MoO_3-NiO/γ-Al_2O_3体系中镍对MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散量的影响

采用浸渍法制备了一组NiO/γ-Al_2O_3样品,经550℃焙烧24小时,由UV漫反射光谱测定结果表明,当镍含量低于它在γ-Al_2O_3表面上的分散阈值(0.09g NiO/100m~2)时,镍处在氧的四面体和八面体两种配位中,以“表面镍尖晶石”的形式存在,当镍的含量超过此阈值时,同时出现NIO的特征谱带,以这些镰含量不同的NiO/γ-Al_2O_3样品再浸渍上钼,制备了几组含镍一定量而MoO_3载量不同的样品(450℃,24小时),应用X射线衍射,X射线光电子能谱以及UV漫反射光谱等方法进行研究。结果表明:在MoO_3—NiO/γ-Al_2O_3体系中,助催化剂NiO会提高MoO_3在γ-Al_2O_3表面的分散量,单层上处在八面体配位的镍或剩余的晶相NiO都能与MoO_3相互作用,并有助于MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散,MoO_3在γ-Al_2O_3表面的最大分散量随NiO的含量的增加而增加。     

用低能离子散射谱研究MoO_3/γ-Al_2O_3的表面结构

本文用低能离子散射谱(ISS)研究MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面结构。ISS的I_(Mo)/I_(Al)与时间的关系即深度剖析曲线表明,MoO_3在γ-Al_2O_3上呈单层分散状态。样品顶层的MoO_3浓度与MoO_3总含量的关系表明,单层分散含量为MoO_3在γ-Al_2O_3上的几何单层量。焙烧温度增高时,~4He~+对顶层MoO_3的溅射速度显著变缓,说明通过焙烧,表面Mo—O—Al键有所强化,即活性组份与载体之间的相互作用加强。     

制备条件对MoO_3/γ-Al_2O_3结构的影响及ZnO改性作用的LRS研究

当MoO_3含量低于单层分散容量时,MoO_3/γ-Al_2O_3喇曼谱图上两个最突出的峰是～950cm~(-1)的宽峰和876cm~(-1)的较尖锐峰。前者代表“二维聚铝酸”(其中的铝主要是八面体配位的),是加氢脱硫(HDS)等活性中心的前身;后者代表孤立的、四面体配位的钿物种,在加氢脱硫反应中没有活性。用定性和定量的方法系统研究了浸渍液的pH值、焙烧温度、时间、MoO_3总含量等因素对MoO_3/γ-Al_2O_3中两种钼物种相对含量的影响。探讨了在制备过程中减少这种四面体配位钼物种相对含量的方法。指出添加ZnO,使γ-Al_2O_3变成缺锌铝酸锌可以在一定程度上抑制此种非活性钼物种的生成,从而达到提高催化剂活性的目的。     

MoO_3-NiO-P_2O_5/γ-Al_2O_3体系表面酸性的研究

本文对MoO_3-NiO-P_2O_5/γ-Al_2O_3体系及其各组成部分的表面酸性进行了系统的研究.结果表明,MoO_3、P_2O_5分别负载到γ-Al_2O_3上时,表面酸性提高;把P_2O_5加入到MoO_3/γ-Al_2O_3或MoO_3-NiO/γ-Al_2O_3中,表面酸性都有所下降.这种下降的趋势与引入P_2O_5的方式无关.澄清了有关文献中一些不确切的提法.提出在一定的组成条件下,表面上可能形成与杂多酸中类似的Mo-O-P键合,以及MoO_3-NiO-P_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂优越的脱碱氮特性可能与p_2O_5对催化剂表面酸性的这种调节作用有一定关系等观点.     

具有镁铝尖晶石表面覆盖层的Ni/γ-Al_2O_3催化剂

甲烷化Ni/γ-Al_2O_3催化剂中,添加少量的MgO,能提高催化剂的耐热性,但过量的MgO由于形成MgO-NiO固熔体,使NiO还原困难,使镍催化剂的活性降低。本文用浸渍法使γ-Al_3O_3表面先形成镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)覆盖层,从而有效地防止了Mg-NiO固熔体的生成,另一方面也减少了NiO与γ-Al_2O_3表面结合成更难还原的镍铝尖晶石(NiAl_2O_4)的可能性,使催化剂易于还原,且有更高的活性。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

NaCl对Pt/γ-Al_2O_3体系中Pt分散度和热稳定性的影响

用 X-射线衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射研究了 NaCl 对 Pt/γ-Al_2O_3体系中 Pt 分散度和热稳定性的影响,结果表明,NaCl 在一定条件下,可以在γ-Al_2O_3表面单层分散,并且有一个最大的单层分散量(0.05gNaCl/100m~2γ-Al_2O_3)。在 NaCl 含量未达到最大分散量之前 Pt 的分散度及热稳定性随 NaCl 含量的增加而增加,而当 NaCl 含量超过最大分散量之后,NaCl 晶相存在,Pt 的分散度和热稳定性反而降低.     

