四氢呋喃连续催化胺化制备四氢吡咯催化剂及工艺

以γ-Al_2O_3为载体,制备负载铁系固体超强酸的SO_4~(2–)/Fe_2O_3-Al_2O_3催化剂应用于四氢呋喃连续催化胺化合成四氢吡咯反应,与γ-Al_2O_3、HZSM-5等催化剂相比,SO_4~(2–)/Fe_2O_3-Al_2O_3催化剂在相同的反应条件下可以获得更高的反应选择性。通过考察硫酸浸渍浓度、焙烧温度和焙烧时间等催化剂制备条件对反应结果的影响,以获得最佳的催化剂性能,同时对反应的工艺条件进行优化。通过实验结果可以得出,当硫酸浸渍浓度为1.0mol/L时,在550℃下焙烧5h能获得最高的催化活性。当反应温度为350℃、液时空速(LHSV)为0.2h~(–1)、四氢呋喃与氨气摩尔比为1∶6时,四氢呋喃转化率为91.4%,四氢吡咯选择性为91.0%。对SO_4~(2–)/Fe_2O_3-Al_2O_3催化剂进行200h寿命测试,表明该催化剂活性具有良好的稳定性。     

Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲醇水蒸气重整制氢反应的性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR、NH_3-TPD、CO_2-TPD等方法对其进行表征。在连续流动常压固定床微型反应器上评价Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能,考察了反应温度、水醇比和质量空速对催化性能的影响,反应结果表明Cu-ZrO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有较高的催化活性和稳定性,在温度为260℃、水醇摩尔比为1.2∶1、质量空速为3.6h–1的条件下,甲醇的转化率可达99%以上,氢气的选择性为98%以上,一氧化碳的选择性低于2.5%。表征结果显示助剂CeO_2和ZrO_2的加入促进活性组分在载体表面的分散性,影响催化剂的孔结构和酸碱性,增强了催化剂的活性。     

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。     

稀土改性Ni/γ-Al_2O_3催化糠醛加氢制2-甲基呋喃的研究

采用超声-浸渍方法制备负载型Ni/γ-Al_2O_3及稀土(nRE∶nNi=1∶100)改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂。以糠醛加氢制2-甲基呋喃为探针反应测试催化性能。结果表明,反应温度为310℃时,Ni/γ-Al_2O_3催化剂糠醛转化率为100%,对2-甲基呋喃选择性为95.3%;添加稀土Nd和Eu改性后,催化剂活性不变,对2-甲基呋喃的选择性从95.3%分别提高到96.2%和97.4%。     

Pd-M(Ce、Ca、Fe)/γ-Al_2O_3催化2,5-二氢呋喃加氢性能

通过分步浸渍法制备了Pd含量为0.3%,M含量为3.0%的Pd-M(M=Ce、Ca、Fe)/γ-Al_2O_3催化剂,采用XRD、N_2物理吸附-脱附、H_2-TPR、H_2-TPD和Py-IR等对催化剂进行表征,并研究了助剂对Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化2,5-二氢呋喃加氢性能的影响。结果表明,在Pd/γ-Al_2O_3催化剂中引入助剂,降低了Pd与金属相互作用,同时减少了表面暴露L酸位点;促进了2,5-二氢呋喃加氢转化为四氢呋喃,抑制了异构化产物2,3-二氢呋喃的产生。特别是Fe的引入,与Pd之间的协同作用,使CC双键在Pd表面吸附增强,2,5-二氢呋喃转化率大幅提高。该催化剂在反应温度30℃,氢压0.5 MPa和反应时间1 h的加氢条件下,2,5-二氢呋喃转化率达到94.25%,目标产物四氢呋喃选择性达到99.97%。     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

钴基催化剂的制备及性能评价

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备F-T合成钴基催化剂,在F-T合成小型固定床反应装置评价催化剂。考察并优化了钴源、焙烧温度、钴负载量、反应温度和原料气空速等工艺条件对催化荆活性和F-T合成产物收率的影响,测试了Co/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性。结果表明,最佳制备条件:以硝酸钴为钴源,焙烧温度400℃,钴负载质量分数10%。在温度230℃、压力2 MPa、原料气组成n(H_2)∶n(CO)=2和反应空速1 800 h~(-1)的条件下,进行60 h运转实验,CO转化率可达69.1%,C_5~+烃收率高达89.6%。     

纳米级SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3型固体超强酸催化剂的制备与表征

以γ-Al_2O_3为载体,(NH_4)_2SO_4为浸渍液,考察不同浸渍液浓度、浸渍时间、焙烧温度条件下制备SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化剂,并对所得催化剂进行红外光谱分析。以催化乙酸和正丁醇为探针反应,得到催化性能最佳的制备条件,最后通过FT-IR、比表面积测定、SEM、XRD、TG等对SO42-/γ-Al_2O_3的结构和催化活性进行了表征分析。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

