正庚烷在分子筛负载杂多酸催化剂上的异构化

 采用浸渍法制备了分子筛负载杂多酸催化剂Ni-SiW₁₂/MCM-41，在常压连续固定床反应器中考察了其对正庚烷加氢异构化反应的催化性能，讨论了焙烧温度、活性组分含量、还原温度和反应条件对催化剂性能的影响。结果表明，以焙烧温度为400℃制备的含Ni质量分数4%、SiW₁₂质量分数30%的Ni-SiW₁₂/MCM-41催化剂在还原温度400℃、反应温度300℃、反应时间6h的条件下，催化正庚烷加氢异构化反应的性能较好，正庚烷转化率可达18.5%，异构化选择性可达74%。     

Ni/焦粉催化CO_2重整焦炉煤气的研究

以冶金焦粉为载体,采用等体积浸渍法制备负载Ni质量分数为8%的催化剂。在固定床反应器上考察空速、焦粉粒径、焙烧温度对催化剂催化CO_2重整焦炉煤气反应性能的影响,发现当空速为1833mL/(g·h),焦粉粒径为2~3mm最有利于反应的进行,500℃煅烧的催化剂活性高于800℃煅烧的。结合H_2-TPR和XRD表征手段,发现经高温焙烧后NiO还原峰向高温区移动;高温焙烧有利于NiO晶核的生长,反应活性明显不如低温焙烧。     

AlMCM-41介孔分子筛的合成及加氢脱硫性能

以拟薄水铝石为铝源、水玻璃为硅源、十六烷基三甲基溴化胺为模板剂,在110℃水热条件下合成了含Al的MCM-41介孔分子筛A1MCM-41.以AIMCM-41介孔分子筛为载体、以W和Ni为活性组分制备了加氢脱硫催化剂NiW/A1MCM-41,并对A1MCM-41和NiW/A1MCM-41进行了XRD和BET表征.结果表明.所合成的A1MCM-41具有很高的相对结晶度,n(SiO2)/n(Al2O3)为25～100的AIMCM-41和NiW/AIMCM-41的比表面积、孔容和平均孔径均较高.以NiW/AIMCM-41为催化剂,在反应压力6 MPa、反应温度350℃、氢/油体积比800及质量空速1.0 h-1条件下,二苯并噻吩的脱硫率可达97.7%.     

Ni2P/Zr-MCM-41新型加氢脱氧催化剂的制备、表征及其催化性能

摘要：通过水热法合成了载体MCM-41与Zr-MCM-41,再由不同初始Ni/P摩尔比的Ni(NO3)2·6H2O和(NH4)2HPO4溶液与Zr-MCM-41经过共浸渍、高温焙烧、氢气程序还原和钝化制备了不同Ni/P比的NixP/Zr-MCM-41新型加氢脱氧催化剂,通过XRD、XPS、TEM等方法对催化剂性质进行表征。比较不同Ni/P比的NixP/Zr-MCM-41催化剂性质。结果表明：Ni/P=1/1时,生成Ni2P活性组分,Ni2P在Zr-MCM-41载体表面上分散均匀、晶粒小、晶型好、分散度高,催化剂表面存在部分因钝化而形成的NiO。对Ni/P比为1:1的催化剂进行了催化性能评价,催化剂与麻风树油在高压反应釜中进行加氢脱氧反应,反应温度为350℃,压力为4.0MPa,产物组分分析表明催化剂具有优异的加氢脱氧性能,脱氧率高达93.90%,所得组分中,烷烃含量达89.66%,C15～C20组分占直连烷烃组分61.90%,因此,柴油组分产率较高。     

二氧化碳甲烷化反应中等离子体与Ni/ZSM-5催化剂的协同作用北大核心CSCD

在介质阻挡放电等离子体反应器中研究了等离子体对Ni/ZSM-5催化剂催化CO_2甲烷化反应的促进作用,采用XRD和低温N_2吸附-脱附对Ni/ZSM-5催化剂进行了表征,考察了催化剂原位还原条件和反应条件对催化剂性质和反应性能的影响。实验结果表明,采用氢等离子体法可将催化剂前体转化为高分散、高活性的Ni/ZSM-5催化剂,等离子体还原时存在一个最佳输入功率。催化剂与等离子体具有显著的协同作用,在输入功率为33.3 W、原料气n(H)∶n(C)=5、气态空速为3 600 h^(-1)的条件下,CO_2转化率可达98%,甲烷选择性接近100%。     

