La掺杂CaMnO3的合成及其对木质素热解的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La掺杂的锰酸钙(Ca_(1-x)La_xMnO_3),探究了La掺杂量、前驱体pH值、焙烧气氛以及焙烧温度对Ca_(1-x)La_xMnO_3合成的影响。通过XRD、SEM、TG、BET等手段对钙钛矿样品进行了表征分析,其适宜的合成工艺参数为La掺杂量x=0.5、前驱体pH=8、空气气氛、t=800℃焙烧6 h,该条件下合成的锰酸钙镧氧化物呈立方钙钛矿相,疏松多孔,比表面积为22.65 m~2/g。在t=650℃、氮气气氛、m(木质素)∶m(钙钛矿)=3∶1的条件下进行催化热解木质素评价,液体产物收率达22.63%,用GC-MS对液相产物进行定性和定量分析,产物主要由苯酚、愈创木酚、紫丁香酚、苯醚类和苯酮类组成,酚类化合物的选择性为63%,比木质素单独热解产物中酚类化合物选择性提高了21%,Ca_(0.5)La_(0.5)MnO_3经过4次热解-再生循环反应后仍具有较高的活性与稳定性。     

CaZr 0.4Fe0.6O3的水热合成及其催化热解 甘蔗渣木质素制备芳香类化合物

采用水热合成法制备CaZr_(0.4)Fe_(0.6)O_3(CZFO)钙钛矿型氧化物,对其在催化热解甘蔗渣木质素(BL)反应中的催化性能进行研究。利用XRD、SEM和Raman等方法对所制备的CZFO进行表征,考察了pH值、晶化温度、晶化时间对其晶型结构的影响。结果表明,pH=12、170℃晶化9 h,制得的CZFO结晶度最高、结构规整、呈球状且粒径均一,形成了稳定的Zr—O、Fe—O。在m(CZFO)∶m(BL)=1∶3、反应温度为550℃条件下反应2 h,液体产物收率可达29.5%。通过GC-MS分析显示出液体产物主要为酚类、苯类、苯醚类、紫丁香酚类、苯二酚类、愈创木酚类,计算得出液体产物中的6种芳香类化合物选择性为43.85%。经过3次反应-再生循环后,液体产物收率仍可达到20.3%。     

复合金属氧化物催化热解木质素制备芳香族化合物

以Fe_2O_3、La2O3和Ti O2为原料,利用固相反应法制备钙钛矿型复合氧化物La Ti0.2Fe0.8O3·Fe_2O_3(Fe_2O_3-LTFO),通过XRD和SEM对其结构和晶型进行表征,并将Fe_2O_3-LTFO作为催化剂,在固定床反应器中考察对木质素的催化热解制备芳香族化合物的催化性能。结果表明,以Fe_2O_3-LTFO为催化剂时,液相产物产率可达24%,产物主要有苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、邻苯二酚类和其他芳香基化合物。Fe_2O_3-LTFO进行氧化再生后仍具有较高活性,且结构和晶型未发生明显变化,催化剂可以循环使用。     

MgO改性CuZnAl催化剂上甲醇裂解制氢

为了提高甲醇裂解制氢的气体收率,减少液相副产物的生成量,采用共沉淀法制备MgO改性CuZnAl催化剂,通过BET、XRD、SEM、H_2-TPR、CO2-TPD对催化剂结构和物化性能进行表征分析,固定床中考察MgO改性CuZnAl催化剂对甲醇裂解制氢催化性能。结果表明,引入适量的MgO可提高催化剂比表面积和CuO的分散度,改善催化剂氧化还原性,提高催化剂活性和选择性。得到优化的催化剂CuZnAlMg_2,其组分质量比为m(CuO)∶m(ZnO)∶m(Al_2O_3)∶m(MgO)=16∶13∶3∶2。在反应温度280℃、反应压力1.0MPa和空速0.6h-1条件下,CuZnAlMg_2催化剂上甲醇裂解转化率为99.1%,气体收率为97.0%。对液相产物进行分析表明,加入适量MgO提高催化剂碱性,能有效抑制液相副产物生成,提高气体收率。     