载体对Li-Mn氧化物催化甲烷氧化偶联反应作用

采用浸渍法制备不同金属氧化物载体负载的Li-Mn/MO_x(M=Mg,La,Ti,Si,Zr,Ta)催化剂,对其甲烷氧化偶联反应活性进行评价。结果表明,以TiO_2为载体制备的Li-Mn/TiO_2催化剂具有较高的CH_4转化率和C2烃选择性,C_2烃产率显著提高,金属氧化物TiO_2是Li-Mn复合氧化物的优良催化剂载体。n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0形成的Li-Mn/TiO_2催化剂具有最高的CH_4转化率和C_2烃选择性,n(C_2H_4)∶n(C_2H_6)的增加有助于提高反应产物中C_2H_4的相对浓度,W元素的添加未能进一步提高Li-Mn/TiO_2催化剂的催化活性。Li-Mn/TiO_2催化剂在n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0、反应温度775℃、反应压力0.1 MPa、V(CH_4)∶V(O_2)=2.5、空速7 200 m L·(h·g)~(-1)和催化剂用量0.5 g条件下,CH_4转化率达31.9%,C_2选择性达52.7%,表现出最佳催化效果。     

CeO2改性Ni/γ-Al2O3催化剂上顺酐加氢制备丁二酸酐

采用等体积浸渍法制备CeO₂改性Ni/γ-Al₂O₃催化剂,通过BET、XRD、H₂-TPR和SEM等对催化剂结构及物化性能进行表征,考察Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂对顺酐催化加氢制备丁二酸酐催化性能的影响。结果表明,引入适量CeO₂可提高催化剂活性组分Ni的分散度,增加催化剂比表面积,提高催化剂热稳定性。采用负载CeO₂质量分数5%的Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度120 ℃、反应压力2.0 MPa和空速0.6 h^-1条件下,顺酐转化率为99.5%,丁二酸酐选择性为99.4%。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3的CO氧化性能

采用柠檬酸络合法制备一系列不同铜铈比的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、H2-TPR对其进行表征,采用连续固定床微反装置对Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化氧化活性进行评价。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的XRD图谱中除归属于γ-Al_2O_3的晶相峰外,还出现CuO和CeO_2的晶相峰。高温水热引起活性组分CeO_2的晶粒聚集、长大和尖晶石结构CuAl2O4物质的生成;CuO-CeO_2之间的共生共存与相互作用,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂中具有非完整结构的[Cu2+1-xCu+x][O1-12x12x]增多,Cu+离子和氧空位增多,有利于其H2-TPR还原峰温度向低温区偏移,有利于提高其CO的催化氧化活性,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的TCO50和TCO90降低。Cu与Ce物质的量比为5∶5制备的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3-55催化剂的TCO50和TCO90分别降至最低的162℃和199℃,表明此时的Cu-Ce-O协同效应最佳;CuO-CeO_2二相的共生共存与相互作用有利于减少高温水热环境下活性组分的聚集和晶粒长大,有利于Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂能够保持较高的CO催化氧化活性。     

催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al₂O₃和VMoMg/γ-Al₂O₃催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500 ℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上出现C—O键的温度比3V₇Mo/γ-Al₂O₃催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al2O3催化剂去除甲苯

采用自制线管式介质阻挡放电反应器,针对非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al₂O₃催化剂对低浓度甲苯的去除开展研究。研究中制备了Mn/γ-Al₂O₃、Mn-Ce/γ-Al₂O₃、Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂,从甲苯去除率、产物O₃生成、CO_x选择性及其他副产物生成情况考察比较了空管放电、协同催化剂放电时催化降解甲苯性能,并对催化剂进行了BET、SEM、H₂-TPR和ICP-OES表征研究。结果表明：稀土助剂的加入有助于提高甲苯去除率及降低程度,且La催化性能优于Ce_.,当外加电压22 kV、气量6 L·min^-1、甲苯初始浓度600 mg·m^-3时,Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂对甲苯去除率达到72.74%。H₂-TPR结果表明,稀土助剂的加入提高了催化剂低温活性及储氧能力,添加La的效果优于Ce。催化剂有助于抑制副产物O₃生成,提高CO₂和CO_x选择性。     

Catalytic reduction of SO2 over supported transition-metal oxide catalysts with C2H4 as a reducing agent