二氧化碳甲烷化反应中等离子体与Ni/ZSM-5催化剂的协同作用

在介质阻挡放电等离子体反应器中研究了等离子体对Ni/ZSM-5催化剂催化CO_2甲烷化反应的促进作用,采用XRD和低温N_2吸附-脱附对Ni/ZSM-5催化剂进行了表征,考察了催化剂原位还原条件和反应条件对催化剂性质和反应性能的影响。实验结果表明,采用氢等离子体法可将催化剂前体转化为高分散、高活性的Ni/ZSM-5催化剂,等离子体还原时存在一个最佳输入功率。催化剂与等离子体具有显著的协同作用,在输入功率为33.3 W、原料气n(H)∶n(C)=5、气态空速为3 600 h~(-1)的条件下,CO_2转化率可达98%,甲烷选择性接近100%。     

加氢制备长碳链脂肪醇铜基催化剂

采用共沉淀法,以逆滴的方式,制备了Cu-Zn-Al-Ba系列催化剂。通过ICP,TG,DTG,XRD,SEM等方法对催化剂进行表征;考察催化剂沉淀环境、各元素组分的配比、焙烧条件和还原条件等对活性的影响;并将催化剂用于硬脂酸甲酯催化加氢制硬脂醇的反应。实验结果表明,催化剂沉淀陈化过程中的优化条件为:催化剂组分n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)∶n(Ba)=8∶4∶4∶2,沉淀环境p H=8,陈化温度60℃,沉淀剂Na_2CO_3浓度0.80 mol/L,混合盐溶液浓度0.18 mol/L。表征和评价结果显示,焙烧和还原的优化条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间3 h,还原温度270℃,还原时间1.5 h。评价结果表明,在反应温度为230℃、反应压力为氢压3 MPa、反应时间为4 h及优化条件下制备的催化剂用量5%(基于体系质量)的条件下,硬脂酸甲酯转化率超过96%,硬脂醇收率约为95%。     

等离子体增强Ni/MCM-41催化剂的制备及性能研究

采用等离子体技术强化制备了Ni/MCM-41催化剂,并采用XRD、BET、H2-TPR和TGA对催化剂进行了表征。考察了等离子体处理功率、处理时间、处理方式、处理气氛对CO_2重整甲烷反应的影响。结果表明,等离子体处理Ni/MCM-41催化剂在CO_2重整甲烷反应中表现出较优的催化性能,在反应温度为750℃时,CH_4和CO_2转化率分别为92.6%和87.9%,较未处理的催化剂提高了27.2%和21.1%。     

Ni-WO_x催化剂上正庚烷的加氢异构化反应

采用浸渍法制备了Ni-WOx催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了Ni-WOx催化剂对正庚烷加氢异构化反应的催化性能,讨论了焙烧温度、Ni含量、还原温度和反应条件对Ni-WOx催化剂性能的影响,采用X射线衍射对Ni-WOx催化剂进行了表征。实验结果表明,当焙烧温度为800℃、还原温度为525℃、Ni质量分数为2%时,Ni-WOx催化剂的性能较好,催化剂的活性组分主要为WO2。在300℃、正庚烷重时空速0.68h-1、H2流量18mL/min、反应时间6h的条件下,在该催化剂上正庚烷的转化率达到49.39%,异构庚烷选择性达87.34%。正庚烷在该催化剂上按双功能机理进行加氢异构化反应。     

Ni_xP/Zr-MCM-41新型加氢脱氧催化剂的制备、表征及其催化性能

采用水热法合成了载体MCM-41与Zr-MCM-41,再由不同初始n(Ni)/n(P)的Ni(NO3)2·6H2O和(NH4)2HPO4溶液与Zr-MCM-41经过共浸渍、高温焙烧、氢气程序还原和钝化制备了5个不同n(Ni)/n(P)的Ni_xP/Zr-MCM-41新型加氢脱氧催化剂。采用XRD、XPS、TEM等方法对催化剂进行了表征,并采用高压反应釜评价了不同n(Ni)/n(P)的Ni_xP/Zr-MCM-41催化麻风树油加氢脱氧反应的性能。结果表明,n(Ni)/n(P)=2的Ni_xP/Zr-MCM-41的活性组分为Ni12P5,其余4种Ni_xP/Zr-MCM-41的活性组分均为Ni2P。在反应温度350℃、压力4.0 MPa下,各Ni_xP/Zr-MCM-41催化剂均具有优异的加氢脱氧性能;当Ni12P5作为催化活性组分时,催化麻风树油加氢脱氧反应的脱氧率高达95.75%,而n(Ni)/n(P)=1的Ni_xP/Zr-MCM-41所得脱氧率也达93.90%。其中,除n(Ni)/n(P)=1/2的Ni_xP/Zr-MCM-41外,其余4个Ni_xP/Zr-MCM-41催化所得产物油中C15~C20组分均占直链烷烃组分50%以上,因此,柴油组分产率较高。     

