Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

Ni_2P/HZSM-5催化剂的制备及其苯乙炔选择性加氢性能

以酸性多孔ZSM-5沸石(HZSM-5-M)和高比表面积的氧化硅(SiO_2)为载体,采用等体积浸渍法制备了负载Ni_2P催化剂(Ni_2P/HZSM-5-M和Ni_2P/SiO_2),对比研究了它们在苯乙炔选择性加氢反应中的催化性能。采用XRD、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、H_2-TPR、SEM和TEM对载体及其负载的Ni_2P催化剂进行了表征。结果显示:当反应时间为2 h,苯乙炔在Ni_2P/HZSM-5-M催化剂的转化率为98.5%,而在Ni_2P/Si O_2催化剂上仅为45.6%。说明Ni_2P/HZSM-5-M催化剂的加氢活性显著高于Ni_2P/SiO_2催化剂。这是因为,与Ni_2P/SiO_2催化剂相比,在Ni_2P/HZSM-5-M催化剂上形成了小颗粒的Ni_2P活性相。同时,Ni_2P/HZSM-5-M催化剂的活性具有良好的重复性。     

高效稳定的铜镍催化剂在草酸二甲酯加氢中的应用

为了探索高效、稳定的草酸二甲酯(DMO)加氢制乙醇酸甲酯(MG)催化剂,采用水热合成法制备Cu-Ni/SiO_2催化剂,探索了不同Cu:Ni摩尔比对于催化剂活性的影响。通过XRD、TEM和XPS等表征,结果表明:利用二氧化硅微球作载体,铜镍物种的分散更加均匀。并且调变不同的Cu:Ni摩尔比,对Cu~+在催化剂中的比例有一定的影响,从而影响乙醇酸甲酯的收率。在氢酯比为150、反应压力2 MPa、反应温度200℃和液时空速为0.5 h~(-1)的反应条件下,Cu:Ni摩尔比为1:1时的催化剂Cu_1Ni_1/SiO_2表现出了最好的催化性能,草酸二甲酯的转化率达到90%,乙醇酸甲酯的选择性达到了80%,催化剂能稳定运行100 h。上述结果可为研制催化活性高、选择性强、寿命长、易于生产乙醇酸甲酯的催化剂提供一定的参考。     

Ni2P/TiO2对甲苯的催化加氢反应性能

以TiO2为载体,磷酸盐为前驱物,用程序升温还原方法制备了系列Ni2P/TiO2催化剂。用X射线衍射（XRD）对催化剂样品的物相进行了分析表征。以甲苯气相加氢反应考察了Ni2P/TiO2催化剂的加氢反应性能。结果表明,TiO2载体上制备的催化剂主要物相为Ni2P。Ni2P/TiO2催化剂对甲苯加氢反应具有较高的转化率、100％产物选择性以及良好的稳定性能。反应温度和反应H2流速对甲苯转化率有影响,随反应温度的增加,甲苯转化率先增加后降低,250℃时,相对较高。随反应H2流速的增加,甲苯转化率降低。Ni负载量及前驱体中P含量对催化剂的性能也有影响,随Ni负载量及P含量的增加,催化剂的活性均先升高后降低,P含量较低的催化剂有部分失活。     

乙酸加氢制乙醇催化剂Pt-Sn/Al_2O_3-CaSiO_3的研究

为提高Pt-Sn催化剂对乙酸加氢制乙醇反应的活性及选择性,以Al_2O_3-CaSiO_3为载体,采用浸渍法制备不同Pt和Sn质量分数的乙酸加氢催化剂,对催化剂的物性结构和形貌进行了表征,并考察了其在乙酸加氢制乙醇反应中的性能。结果表明,Pt和Sn质量分数都为1%的催化剂,载体的晶相结构无变化,表面特征较好,具有最好的反应活性及乙醇选择性。在反应温度为275℃,压力为3 MPa,液体质量空速为0.66 h-1,氢气与乙酸摩尔比n(H2)/n(HOAc)=10的条件下,乙酸的转化率达73%,乙醇的选择性达70%。     

