活化气氛对钒磷氧催化剂物性的影响

采用超临界流体干燥法制备VPO催化剂,并在N2气氛或反应气氛（1．5％n-C4H10/17.0%O2/N2,体积比）下进行活化,应用BET、XRD、XPS等表征手段,考察了各VPO催化剂粒子的比表面积、晶相结合、表面性质。实验表明,活化气氛不同,对催化剂物理性质影响也不同。在N2气氛中活化的样品比表面积大于反应气氛中活化的样品;活化气氛对催化剂的晶相组成影响不大;在N2气氛中活化的样品V的2p电子结合能较反应气氛中活化有所降低,但表面P／V原子比却有所提高。     

水蒸气和空气活化对VPO催化剂物性及催化性能的影响

在对钒磷氧（VPO）催化剂的前躯体进行活化的过程中,分别采用空气和水蒸气/空气混合气作为活化氛围。通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段,考察了不同气氛活化催化剂的晶相结构和表面性质。结果表明：采用水蒸气/空气活化的VPO催化剂主要晶相是(VO)2P2O7,而采用空气活化的催化剂主要晶相是VOPO4;水蒸气的加入降低了催化剂中钒的平均价态（AV值）,提高了表面P/V原子比。当采用水蒸气/空气体积比1:3的混合气活化时,所得催化剂FVO-1的P/V原子比为1.17,AV值为4.198。 FVO-1催化剂对正丁烷选择性氧化制顺丁烯二酸酐反应的催化性能评价结果表明,正丁烷转化率达到87.10%,顺丁烯二酸酐选择性达到72.89%。     

有机相中添加助剂和分散剂制备VPO催化剂

通过在有机相制备中添加助剂和分散剂制备出一类新型的VPO催化剂.并采用BET、XRD、Raman等表征手段考察VPO催化剂的比表面积和晶体结构.并将催化剂应用到正丁烷选择氧化生成顺酐的反应中.实验结果表明,引入Ce、Mo助剂基本上没有明显改变催化剂的比表面积,但确实改变了催化剂的物相组成.而加入Ce、Mo助剂使催化剂的选择性也有了一定的提高.     

干燥和焙烧条件对VPO催化剂的影响

采用ＢＥＴ、ＸＲＤ、ＴＥＭ等测试手段,考察了三种没方法对改变焙烧温度或干燥条件下制备的ＶＰＯ催化剂的比表面积、晶相结构和粒子大小的影响。研究发现同种制备方法,焙烧或干燥条件不同,对ＶＰＯ催化剂物性有一定的影响。水相法制备时,焙烧温度升高,样品的比表面积减小,结晶度增加,粒子颗粒变大。有机相法制备时,焙烧温度对样品的比表面积影响不大,但超临界条件下干燥,可使催化剂比表面积增大。     

钒磷氧催化剂制备过程中结晶条件对催化剂性能的影响

通过改变催化剂制备过程中搅拌速率、添加不同量分散剂（聚乙二醇）等结晶条件制得不同钒磷氧（VPO）催化剂,并采用XRD、BET、化学滴定等手段进行表征,考察了催化剂的晶相结构和微观形貌等对催化性能的影响。实验结果表明,不同的搅拌速率和分散剂添加量均对催化剂的晶相结构和微观形貌产生一定影响,并且搅拌速率的不同对钒的平均氧化态有很大影响。选择适宜的搅拌速率、添加适量的聚乙二醇可改变催化剂的微观结构和表面形貌等,从而获得高性能的催化剂。催化反应评价结果表明,当合成反应采用225 r/min搅拌,聚乙二醇(PEG)添加量为质量比w（PEG）/w（V2O5） = 0.10时,催化剂的正丁烷转化率可达88 %,顺丁烯二酸酐选择性可达70 %,收率达到61.7 %。     