LaNixCu1-xO3-λ钙钛矿在乙醇水蒸气重整制氢的实验研究

采用共沉淀法制备了掺杂不同Cu含量的钙钛矿LaNi_xCu_(1-x)O_(3-λ)(x=0.5,0.9,1.0)催化剂,并在450—700℃下于固定床反应器上进行蒸汽重整制氢实验。采用XRD研究了催化剂在反应前后的化学和结构性质,使用XRD,TPR,TGA-DTG等手段对合成的催化剂的结构和性能进行了表征和测试。结果表明:用一定量的铜对催化剂进行改性后,催化活性有所提高,且随着铜含量的增加,催化剂的催化活性进一步降低,其中LaNi_(0.9)Cu_(0.1)O_(3-λ)的性能最好,在700℃下乙醇转化率达到96.0%,氢气选择性为71.3%,与传统的钙钛矿催化剂相比,具有很高的抗结焦性,在700℃下48 h内没有出现失活现象。研究表明:Ni和Cu对Ni-Cu双金属微粒有增强作用,有助于提高LaNi_xCu_(1-x)O_(3-λ)钙钛矿型催化剂在ESR过程中的活性和稳定性,且铜修饰催化剂有较好的抗积炭性能。     

Ni/CeGdO催化甘油水蒸气重整(SRG)制氢

采用浸渍法制备了Ni/Ce_xGd_(1-x)O_y(x=0.1、0.5、0.9)系列催化剂,用N_2物理吸附、X-射线衍射、H_2程序升温还原、H_2脉冲化学吸附和程序升温氧化等技术表征了这些催化剂的结构和性质,并考察了这些催化剂催化甘油水蒸气重整制氢的反应性能。结果表明:这些催化剂均表现了良好的活性,载体中Ce/Gd的不同摩尔比能够影响催化剂活性,当铈钆比达到9∶1,催化剂催化效果达到最佳。通过分析反应温度对催化剂稳定性、产物选择性、甘油转化率产生的影响,发现500℃时,Ni/Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(1.95)催化剂上甘油转化率可达到96.5%,10 h的反应表现了良好的稳定性,产物选择性基本不变。     

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%。     

Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂制备及其甲基吡啶催化氧化脱甲基性能

针对甲基吡啶氧化脱甲基反应,以TiO_2为载体经浸渍法制备Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂,结合结构表征和催化剂性能评价,考察制备条件对其催化甲基吡啶氧化脱甲基性能的影响。结果表明,通过Fe_2O_3改性可以提高Ag-V_2O_5/TiO_2催化剂对3-甲基吡啶氧化脱甲基化反应的催化性能,其作用主要是抑制V_2O_5团聚,促进V物种的分散。同时,锐钛矿相TiO_2载体表面B酸中心有利于催化3-甲基吡啶脱甲基,提高产物吡啶选择性。经实验优化,Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂适宜制备条件为:焙烧温度450℃、焙烧时间4 h、V_2O_5和Ag的负载质量分数分别为15%和1.5%、Fe与V物质的量比1∶2。在优化条件下,吡啶收率与选择性最高可达到62.97%和78.75%。     

纳米二氧化硅负载磷钨酸催化合成2-十二烷基苯

采用纳米二氧化硅为载体,负载磷钨酸制备催化剂,催化合成制备2-十二烷基苯。实验表明:纳米二氧化硅负载磷钨酸制备的催化剂在烷基化反应中表现出很好的催化性能;优化的工艺条件为m(苯)∶m(1-十二烯)=8∶1,反应时间为2h,反应温度为80℃,催化剂负载量和加入量分别为20%(m/m)和2%(m/m,以反应物总量计);催化剂对苯与1-十二烯合成反应表现出较高活性和选择性。通过对反应产物进行高效液相色谱质谱联用仪分析,结果显示产物直链性较好。     

Fe3O4@CuO@污泥灰渣催化热解齐齐哈尔城市污泥的研究

本文以齐齐哈尔市城市污泥为研究对象,采用固定床催化热解方式提取其有机质。主要考察了氧化铜、氧化铁及其负载的污泥灰分作为催化剂对有机质提取的影响。结果表明,反应温度为450℃,停留时间1h,N_2流速为1.5m L·min~(-1)时,当Fe_3O_4@污泥灰分的配比为1∶4、Cu O@污泥灰分的配比为1∶2、Fe_3O_4@Cu O@污泥灰分的配比为1∶2∶4时,三者的有机质收率分别为24.23%、25.64%和27.04%。同时,对所制备的催化剂进行了电镜、物理吸附、XRD电子光谱表征分析,并对其催化机理进行了初探。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

