Pt、Pd及其双金属催化剂表面氧性能与催化活性的研究

用ＴＰＤ－ＭＳ及ＣＯ氧化活性测定等方法研究了Ｐｔ／Ａｌ＿２Ｏ＿３、ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３及Ｐｔ－Ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂上表面氧的脱出－恢复性能及催化活性。结果表明，Ｐｔ、Ｐｄ单金属催化剂上的表面氧随金属负载量增加，氧脱附峰面积增大，起脱温度降低，催化氧化活性提高。双金属催化剂上的表面氧性质与单金属催化剂的不同，两种金属间可能发生相互作用，促进各自的氧化还原性能：随Ｐｄ／Ｐｔ比增加，脱附峰面积明显增大，催化活性也提高，催化活性与催化剂表面氧吸脱附性能有密切的联系。     

Pd－Cu／Al_2O_3双金属及其单金属催化剂的TPR特性

采用程序升温还原技术研究Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３双金属及其单金属催化剂的还原特性以及热处理气氛和温度对Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３双金属催化剂还原性能的影响。发现不同金属负载量的Ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３和Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的还原性能有明显的差异，Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的ＴＰＲ峰形和峰位与相应的单金属催化剂的ＴＰＲ曲线亦有明显的差异，其还原峰位发生位移。同时还发现热处理气氛对Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的还原性能有明显的影响。讨论了负载于Ａｌ＿２Ｏ＿３载体上的Ｐｄ－Ｃｕ双金属及其单金属催化剂在还原过程中金属与载体、金属与金属间的相互作用以及热处理条件对其还原性能的影响。     

负载型硫酸铁对烯烃齐聚催化作用的研究 Ⅳ.不同方法制备的 Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3 的丙烯齐聚反应的考察

考察了不同方法制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂对丙烯齐聚反应的催化性能。结果表明，Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３的制备方法对催化剂的催化活性有很大的影响。与直接将Ｆｅ２（ＳＯ４）３担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上的制备方法相比，先担载Ｆｅ（ＮＯ３）３于γ－Ａｌ２Ｏ３上，焙烧后再担载（ＮＨ４）２ＳＯ４，再焙烧；或先用氨水将Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液调至ｐＨ＝１．２后形成胶体、再担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性都有明显的提高，这些催化剂表现出更强的酸性。用铝胶替代γ－Ａｌ２Ｏ３浸渍于Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液中，焙烧后制得的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３也表现出较高的活性，其酸量增大。当Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｆｅ２Ｏ３与Ｆｅ２Ｏ（ＳＯ４）３的Ｆｅ原子比为１５、１２、１１时，催化剂表现出较高的丙烯齐聚催化活性。此类催化剂上出现超强酸中心。强酸中心的增强归于Ｆｅ２Ｏ３与ＳＯ２－４的相互作用。     

ZnO对合成甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化剂性能的影响

用高速碰撞共沉淀法制备ｎ（ＣｕＯ）／ｍ（ＺｎＯ）／ｍ（Ａｌ２Ｏ３）比分别为６０／３０／１０和３０／６０／１０的１＾＃和２＾＃催化剂,结果表明高ＺｎＯ的２＾＃催化剂活性较好,分散度较大。ＸＰＳ测试表明２＾＃催化剂表面ＺｎＯ吸附的中间体（ＣＨｘ或ＣＨｘＯ）较多且表面的Ｃｕ＾＋１浓度较高,从而促进ＣＯ加氢合成甲醇的活性。     

合成气直接制取二甲醚催化剂的制备因素及其应用

研究了ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３和ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５催化剂的制备方法及合成反应条件对合成气直接制取二甲醚反应的影响。结果表明，采用共沉淀沉积法制备催化剂，３５０°Ｃ下焙烧，２３０～２４０°Ｃ下还原ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性最高。ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上合成反应的适宜条件：温度２７０～３００°Ｃ，压力４．０ＭＰａ，空速１５００ｈ－１，Ｈ２ＣＯ＝２～２．８（ｍｏｌ比），原料气中ＣＯ２的浓度为５％（ｖ）。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂

采用反应评价并结合ＸＲＤ、ＴＰＲ、吡啶－ＴＰＤ、ＣＯ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ等物化测试手段研究了不同制备方法对ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂结构和催化性能的影响，揭示了不同方法制备催化剂的特点，发现共沉淀沉积法制备的ＣｕＯ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂对合成气直接制取二甲醚具有优良的催化性能，ＣＯ转化率达８２％，二甲醚在有机物中选择性为９６％。     