钒磷氧催化剂制备过程中结晶条件对催化剂性能的影响

通过改变催化剂制备过程中搅拌速率、分散剂(聚乙二醇)添加量等结晶条件制得不同钒磷氧(VPO)催化剂,并采用XRD、BET、化学滴定等手段进行表征,考察了催化剂的晶相结构和微观形貌等对催化性能的影响。实验结果表明,不同的搅拌速率和分散剂添加量均对催化剂的晶相结构和微观形貌产生一定影响,并且搅拌速率对钒的平均氧化态有很大影响。选择适宜的搅拌速率、添加适量的聚乙二醇(PEG)可改变催化剂的微观结构和表面形貌等,从而获得高性能的催化剂。催化反应评价结果表明,当合成反应中搅拌速率为225r/min、添加的PEG与V2O5质量比为0.10时,催化剂上正丁烷转化率可达88%,顺丁烯二酸酐选择性可达70%,收率达到61.7%。     

晶相组成对钒磷氧催化剂性能的影响

通过调变前驱体成型过程的压片压力,制备了2种不同堆密度的钒磷氧(VPO)催化剂。采用BET、XRD、拉曼光谱、NH₃-TPD、XPS与UV-vis分析手段表征了VPO催化剂孔性质、晶相结构与组成,以及表面酸性质等。结果表明：在相同活化条件下,不同堆密度催化剂的比表面积、孔容及孔径差异不大,而堆密度小的VPO催化剂总酸量更高,其V⁵⁺物种含量较高,为74.6%;堆密度高的催化剂V⁵⁺物种含量较少,为54.8%。在相同反应温度下,V⁵⁺物种含量更高的低堆密度钒磷氧催化剂丁烷氧化活性更好、顺酐收率更高。     

Nb、W、In掺杂对VPO催化剂催化正丁烷选择性氧化制顺酐的影响

采用有机相法制备钒磷氧(VPO)催化剂前体,合成了含Nb、In、W掺杂的VPO催化剂前体VOHPO_4·0.5H_2O,前体活化后冲压成三叶草成型柱体催化剂,并将催化剂扩孔处理后应用于正丁烷选择性氧化制顺酐反应中。实验结果表明,活化后催化剂的主要晶相由VOHPO_4·0.5H_2O前体转变为结晶的(VO)_2P_2O_7(V~Ⅳ)、VOPO4(V~Ⅴ)以及磷酸云母相(V~Ⅳ和V~Ⅴ混合相);成型后的催化剂具有较高的比表面积以及较大的孔体积;金属掺杂的成型催化剂在催化过程中表现出较高的丁烷转化率和顺酐选择性,有利于在高丁烷浓度条件下发挥较优的催化性能。     

制备条件对VPO催化剂结构和催化性能的影响 Ⅰ.催化剂的制备及物性结构的研究

采用ＢＥＴ、ＸＲＤ等测试手段，考察了由４种方法在不同条件下制备的ＶＰＯ催化剂的比表面积和晶体结构。试验结果表明还原剂、溶剂、Ｐ／Ｖ摩尔比、干燥条件及焙烧温度都对ＶＰＯ催化剂的物理性质有影响。水相法制备获较复杂的晶相，随着焙烧温度的提高，样品的比表面积减小，晶相强度增加；有机相法制备可获得较单一、活性好的晶相，焙烧温度升高对样品的比表面积影响不大，但超临界条件下干燥，可使催化剂比表面积成倍增大。     

正丁烷选择氧化制顺酐钒磷氧催化剂晶相结构的研究进展

用于正丁烷选择氧化制顺酐的钒磷氧(VPO)催化剂是一个非常复杂的体系,不同种类和性质的晶相直接影响VPO系催化剂的性能。总结了近年来国内外VPO系催化剂晶相结构的研究进展,分析了几种常见晶相的结构及其在催化反应过程中所起的作用,介绍了催化剂晶型的转化和组成控制,对未来开发性能优良的国产VPO系催化剂作出了展望。     

