甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂表面结构与活性

利用共沉淀法在不同搅拌速度下制备了相同Mo/Fe原子比的甲醇氧化制甲醛催化剂,采用SEM、XRD和拉曼光谱等对催化剂进行表征,在固定床微反上评价催化剂活性和选择性。结果表明,搅拌速度增大,催化剂比表面积增大,催化活性增强,甲醛收率由600 r·min^-1时的73.8%增加到10000 r·min^-1时的95.7%（280℃）。此外,催化剂由片状的MoO₃和颗粒状的Fe₂（MoO₄）₃两部分组成,游离的片状MoO₃无明显催化活性,只有与Fe₂（MoO₄）₃结合时才具有催化活性。     

还原温度对Mo基催化剂物相及其加氢脱氧性能的影响

以碳纳米管(CNTs)为载体,通过控制催化剂合成的还原温度制备了一系列负载型Mo基催化剂。采用XRD、TEM、N₂物理吸附、XPS以及NH₃/H₂-TPD等技术对催化剂进行了表征,并研究了Mo基催化剂对硬脂酸催化加氢脱氧性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高,催化剂表面的Mo物种逐渐被还原,还原过程为:MoO₃→MoO₂→Mo→Mo₂C。还原温度为450℃和550℃时,催化剂的活性相为MoO₂;还原温度为600℃时,催化剂的活性相为MoO₂/Mo/β-Mo₂C的混合相;还原温度为650℃和700℃时,催化剂的活性相全部转化为β-Mo₂C。与活性相MoO₂催化剂相比,β-Mo₂C催化剂具有更高的加氢脱氧活性。此外,还原温度为600℃的MoO₂/Mo/β-Mo₂C混合相催化剂因具有较大的比表面积、较多的酸中心数量和较强的H₂吸附能力,使得该催化剂在硬脂酸加氢脱氧反应中表现出最优越的催化活性。     

甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂表面结构与活性

利用共沉淀法在不同搅拌速度下制备了相同Mo/Fe原子比的甲醇氧化制甲醛催化剂,采用SEM、XRD和拉曼光谱等对催化剂进行表征,在固定床微反上评价催化剂活性和选择性。结果表明,搅拌速度增大,催化剂比表面积增大,催化活性增强,甲醛收率由600 r·min~(-1)时的73.8%增加到10000 r·min-1时的95.7%(280℃)。此外,催化剂由片状的MoO_3和颗粒状的Fe_2(MoO_4)_3两部分组成,游离的片状MoO3无明显催化活性,只有与Fe2(Mo O4)3结合时才具有催化活性。     

钼铁催化剂上对二甲苯气相选择性氧化合成对苯二甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法合成了钼铁催化剂,通过该催化剂,利用空气中的O₂进行对二甲苯选择性氧化,制备出对苯二甲醛。催化剂的活性评价结果表明,在n(Mo)∶n(Fe)∶n(Co)=2.4∶1∶0.02和焙烧温度500 ℃条件下,催化剂的活性最高;反应温度为500 ℃和空速5 500 h^-1时,对苯二甲醛的收率达到59.2%。FT-IR和XRD结果证实,催化剂的活性组分为Fe₂(MoO₄)₃与少量的MoO₃,二者具有协同作用。     

制备方法对钼基耐硫甲烷化催化剂性能的影响

合成气甲烷化是煤制天然气工艺的主要过程之一。与传统的镍基催化剂相比,钼基催化剂用于耐硫甲烷化可以省去精脱硫过程和水汽变换过程,具有一定的技术和成本优势。但是钼基催化剂活性相对较低,尤其是低温活性和高温稳定性有待提高。对比研究不同方法制备的MoO₃/ZrO₂催化剂在固定床反应器上的耐硫甲烷化性能,发现采用溶液燃烧法制备的催化剂在相同条件下具有较高的耐硫甲烷化活性,当空速为5000 h^-1、反应压力为3MPa、反应温度为300℃和400℃时其CO转化率可分别达到26%和79%。催化剂的N₂物理吸附、透射电镜、X射线衍射和Raman光谱等表征结果表明,溶液燃烧法制备的催化剂具有较小的ZrO₂晶粒尺寸和较大的比表面积,活性组分Mo物种在ZrO₂载体上的分散性更好。而采用共沉淀法和浸渍法制得的MoO₃/ZrO₂催化剂存在不同程度的Mo物种团聚现象,导致其耐硫甲烷化活性较低。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