载体对Pt-Sn催化乙酸加氢制乙醇性能的影响

以硝酸铂和草酸亚锡为金属前躯体,利用等体积共浸渍法制备了Pt含量为1.5%(wt)的Pt-Sn催化剂,考察了载体(Ca Si O3改性的Si O2,γ-Al2O3和Ti O2)对乙酸气相选择性催化加氢制备乙醇性能的影响。结果表明,Pt-Sn/Ca Si O3-SiO2、Pt-Sn/γ-Al2O3和Pt-Sn/TiO2催化剂上乙醇的选择性基本相同且高达86%左右,但前者的催化活性、乙酸的转化率和乙醇收率都要高于后两者。对于Pt-Sn/Ca Si O3-Si O2催化剂,在反应温度范围内,催化活性、乙酸转化率、乙醇选择性和收率随着反应温度的升高而增加,当反应温度超过300℃时,乙醇选择性基本保持不变。催化加氢生成乙醇的表观活化能相对较高,为47.6878 k J·mol-1。在2.2 MPa和325℃条件下,Pt-Sn/Ca SiO3-SiO2的催化活性、乙酸转化率、乙醇选择性和收率分别为0.35 mmol·s-1·g Pt-1、90.73%、86.96%和78.89%。     

Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯

分别以ZrO_2、SiO_2及ZrO_2-SiO_2复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni含量为10%(质量分数)的催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能。采用N2-物理吸附、NH3-TPD、H2-TPR、XRD、TEM等表征手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,在所制备的催化剂上,乙酰丙酸先经C=O加氢生成4-羟基戊酸,后者快速脱水酯化为γ-戊内酯。Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂较Ni/ZrO_2与Ni/SiO_2催化剂具有高的金属分散度和丰富的表面酸性中心,表现出高的C=O加氢活性以及优异的乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能。在反应温度为200℃,氢气压力4 MPa的反应条件下,乙酰丙酸的转化率达到100%,γ-戊内酯的选择性大于99.9%。     

Ni-Fe/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢研究

利用浸渍法制备了不同组成的Ni-Fe/Al2O3催化剂,对催化剂进行了X射线衍射(XRD)表征。以乙醇水蒸气重整(SRE)反应为探针,采用固定床反应器考察了催化剂组成、反应温度对活性和选择性的影响。实验结果表明,Ni-Fe/Al2O3较Ni,Fe单独担载的Ni/Al2O3,Fe/Al2O3选择性高,低温活性好,Ni是主要活性组分,Ni,Fe配比影响活性和选择性,其中Ni10Fe5性能最佳。400℃时,乙醇转化率可达100%,H2,CO和CO2选择性分别55.4%,0.86%和82.18%;450℃时,乙醇转化率为100%,H2,CO和CO2选择性分别67.18%,4.30%和91.01%,且反应温度影响SRE反应系统中各相关反应在系统中的权重。     

化学镀法制备Ni3P/γ-Al2O3及其催化苯酚加氢脱氧性能

采用浸渍-化学镀的方法,经磷酸刻蚀合成出了Ni_3P/γ-Al_2O_3催化剂。实验考察了P与Ni物质的量比(P/Ni比)、络合剂种类、柠檬酸钠与镍的物质的量比(TSC/Ni比)以及不同种类和不同时间的酸处理对催化剂物相结构的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、N_2-物理吸附和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对制备的催化剂进行表征,并以苯酚的十氢萘溶液(质量分率为1%)为原料考察了磷酸刻蚀前后催化剂的加氢脱氧反应性能。结果表明:选取P/Ni比为6,按照TSC/Ni比为1的比例添加柠檬酸钠作为络合剂,经磷酸刻蚀12 h后可获得纯相Ni_3P/γ-Al_2O_3催化剂。与刻蚀前相比,磷酸刻蚀后的催化剂酸性增强,表现出更高的低温加氢脱氧活性,150℃苯酚的转化率由65.5%提高到99.0%,环己烷选择性提高一倍;250℃时苯酚已完全转化,环己烷选择性高达98.7%。     

Ni-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的催化裂化轻汽油选择性加氢

制备了以TiO2/Al2O3为载体的镍基双金属选择性加氢催化剂,并用于催化裂化轻汽油的选择性加氢反应。考察了反应工艺条件对催化剂性能的影响,得出最佳的反应条件为:压力为2.0 MPa,反应温度为80℃,氢油比为40(体积比),空速为5 h-1。催化裂化轻汽油中二烯烃转化率达到98%以上。制备的选择性加氢催化剂具有良好的活性和选择性,其可以在选择性加氢领域获得应用。     