This work investigates performances of supported transition-metal oxide catalysts for the catalytic reduction of SO₂ with C₂H₄ as a reducing agent. Experimental results indicate that the active species, the support, the feed ratio of C₂H₄/SO₂, and pretreatment are all important factors affecting catalyst activity. Fe₂O₃/γ-Al₂O₃ was found to be the most active catalyst among six γ-Al₂O₃-supported metal oxide catalysts tested. With Fe₂O₃ as the active species, of the supports tested, CeO₂ is the most suitable one. Using this Fe₂O₃/CeO₂ catalyst, we found that the optimal Fe content is 10 wt.%, the optimal feed ratio of C₂H₄/SO₂ is 1:1, and the catalyst presulfidized by H₂+H₂S exhibits a higher performance than those pretreated with H₂ or He. Although the feed concentrations of C₂H₄:SO₂ being 3000:3000 ppm provide a higher conversion of SO₂, the sulfur yield decreases drastically at temperatures above 300 °C. With higher feed concentrations, maximum yield appears at higher temperatures. The C₂H₄ temperature-programmed desorption (C₂H₄-TPD) and SO₂-TPD desorption patterns illustrate that Fe₂O₃/CeO₂ can adsorb and desorb C₂H₄ and SO₂ more easily than can Fe₂O₃/γ-Al₂O₃. Moreover, the SO₂-TPD patterns further show that Fe₂O₃/γ-Al₂O₃ is more seriously inhibited by SO₂. These findings may properly explain why Fe₂O₃/CeO₂ has a higher activity for the reduction of SO₂.     

水热处理对氧化铝载体物化性质及丙烷脱氢性能的影响

采用水热处理对γ-Al2O3载体改性,并进行XRD、N2物理吸附-脱附、热重、NH3-TPD及H2-TPR表征。结果表明,γ-Al2O3经过"再水合-焙烧"过程,晶型变好,表面总酸量降低,Pt-Al2O3相互作用增加,提高了Pt Sn K/Al2O3催化剂的丙烷脱氢转化率、选择性及稳定性。其中,140℃处理4 h时,氧化铝负载的Pt Sn K催化剂表现出最优的丙烷脱氢性能,100 h内平均转化率为33.6%,平均选择性97.3%,失活参数为15.9%。     

柠檬醛在La2O3/γ-Al2O3催化剂上的等温吸附

对柠檬醛-乙酸乙酯溶液中柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上等温吸附行为进行了研究。结果表明,30 ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附动力学符合准二阶吸附动力学模型,吸附动力学方程为：1/q_t=2.350/t+0.063 3(R²=0.998 5)。（30~65） ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的等温吸附符合Langmuir方程,温度升高使柠檬醛的饱和吸附量增加,吸附热为32.19 kJ·mol^-1。     

微波热解制备g-Fe2O3催化剂及其SCR脱硝性能

以FeSO₄·7H₂O[Fe(NO₃)₃·9H₂O]为铁源,采用新型微波热解法制备γ-Fe₂O₃[a-Fe₂O₃]催化剂样品,通过XRD、N₂等温吸附-脱附、压汞法等实验手段对催化剂样品晶相、微观孔结构等进行表征;考察两种催化剂样品的NH₃-SCR脱硝性能,通过归一化处理得到两种催化剂在不同温度下的本征脱硝反应速率,同时对比研究了γ-Fe₂O₃与钒系催化剂的脱硝活性;研究氨氮比、氧浓度等运行参数对γ-Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响规律,并对其抗硫抗水性能进行考察.结果表明:采用新型微波热解法可得到纯度较高的γ-Fe₂O₃催化剂,其介孔分布合理且大孔数量丰富;同时γ-Fe₂O₃催化剂表现出优于a-Fe₂O₃催化剂的脱硝性能,400℃时最大NO_x转化率达到96%,300、325、350℃下单位面积脱硝速率达到a-Fe₂O₃催化剂的3倍左右;γ-Fe₂O₃催化剂具备优良的抗硫抗水性能,其最佳氨氮比为1、最佳氧体积分数为3.5%.     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

Sn掺杂对Pt/Sn(x)-θ-Al2O3丙烷脱氢催化剂性能的影响

采用铝箔盐酸回流-油柱成型法制备了不同Sn掺杂量的Sn(x)-θ-Al₂O₃载体,并采用真空浸渍法制备了Pt/Sn(x)-θ-Al₂O₃催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N₂物理吸附-脱附、NH₃-TPD、H₂-TPR和TG-DTA表征,研究了在载体中掺入助剂Sn对Pt/Sn(x)-θ-Al₂O₃催化剂结构及丙烷脱氢催化反应性能的影响。结果表明,在载体制备过程中掺入Sn,可以提高催化剂反应活性和产物选择性,当Sn掺杂质量分数为1.0%时,催化剂具有最优的丙烷脱氢反应性能,15 h的平均丙烷转化率为32.4%,平均丙烯选择性为95.5%。