂催化加氢合成间苯二胺性能的影响

研究助剂La2O3对Ni/γ-Al2O3/堇青石结构化催化剂结构与性能的影响。采用悬浮液涂层法、活性组分浸渍法制备不同La2O3助剂含量的Ni/γ-Al2O3/堇青石结构化催化剂。通过BET、XRD、TPR、XPS对催化剂进行表征,发现不添加La2O3助剂时活性组分以NiAl2O4形式存在,添加La2O3助剂后则以NiAl2O4和NiO两种形式存在,易还原NiO的生成提高了催化剂的活性。添加La2O3助剂还能使催化剂的比表面积降低和孔尺寸增大,活性评价表明助剂La2O3存在适宜添加量,即La含量为3%。同时发现助剂La2O3对选择性的影响大于活性,La2O3具有结构助剂的特点。     

SO_4~(2-)/La_2O_3-ZrO_2催化合成亚油酸乙酯

将SO42-/ZrO2负载镧制备了新型催化剂SO42-/La2O3-ZrO2,以亚油酸和乙醇的酯化反应为探针,考察了不同制备条件对催化剂性能的影响,结果表明,La3+浸渍浓度为0.07 mol/L,经110℃烘干后于500℃焙烧3 h所得催化剂活性最好。采用正交实验法对影响酯化反应的因素进行考察,最佳实验条件为n(醇)∶n(酸)=6∶1,反应时间6 h,催化剂用量3%(亚油酸),酯化率可达93.7%。且该催化剂具有良好的重复使用和再生能力。     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

水热改性SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

通过水热改性氢氧化锆制备了SO42-/ZrO2固体酸催化剂。以冰乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,确定了固体超强酸的最佳制备条件。分别考察了浸渍硫酸浓度、硫酸浸渍时间和焙烧温度等对催化活性的影响。并以水热改性和未经水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体超强酸做了对比实验,采用XRD、BET对催化剂进行了表征。实验结果表明:水热改性氢氧化锆制备SO42-/ZrO2固体酸催化剂的最佳条件是:浸渍硫酸浓度为0.5mol/L,浸渍时间是120 m in,焙烧温度500℃。乙酸正丁酯较佳的合成工艺条件是:反应温度105~110℃,反应时间2 h,n(正丁醇)∶n(冰乙酸)=2∶1,催化剂用量占反应投料总质量的0.27%,冰乙酸的酯化率达99.1%。催化剂重复使用4次后催化活性降低5%。     

SO_4~(2-)/TiO_2WO_3催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮

以固体超强酸SO2-4/TiO2 WO3为催化剂,通过丁酮和1,2 丙二醇反应合成了丁酮1,2 丙二醇缩酮。探讨了SO2-4/TiO2 WO3对缩酮反应的催化活性,研究了酮醇摩尔比、催化剂用量、反应时间对产品收率的影响。实验表明,在n(丁酮)∶n(1,2 丙二醇)=1∶1 5,催化剂用量为反应物料总质量的0 7%,环己烷为带水剂,反应时间1 0h的优化条件下,丁酮1,2 丙二醇缩酮的收率可达85 7%。     

固体酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3-SnO_2催化合成氯乙酸四甘醇双酯

以固体酸SO2-4/TiO2 Al2O3 SnO2为催化剂,氯乙酸和四甘醇为原料催化合成了氯乙酸四甘醇双酯。经实验确定的最佳反应条件为:n(氯乙酸).Mn(四甘醇)=2 5,催化剂和带水剂用量分别为反应物总质量的5%和10%,反应时间2 5h,醇的转化率达97 02%,产品收率为81 87%,产品质量分数>97%,催化剂重复使用10次,催化活性基本不变。     

固体超强酸在酯化反应中的应用

以Ti(OC4H9)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备固体超强酸SO42-/WO3-TiO2,以SO42-/WO3-TiO2为催化剂,通过丁酸与异戊醇反应合成丁酸异戊酯。讨论了影响酯化率的主要因素,实验结果表明,当WO3在催化剂中的质量分数为3.0%,催化剂用量为0.6 g,醇酸摩尔比为1.5∶1,反应温度为125℃,反应时间为4.0 h时,平行实验的平均酯化率可达95.1%。该工艺具有催化剂价廉易得,催化效果好,用量少,操作简单,三废少,收率高等优点。     