Ni2P/Fe-HAP催化剂的表征及其苯酚加氢表面作用机理

以低品级羟基磷灰石(HAP)为原料,通过离子交换法合成载体Fe-HAP,然后用浸渍法制备出负载型Ni_2P/HAP和Ni_2P/Fe-HAP催化剂。通过BET、SEM、XRD、FTIR和TG等手段对催化剂进行了表征。Fe~(3+)的引入极大地提高了载体的比表面积,Ni_2P分散在Fe-HAP表面,热稳定性较好。以苯酚加氢制备环己酮为反应体系,在反应温度为150℃、压力为0.5 MPa、时间为3.5 h的条件下,对比了Ni_2P/HAP和Ni_2P/Fe-HAP催化剂的催化性能。结果发现,Ni_2P/Fe-HAP催化剂对苯酚的转化率为65.73%,环己酮选择性为85.47%,催化性能相对良好。     

前驱体焙烧温度对Ni_2P/SiO_2月桂酸甲酯脱氧性能的影响

以负载磷酸镍为前驱体采用程序升温还原法制备了Ni_2P/SiO_2催化剂,采用H2-程序升温还原(H_2-TPR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附、CO吸附和NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法研究了前驱体焙烧温度对Ni_2P/SiO_2催化剂结构和月桂酸甲酯脱氧性能的影响。结果表明,随着前驱体焙烧温度从400℃增加到800℃,所制备催化剂的比表面积、孔容先基本不变然后降低,Ni_2P晶粒尺寸增大,催化剂酸性减弱。在月桂酸甲酯脱氧反应中,随前驱体焙烧温度提高,所制备Ni_2P/SiO_2催化剂脱氧活性先升高后降低,其中由在500℃焙烧前驱体所制备的催化剂具有较高脱氧性能;此外,脱氧产物十一烷和十二烷的物质的量之比呈现先基本不变后减小的趋势,说明前驱体焙烧温度对所制备催化剂上脱氧途径有一定影响。影响脱氧途径的主要因素是Ni_2P晶粒尺寸及催化剂酸性。     

Ni2P/TiO2上噻吩加氢脱硫性能研究

在10%H2/N2流动气氛下,用程序升温还原方法由相应的磷酸盐合成了二氧化钛负载磷化镍(Ni2P/TiO2)催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附(BET)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征,在高压连续流动固定床反应装置上以噻吩为模型化合物,考察该催化剂的制备条件对其加氢脱硫性能的影响.结果表明,由Ni/P摩尔比为1/2和1/3的前驱体制备的催化剂表面仅出现Ni2P物相;由Ni/P摩尔比为1/1的前驱体制备的催化剂表面出现的主要物相为Ni2P,同时还存在少量Ni12P5相.催化剂的比表面积随前驱体中Ni和P含量的增加而减小.在温度370℃,压力3.0 MPa,VHSV为2 h-1,氢油比(v/v)为450的反应条件下,由Ni负载量为15%(wt)、Ni/P摩尔比为1/2的前驱体所制得Ni2P/TiO2催化剂对含硫0.1%(wt)油具有接近100%的脱硫转化率,并有良好的稳定性.加氢脱硫反应工艺条件研究结果表明:压力、液时进料体积空速以及氢油比对Ni2P/TiO2催化剂对噻吩加氢脱硫性能影响在较宽的范围内变化不大.反应温度对该催化剂上的噻吩加氢脱硫反应的影响较大,当反应温度高于300℃,催化剂对噻吩加氢脱硫性能达到接近100%的脱硫率.     

加料方式对共沉淀法制备的Cu/MnO/Al2O3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备Cu/MnO/Al₂O₃催化剂,运用N₂吸附-脱附、XRD、XRF和H₂-TPR等对其进行表征,并用于乙酸甲酯加氢制乙醇反应,考察共沉淀加料方式对催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,共沉淀时采用的加料方式显著影响制备的Cu/MnO/Al₂O₃催化剂的织构性质、CuO晶粒大小、还原性能和化学组成,这些因素共同作用决定了催化剂在乙酸甲酯加氢反应中的催化性能。其中,反加法制得的催化剂Cu和Mn组分含量相对比值接近理论值,且具有较高的比表面积和较佳的还原性能,因而表现出最佳的催化性能,在反应温度200 ℃、压力6.5 MPa、空速0.6 h^-1和氢酯物质的量比50条件下,乙酸甲酯转化率和乙醇选择性分别达98.9%和98.1%。     

