Al_2O_3-TiO_2复合载体用于乙炔选择加氢反应

采用共沉淀法制备了A l2O3-T iO2复合载体(简称复合载体),研究了该复合载体负载Pd后制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂在乙炔选择加氢反应中的催化性能。考察了复合载体合成条件(复合载体中T iO2的含量、中和反应温度、沉淀终点pH、A lC l3的质量浓度、沉淀物老化时间)对Pd/A l2O3-T iO2催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,复合载体的最佳合成条件为:T iO2质量分数30%,中和反应温度40℃,沉淀终点pH=9,A lC l3的质量浓度0.20g/mL,沉淀物不老化。采用最佳条件下合成的复合载体所制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂(Cat-02)的选择性大于85%,乙炔转化率达到90%以上,优于Pd/A l2O3催化剂。与工业催化剂G-58C相比,Cat-02在活性上还有一定差距,但具有更好的选择性。     

湿混捏法CoMo/Al_2O_3催化剂用于Claus反应尾气加氢转化反应

采用湿混捏法制备了C laus反应尾气加氢CoM o/A l2O3催化剂;以SO2的加氢反应和CS2的水解反应为指标反应,考察了CoM o/A l2O3催化剂对C laus反应尾气的加氢转化活性,并与浸渍法CoM o/A l2O3催化剂进行对比;考察了湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂的Co和M o含量及反应条件对C laus反应尾气加氢转化活性的影响。实验结果表明,在同等金属含量的条件下,湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂的SO2加氢和CS2水解活性比浸渍法CoM o/A l2O3催化剂的活性高;湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂较适宜的M oO3的质量分数为10.0%、CoO的质量分数为2.0%;较适宜的C laus反应尾气加氢转化反应温度为260~300℃,空速为1 250~1 750h-1。在此条件下,SO2加氢和CS2水解转化率可达100%。     

以乙二胺为模板剂合成Y/ZSM-5复合分子筛

以乙二胺为模板剂,采用两步晶化法,在先合成ZSM-5分子筛的基础上合成出具有双微孔结构的Y/ZSM-5复合分子筛,考察了原料配比和溶液pH对合成产物的影响;采用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和NH3程序升温脱附法对Y/ZSM-5复合分子筛进行了表征,并与Y型及ZSM-5分子筛的机械混合物进行了比较;研究了Y/ZSM-5复合分子筛对丁烷裂解和芳构化反应的催化性能。实验结果表明,当n(S iO2)∶n(A l2O3)=20~30,pH=12.0~12.5时,可合成出Y/ZSM-5复合分子筛;Y/ZSM-5复合分子筛的结构和性能明显不同于Y型及ZSM-5分子筛的机械混合物;在650℃时,Y/ZSM-5复合分子筛对丁烷裂解和芳构化反应的乙烯和丙烯选择性达40.72%,苯和甲苯选择性达27.46%。     

N-β-羟乙基乙二胺合成工艺改进

采用自制气液接触反应器,用反应-精馏耦合的方法合成羟乙基乙二胺,解决了目前环氧乙烷法合成羟乙基乙二胺过程中存在的副产物多、收率低的问题,有效地避免了副反应的发生。通过单因素实验,考察了各工艺参数对反应结果的影响,确定了当环氧乙烷通气速度为一定值100mL/min时,较适宜的工艺条件为:乙二胺含水量为25%;乙二胺进料速度为2.5mL/min;乙二胺进料温度为110℃;环氧乙烷导入温度为30℃。此反应条件下,羟乙基乙二胺的收率从传统工艺的50%提高到了94.73%,选择性为97.76%,乙二胺的单程转化率约为15%,节约了能耗,可以实现连续化生产。     

CuO-Bi_2O_3-MgO/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化合成1,4-丁炔二醇的研究

采用等体积浸渍法制备了系列不同Mg O含量的Cu O-Bi2O3-Mg O/γ-Al2O3催化剂,用N2-BET、XRD和TPR对其进行表征,并考察了其催化甲醛溶液和乙炔合成1,4-丁炔二醇的性能。结果表明,添加适量的Mg O可显著改进催化剂的活性和选择性,其中γ-Al2O3先负载质量分数1%的Mg O,700℃焙烧后,再共浸渍Cu O和Bi2O3后500℃焙烧制备的30%Cu O-2%Bi2O3-1%Mg O/γ-Al2O3催化剂性能较好,1,4-丁炔二醇产率和选择性可分别达到67.9%和90.3%。     