钒磷氧催化剂在水蒸气/空气/氮气活化气氛下的演变规律

钒磷氧(VPO)催化剂的活化过程对催化剂的正丁烷转化率、顺酐选择性具有重要影响,目前对非原位活化过程中活化条件对催化剂结构性能的影响还所知甚少。研究了非原位活化过程中水蒸气体积分数、空气体积分数、活化温度及活化时间对催化剂性能的影响规律。结合XRD、SEM、BET和XPS等表征手段研究了水蒸气对催化剂结构的影响,证明了水蒸气/空气/氮气(H₂O/Air/N₂)活化气氛中水蒸气对VPO催化剂中(VO)₂P₂O₇晶体的形成及V⁴⁺氧化为V⁵⁺的促进作用。根据不同活化时间催化剂的XRD和Raman分析结果,提出了H₂O/Air/N₂活化气氛下VPO催化剂的晶相演变过程。最后,提出了一种获取高稳态性能VPO催化剂的非原位活化方法,正丁烷氧化生成顺酐的长周期考评结果表明,该方法活化的催化剂稳态性能达到了与原位活化催化剂相同的水平,而活化时间由原位活化的超过100 h缩短至10 h。     

制备方法对非负载型Ni-Mo-W催化剂结构和加氢脱硫性能影响的研究

采用共沉淀法和水热法制备非负载型Ni-Mo-W加氢脱硫催化剂,利用XRD、BET、HRTEM、GC-PFPD表征手段对催化进行表征。结果表明,共沉淀法制备的氧化态催化剂的活性组分具有良好的分散性;水热法制备氧化态催化剂具有较高比表面积、较大孔容、孔径。不同制备方法对硫化态催化剂的晶型结构、比表面积、孔容和孔径影响不大。硫化态催化剂具体较大的比表面积、孔容和孔径,较高的MoS_2和Ni_3S_2晶相堆叠层数。在连续固定高压微反装置上考察了不同制备方法的硫化态催化剂的加氢脱硫活性。结果表明共沉淀法制备的硫化态催化剂的加氢脱硫率高达98.8%,催化剂具有良好的稳定性和催化活性,可持续反应550h。     

在过氧化氢存在下VPO催化剂对乙苯的选择氧化催化性能

研究了若干钒基催化剂在双氧水存在下对乙苯的液相选择性氧化催化性能.结果表明,在乙腈为溶剂的反应体系中,所研究的钒基催化剂包括VPO、VOPO4和V2O5等均表现出以苯乙酮为主产物的反应结果.对于具有(VO)2P2O7晶相的VPO催化剂,苯乙酮的最高选择性为70.7%,其催化性能与n(P)/n(V)、焙烧条件、双氧水的使用量、反应溶剂等因素有关.     

VPO催化剂催化乙苯氧化制苯乙酮

以V_2O_5和磷酸为原料,采用有机溶剂法制得VPO催化剂;利用XRD,IR,TPR方法对VPO催化剂的物相及可还原性进行了表征;以乙苯选择性氧化制苯乙酮为探针反应,对VPO催化剂的催化性能进行了研究。表征结果表明,所制得的VPO催化剂中主要有V~(4+)的(VO)_2P_2O_7物相和V~(5+)的VOPO_4物相,即催化剂中存在V~(5+)/V~(4+)离子对,为乙苯选择性氧化反应提供了催化活性中心。以冰醋酸为溶剂、H_2O_2为氧化剂,将VPO催化剂用于乙苯选择性氧化反应时,在乙苯用量10.0mL、冰醋酸用量10.0mL、双氧水(H_2O_2质量分数30%)用量10.0mL、VPO催化剂用量30mg、反应温度343K、反应时间2.5h的条件下,产物苯乙酮的收率可达17.2%。     

固体催化剂的研究方法 第八章红外光谱法(下)

6　加氢精制催化剂活性相和助剂作用研究炼油工业中的加氢精制工艺的催化剂牌号有上百种 ,但大部分为Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ的不同组合 ,工业上所用的催化剂载体大多为Ａｌ2 Ｏ3 ,工作状态均为硫化物。人们为了优选工业催化剂进行了大量的基础研究[53～ 55] 。下面针对催化剂的活性相进行简单介绍。6 1　ＭｏＯ3 /Ａｌ2 Ｏ3 的表面结构及状态[56～ 58]氧化钼是许多工业催化剂的主要成份。由于钼离子存在多种价态 ,如 6 , 5 , 4 , 3, 2和 0价 ,而不同的催化反应活性中又与特定价态和配位状态的钼离子密切相关 ,弄清各种条件下的Ｍｏ离子表面…     

