载铂L型分子筛重整反应的研究

本文利用正己烷、正庚烷、甲基环戊烷及环己烷等纯烃为原料,在连续微反或脉冲微反装置中进行重整反应,考察钡改性前后Pt/KL分子筛催化剂的反应性能、表面酸性以及抗硫性能的变化。实验结果表明,经钡改性后的Pt/BaKL分子筛催化剂的芳构化活性提高,表面酸性增强,抗硫性能也有所改善。Pt/BaKL分子筛催化剂虽然具有表面酸性,而且也表现出一些双功能的反应特征,但在芳构化反应过程中,单功能的反应机理仍然起着相当重要的作用。     

高能注射法制备Mo(N)/γ-Al2O3催化剂用于苯胺气相缩合生成二苯胺的研究

采用三束技术即高能注射方法对γ-Al_2O_3注Mo或注Mo注N制得Mo/γ-Al_2O_3和Mo-N/γ-Al_2O_3催化剂,研究了催化剂在苯胺气相缩合生产二苯胺过程中的催化性能。与γ-Al_2O_3以及浸渍法制得的Mo/γ-Al_2O_3催化剂的催化性能进行了对比,发现注射法制得的Mo/γ-Al_2O_3、Mo-N/γ-Al_2O_3催化剂催化性能明显提高。     

钨对催化剂MoNi/γ-Al_2O_3加氢脱氧性能的影响

以γ-Al_2O_3为载体,采用分步浸渍法制备了催化剂NiMo(W)/γ-Al_2O_3,采用XRD、SEM、BET和Py-IR对其进行了表征,考察了活性组分W的添加对催化剂NiMo/γ-Al_2O_3结构及酸性的影响,并以菜籽油为原料,在固定床反应器上,考察了活性组分W对催化剂NiMo/γ-Al_2O_3加氢脱氧反应性能的影响。结果表明,两种催化剂活性金属分散都很均匀,且W的加入提高了催化剂NiMo/γ-Al_2O_3的L酸活性位的数量,而且还可有效提高NiMo/γ-Al_2O_3加氢脱羧基反应的选择性及异构化能力。在反应温度为360℃、反应压力5.0MPa、LHSV=1.0h~(-1)的条件下,与NiMo/γ-Al_2O_3相比,NiMoW/γ-Al_2O_3在保持较高的脱氧率(高于99.98%)外,拥有更高的生物柴油收率(可达83.41%),氢耗更低(可达2.20%)。     

NiSO_4/γ-Al_2O_3对2-丁烯齐聚反应的催化作用

研究了NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂的制备方法及其对2-丁烯齐聚反应的催化作用。考察了各种氧化物载体的影响,并在一定条件下对负载于γ-Al_2O_3的各种硫酸盐催化剂做了比较。通过NaOH对NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂的中毒作用,发现2-丁烯的齐聚催化性能只与催化剂的H_0≤-3.0的酸中心有关,并提出反应主要通过酸催化机理进行。     

乙醇脱水分子筛催化剂的研制

本文考察了一系列乙醇脱水制乙烯的沸石催化剂,筛选出了一个加入某种金属化合物改性和γ-Al_2O_3作粘结剂的ZSM-5沸石催化剂。它与目前工业生产中使用的γ-Al_2O_3催化剂有相同的活性和选择性,且反应温度低于300℃,反应空速2—3h~(-1)经过2000小时寿命试验,表示它具有较好的反应稳定性及烧焦再生性能,可用于工业放大。     

蛋壳型Pt/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其对苯的催化燃烧活性

采用等体积浸渍法制备了一系列Pt/γ-Al_2O_3催化剂,考察了制备方法对催化剂Pt活性组分分布及催化剂催化燃烧活性的影响,并利用光学照相、ICP/MS、XRD、SEM和电子探针等分析手段对制备的催化剂进行表征。实验结果表明,浸渍液中溶剂种类和竞争吸附剂的加入对Pt活性组分在γ-Al_2O_3载体上的分布存在影响,进而影响了催化剂的催化燃烧活性;在苯的催化燃烧反应中,乙醇作为浸渍液溶剂制备的催化剂D催化活性最高,当达到相同催化效果时,该方法制备的催化剂贵金属Pt用量较低。表征结果显示,催化剂D中Pt活性组分在载体上呈蛋壳型分布,壳层厚度约为15μm。     

