助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响

采用梯级升温耐热和层叠添加助催化剂技术,运用XRD、BET和SEM表征方法,研究助催化剂对Fe_1-xO基氨合成催化剂热稳定性的影响。结果表明,多助剂的Fe_1-xO基氨合成催化剂晶粒随温度升高而长大,比Fe₃O₄基催化剂晶粒小且长大缓慢;孔径和孔容随温度升高而减小。K2O和CaO能提高催化剂活性,但不利于热稳定性,CaO和Al₂O₃能均匀分散催化剂晶粒,M既能提高催化剂活性,又能增强其耐热性。     

镍基氨分解制氢催化剂体系助催化剂研究进展

氢能作为一种全球公认的清洁能源引起各界的广泛关注，催化氨分解反应是获得纯净氢气的重要途径之一。镍基催化剂因具有良好的经济性和催化活性，展示出潜在的工业应用前景。然而相比于贵金属催化剂钌、铱、铂，镍催化反应体系则需要更高的反应温度，增加了反应能耗。另外，高温反应条件也容易引起活性组分的烧结，导致活性降低。碱金属、碱土金属、稀土金属等助催化剂对改善镍基催化剂性能有显著的效果。结合金属镍氨分解制氢的反应机理，详细讨论了助催化剂的引入对催化剂性能提升的原因，主要表现在其改善了催化剂的酸碱性、金属分散性和颗粒大小以及稳定性等方面。最后，对镍基催化剂助催化剂的发展方向进行了合理展望，指出应从原位表征对催化剂进行研究，探索原子尺度的制备方法以实现精准调控，以及深入探究助剂的作用机理等。     

新型稀土氨合成催化剂的研制,生产和使用总结

本成果是以少量的稀土氧化物(CeO_2)作为助催化剂,并优化了现有熔铁系氨合成催化剂的配方及制备工艺,研究开发成功一种新型稀土氨合成催化剂。实验室测试及工业生产使用结果表明,使用该催化剂可使氨净值及氨产量提高10%以上;在显著提高低温活性的同时,解决了国内外低温高活性型氨合成催化剂普遍存在的抗毒性和耐热性差的难题。     

草酸二甲酯气相法加氢制乙二醇催化剂研究进展

乙二醇是重要的化工原料,广泛应用于阻冻剂、燃料电池和聚酯工业等领域。传统制备乙二醇路线有基于石油路线的环氧乙烷水合法以及基于煤和天然气路线的C₁合成法。C₁路线合成乙二醇是CO氧化偶联生成草酸二甲酯,草酸二甲酯再催化加氢合成乙二醇。设计和制备高效草酸二甲酯加氢催化剂是实现煤制乙二醇工业化关键。草酸二甲酯加氢催化剂主要有Ru基均相催化剂和Cu基非均相催化剂,其中,无Cr的Cu基催化剂(Cu/SiO₂) 是研究重点。影响Cu/SiO₂ 催化性能的主要有载体、制备方法和助剂。载体类型不仅影响活性物种与载体之间的相互作用,而且影响活性物种分散度,具有高表面积和有序介孔结构的载体能够提高Cu物种分散度,从而显著提高催化剂活性。制备Cu/SiO₂催化剂的方法有蒸氨法、浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法和溶胶-凝胶法等。蒸氨法制备的Cu/SiO₂形成铜氨络合离子,使Cu物种得到很好分散,还原后催化剂表面Cu+含量较高。Mo、Co、Ni和B等助剂的添加可以调变Cu物种的价态和分散度,提高催化剂性能。添加助剂时,要综合考虑助剂的引入对催化剂酸碱性质、活性物种分散度和载体孔径结构等的影响。研究认为,草酸二甲酯加氢机理是Cu⁰与Cu⁺的协同作用,Cu⁰是催化剂上的活性位点,活化H₂;Cu⁺起亲电子的L酸作用,激化CO键提高草酸二甲酯中酯基的反应。催化剂失活的主要原因是产物乙醇酸甲酯在催化剂表面较难脱附以及反应过程中催化剂烧结。Cu/SiO₂催化剂存在热稳定性差等缺陷,制备高稳定Cu基催化剂是今后发展方向。     