助剂对Pt/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

采用一系列金属氧化物助剂(Ce,Sn,Zn,V,La,C r,Fe,Zr,M n的氧化物)对Pt/γ-A l2O3催化剂进行修饰,通过丙烷催化脱氢反应考察了不同助剂对Pt/γ-A l2O3催化剂脱氢性能的影响。研究结果表明,经修饰的Pt/γ-A l2O3催化剂的脱氢性能有不同程度的改善。加入CeO2,SnO2,ZrO2助剂,Pt/γ-A l2O3催化剂的丙烷脱氢活性显著提高,丙烷的初始转化率分别提高了9.2%,8.2%,8.1%;加入ZnO助剂,丙烯选择性显著提高,丙烯初始选择性高达97%;SnO2助剂对改善Pt/γ-A l2O3催化剂的稳定性效果最好。采用氢气程序升温还原对催化剂进行表征,表征结果显示,金属氧化物助剂经还原后仍以氧化态形式存在,未以单质形式与铂形成合金。     

二氯乙烷连续催化氨化合成乙二胺

以二氯乙烷为原料、氯化亚铜和2,2-联吡啶为催化剂,连续制备乙二胺。通过单因素实验考察了影响因素,通过响应面实验设计优化了工艺条件,适宜的工艺条件为:反应温度120℃,反应压力4 MPa,氨烷比24.4,催化剂加入量0.48g,氨水质量分数60%,双催化剂质量比1∶1,反应停留时间7min,在该工艺条件下乙二胺的收率为64.24%。与间歇工艺相比,连续催化氨化法制备乙二胺明显提高了收率,缩短了反应周期,降低了物耗,减少了氯化氢、氨气在空气中的逸散引起的环境污染,反应条件温和、安全性高。     

3-羟基丙醛加氢催化剂的改性

通过将M oO3引入N i/A l2O3-S iO2催化剂并经高温焙烧制备出N i-M oO3/A l2O3-S iO2催化剂。利用X射线衍射、程序升温还原和孔结构分析表征了改性前后催化剂的物理和化学特性,并且考察了催化剂在3-羟基丙醛(HPA)加氢反应中的催化性能。结果表明,用M oO3改性的催化剂孔道直径增大,起始还原温度降低,终点温度升高,还原区域扩大,耗氢量较未改性的催化剂明显增加。使用该催化剂,在V(H2)∶V(HPA)=2、HPA质量分数10.35%、氢气分压6.0M Pa、空速0.84h-1的条件下,使HPA加氢转化率达到75%所需的物料进口温度由改性前的55℃降至48℃;在将物料进口温度调整为55℃、其余条件不变时,进料空速可以由0.84h-1提高至1.30h-1。催化剂的活性评价结果表明,改性后催化剂的活性较改性前催化剂的活性明显提高。     

Mg对Cr2O3/Al2O3催化剂及其丙烷脱氢性能的影响

制备了不同Mg含量的Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂,考察了Mg含量对Cr2O3/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能的影响,并通过低温N2吸附-脱附、XRF、XRD、NH3-TPD、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征。结果表明：MgO的加入能提高丙烷脱氢反应中的丙烯选择性,主要原因是MgO的加入使载体表面酸量减少,调变了催化剂中Cr价态的分布,并使Cr晶粒变小,更好地分散在载体上;Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂中Cr2O3负载量（w）为18%时,MgO负载量（w）为1%~2%较为适宜,催化剂的性能可达到最佳,在反应条件下3 h内,丙烷平均转化率为33%,丙烯选择性为93%。     

蜂窝状筛网催化剂上NH_3选择性催化还原NO的工艺特性

采用蜂窝状筛网催化剂进行NH3选择性催化还原NO的反应 ,考察了温度、空速、进料比及进料气、氧、水含量等因素对其催化性能的影响。结果表明 :进料气含量和进料比的增加均可提高NO的转化率 ;体积分数 2 %的氧便可封闭催化循环 ,显著提高NO转化率 ;当水体积分数在 2 %以内时 ,水的添加将导致NO转化率的降低。蜂窝状筛网催化剂与蜂窝状堇青石催化剂相比 ,具有优异的非稳态响应特性 ,反应可在较短的时间内进入稳态     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。     

烯丙醇在Ti-MWW催化剂上的环氧化反应

以水热合成-酸处理法制得的T i-MWW分子筛为催化剂,研究了烯丙醇(AAL)和H2O2在水中的环氧化反应,考察了反应条件对AAL的转化率和环氧丙醇(GLY)选择性的影响。实验结果表明,AAL的浓度较低时有利于反应的进行,高浓度的H2O2则降低GLY的选择性,n(AAL)∶n(H2O2)=1时,GLY的选择性最高;当反应温度高于333K时,GLY的选择性随反应温度升高明显下降。当T i-MWW催化剂用量为50m g、AAL和H2O2的用量均为10mm ol、水量为20mL时,在333K下反应30m in,AAL的转化率达到96%,同时GLY的选择性可达98%以上。该反应的机理与TS-1催化剂催化烯烃环氧化反应类似,AAL和溶剂在活性位上存在竞争吸附。GLY的高选择性归因于T i-MWW催化剂中T i活性位与水、H2O2形成的五元环过渡态。     