γ-Al_2O_3负载磷钨酸催化合成乙二醇二甲醚

采用过量浸渍法制备γ-Al_2O_3负载磷钨酸(PW)系列催化剂,并在固定床反应器上考察了系列催化剂对二甲醚(DME)与环氧乙烷(EO)合成乙二醇二甲醚(DMEG)反应性能的影响;优化了PW负载量、反应温度、反应压力、原料配比以及气态空速等反应条件。采用XRD和NH_3-TPD方法表征了催化剂的分散性及酸性。表征结果显示,低PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面高度分散,高PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面聚集形成晶体;PW负载量为40%(w)的试样在γ-Al_2O_3表面呈现最大分散,40%PW/γ-Al_2O_3催化剂具有最大酸量。实验结果表明,40%PW/γ-Al_2O_3催化EO与DME合成DMEG反应,在n(DME)∶n(EO)=3、反应温度348 K、GHSV=1 500 h~(-1)、反应压力0.60 MPa的最优反应条件下,EO转化率为100%,DMEG选择性可达52.1%。     

介孔TiO_2晶须-γ-Al_2O_3复合载体催化剂的制备及对二苯并噻吩的加氢脱硫性能

以介孔TiO_2晶须作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO_2晶须与γ-Al_2O_3复合载体(TiO_2-Al_2O_3),在此基础上,通过等体积浸渍法制备了不同MoO_3负载量的MoO_3/TiO_2-Al_2O_3催化剂,采用N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征技术对催化剂结构进行剖析,并考察了其对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫性能。XRD和Raman等结果显示,当MoO_3负载质量分数低于20%时,MoO_3能够在TiO_2-Al_2O_3复合载体上分散良好,当MoO_3负载质量分数超过20%时,复合载体催化剂上出现晶态的MoO_3物种;TPR结果显示,出现晶态的MoO_3会增加其还原温度,不利于形成活性相;所有催化剂拥有良好的介孔结构,比表面积均大于200 m~2/g。DBT的加氢脱硫结果显示,MoO_3/TiO_2-Al_2O_3复合载体催化剂的MoO_3负载质量分数为20%时具有最佳催化性能,DBT转化率达到了56%,优于相同条件纯γ-Al_2O_3为载体的催化剂(49%)。     

Pr~(3+)离子对Ni/γ-Al_2O_3甲烷化性能的影响

甲浸渍法将 Ni~(2+)负载到含 Pr~(3+)的γ-Al_2 O_3 载体上得到的 Ni/Pr~(3+)-γ-kl_2 O_3 催化剂,对 CO 加氢甲烷化的活性明显高于 Ni/γ～Al_2 O_3。在常压、260℃、H_2/CO=3.5、空速6100时~(-1)的实验条件下,甲烷时空收率提高约50倍。最适宜镨含量为1w%,且添加 Pr~(3+)后不改变 Ni/γ-Al_2 O_3 上 CO 加氢甲烷化反应的机理。经 XRD、TEM、SEM、TPR 及改变催化剂制法等实验说明,Pr~(3+)先与载体γ-Al_2 O_3 发生相互作用,即 Pr~(3+)被γ-Al_2 O_3 稳定,减少或阻碍γ-Al_2 O_3 再与 Ni~(2+)离子发生化学作用生成 NiAl_2 O_4。结果催化剂表面“自由”NiO 较多,可在较低温度(310℃)下还原。还原后,表面富 Ni,故可提高 CO 甲烷化的活性。     

Pt/γ-Al_2O_3体系氧化还原过程中PtO_2和Pt分散状态的研究

本文用TEM、HOT、XPS实验技术研究了不同含量PtO_2在γ-Al_2O_3载体上的分散状态,以及Pt/γ-Al_2O_3体系氧化还原过程中PtO_2及Pt的状态变化。结果表明,PtO_2可在载体上单层分散,其最大单层分散量(阈值)为0.0246g PtO_2/100m~2γ-Al_2O_3,当PtO_2量超过阈值时,出现剩余PtO_2物相。单层分散在载体上的PtO_2能被H_2还原为分散度很高的金属Pt,当它经使用老化后又能再经氧化转变成PtO_2,这种新生的PtO_2能够再度自发单层分散在载体上。此现象有助于说明Pt载负型催化剂氧化再生机理。     

V_2O_5/γ-Al_2O_3表面酸性和钒价态的调控及其异丁烷脱氢性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了负载高分散氧化钒催化剂(V_2O_5/γ-Al_2O_3),并通过K,Ca,Mg对V_2O_5/γ-Al_2O_3的表面酸性及钒价态进行调控,研究催化剂表面酸性改性的变化规律及与异丁烷脱氢活性和选择性之间的构效关系。采用XRD、XPS、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD和H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,当氧化钒负载量低于7%(w),氧化钒在氧化铝表面处于良好分散状态时,催化剂保持最佳的反应活性和选择性。表征结果显示,碱金属K对V_2O_5/γ-Al_2O_3表面的酸性和V的还原价态具有显著的调节作用,当K添加量(w)为1.5%时,强酸中心几乎被全部抑制,同时保留了适量的弱酸中心,而V的还原价态由2.87+调至3.95+;在1.5%K-V_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢反应340 min后,异丁烷转化率保持在30%以上,异丁烯选择性保持在97%以上。     