添加剂有机胺对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂活性的影响

采用共沉淀法制备丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂,考察有机胺的加入对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化性能的影响。结果表明,添加有机胺后,催化剂活性在维持不变的情况下,选择性显著提高。采用扫描电镜、X射线衍射、吡啶吸附红外光谱和N₂物理吸附表征等对不同催化剂的物化性能进行表征。结果发现,添加有机胺后,催化剂比表面积略有下降,但催化剂表面的L酸性中心强度明显增加,对催化剂活性影响不大;另一方面,MoO₃结晶度的下降与(Co_0.7Fe_0.3)(MoO₄)结晶度的上升对催化剂选择性均是积极因素。同时孔容的减小以及大孔比例增加更有利于主反应产物的脱附,能抑制深度氧化物的生成。     

MoO2/g-C3N4催化剂的制备及其氧化脱除模拟油中的硫化物

采用高温煅烧MoO₂和g-C₃N₄混合物制备了不同MoO₂含量的MoO₂/g-C₃N₄催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和N₂吸附脱附对催化剂的结构和性能进行了表征。以MoO₂/g-C₃N₄作为催化剂,H₂O₂为氧化剂,离子液体为萃取剂研究了反应体系的氧化脱硫性能。这项研究中考察了不同煅烧温度下制得的催化剂、负载量、氧化剂使用量、催化剂加入量、反应温度、萃取剂使用量、反应时间、硫化物类型等不同反应参数对脱硫率的影响。结果表明,在H₂O₂的使用量为0.2mL,MoO₂/g-C₃N₄加入量为0.03g,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体1.0mL,反应温度为70℃,反应时间60min的最佳工艺条件下,24%-MoO₂/g-C₃N₄催化剂脱硫率可以达到94.8%,催化剂循环使用5次后活性没有明显下降。此外,研究了MoO₂/g-C₃N₄在离子液体中的催化氧化反应机理。     

NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

甲烷部分氧化制备合成气反应过程具有反应速率快、能耗低和H₂与CO物质的量比适用于合成甲醇及F-T合成等优点,是一种有希望替代传统水蒸汽重整的方法。研究在NiO/MgO蜂窝陶瓷整体式催化剂上的甲烷部分氧化过程,主要考察涂层载体、活性组分Ni含量、涂层载体前驱体、焙烧温度和还原温度对催化剂反应性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和N2吸附等表征前驱体及其负载活性组分NiO后的晶相、还原特性和吸附性能。结果表明,采用浸渍法制备催化剂时,Mg(NO₃)₂为涂层载体MgO前驱体,在NiO负载质量分数20%、焙烧温度（500~600） ℃和还原温度750 ℃条件下制备的催化剂NiO/MgO-N性能较好,活性较稳定;以NiO/MgO-N为催化剂,在反应温度800 ℃、n(O₂)∶n(CH₄)＝0.5和空速9 723 h^-1条件下,CH₄转化率94.4%,H₂选择性99.9%,CO选择性92.9%。     

ZrO2添加对MoO3/Al2O3催化剂耐硫甲烷化性能的影响

采用共沉淀法制备了ZrO₂-Al₂O₃复合载体,并进一步制备了MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,考察了不同ZrO₂质量分数对催化剂结构及其耐硫甲烷化性能的影响。利用N₂物理吸附、X射线衍射、H₂程序升温还原和透射电子显微镜等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃中ZrO₂的添加可以明显削弱MoO₃与载体间的相互作用,促进Mo物种的还原,适量ZrO₂的存在还有助于提高催化剂的比表面积,改善Mo活性相的分散性,使催化剂表现出优异的耐硫甲烷化活性。     

Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂的制备及应用

通过水热法合成具有一维纳米结构的MoO_3纳米棒,利用MoO_3纳米棒的尺寸约束作用,以MoO_3纳米棒和铁盐为原料,采用浸渍法及高温焙烧下发生的固相反应,在经典Kirkendall效应影响下合成Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂。以空气氧化甲醇制甲醛为目标反应,评价其催化性能。结果表明,以Mo与Fe原子比2.2∶1制备的Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂催化性能较佳,甲醇转化率≥99.5%,甲醛选择性≥96.0%。     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

碳化钼催化剂的制备及噻吩加氢脱硫性能

以MoO₃为前躯体,CH₄/H₂为还原碳化气,采用自制的程序升温还原碳化反应装置制备出Mo₂C催化剂,并用XRD、BET进行表征.借助原位TG-DTA方法研究了MoO₃在CH₄/H₂气氛中的还原碳化历程和适宜的还原碳化温度.以噻吩/环己烷溶液为模型反应物,采用高压微反-色谱实验装置考察了制备的碳化钼催化剂的噻吩加氢脱硫反应性能.结果表明：程序升温条件下的局部规整反应可提高催化剂的比表面积,且制备的碳化钼催化剂具有较高的噻吩加氢脱硫反应活性,在体积分数为5%的噻吩/环己烷溶液中,反应压力为3.0 MPa,空速为6 h^-1,H₂/原料液体积比500∶1的反应条件下, 370℃时的噻吩转化率达到98%以上,明显高于相应的硫化钼催化剂.还原碳化终温的提高,导致碳化钼催化剂比表面积的减少和表面积炭的增多,进而使其加氢脱硫反应活性降低.MoO₃在CH₄/H₂气氛中的还原碳化历程应为MoO₃→MoO₂→MoO_xC_y→Mo₂C,实验确定的适宜还原碳化温度为675℃.     

