高效甲醇合成催化剂及一次性通过过程研究

以Ni修饰多壁碳纳米管复合材料(y%Ni/CNT)为促进剂,制备一类合成气高效制甲醇催化剂Cu6Zn3Al-x%(y%Ni/CNT).实验发现,在传统工业甲醇合成Cu-ZnO-Al2O3催化剂中添加适量y%Ni/CNT能显著提高其对甲醇合成的催化活性;在Cu6Zn3Al-12.5%(8%Ni/CNT)催化剂上,2.0MPa,493 K、H2/CO/CO2/N2=62/30/5/3,GHSv=2700ml/(h·g)的反应条件下,CO转化率达34%,甲醇STY为442 mg/(h·g),是非促进的参比催化剂Cu6Zn3Al(330 mg/(h·g),在513 K)的1.34倍.该类催化剂对于合成气一次性通过制甲醇过程有重要应用前景.     

Mo/CNT催化剂在渣油加氢裂化反应中的应用

利用等体积浸渍法制备了不同金属含量的碳纳米管（CNT）和γ-Al2O3负载Mo金属催化剂,并在孤岛减压渣油（GDVR）加氢裂化反应中评价其催化效果;比较了两种催化剂在渣油加氢裂化条件下的催化效果,探讨了复配金属Co对催化剂催化效果的影响。结果明：在GDVR加氢裂化反应中,Mo/CNT金属催化剂具有很好的加氢、脱硫及抑焦效果,而催化活性随催化剂中金属含量的增加而增强;在相同反应条件下,Mo/CNT催化剂的催化效果要优于Mo/γ-Al2O3催化剂;复配金属Co的加入,能明显的促进Mo/CNT催化剂在GDVR加氢裂化中的催化效果。     

碳纳米管的制备及其用于甲醇气相羰基化催化性能

实验发现采用LaFeO3 催化剂乙炔在氢气与氮气气氛中裂解产物完全不同。在反应温度 973K ,氮气气氛下 ,乙炔在催化剂上裂解为碳纳米管 ,平均管径为 30nm ,管径比较均匀 ;在氢气气氛中乙炔主要在热电偶上裂解为碳纤维 ,直径平均为 6 0 0nm左右。采用碳纳米管作催化载体制备的硫化Mo/CNT催化剂 ,比相同条件下碳纤维作载体制得的Mo/CT催化剂甲醇气相羰基化活性高 2～ 3倍 ;在反应温度 5 73K、空速 96 0 0L/kg/h时 ,醋酸甲酯选择性为 76 2 %,此时TOF值最大达到 1 74mol醋酸 /molMo/h。对硫化的Mo/CNT催化剂的TEM图观察发现 ,催化剂颗粒负载在碳纳米管外壁上 ,催化剂颗粒直径平均 10nm。     

硫化Mo/CNT催化剂上甲醇与醋酸甲酯可逆吸附热的测定

本文采用相对保留体积测定了甲醇与醋酸甲酯在碳纳米管载体以及硫化的Mo/CNT催化剂上的可逆吸附热。在碳纳米管载体上,甲醇与醋酸甲酯的可逆吸附热分别为16 0kJ/mol和34 1kJ/mol;在硫化的Mo/CNT催化剂上,甲醇与醋酸甲酯的可逆吸附热分别为15 3kJ/mol和26 1kJ/mol。随温度升高醋酸甲酯的可逆吸附量比甲醇的可逆吸附量下降快,在反应条件下甲醇的可逆吸附量比醋酸甲酯的大8～10倍,甲醇在催化剂上吸附后进行反应,产物醋酸甲酯迅速脱附,从而有利于羰基化反应进行。     

CO_2催化加氢制备甲醇的研究进展

CO_2催化加氢合成甲醇是实现CO_2有效利用的理想途径之一,而高效催化剂是提高反应转化率和选择性的关键所在。概述了CO_2加氢合成甲醇的反应历程和催化作用机理,讨论了催化活性中心Cu粒子的价态、晶面结构和组分对催化性能的影响,总结了ZnO的作用及形貌的影响,归纳了CO_2加氢制甲醇催化剂载体和助剂的作用,比较了各种催化剂制备方法的优缺点。     

高性能纳米碳材料改性Cu/ZnO/Al2O3甲醇水蒸气重整制氢催化剂

以活性碳、石墨、纳米碳纤维,活性碳纤维,碳纳米管等纳米碳材料为结构助剂,制备出用于甲醇水蒸气重整制氢的新型高效Cu/ZnO/Al2O3催化剂,并与传统Cu/ZnO/Al2O3催化剂在相同条件下的催化性能进行比较.结果表明,纳米碳材料作为改性剂提高了Cu/ZnO/Al2O3催化剂的低温活性和选择性,其中活性碳纤维显著提高了Cu/ZnO/Al2O3催化剂的低温活性和稳定性.     