催化裂化轻汽油深度脱硫吸附剂的研制及性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Ni-Cu/ZnO-Al_2O_3脱硫吸附剂,考察了不同金属活性组分及其负载量、不同助剂及其负载量、焙烧温度等因素对催化裂化轻汽油中噻吩脱除性能的影响,并采用XRD、压汞技术对制备的吸附剂进行表征。表征结果显示,500℃下焙烧制得的Ni-Cu/ZnO-Al_2O_3吸附剂的比表面积最大,表现出较高的脱硫活性,其中,NiO为Ni-Cu/ZnO-Al_2O_3吸附剂脱除噻吩硫的主要活性组分。实验结果表明,在Ni负载量为6%(w)、Cu含量为5%(w)、焙烧温度为500℃、反应温度为350℃、压力为0.6 MPa、液态空速2 h~(-1)条件下,Ni-Cu/ZnO-Al_2O_3吸附剂的饱和硫容为1.70%。     

制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

分别采用均匀沉淀法、沉淀法和浸渍法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,在常压固定床反应器中评价了Ni/Al_2O_3催化剂在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能;采用X射线衍射和低温N_2物理吸附法对Al_2O_3载体和Ni/Al_2O_3催化剂进行了表征;考察了载体焙烧温度及时间、催化剂制备方法、Ni负载量和催化剂还原时间等制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响。实验结果表明,以600℃下焙烧2 h的Al_2O_3为载体、采用浸渍法负载质量分数10.0%的Ni、在500℃焙烧1 h且在650℃下还原1 h的Ni/Al_2O_3催化剂的活性和选择性最好。在500℃、重时空速9 6 h~(-1)、水与乙醇的摩尔比为3:1的反应条件下,乙醇转化率达100%,产气速率为83.0 mL/min,H_2选择性为63.6%。     

H_2SO_4/MCM-41上苯的气相硝化反应

研究了在H2SO4/MCM-41上,以稀硝酸(60%～70%)作硝化剂苯的气相硝化反应。实验结果表明,在苯与硝酸摩尔比为2 5、MCM-41上硫酸负载量(质量分数)为20%、反应温度150～160℃、空速3279h-1条件下,硝基苯产率大于99%。维持其它实验条件不变,提高空速到5700h-1时,硝基苯产率达到91 2%;连续反应240h,催化剂活性没有明显下降。     

CO_2甲烷化制替代天然气热力学计算与分析

利用模拟软件ASPEN PLUS(V7.3),基于Gibbs自由能最小法,建立了CO_2甲烷化制替代天然气反应体系的热力学计算模型,获得了甲烷化过程中各组分的平衡组成和主要反应的标准平衡常数。计算结果表明,CO_2转化率随压力升高而增加,随温度升高先降低后逐渐升高。温度低于400℃、压力3.0 MPa有利于CO_2甲烷化反应。CO含量较高时,CO甲烷化反应速率大于CO_2甲烷化反应速率。在0.1 MPa下,温度低于625℃时,CO优先发生甲烷化反应。当温度高于625℃后,CO_2转化率高于CO转化率。当体系中CO含量不高于2.00%(x)时,CO_2甲烷化反应无积碳现象发生;当CO含量超过2.00%(x)、温度低于600℃时,反应出现明显积碳。     

糠醛气相脱羰催化剂的制备

采用固定床气相管式反应器研究了糠醛气相脱羰催化剂的制备条件 ,通过对载体、催化剂含量、pH、焙烧温度、还原温度及添加助剂的研究考察 ,找出了糠醛气相脱羰催化剂的最佳制备工艺参数 ,即载体为氧化铝、活性组分钯质量分数 0 3%、pH >9、焙烧温度 5 0 0℃、还原温度 30 0℃、助催化剂为Ni。通过扫描电镜观察催化剂的表面形貌 ,考察了不同焙烧温度对活性组分分散程度的影响。助催化剂Ni的添加提高了催化剂的选择性。     

制备条件对Ir/Al2O3催化剂性能的影响

以贵金属铱为活性组分,活性氧化铝为载体,制备了Ir/Al2O3催化剂,用于甲醇裂解反应,考察了焙烧温度、还原温度和焙烧气氛对催化剂性能的影响.结合TPR表征研究发现,当焙烧温度低于400℃时,催化剂的分散度比较高;当温度高于500℃时,分散度迅速下降,甲醇转化率从400℃的60.8%下降到500℃的15.8%.通过还原温度考察和TPR表征结果发现,0价的铱是甲醇裂解的主要活性物种;氢气焙烧比空气焙烧制得的催化剂活性提高了1.6倍多.     