制备条件对SO42－/ZrO2-Dy2O3-HZSM-5催化剂结构性能的影响

实验室制备了SO₄^2－/ZrO₂-Dy₂O₃-HZSM-5（SZDH）固体超强酸复合分子筛催化剂。以柠檬酸与正丁醇的酯化反应为探针，采用Hammett指示剂法、BET、XRD和SEM等多种表征技术研究了不同SO₄^2－促进剂及其含量和焙烧温度对催化剂结构性能的影响。结果表明，以(NH₄)₂SO₄作为SO₄^2－促进剂、SO₄^2－质量分数为10％、550 ℃下焙烧制得的催化剂具有较强的酸性，比表面积达344 m²·g^－1，催化剂中的ZrO₂主要呈四方晶相，柠檬酸转化率高达97.7％。     

固体超强酸负载镧催化合成乳酸乙酯

以乳酸和乙醇为原料,在SO42-/La2O3-TiO2的催化下,以氧化钙为脱水剂,采用索氏提取器进行回流脱水合成乳酸乙酯。对影响乳酸乙酯酯化率的诸因素进行了考察。结果表明,加入脱水剂和带水剂可以显著提高乳酸乙酯的产率。适宜反应条件为:SO42-/La2O3-TiO2中La3+浓度为0.07 mol/L,陈化14 h,在450℃下焙烧3 h;醇∶酸(摩尔比)=2∶1,催化剂用量为乳酸质量的2.0%,带水剂苯25 mL/0.1 mol乳酸,反应3 h时,酯化率达84.2%。且该催化剂有良好的重复和再生性。     

SO_4~(2-)/SiO_2-ZrO_2复合固体超强酸催化α-蒎烯水合反应

以硫酸锆和硅胶为主要原料在水热条件下合成了SiO2 ZrO2复合体,晶化温度150℃,晶化时间24h。用c(H2SO4)=0 25mol/L水溶液处理焙烧过的SiO2 ZrO2复合体,经焙烧后制得SO2-4/SiO2 ZrO2复合固体超强酸。用FTIR、XRD、BET及NH3-TPD等技术表征了其结构。结果表明,该催化剂存在超强酸中心,比表面积高达203 7m2/g,孔径为16 6nm,孔容为0 8cm3/g,但不具有中孔分子筛的特征结构。将SO2-4/SiO2 ZrO2复合固体超强酸用于催化α 蒎烯水合反应,α 蒎烯的转化率接近100%,对α 松油醇的选择性达50%;该催化剂重复使用5次后,α 蒎烯的转化率由开始的100%变为83 5%,对α 松油醇的选择性仍为50%,表明该催化剂具有良好的重复使用性能。     

固体酸SO_4~(2-)-MoO_3-TiO_2催化合成联苯乙酸乙酯

自制了一种新型固体酸催化剂SO2-4 MoO3 TiO2。红外光谱分析表明,其表面具有强酸中心。由其吸附吡啶的红外光谱表明,这种新型固体酸催化剂的表面主要存在B酸点。该催化剂对合成联苯乙酸乙酯的反应催化活性高,联苯乙酸转化率可达92%,而且回收容易,重复使用性能好。考察了反应条件的影响,获得了该反应的优化条件。     

催化合成氯乙酸乙酯

以稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,氯乙酸与乙醇为原料合成氯乙酸乙酯。研究了氯乙酸与乙醇的摩尔比、催化剂用量、环己烷的用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。结果表明:SO2-4/TiO2/La3+是合成氯乙酸乙酯的良好催化剂,适宜的反应条件如下:氯乙酸与乙醇的摩尔比为1∶3.0,催化剂的用量0.8g,环己烷用量15mL,反应2.0h,氯乙酸乙酯的收率可达92.7%。