甲醇乙醇合成异丁醛的Cu基催化剂的制备和性能研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和浸渍法分别制备出CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2催化剂,考察了催化剂的制备方法、焙烧温度等因素对甲醇乙醇一步合成异丁醛催化性能的影响,并应用BET、XRD、TPR等分析技术对催化剂进行了结构测试与表征。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂CuO晶粒较小,分散的较均匀,且具有较大的比表面积;在673 K焙烧制得的催化剂具有良好的活性和对异丁醛的选择性;Fe和Zr的相互协同作用阻止了CuO颗粒的聚集,提高了异丁醛的选择性。     

LaAl_(1/3)Fe_(2/3)O_3催化剂的制备及用于VOCs裂解制备碳纳米管

用硝酸镧、硝酸铝与硝酸铁作原料,采用柠檬酸法制备了多孔铁铝酸镧催化剂,用XRD与SEM对其结构进行表征。采用LaAl1/3Fe2/3O3催化剂,在973K下,研究了易挥发有机物(碳源)苯、环己烷、正己烷、甲苯、甲醇、丙酮催化裂解制备碳纳米管。结果表明,前3种碳源能高收率制备管径均匀的碳纳米管;甲苯、丙酮裂解得到少量不均匀的碳纳米管;甲醇裂解没有碳纳米管生成。以环己烷为碳源,研究了裂解温度对碳纳米管生成的影响,采用SEM、TEM表征了碳纳米管的形貌。     

甲烷在Ni/SiO2催化剂上裂解制碳纳米管和氢气

采用以单分散硅溶胶为前驱体合成的担载Ni／SiO2催化剂,研究了甲烷裂解制碳纳米管和氢气的关联性,并对所制得的纳米管进行了纯化研究。结果表明,该催化剂催化甲烷裂解产生大量碳纳米管的同时,也得到不含CO的氢源。该方法结合了催化裂解合成碳纳米管和裂解制氢工艺,将十分具有应用潜力。     

碳纳米管的制备及其在钌络合物催化氧化环己烯中的应用

制备了Fe Cu/SiO2 催化剂 ,用该催化剂在 5 5 0℃裂解乙烯制得了碳纳米管 ,电镜结果显示碳纳米管直径在 15～ 2 0nm之间。在钌络合物催化的环己烯氧化反应中加入碳纳米管 ,使环己烯的转化率达到 99 0 % ,Ru催化剂TOF达到了 2 90 0 0h 1。结果表明碳纳米管可以提高钌络合物的催化氧化活性 ,并且抑制产物中环己烯醇的进一步氧化。     

Zn-ZrO_2/SiO_2非氧化脱氢制无水甲醛的研究

在微型固定床反应器中对Zn-ZrO2/SiO2催化甲醇直接非氧化脱氢制备无水甲醛进行了研究。实验中考察了催化剂组成、反应温度及质量空速对脱氢反应的影响。结果显示,在进料气中φ(CH3OH)为35%,反应温度为800K,质量空速为35mL/(g.s)的优化反应条件下,甲醇的转化率达到100%,甲醛的选择性为63%。结合催化剂的活性评价及X射线光电子能谱、电子扫描电镜、热重等技术显示,采用均匀沉淀法制备的Zn-ZrO2/SiO2催化剂,活性组分能均匀分散在载体上,且对甲醇的非氧化脱氢具有高效的催化作用。助剂ZnO的引入可以有效抑制反应过程中催化剂的烧结,极大程度的增强催化剂的稳定性。     

CuO-ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2催化加氢合成甲醇的研究

采用并流共沉淀法制备了CO2加氢合成甲醇的CuO-ZnO/ZrO2催化剂,考察了反应温度、压力和空速等对催化剂性能的影响,并进行了催化剂活性稳定性评价。在原料气配比一定,CO2催化加氢合成甲醇较好的工艺条件为反应温度250℃,压力2.0MPa,空速1600h-1时,此时CO2转化率为23.1%,甲醇的选择性为50.2%。催化剂重复使用5次,CO2转化率仍在20%以上,催化剂活性稳定性较好。     

甲醇常压气相羰化合成醋酸的Ni/AC催化剂的制备及活化

在常压气固床催化评价装置上 ,对Ni/AC催化剂制备中的浸渍、干燥、活化等步骤进行了详细考察 ,给出了较理想的制备条件 :热处理温度 (40 0℃ )和还原温度 (70 0℃ )。与已有的报道相比 ,这样制得的催化剂 ,用于常压气相甲醇羰化合成醋酸反应 ,甲醇转化率提高了 7 2 4 % ,醋酸收率提高了 4 6 7%。     