负载型磷钨酸催化剂的制备及其在甲醇汽油催化改性中的应用

以SiO2为载体、磷钨酸(PW12)为主活性物质,采用浸渍法制备了PW12/SiO2催化剂,并将该催化剂用于M15甲醇汽油中的轻质组分的催化改性;考察了PW12负载量、焙烧温度、反应温度、空速、反应压力等因素对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,在PW12负载量(相对于SiO2的质量分数)30%、焙烧温度300℃条件下制备的催化剂的作用下,在反应温度80℃、空速2 h-1、反应压力1.0 MPa的反应条件下,催化剂的活性最高,反应后7种易挥发组分甲醇、异己烷、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、正辛烷和对二甲苯的总质量分数及饱和蒸气压均最低,分别为29.38%和57.4 kPa。采用XRD和FTIR手段对催化剂的结构进行表征。表征结果显示,负载后PW12的部分特征吸收峰发生一定程度偏移;当PW12负载量超过30%后,XRD谱图中出现了明显的PW12特征晶相衍射峰。     

整体式甲烷燃烧催化剂的活性研究

研究了以Co、Cr、Mn、Fe和Ni的单一或混合氧化物为活性组分的整体式催化剂在甲烷燃烧反应中的活性。整体式催化剂直径为 10mm ,长 15mm ,测试温度范围为 30 0 - 70 0℃。结果显示 ,单一氧化物中Co、Cr和Mn的活性较好 ,Fe和Ni的活性较差 ;混合氧化物催化剂均表现出较高的活性 ,但以含Co、Cr、Mn的 3组分混合氧化物催化剂为更佳。同时考察了空速、烷氧比、稀释气、温度等因素对甲烷燃烧反应的影响。在烷氧比为 1:4,稀释气含量约为 6 0 % ,反应温度 6 5 0℃ ,大空速下甲烷转化率较高。     

NiMoNx/MCM-41催化剂的制备及其加氢脱硫性能

以MCM-41分子筛为载体，硝酸镍、钼酸铵为前体活性相组元，通过浸渍和程序升温氨还原制备了负载型氮化镍钼双金属催化剂（NiMoNx／MCM-41）；对该催化剂进行了XRD、BET、XPS和TEM表征。结果表明，NiMoNx／MCM-41催化剂上的Mo存在着多种价态，Ni、Mo、N 3种元素以Ni3Mo3N和γ-Mo2N的形式存在；负载后MCM-41的比表面积和孔体积有所减小。在微型加氢反应装置上，以噻吩加氢脱硫为探针反应，考察了NiMoNx／MCM-41催化剂的加氢脱硫性能。结果表明，Ni含量（以NiO质量分数计）6％、Mo含量（以MoO3质量分数计）10％的催化剂的加氢脱硫活性最高。提高反应温度或反应压力、降低空速都有利于提高噻吩转化率，虽然NiMoNx／MCM-41催化剂在高硫含量（ωs=5．4％）时有部分γ-Mo2N转变成MoS2，但噻吩转化率保持稳定。     

复合催化剂Ni-Cu/ZnO-TiO_2催化乙醇水蒸气重整制氢

利用共沉淀法制备了Ni/TiO2,Ni/ZnO,Ni/ZnO-TiO2,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂,活性组分Ni及Cu含量均为2%(w);对催化剂进行了BET,H2-TPR,XRD,SEM-EDS表征及乙醇水蒸气重整制氢性能评价。实验结果表明,在水与醇摩尔比13、反应温度300～550℃、液态空速23.8 h-1的反应条件下,ZnO及ZnO-TiO2负载的Ni催化剂有较好的催化性能,当反应温度高于450℃时,乙醇转化率均达90%以上。在450～550℃,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的氢产率最高、CO选择性较低且稳定性良好,550℃时Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂上最大氢产率为3.49 mol/mol(每mol反应乙醇生产的H2的物质的量)。表征结果显示,Ni/ZnO,Ni/ZnO-TiO2,Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的活性组分分散良好;采用复合载体ZnO-TiO2及添加第二种活性组分Cu,改善了Ni-Cu/ZnO-TiO2催化剂的性能;反应后4种催化剂上均有丝状炭生成,但未出现明显的烧结与团聚现象。