制备方法对B2O3/ZrO2催化剂织构及其催化性能的影响

通过N2吸附-脱附技术研究了载体预焙烧温度、催化剂活化焙烧温度和B2O3含量对B2O3/ZrO2催化剂织构的影响，考察了不同制备方法的催化剂在环己酮肟气相Beckmann重排反应中的催化性能。结果表明，随着载体预焙烧温度升高，催化剂滞后回线逐渐由E型向A型转变，比表面积急剧下降，且小于相应的预焙烧温度下载体的比表面积；采用未晶化的Zr(OH）4直接作催化剂载体比采用已晶化的ZrO2作载体制备的B2O3/ZrO2催化剂的比表面积将高出1～4倍，若在负载B2O3之前，载体预先在大于350℃温度下焙烧，载体的结构基本形成，催化剂活化焙烧温度对其织构影响将较小；B2O3含量对催化剂的比表面也有一定影响，载体的预焙烧温度、催化剂活化焙烧温度和B2O3含量对催化剂在气相Beckmann重排反应中的催化性能具有重要影响。     

还原参数对F-T合成Fe-Mn催化剂物相结构的影响

在浆态床反应器中研究了还原气氛和还原压力对微球状FT合成FeMn催化剂织构性质和物相结构变化的影响,结果表明以H2还原后的催化剂比表面积最大,而以合成气或CO还原时,因积炭堵塞孔道,导致催化剂比表面积大幅降低;随还原气氛中CO分压的增大,物相中铁碳化物含量增加,有利于催化剂的还原与碳化;当采用不同还原压力的合成气还原时,催化剂比表面积随还原压力的升高而下降,此外,较高的还原压力使反应器中H2O/H2比增大,导致催化剂中的部分铁碳化物再氧化,因此催化剂中的铁碳化物含量随着还原压力的升高先增加后减少。     

Raman光谱在钒磷氧化物催化剂研究中的应用

钒磷氧复合氧化物（VPO）在正丁烷选择性氧化制顺丁烯二酸酐中具有较高的催化性能，但VPO催化剂是一个结构十分复杂的催化体系，不同的相态在正丁烷催化反应中的活性不同，而Raman光谱在研究VPO催化剂的晶体结构中发挥了重要的作用。从VPO催化剂的制备、活化、改性及反应过程等几个方面，介绍了Raman光谱在表征VPO催化剂多种晶相结构中的应用进展。Raman光谱在VPO催化剂表征方面具有独特的优势，为催化剂的多晶相组成分析提供了更高的灵敏度。     

氧化铝载体的物性调控及其对银催化剂性能的影响

采用改变助剂氧化物(MO)的加入量和焙烧温度制备了一系列的载体及乙烯环氧化用银催化剂,并在微型反应器上评价了银催化剂催化乙烯环氧化反应的催化性能;通过N2吸附-脱附、XRD、SEM等方法表征氧化铝载体的比表面积、晶相转变、表面形貌及负载型银催化剂上金属银的分散状况等。实验结果表明,助剂MO抑制了高温下过渡相氧化铝向α-氧化铝的转晶过程,可方便地调控氧化铝载体的比表面积等物性,进而调控和改进最终制备所得乙烯环氧化用银催化剂的反应性能。     

制备条件对CuO/SiO_2催化剂铜晶相的影响

采用醇盐法制备了一系列不同铜负载量及含不同助剂的SiO2 负载的铜基催化剂。考察了不同制备条件对催化剂制备过程中硅酸凝胶生成速度的影响 ,发现在其它条件相同的情况下 ,正硅酸乙酯与乙二醇的体积比起主要作用 ,与金属铜盐的浓度基本无关。用XRD测试表明 ,本实验方法所制备的催化剂中的CuO是高度分散的非晶相状态 ,极易还原。高铜负载量的催化剂在 5 0 0℃ ,空气气氛中焙烧 4h后有Cu的晶相产生 ,其中含Fe、Ni助剂的有助于铜盐在分解过程中被还原为晶相铜 ,而Zn、V助剂的存在却抑制了铜物种的还原