碱处理和Zn改性对HZSM-5催化LPG芳构化性能的影响

采用NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理得到HZSM-5(AT),然后与拟薄水铝石混合、焙烧制得仿工业催化剂HZSM-5(AT)+γ-Al_2O_3,最后采用等体积浸渍法对HZSM-5(AT)+γ-Al_2O_3进行Zn改性得到Zn/(HZSM-5(AT)+γ-Al_2O_3),并采用XRD、N_2-吸附和NH_3-TPD等手段对改性催化剂的结构和酸性进行表征,考察其在液化气芳构化反应中的催化性能。结果表明:HZSM-5分子筛经碱改性,形成了少量介孔,但晶体结构基本不发生变化;HZSM-5(AT)+γ-Al_2O_3与HZSM-5+γ-Al_2O_3相比,弱酸量减少,强酸量增加;进而经Zn改性后,随Zn含量的增加,Zn/(HZSM-5(AT)+γ-Al_2O_3)的弱酸量增加,强酸量减少,总酸量先增加后减少。碱处理提高了催化剂在芳构化反应中的稳定性和BTEX选择性,但活性提高不明显,这可能与碱处理产生少量介孔提高催化剂容炭能力和择形性有关;再经Zn改性后催化剂活性明显提高,其中w(Zn)%为1.57%的催化剂表现出最好的催化性能,这可能与适量Zn改性提高了催化剂的强弱酸协同芳构化性能有关。     

ZnO、BaO对CuO/γ-Al_2O_3催化剂热稳定性的影响

运用XRD、BET和SEM方法,研究了ZnO、BaO对催化剂CuO/γ-Al_2O_3耐热性能的影响。研究表明ZnO和BaO在一定程度上提高了CBO/γ-Al_2O_3的耐热性。 ZnO与γ-Al_2O_3形成的ZnAl_2O_4,抑制了载体的热收缩,阻止了CuO与γ-Al_2O_3的固相反应;而BaO的作用是提高CuO的分散度,抑制了CuO的烧结。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

Pt/γ-Al_2O_3体系氧化还原过程中PtO_2和Pt分散状态的研究

本文用TEM、HOT、XPS实验技术研究了不同含量PtO_2在γ-Al_2O_3载体上的分散状态,以及Pt/γ-Al_2O_3体系氧化还原过程中PtO_2及Pt的状态变化。结果表明,PtO_2可在载体上单层分散,其最大单层分散量(阈值)为0.0246g PtO_2/100m~2γ-Al_2O_3,当PtO_2量超过阈值时,出现剩余PtO_2物相。单层分散在载体上的PtO_2能被H_2还原为分散度很高的金属Pt,当它经使用老化后又能再经氧化转变成PtO_2,这种新生的PtO_2能够再度自发单层分散在载体上。此现象有助于说明Pt载负型催化剂氧化再生机理。     

载体预处理及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响

考察了载体预焙烧和La_2O_3改性及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响。结果表明,随着催化剂焙烧温度的升高,CuO与Al_2O_3之间的固相反应加强,CO氧化活性下降。γ-Al_2O_3经过高温预焙烧后,可减弱CuO与Al_2O_3之间的相互作用。La_2O_3对γ-Al_2O_3载体改性后,降低了催化剂的CO氧化活性。XPS和DSC结果表明La_2O_3的存在稳定了催化剂表面上的Cu以Cu~(2+)状态存在,阻碍了CuO在CO氧化反应中的还原氧化循环。     

新型C_9—C_（10）芳烃脱烷基催化剂的研究

Ａｌ＿２Ｏ＿３经稀土氧化物预处理后，制得Ｃ＿９─Ｃ（１０）芳烃脱烷基制二甲苯、甲笨和苯的Ｃｒ＿２Ｏ＿３－ＲＥ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂。经高温处理的预制载体ＲＥ－Ａｌ＿２Ｏ＿３，稀土氧化物可调节ｒ－Ａｌ＿２Ｏ＿３的酸性，同时促使Ｃｒ＿２Ｏ＿３晶粒均匀分布在ｒ－Ａｌ＿２Ｏ＿３表面。Ｃｒ＿２Ｏ＿３／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂相比，Ｃｒ＿２Ｏ＿３－ＲＥ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂对ＢＴＸ（苯、甲苯和二甲苯）有较高的选择性及较好的抗积炭能力。     

Pr~(3+)离子对Ni/γ-Al_2O_3甲烷化性能的影响

甲浸渍法将 Ni~(2+)负载到含 Pr~(3+)的γ-Al_2 O_3 载体上得到的 Ni/Pr~(3+)-γ-kl_2 O_3 催化剂,对 CO 加氢甲烷化的活性明显高于 Ni/γ～Al_2 O_3。在常压、260℃、H_2/CO=3.5、空速6100时~(-1)的实验条件下,甲烷时空收率提高约50倍。最适宜镨含量为1w%,且添加 Pr~(3+)后不改变 Ni/γ-Al_2 O_3 上 CO 加氢甲烷化反应的机理。经 XRD、TEM、SEM、TPR 及改变催化剂制法等实验说明,Pr~(3+)先与载体γ-Al_2 O_3 发生相互作用,即 Pr~(3+)被γ-Al_2 O_3 稳定,减少或阻碍γ-Al_2 O_3 再与 Ni~(2+)离子发生化学作用生成 NiAl_2 O_4。结果催化剂表面“自由”NiO 较多,可在较低温度(310℃)下还原。还原后,表面富 Ni,故可提高 CO 甲烷化的活性。     