磷对Mo-Ni/γ-Al_2O_3催化剂上金属存在形式及加氢脱氮活性的影响

用红外光谱和紫外-可见漫反射光谱研究了Mo-Ni-P/γ-Al_2O_3催化剂上钼、镍和磷的存在形式。证明了在γ—Al_2O_3上磷主要以磷酸铝的形式存在。磷的加入可以影响钼和镍的存在形式和分布,从而对催化剂的加氢脱氮活性有影响。     

NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂中活性组分的分散度及与其叠合活性的关联

NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂是一种新型、高效的混合烯烃叠合催化剂,其反应活性随活性组分Ni担载量的增加,呈单峰曲线的变化规律.应用XRD相定量法、TEM法研究了一组担载量不同的NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂中活性组分NiSO_4的表面分散度,测定了表面单层最大分散量——阈值.与用密置单层模型计算所得阚值接近.用吸附指示剂法测定了一组NiSO_4/γ-Al_2O_3催化剂的表面酸性,发现其酸性为最大值时试样的组成与阈值接近.     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

γ-Al_2O_3结晶度测定方法的研究

一、前言γ-Al_2O_3是最常用的吸附剂和催化剂载体.其结晶度通过测量被测样与外标样400衍射峰积分强度比的方法获得,外标样γ-Al_2O_3结晶度采用“三点高度角度差乘法”结合本方法进行标定.仪器为D/MAX-ⅢAX射线衍射仪,CuK_α辐射.本研究工作解决了标准样品的选择、衍射峰低角度一侧背底     

MgO添加对Ag/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂催化燃烧丙烷的影响

采用分步浸渍法制备了一系列掺杂的Ag/MgO(x)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂,利用BET,XRD,TEM,XPS等分析方法对催化剂进行表征,并考察了催化剂催化燃烧丙烷的性能。实验结果表明,添加MgO能够影响活性组分Ag的化学状态,与Ag/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂相比,添加MgO虽然明显抑制了Ag/MgO(x)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂表面Ag粒子的分散,但能够显著提高Ag0和活性氧物种的含量,从而提高了银基催化剂在丙烷催化燃烧反应中的活性。当MgO的负载量为15%(w)时,在305℃时丙烷转化率达90%,表明该催化剂具有较好的活性。     

γ-Al_2O_3上钼镍存在形式与催化性能的关系

本文用漫反射光谱法研究了MoO_3-NiO/γ—Al_2O_3催化剂上钼和镍的存在形式及其影响因素,并把钼和镍的存在形式与加氢脱氮、加氢脱硫活性进行了关联。提出了预测催化剂活性的方法。     

钨对催化剂MoNi/γ-Al_2O_3加氢脱氧性能的影响

以γ-Al_2O_3为载体,采用分步浸渍法制备了催化剂NiMo(W)/γ-Al_2O_3,采用XRD、SEM、BET和Py-IR对其进行了表征,考察了活性组分W的添加对催化剂NiMo/γ-Al_2O_3结构及酸性的影响,并以菜籽油为原料,在固定床反应器上,考察了活性组分W对催化剂NiMo/γ-Al_2O_3加氢脱氧反应性能的影响。结果表明,两种催化剂活性金属分散都很均匀,且W的加入提高了催化剂NiMo/γ-Al_2O_3的L酸活性位的数量,而且还可有效提高NiMo/γ-Al_2O_3加氢脱羧基反应的选择性及异构化能力。在反应温度为360℃、反应压力5.0MPa、LHSV=1.0h~(-1)的条件下,与NiMo/γ-Al_2O_3相比,NiMoW/γ-Al_2O_3在保持较高的脱氧率(高于99.98%)外,拥有更高的生物柴油收率(可达83.41%),氢耗更低(可达2.20%)。     

Y-Ba共同掺杂改性的γ-Al_2O_3粉体的制备与表征

通过燃烧合成法,以硝酸铝和甘氨酸为原料,添加氧化钇和硝酸钡作为共同改性剂,成功制备了掺杂改性的γ-Al_2O_3粉体。通过X射线衍射分析得出,制备改性γ-Al_2O_3粉体的最佳工艺条件为:添加改性剂的量为n(Y)∶n(Ba)=3∶1,煅烧时间为4h,煅烧温度为1 000℃。将产物采用比表面积测定、扫描电镜以及红外光谱等手段进行表征。结果表明,制备出的改性γ-Al_2O_3粉体具有较高的热稳定性、表面积大、颗粒度小、表面酸性等特点,可作为催化剂载体使用,且克服了普通γ-Al_2O_3粉体高温相变导致失活的缺点。