Cu_(0.5)Zn_(0.5)Cr_(0.5)Al_(1.5)O_4尖晶石的制备及其催化性能

以硝酸铜、硝酸锌、硝酸铬、硝酸铝和氢氧化钠为原料,利用化学共沉淀法制得铜锌铬铝尖晶石Cu_xZn_(1-x)Cr_(0.5)Al_(1.5)O_4(x=0,0.25,0.50,0.75和1.00)(依次记为C1~C5),采用XRD、ICP、SEM和BET对其结构和物理、化学性质进行了表征。将不同组成的铜锌铬铝尖晶石作为催化剂在固定床反应器上催化合成N-甲基-4-氨基苯甲醚(NMA)。考察了尖晶石组成、反应温度、质量空速(WHSV)和反应原料配比对催化剂催化性能的影响。结果表明:反应温度为265℃,WSHV为0.15 h-1、n(甲醇)∶n(对氨基苯甲醚)=3.0∶1.0时,Cu_(0.5)Zn_(0.5)Cr_(0.5)Al_(1.5)O_4(C3)具有最佳的催化性能。对氨基苯甲醚转化率可达90.95%,NMA的选择性可达94.93%。     

掺杂Ni制备Ca2FeCo1-xNixO6催化剂及其催化甲烷燃烧性能

采用共沉淀法制备双钙钛矿Ca_2FeCo_(1-x)Ni_xO_6系列催化剂。采用XRD、BET和H_2-TPR等对样品进行表征,通过催化甲烷燃烧对其进行催化性能测试。结果表明,不同Ni~(2+)掺杂量均可以形成完整的钙钛矿晶型,随着Ni~(2+)掺杂比例升高,催化剂的比表面积逐渐增大;不同Ni~(2+)掺杂量制备的催化剂结构和活性不一样,样品Ca_2FeNiO_6催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T_(10%)为430℃,T_(90%)为640℃。     

稀土改性Ni/γ-Al_2O_3催化糠醛加氢制2-甲基呋喃的研究

采用超声-浸渍方法制备负载型Ni/γ-Al_2O_3及稀土(nRE∶nNi=1∶100)改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂。以糠醛加氢制2-甲基呋喃为探针反应测试催化性能。结果表明,反应温度为310℃时,Ni/γ-Al_2O_3催化剂糠醛转化率为100%,对2-甲基呋喃选择性为95.3%;添加稀土Nd和Eu改性后,催化剂活性不变,对2-甲基呋喃的选择性从95.3%分别提高到96.2%和97.4%。     

4-甲氧基环己酮的绿色合成

在Al_2O_3负载的镍基纳米催化剂作用下进行了4-甲氧基苯酚催化加氢反应,然后使用双氧水对加氢反应液进行催化氧化合成4-甲氧基环己酮。在催化加氢反应中,考察了沉积-沉淀法和浸渍法及反应条件对催化剂活性和稳定性的影响。通过XRD、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)及TEM等对催化剂进行了表征,结果发现,沉积-沉淀法制备的Ni/Al_2O_3-DP催化剂中活性粒子分散度高、粒径较小,并且活性粒子与载体之间有较强的作用力,具有比浸渍法制备的Ni/Al_2O_3-IMP催化剂更好的活性和稳定性。在4-甲氧基苯酚的加氢反应中,以Ni/Al_2O_3-DP为催化剂,最佳的反应条件为:反应温度423 K、反应压力4.0 MPa、反应时间1.0 h、m(4-甲氧基苯酚)∶m(Ni/Al_2O_3-DP)=6∶1。在氧化反应中,探究了氧化条件对反应活性的影响,结果表明:当n(4-甲氧基环己醇)∶n(双氧水)=1.0∶2.5时,353 K反应20 h,目标产物4-甲氧基环己酮的选择性可达95.3%。     