助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂性能的影响

利用高温熔融法制备系列Fe_1-xO基催化剂,考察助催化剂对氨合成熔铁催化剂性能的影响。采用阶梯升温还原实验、H₂热重实验、低温N₂物理吸附和SEM-EDS等表征催化剂活性、还原性、耐热性和物理结构。结果表明,助催化剂M₁的掺杂能够提高催化剂活性和耐热性,助催化剂M₂的掺杂显著提高催化剂的还原性能。     

铁基费托合成催化剂研究进展

综述了近十年来铁基催化剂在费托合成反应中的研究进展,探讨了铁基催化剂活性组分的确定及影响铁基催化剂活性组分的因素,对比了3种催化剂制备方法（熔融法、沉淀法、负载法）和5种催化剂载体（氧化物、分子筛、碳材料、双孔材料和核壳材料）对费托合成反应性能的影响,从反应活性、选择性和反应稳定性3个方面阐述了助催化剂在费托合成反应中的作用。分析认为：碳化铁是铁基费托合成催化剂的活性组分;在铁基催化剂的制备过程中,选择适宜的制备方法、载体、助催化剂,可以达到提高费托合成反应活性、目的产物选择性和反应稳定性的效果。提出合成特定结构碳化铁、进一步研究铁基催化剂反应机理仍是未来研究的重点。     

ZA—5型氨合成催化剂的研究：催化性能及其动力学

对ＺＡ－５型氨合成催化剂的活性及动力学进行了研究。实验结果证明,ＺＡ－５型氨合成催化剂的主要技术指标已大大超过ＩＣＩ７４－１型氨合成催化剂,具有活性温度低、催化活性高、耐热和抗毒性能好及机械强度高等显著特点。     

焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响

采用浸渍法制备Ba-Ru/MgO系列催化剂，考察不同焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响，通过X射线衍射、N₂-低温物理吸附、透射电镜、H₂程序升温还原、CO₂程序升温脱附和红外光谱等方法对其进行表征，考察焙烧气氛对负载型钌基氨合成催化剂的物相结构、织构性能、微观形貌、钌物种的还原性能和体系酸碱性能等影响。研究表明，MgO焙烧气氛对制备的钌基氨合成催化剂结构、物化性能以及氨合成活性有较大影响，不同气氛焙烧对Ba-Ru/MgO催化剂碱性强弱影响顺序：Ba-Ru/MgO(Ar)＞Ba-Ru/MgO(N₂)＞Ba-Ru/MgO(空气)＞Ba-Ru/MgO (真空)，在450 ℃、5.0 MPa和5 000 h^-1条件下，空气、Ar和N₂气氛焙烧的MgO制备的Ba-Ru/MgO催化剂活性高于真空气氛焙烧的MgO制备的催化剂。     

活性炭载体对钌催化剂制备及其活性的影响

选择 5 种活性炭作为载体制备负载型钌催化剂，采用元素分析、物理吸附和化学吸附等表征手段，考察活性炭载体的化学组成和表面结构对钌催化剂金属分散状况的影响。以不同活性炭为载体制备了一系列钡助催钌催化剂，并在450 ℃、10.0 MPa条件下进行氨合成活性评价。研究结果表明，活性炭载体的原材料及其制备工艺决定了载体的化学组成和表面结构，以具有高纯度、较大比表面积、较大比孔容和适当孔结构分布的活性炭为载体制备的钌催化剂具有较高的氨合成催化活性。     

基于BP神经网络模型优化Fe1-xO基氨合成催化剂

运用BP神经网络建立了助催化剂含量与催化剂活性之间的预测模型,对Fe_1-xO基氨合成催化剂的助催化剂进行优化。首先将前期实验数据整理归纳为含有3、4、5、6和7个助催化剂等5类催化剂,以助催化剂含量(体积分数)为输入变量,以425℃反应器出口氨浓度(活性)为输出变量,对助催化剂进行优化。结果表明,BP神经网络预测模型拟合值均方误差最高为0.2784,预测值均方误差最高为0.1592,构建的BP神经网络模型准确度较高。在该模型的基础上,运用多种群遗传算法进行极值寻优,求解最优的催化剂配方,并进行实验验证。结果表明,根据优化结果制备5个样品的实验测定值与预测值的相对误差最高为2.88%,优化结果较为准确;含有7个助催化剂的催化剂活性最高为18.83%,比原样本的统计平均活性值(17.52%)高1.31%,相对提高7.48%,助催化剂含量优化取得满意的结果。     