SO_2和NO在载体-γAl_2O_3上的吸附性能

利用固定床连续反应器研究了载体-γAl2O3在不同气氛、V(SO2)/V(NO)(3.5~7)、吸附温度(373~448K)下SO2和NO的吸附性能。研究认为,低温下-γAl2O3具有吸附SO2和NO的能力,SO2和NO在-γAl2O3表面上相互作用。NO促进SO2吸附,同时SO2也促进NO氧化和吸附。O2提高了-γAl2O3吸附(或同时吸附)SO2和NO的能力。原料气SO2/NO比适宜,则-γAl2O3同时吸附NO和SO2的能力最大,温度过高或过低都不利于-γAl2O3吸附SO2,温度低有利于NO吸附。     

具有镁铝尖晶石表面覆盖层的Ni/γ-Al_2O_3催化剂

甲烷化Ni/γ-Al_2O_3催化剂中,添加少量的MgO,能提高催化剂的耐热性,但过量的MgO由于形成MgO-NiO固熔体,使NiO还原困难,使镍催化剂的活性降低。本文用浸渍法使γ-Al_3O_3表面先形成镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)覆盖层,从而有效地防止了Mg-NiO固熔体的生成,另一方面也减少了NiO与γ-Al_2O_3表面结合成更难还原的镍铝尖晶石(NiAl_2O_4)的可能性,使催化剂易于还原,且有更高的活性。     

介孔复合载体负载Au-Pd催化剂用于加氢脱硫

采用溶胶凝胶(sol-gel)、共沉淀(CP)和沉积沉淀(DP)法制备了介孔T iO2-A l2O3复合载体(简称复合载体);以噻吩加氢脱硫(HDS)为探针反应,考察了复合载体的制备方法对负载型Au-Pd催化剂噻吩HDS反应性能的影响;并采用X射线衍射、程序升温还原、程序升温脱附、红外光谱、BET法对复合载体及负载型Au-Pd催化剂进行表征。实验结果表明,CP,DP,sol-gel法都可制备出介孔复合载体,其中,sol-gel法制得的T iO2-A l2O3(S)复合载体的比表面积和孔体积最大。复合载体负载Au-Pd所制备的催化剂具有较高的噻吩HDS活性,其中,Au-Pd/T iO2-A l2O3(S)催化剂的活性最高。Au-Pd/T iO2-A l2O3(S)催化剂中AuxPdy合金的晶粒较小、含量较高,且催化剂的总酸量较多,活性组分的分散度和活性比表面积较大,催化噻吩HDS反应的表观活化能较低。     

XRD研究负载型氧化物催化剂活性组份的非晶态量和存在状态

应用X光射线相定量分析法测定了NiO负载在γ-Al_2O_3、SiO_2、TiO_2,经EDTA和CH_3NO_2改性的γ-Al_2O_3等载体上的分散阈值(非晶相活性组份量)。分析了影响XRD相定量测定准确度的主要因素,提出了消除或减少择优取向、微吸收效应、峰重叠(载体的干扰)、制样及峰型弥散等因素对定量测定干扰的方法,讨论了XRD方法测定非晶相量的可靠性。扩大了XRD技术在催化研究中的应用。同时对不同载体对活性组份状态的影响进行了讨论。     

氧氯化催化剂的吸附和反应性能及其活性位置——Ⅰ.氧氯化催化剂对HCl、乙烯和氧的吸附性能及吸附位置

氧氯化催化剂对反应原料气氯化氢、乙烯和氧气的吸附性能依次减弱,对氯化氢的吸附最强烈,在实验条件下对氧则未发现有吸附。催化剂对氯化氧的吸附量与其CuCl_2含量密切相关,CuCl_2含量增加,氯化氢吸附量减少,表明氯化氢的吸附位置可能在催化剂的无CuCl_2覆盖的γ-氧化铝表面。催化剂的乙烯吸附量强烈地依赖于它的氯化锕含量、干燥程度等。实验结果表明,乙烯的吸附位置可能是催化剂表面的一些配位不饱和的铜离子,如四配位的铜离子。实验结果和络合-还原-氧化机理一致。     

固体碱催化剂上生物油催化酯化改质

采用湿混法制备了以γ-A l2O3为载体的固体碱催化剂(M gCO3/γ-A l2O3,Na2CO3/γ-A l2O3,CaCO3/γ-A l2O3,K2CO3/γ-A l2O3),将K2CO3/γ-A l2O3催化剂用NaOH溶液浸渍得到K2CO3/γ-A l2O3-NaOH催化剂。以乙酸和乙醇的酯化反应为模型反应,对所制备的固体碱催化剂的酯化反应活性进行了评价,并在筛选出的酯化反应活性较高的K2CO3/γ-A l2O3催化剂上,对生物油催化酯化改质进行了研究。实验结果表明,生物油经催化酯化改质后,运动黏度显著降低,流动性增强,稳定性提高;改质后生物油的pH由2.60升到5.35,运动黏度降低了86.2%,热值提高了45.8%;同时,改质后的生物油中酸类物质含量减少、酯类物质含量增加,挥发性和难挥发性的有机羧酸转化为酯。