半导体型Mo－Fe二元氧化物催化剂的研制

通过共沉淀法和进一步焙烧制得Ｍｏ－Ｆｅ二元氧化物。经ＸＲＤ定性分析表明，它们是由含量不同的Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３和ＭｏＯ３所组成。利用固定床反应器研究了Ｍｏ－Ｆｅ氧化物／载体催化剂对甲醇氧化制甲醛的催化性能。对二元Ｍｏ－Ｆｅ氧化物进行了气体敏感性能测试，发现对甲醇具有较高的灵敏度，对氧气的灵敏度较低。其中，具有较高活性的催化剂对被测气体的灵敏度也较高     

甲醇氨氧化制氢氰酸的铁钼催化剂活性组分的研究

采用X射线衍射、IR、M(?)ssbauer、ESR和ESCA等方法研究了甲醇氨氧化制氢氰酸的铁钼催化剂活性组分与催化活性的关系.X射线衍射和IR研究指出,催化剂中的铁和钼是以Fe_2(MoO_4)_3、MoO_3和a-Fe_2O_3存在.Fe_2(MoO_4)_3的相对含量与活性随Fe/Mo的变化呈峰形对应关系.M(?)ssbauer、ESR和ESCA分析表明,铁是以Fe~(3+)存在,但有两种配位,一种是Fe_2(MoO_4)_3中的八面体配位,另一种可能是Fe_2O_3·xMoO_3(x<3)的不完善配位.前者是基本活性组分,和后者一起完成选择氧化的功能.     

甲醇氨氧化制氢氰酸沸腾床催化剂活性组分及其催化作用的研究

<正>铁钼氧化物不仅是甲醇氧化制甲醛的催化剂,也是甲醇氨氧化制氢氰酸的优良催化剂之一.有关前者的活性组分和催化性能的报道较多,后者报道不多,用于沸腾床上铁钼催化剂未见报道.本文用多种实验方法研究了用于沸腾床的铁钼催化剂活性组分及其催化作用.     

Determination of Optimum Conditions and the Kinetics of Methanol Oxidation

In this study, the catalytic oxidation of methanol to formaldehyde was investigated in a laboratory‐scale fixed‐bed catalytic reactor, under a large number of different conditions. Iron‐molybdate catalysts supported by silica or alumina with a molybdenium/iron (Mo/Fe) ratio of 1.5, 3 and 5 were studied for the gas phase reaction. In order to obtain the optimum conditions, six different temperatures in the range of 250–375 °C and three different space times of 50.63, 33.75 and 20.25 g/(mol/h) were investigated. After determining the optimum conditions for this reaction, experiments aimed at understanding the reaction kinetics, were carried out. These experiments were performed on the catalyst favoring the formation of formaldehyde, which has a (Mo/Fe) ratio of 5 on a silica support. Seven reaction models derived by the mechanisms cited in the literature were tested to elucidate the kinetics of the reaction and the surface reaction controlling model was found to be the most suitable reaction mechanism.     

纳米β-Mo2C催化剂的制备及K改性对合成低碳醇反应性能的影响

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法及程序升温碳化法制备了纳米β-Mo2C催化剂,适宜的碳化温度为(650~700) ℃。考察了K含量对K/β-Mo₂C催化剂织构及CO加氢反应性能的影响,结果表明,适量K助剂的加入能提高催化剂的比表面积和合成醇选择性,过量K助剂与Mo6+物种形成了惰性的钼酸盐（K₂MoO₄和/或K₂Mo₂O₇）,该钼酸盐可能覆盖了CO加氢反应的活性中心,降低了β-Mo2C催化剂的CO加氢反应活性;K含量对总醇收率和C₂₊OH选择性的影响呈火山型变化规律,K与Mo物质的量比最佳为0.2~0.4。     

Iron molybdates for selective oxidation of methanol: Mo excess effects on the deactivation behaviour

Stoichiometric (atomic ratio Mo/Fe=1.5) and industrial like (atomic ratio Mo/Fe=3) iron molybdates have been prepared by coprecipitation and submitted to long catalytic tests to study the effect of Mo excess on the deactivation behaviour during methanol to formaldehyde oxidation. Results show that Mo excess improves catalyst stability mainly due to the fact that during reaction Mo seems to migrate from bulk to catalyst surface and then sublimated.