Cu-ZrO_2/凹凸棒石催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能

以凹凸棒石(ATP)为载体,采用浸渍法制备了Cu-ZrO_2/ATP系列催化剂,并在连续流动常压固定床微型反应器上对Cu-ZrO_2/ATP催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能进行评价,考察了反应温度、反应时间、Cu和ZrO_2的负载量、水醇摩尔比及重时空速(WHSV)等条件对催化性能的影响。采用XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR、NH3-TPD、CO_2-TPD、BET等方法对催化剂的结构进行表征。实验结果表明,Cu(20%(w))-ZrO_2(15%(w))/ATP催化剂具有较高的活性和稳定性;在280℃、n(水)∶n(甲醇)=1.2∶1和WHSV=3.6 h~(-1)的条件下,甲醇转化率和氢气选择性均高于99%,CO选择性低于2.5%,且连续反应50 h后,催化剂仍保持较高的活性。表征结果显示,ZrO_2的加入改变了催化剂的孔结构和酸碱性,ZrO_2和Cu之间存在相互作用。     

甲醇气相羰化用的碳纳米管载镍催化剂

对碳纳米管负载金属镍催化剂上甲醇常压气相羰基化反应进行了研究。考察了载体碳纳米管的预处理、催化剂的制备方法、催化剂中镍含量及反应空速对催化剂活性的影响。结果表明,用硝酸和氢氧化钠处理过的碳纳米管作载体浸渍法制备的催化剂活性较好,最佳镍含量为10%(mass),最佳空速为3000～3600L.(kg-cat.h)-1。     

新型Pt/Al_2O_3苯加氢催化剂的研制

开发了一种新型的苯气相加氢制环己烷的Pt/A l2O3催化剂,并在模拟苯加氢制环己烷工业装置建成的催化剂原粒度活性评价装置上评价催化剂的性能。考察了催化剂的制备方法、A l2O3载体物性、催化剂制备时竞争吸附剂对催化剂性能的影响。确定了适用于该新型催化剂的最佳的工艺操作条件。本催化剂具有与参比的工业催化剂类似的催化性能,但侧压强度明显高于参比催化剂。     

La改性Pd/CeO2甲醇裂解制氢催化剂研究

采用沉淀沉积法制备了一系列La改性Pd/CeO2催化剂,并对其催化甲醇裂解制氢反应进行了研究.结果表明,加入一定量的La2O3使得甲醇完全转化温度大约降低了40℃左右.结合XPS和H2-TPR表征结果可以看出,La的加入促进了活性组分在催化剂表面的分布,催化剂表面CeO2-La2O3固溶体的形成导致Pd8+在还原活化后的催化剂表面上比例增加,该类Pd物种比Pd0有更高的催化活性.     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂的TPR研究

利用浸渍法和共沉淀法合成Cu/Co/TiO2甲醇合成催化剂,选取γ-Al2O3、磷酸改性γ-Al2O3,二氧化钛改性γ-Al2O3,以及Hβ型分子筛作为甲醇脱水催化剂,两者按照一定的比例混合制得合成二甲醚的双功能催化剂,通过TPR、XRD等表征手段对其进行了研究,结果表明共沉淀法制备的Cu/Co/TiO2催化剂比浸渍法制备的易于还原;添加甲醇脱水催化剂后Cu/Co/TiO2催化剂还原温度普遍降低.     

高活性Ag/SiO2-ZnO催化剂的制备及其催化甲醇脱氢制无水甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag/SiO2-ZnO催化剂,并将其用于催化甲醇直接脱氢制无水甲醛的反应,考察银锌比和反应温度对甲醇直接脱氢制无水甲醛反应催化活性的影响,同时采用布鲁纳尔-埃梅特-泰勒过程、X射线衍射、扫描电镜方法对催化剂进行表征.实验结果表明,最佳的催化剂制备条件为银的负载量(质量分数)20%时n(Ag)n(Zn)=10;固定空速为10 000 h-1,当反应温度为700℃时,催化剂的性能最佳,此时甲醇的转化率为82.3%,甲醛的选择性达88.9%.X射线衍射表征结果表明,银在反应前后均以金属银状态存在;扫描电镜表征结果进一步证明,银以3μm左右的颗粒分散于载体表面.     

甲醇随车制氢催化剂Cu-SiO2的制备及性能评价

以Cu(NO3)2和水玻璃为原料,采用共沉淀法制备了Cu-SiO2催化剂。在连续流动固定床装置上对Cu-SiO2催化甲醇裂解反应性能进行考察,同时考察反应温度、空速对Cu-SiO2催化性能的影响规律。结果表明：Cu-SiO2催化剂在使用前无需用H2进行预还原处理,对甲醇裂解反应表现出优异的催化性能,且具有较好的再生性能;在300 ℃、质量空速0.79 h-1、常压的条件下,随反应时间的延长,甲醇转化率由初始的75.8%增加至48 h 时的85.6%,并在144 h内甲醇转化率保持在85%左右,产物以H2和CO为主,并含少量的甲酸甲酯和其它产物;反应温度和空速对催化剂活性影响较大,但对产物分布影响较小;Cu-SiO2催化剂上甲醇转化产物为富氢气体,催化活性稳定,表明催化剂对甲醇随车制氢具有较好的适用性。