乙烯基乙炔选择加氢制丁二烯工艺研究

采用硝酸钯二水化合物(Pd(NO_3)_2·2H_2O)通过等体积浸渍法制备负载型Pd催化剂,在其催化下,乙烯基乙炔(MVA)选择加氢制丁二烯;研究负载型Pd催化剂的制备工艺以及MVA选择加氢制丁二烯的工艺条件,并对催化剂的催化性能及加氢效果进行表征。结果表明:以氧化铝(α-Al_2O_3)为载体,负载Pd质量分数为0.08%,还原温度400℃时,制备的负载型Pd催化剂(Pd/α-Al_2O_3)结晶良好,对载体结构的影响不明显,催化剂的孔结构比较均匀,对MVA选择加氢反应的催化性能好;在MVA选择加氢催化剂评价装置上,在Pd/α-Al_2O_3催化下进行MVA选择加氢反应,较佳工艺条件为反应温度30℃、MVA空速100 mL/(h·g)、炔氢比1.2,反应的主要产物为丁二烯,MVA转化率达到50%,丁二烯选择性达到85%。     

纳米Fe_3O_4-PO_4~(3-)/ZrO_2催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2 )吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_3O_4加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_3O_4负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)_4与纳米Fe_3O_4摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。     

掺杂SrTiO3体系上甲烷氧化偶联催化性能的研究

用X-射线粉末衍射(XRD)、氧吸附—程序升温脱附(O2-TPD)研究了柠檬酸热分解法制备的钙钛矿型催化剂的组成、结构与甲烷氧化偶联反应(OCM)催化性能，结果表明钙钛矿型SrTi0.9M0．1O3-δ(M=Mg，Al，Zr)的B位掺杂离子的价态越低，脱附温度越高，这与催化剂对生成C2产物的选择性相关联；钙钛矿型SrTi1-x，MgαO3-δ的B位Mg^2 掺杂量越多，催化剂中的氧空位越多，脱附温度升高。当B位Mg^2 掺杂量x≤0．1时，催化剂的甲烷转化率和C2选择性明显增加，当x≥0．1时又明显下降。认为低价离子掺杂所产生氧空位为氧分子的活化提供了活性位，表面吸附态氧物种为OCM反应主要活性氧物种，较高温度脱附的吸附氧有利于甲烷氧化偶联C2选择性的提高。     

K改性Mo-SBA-16催化剂催化乙烷选择氧化制乙烯和醛类

采用超声辅助等体积浸渍法制备了K改性Mo掺杂SBA-16催化剂x K/Mo-SBA-16,评价其对乙烷选择氧化反应的催化性能,并利用XRD、TEM、N_2吸附-脱附、UV-Vis、UV-Raman和FT-IR等对催化剂物化性质进行表征,同时考察反应温度和K含量等因素对催化剂性能的影响。结果表明,K的添加提高了产物中醛类选择性。在V(C_2H_6)∶V(O_2)=3∶1和反应温度550℃条件下,0. 1K/5. 0Mo-SBA-16催化剂上乙醛选择性为17. 1%,总醛(包括乙醛和丙烯醛)产率7. 4%。碱金属K的添加改变了催化剂中活性组分的结构和分散度,孤立和高分散的MoO_4四面体逐渐转变为低聚扭曲的MoO_x四面体,可能形成了K_2Mo_2O_7新相。     

甲醇水蒸气重整制氢CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂的性能研究

采用并流共沉淀的方法制备了物质的量比分别为5∶4∶1,5∶3∶2和5∶2∶3的CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂,研究了其用于甲醇水蒸气重整制氢的反应性能。通过N_2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对催化剂结构、形貌和组成进行了表征。结果表明,催化剂B的比表面积和孔容积最大,分别为66.081 m~2/g和1.111 cm~3/g;SEM分析可知,催化剂表面粒子较规则;XRD和XPS的结果表明,催化剂是以CuO-ZnO-Al_2O_3的结构存在的。在H_2O/CH_3OH物质的量比为1∶1,进料流量为3 mL/h的条件下,反应温度在270℃时,物质的量比为5∶3∶2的CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂的性能最好,转化率为38.75%,CO选择性为0.38%,产氢速率为142.53 mL/(kg_(cat)·s)。