苯乙酮1,3-丙二醇缩酮的绿色催化合成

采用直接浸渍-焙烧法制备了SO42--T iO2/A l2O3新型固体超强酸催化剂(简称SO42--T iO2/A l2O3催化剂),用Ham-m ett指示剂法测定了SO42--T iO2/A l2O3催化剂的酸强度;以苯乙酮和1,3-丙二醇为原料合成了苯乙酮1,3-丙二醇缩酮。考察了SO42--T iO2/A l2O3催化剂的焙烧温度、T iO2负载量、SO42--T iO2/A l2O3催化剂用量、原料配比、回流时间、带水剂的种类和用量对反应的影响。最佳的反应条件为:T iO2负载量(质量分数)10%、SO42--T iO2/A l2O3催化剂焙烧温度500℃、催化剂用量为反应物料总质量的5.5%、n(苯乙酮)∶n(1,3-丙二醇)=1∶1.2、带水剂甲苯20mL、回流时间1.5h;在最佳反应条件下,苯乙酮1,3-丙二醇缩酮的收率可达96.5%,产品的纯度为99.6%。SO42--T iO2/A l2O3催化剂制备简单、催化活性高、重复使用性好,产品收率高,后处理简便,无三废污染,符合节能环保、绿色催化的发展趋势。     

抗硫中毒Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂 Ⅱ.汽油自热重整反应性能和催化剂表征

以硫含量为500 μg/g 的零售汽油为原料,考察了水与碳的摩尔比、O_2与碳的摩尔比、反应温度和汽油重时空速对 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂自热重整性能的影响,得到了优化的反应条件,并在优化条件下考察了 Pt/CeO_2Al_2O_3催化剂自热重整高含硫汽油的稳定性。实验结果表明,在水与碳的摩尔比为5、O_2与碳的摩尔比为0.35、800℃、汽油重时空速0.9 h~(-1)的优化条件下,零售汽油转化率可达100%,产物中 H_2的摩尔分数为69.0%,CH_4的摩尔分数为1.0%,且催化剂的稳定性很好。氢-程序升温还原表征结果显示,被还原的 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂中 CeO_2表面晶格氧在 O_2中比在水蒸气中容易恢复,因此,自热重整反应中积碳的消除和有机硫的转化能快速进行,从而使催化剂具有良好的稳定性和抗硫中毒性。     

整体型海绵镍催化剂催化甲烷部分氧化制合成气

利用电沉积法制得的海绵镍制备了整体型海绵镍催化剂,并将其应用于甲烷部分氧化制合成气反应。考察了原料气配比、反应温度、空速、催化剂床层高径比等工艺条件对整体型海绵镍催化剂催化甲烷部分氧化制合成气反应的影响,并对催化剂进行了扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征。根据研究结果确定优化的工艺条件为:反应温度950℃,空速1.35×105h-1,原料气配比n(CH4)∶n(O2)=1.5,催化剂床层高径比0.75。在此工艺条件下的反应结果:CH转化率约90%,H选择性约80%,CO选择性约90%。     

ZrO_2改性Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

采用浸渍法制备了ZrO2改性Co-Ru/γ-A l2O3催化剂(以下简称催化剂),考察了反应温度、反应压力、气态空速和合成气n(H2)∶n(CO)对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,催化剂的催化活性提高,CH4的选择性增加,重质烃的选择性先增加后减小;升高反应压力有利于提高催化剂的催化活性、增加重质烃的选择性;增大气态空速不利于重质烃的生成;随n(H2)∶n(CO)的增大,CO的转化率和CH4的选择性增加、重质烃的选择性减小。在反应温度220℃、反应压力1.5M Pa、气态空速800h-1、n(H2)∶n(CO)=2.0的条件下,CO的转化率达到84.88%,烃的总选择性为99.63%,CH4和CO2的选择性分别为5.47%,0.37%,C5+占全部烃产物的质量分数为88.16%,重质烃的收率(以标准状况下1m3(H2+CO)计)为152.83g。     

铁基催化剂裂解乙烯制备高纯度碳纳米管

研究了纳米Fe/A l2O3催化剂在流化床中裂解乙烯制备碳纳米管的情况。催化剂上铁晶粒的尺寸随铁负载量的增加呈线性增大。碳产品的生长倍率先随着铁负载量的增加而增大;在铁负载量(质量分数)为33%时达到最大值;然后逐渐减小。在铁负载量相同时,催化剂上的铁晶粒尺寸随还原温度和反应温度的升高而增大。较低的反应温度(773K)对提高碳产品的生长倍率及抑制无定形碳的形成有利。在铁负载量33%、还原温度773K的催化剂作用下,反应温度为773K时,可得到生长倍率(以每克催化剂生成的碳产品的质量计)为75g/g、平均直径为10~15nm的碳纳米管,产品中几乎不含无定形碳及被碳包覆的铁晶粒。