SrO助催化剂对Fe1-xO基熔铁氨合成催化剂性能的影响

采用高温熔融法制备了不同SrO含量的Fe_{1- x} O基氨合成催化剂。在类似工业条件下（15MPa、30000h^-1）使用固定床反应器对催化剂进行了氨合成（氮的催化加氢）活性评价,并采用X射线能谱仪（EDS）、程序升温还原（H₂-TPR）、N₂程序升温脱附（N₂-TPD）、X射线粉末衍射（XRD）对样品进行表征。结果表明,随着SrO含量的增加,催化剂的活性先增加后降低,呈现出火山型活性变化趋势。当SrO质量分数为0.4%时,催化剂活性最高。SrO存在表面偏析现象,且SrO的添加并没有促进或明显抑制催化剂的还原。少量SrO的添加降低了N₂的解离活化能或降低了NH _x 物种的稳定性,提高了催化剂的活性;SrO含量进一步增加,覆盖了表面部分活性位,消耗了体相的重要结构助催化剂Al,降低了催化剂的活性和耐热性能。     

助剂对钌基氨合成催化剂活性的作用研究

利用等体积浸渍法制备了活性炭负载钌基氨合成催化剂,考察了助剂Ba、K、Sm对催化活性的影响,探讨了其改善活性的调变规律。用TPD技术研究了氮在系列催化剂上的脱附行为。研究结果表明,助剂Ba、K、Sm的加入显著地提高了催化剂的活性,多助剂催化剂的活性明显优于单助剂催化剂。稀土金属氧化物Sm2O3除具有助催作用外,还有助于催化剂的热稳定性及钌的分散。在钌基氨合成催化反应中,N2 分子的活化离解是速控步骤。氮的脱附活化能愈低,催化活性愈高,其脱附活化能次序为Ru>Ru-Sm>Ru-K>Ru-Ba>Ru-Sm-K>Ru-Sm-Ba>Ru-Ba-K>Ru-Sm-Ba-K。     

磷碱交替沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂

日前，报道称采用酸／碱交替沉淀法（AP法）制备了一种新型的低压甲醇合成催化剂。研究了母液pH值和交替次数对催化剂性能的影响。结果表明，pH值为5．0～9．5，交替次数为3时制备的催化剂活性最好。与其他制备方法相比，AP法制备的催化剂具有最高的活性和耐热性，耐热后活性保留率达88％，比其他催化剂高8％～20％，且耐热后活性甚至高于其他催化剂的初活性。     

A301型氨合成催化剂工业应用性能考察

本文介绍Ａ３０１型氨合成催化剂在φ５００合成塔中试用情况。采用Ａ３０１型与Ａ１１０－２型氨合成催化剂在相同条件下，经１８个月的还原与生产运行，证明Ａ３０１型氨合成催化剂具有活性高，还原及活性温度低，极易还原，耐热抗毒优良，机械强度高，生产成本低等的新一代氨合成催化剂。     

双金属氰化络合物(DMC)催化剂的合成及应用研究进展

从催化剂的结构、制备工艺、配位体等方面讨论了催化剂合成、催化机理和低不饱和度聚醚的制备方法的研究进展。催化剂的制备工艺及小分子配位体的加入顺序影响催化剂的晶体结构和催化剂的活性。配位体的类型对催化剂活性有显著影响,寻找更有效的配位体是提高催化剂性能的有效途径。     