Ni-Mo/Al2O3加氢脱氧催化剂的研究

在连续流动固定床微型反应器内,反应温度240～320℃,氢油比700,液体空速1.5 h-1,压力4.0MPa的条件下,详细考察了Mo-Ni/Al2O3系列催化剂对模型含氧化合物醇和酸的加氢脱氧反应性能.结果表明Mo-Ni/Al2O3催化剂对醇和酸具有高的加氢脱氧活性.其中Mo16Ni6/Al2O3催化剂在280℃时,乙醇、乙酸和丙酸加氢脱氧转化率分别为94.3%、94.9%和98.8%.钼助剂的加入显著地提高Ni基催化剂的加氢脱氧活性,大大地降低了氧化态Ni的还原温度,因为钼助剂的加入抑制了NiO与Al2O3强的相互作用,结果显著地降低了氧化态催化剂中的NiAl2O4相的量,增加了的NiO的量.     

Ni-B/SiO2催化剂上硝基苯选择加氢制备苯胺

以KBH4为还原剂,用浸渍-还原法制备了Ni-B/SiO2催化剂,并用于硝基苯催化加氢制苯胺的反应,讨论了制备条件（Ni、B用量及焙烧温度）及反应条件（压力、温度）对硝基苯的转化率及苯胺选择性的影响。结果表明,Ni-B/SiO2催化剂具有很高的催化活性。适当增加Ni和B的用量,可以提高催化剂对硝基苯的转化率和转化频率及苯胺的选择性。催化剂前驱体的焙烧温度在453K时,硝基苯的转化率可达到98.5%,对苯胺选择性为97.0%。过高的焙烧温度不利于催化剂活性的提高。适当提高加氢反应压力以及温度,可以提高催化剂的加氢活性及对苯胺的选择性。     

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%。     

CuNi/Al2O3催化剂上乙炔选择加氢的研究

采用浸渍法制备了CuNi/Al2O3催化剂,研究了Ni负载量、Cu负载量及n(Cu)/n(Ni)对催化剂上乙炔选择加氢活性和选择性的影响,以及催化剂的还原性能。结果表明:CuNi/Al2O3催化剂中Cu提高了Ni的还原性,使催化剂具有很高的活性及乙烯选择性。随Cu/Ni原子比的提高,催化剂的活性下降,选择性升高,当Ni的负载量为10%、n(Cu)/n(Ni)=0.5时,在反应温度为50℃、反应压力为0.2 MPa、原料气流量为45 mL/min及H2流量为1.5 mL/min的反应条件下,乙炔的转化率达88.98%,乙烯的选择性达74.01%,乙烯收率为65.86%。     

硫化型NiMo加氢催化剂制备与表征

以四硫代钼酸铵溶液和硝酸镍溶液为浸渍液,根据活性组分Ni和Mo浸渍顺序的不同,采用真空饱和浸渍法制备了MN系列和NM系列 NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在固定床加氢中试反应装置上研究了NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应的催化性能,结果表明,NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应具有良好的活性和选择性。Ni助剂的加入,有利于二苯并噻吩加氢反应的活性和选择性。MN-0.3为最优NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在空速10 h^-1、反应压力2.0 MPa、氢油体积比300∶1、氢气预处理温度320 ℃和反应温度300 ℃条件下,催化剂对二苯并噻吩加氢反应转化率达83.9%,加氢反应活性较高。     

乙酸甲酯催化加氢制乙醇工艺

以煤基乙酸下游产品乙酸甲酯为原料, 在Cu-Zn-Al催化剂上加氢制取乙醇, 利用气相色谱仪对产品进行定性、定量分析。分别考察了反应温度、反应压力、乙酸甲酯液时空速、氢气与乙酸甲酯摩尔比等操作因素对乙酸甲酯转化率和目标产物乙醇选择性的影响。实验结果表明, 最佳工艺操作参数为:反应温度240℃, 反应压力8MPa, 乙酸甲酯液相体积空速1h^-1, 氢气与乙酸甲酯的摩尔比9:1。在最优工艺条件下, 乙酸甲酯的单程转化率为95.5%, 目的产物乙醇的选择性为94.6%。液体产品的平衡组成为:甲醇38.12%, 乙醇59.52%, 乙酸甲酯0.86%, 乙酸乙酯1.29%。数据表明:在乙酸甲酯加氢制乙醇反应过程中, Cu-Zn-Al催化剂对羰基加氢的活性较高, 对乙醇具有较高的选择性, 同时能够有效抑制主要副产物乙酸乙酯的生成。