纳米载体铜基催化剂对低碳醇合成的影响

本文用沉积-沉淀法制备了新型纳米载体低碳醇合成催化剂，并与共沉淀法所制备的催化剂进行了对比，结果表明，纳米载体催化剂活性高、耐热性能好、醇收率高纳米载体对纳米载体催化剂活性大小的影响顺序为：纳米Al2O3＞纳米ZnO-ZnAl2O4＞纳米MgAl2O4＞纳米MgO.工艺参数对反应性能的影响结果表明，反应温度低，甲醇选择性高；但温度太高（＞320℃）CO2。选择性升高，且整个反应为动力学控制；压力升高可提高活性和C1-C2OH选择性，但C4OH选择性下降；结合空速对产物分布的影响，反应可能按Smith和Anderson的缩聚机理进行．     

CuCo基催化剂催化CO2加氢合成低碳醇

利用共沉淀法制备二氧化碳加氢合成低碳醇的 Cu- Co基催化剂 ,采用 XRD和 TPR等方法对 Cu- Co基催化剂进行物理表征 ,考察制备催化剂时不同加料顺序对其物性的影响 ;同时 ,在反应压力 2 .5 MPa～ 3.0 MPa,反应温度 5 73K及空速 5 0 0 0 h-1～ 1 0 0 0 0 -1的条件下 ,利用固定床微型反应器对 Cu- Co基催化剂进行活性评价 .结果表明 ,催化剂制备时不同加料顺序影响催化剂的物相组成及几何结构 ;Cu- Co合金是合成低碳醇的活性物相 .     

多级孔二氧化硅负载铜催化剂制备及甲醇脱氢性能

甲酸甲酯是一种重要的煤化工下游化学品，甲醇脱氢制甲酸甲酯主要使用铜基催化剂，金属铜易发生团聚、烧结是限制催化剂性能的关键因素。通过水热合成法制备有序多级孔氧化硅载体(HPS-x),采用蒸氨法和浸渍法分别制得Cu/HPS-x(x=100、130和160)和Cu/HPS-130-W催化剂，考察不同水热温度对催化剂在甲醇脱氢制甲酸甲酯的催化性能的影响，催化剂活性顺序为：Cu/HPS-130> Cu/HPS-160> Cu/HPS-100> Cu/HPS-130-W。表征结果显示，水热温度对HPS载体的织构性质有显著影响，HPS-100以微孔为主，介孔较少，HPS-160比表面积较低，HPS-130载体有适宜孔径分布的有序微介孔结构，能有效促进Cu粒子分散，防止活性组分团聚，进而提高催化剂活性。采用蒸氨法制备的Cu/HPS-130催化剂在0.2 MPa、300℃反应条件下，甲醇转化率和MF选择性分别达38.7%和79.8%,明显优于浸渍法制备的Cu/HPS-130-W催化剂。结果表明蒸氨法比浸渍法更有利于活性组分的分散，载体和金属间相互作用更强，避免活性组分的团聚和剥离。     

影响硫酸生产催化剂低温活性的几个因素

研究了用碳化母液制备的低温硫酸催化剂中铯、铷、锂等碱金属元素的助催化作用和熔盐用量对催化剂低温活性的影响。结果表明,铯的低温助催化效果最佳,其用量宜控制在Cs／V＝0.3～0.6。当Cs／V＝0.6时,410℃的ＳＯ_２转化率达42.5%,比无铯催化剂的转化率高9.5%。铷的低温助催化作用比铯低,宜采取措施,适当提高母液的Cs／Rb。在多种碱金属元素混合使用的情况下,锂元素有较好的助催化作用,其最佳用量为Li／Ｖ＝0.4,此时410℃的ＳＯ_２转化率达46%。锂盐的添加顺序对催化剂低温活性亦有一定影响。发现活性组份含量对催化剂低温活性和高温活性影响较大,M／V宜小于4.5。     

活性炭载体的超声处理对氨合成催化剂催化性能的影响

采用功率超声处理一种商用活性炭，研究了超声功率、超声频率以及超声时间等因素的影响规律。以超声处理的活性炭为载体，以钡、钾为助剂，制备了一系列钌基催化剂，在1万空速，10MPa和400℃的条件下，进行了氨合成活性评价。结果表明，采用功率超声处理活性炭载体与常规处理方法相比，其钌基氨合成催化剂催化活性大大提高。实验对超声的各影响因素进行了研究，找到较佳的超声条件。