Pd／Al_2O_3催化剂物性对C_4馏份选择加氢性能的影响

考查了用浸渍法制备的Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３系列加氢催化剂的比表面、Ｐｄ含量、Ｐｄ在载体上的分散度及催化剂的孔径分布与Ｃ４馏份选择加氢反应性能的关系。采用微型催化反应器对Ｃ４馏份选择加氢的主要工艺条件进行了试验。结果表明，载体Ａｌ２Ｏ３在适当的温度下焙烧，使比表面约为１１０—１１５ｍ２／ｇ，控制Ｐｄ含量在０．１％—０．３％（ｍ），活性前身物ＰｄＣｌ２在４００—４５０℃分解８ｈ后用Ｈ２还原。制备成的催化剂，得到了较满意的Ｐｄ分散度和孔结构。在较佳的工艺条件（温度：３０—４０℃；压力：０．７—０．８ＭＰａ；Ｈ２／炔摩尔比：４—６；液体空速：１５ｈ－１）下，对上述催化剂进行评价，反应产物中总炔烃含量＜２０×１０－６，丁二烯损失＜３％。     

甲烷催化部分氧化制取合成气的研究Ⅱ．添加贵金属Pt的Ni／Al_2O_3催化剂的研究

采用固定床流动反应装置研究了添加贵金属Ｐｔ的Ｎｉ／α－Ａｌ２Ｏ３催化剂对甲烷部分氧化制取合成气的催化活性；考察了不同Ｐｔ添加量、ＣＨ４／Ｏ２配比、反应温度、空速等因素对催化剂性能的影响。结果表明，Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３添加Ｐｔ后其活性和ＣＯ及Ｈ２的选择性明显提高     

Cr-Ag/γ-Al_2O_3催化剂表面氧性质及氧化活性

用等量浸渍法制备了一系列Ｃｒ－Ａｇ／γ－Ａｌ２Ｏ３及其单金属氧化物催化剂，用ＢＥＴ、ＸＲＤ、ＴＰＤ－ＭＳ及ＣＯ氧化反应等，考察了助剂Ａｇ对催化剂表面氧性质及氧化活性的影响。结果表明，单组份Ａｇ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性随Ａｇ负载量的增加而迅速提高。Ｃｒ／γ－Ａｌ２Ｏ３的氧化活性较差，但添加少量Ａｇ可明显提高其氧化活性，且随Ａｇ添加量的增加而增强。ＴＰＤ－ＭＳ实验发现，Ａｇ的添加明显改变了催化剂的氧吸脱附性能，增强了催化剂供氧和氧恢复的能力，与ＣＯ氧化活性有良好的对应关系。     

Ru/Al_2O_3改性膜高温气体渗透选择性研究

利用自制Ａｌ２Ｏ３微孔膜及Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜,在常温及５２３～８２３Ｋ范围内对Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２和ＣＨ４的透过膜渗透选择性进行了考察,实验发现,微孔Ａｌ２Ｏ３中Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２和ＣＨ４４种气体及Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜中的Ｎ２和ＣＨ４两种气体,均主要表现为努森扩散;Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜对Ｈ２、ＣＯ２有促表面流作用,且随着温度的升高表面流份额增大,在７２３Ｋ时达到最大值,使Ｈ２／Ｎ２分离因子突破努森扩散理想分离因子限制。实验测定Ｈ２和ＣＯ２在Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜上的平均吸附热分别为３１和３６ｋＪ／ｍｏｌ,属于弱化学吸附,具有产生表面流的能力。     

纳米Pd/Al2O3催化剂的表征及其选择性加氢反应性能

 采用氢电弧等离子体法制备的纳米钯粉制备了纳米Pd/Al2O3催化剂，采用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X光电子能谱（XPS）和程序升温还原（TPR）等物理化学手段对其进行了表征，并在裂解汽油一段加氢反应中考察了其催化活性和选择性。结果表明，纳米Pd/Al2O3催化剂表面的Pd原子排列有序，表面呈蜂窝状，其载体的内部没有Pd元素，而浸渍法所得的Pd/Al2O3催化剂载体内部有Pd元素；纳米Pd/Al2O3的Pd3d5/2结合能比壳型Pd/Al2O3的Pd3d5/2结合能高；前者XRD谱图中未发现Pd和PdO的特征峰。两种样品的程序升温还原研究表明纳米Pd和载体Al2O3发生了强相互作用。在裂解汽油一段加氢选择性反应中，纳米Pd/Al2O3催化剂显示出较高的催化活性和优异的选择加氢性能。     

乙炔在磁稳定床中的选择性加氢研究

 制备了一种磁性Pd/Al₂O₃催化剂，采用磁稳定床考察了活性组分负载量、反应条件及CO浓度对乙炔加氢反应性能的影响。结果表明，当反应温度80℃、反应压力1.5MPa、空速9000h－1、磁场强度（H）25kA/m时，乙炔转化率为100％，乙烯选择性可达81％，具有优良的乙炔加氢活性和乙烯选择性，优于相同反应条件下的进口催化剂；250h稳定性实验结果表明，磁性Pd/Al2O3催化剂具有良好的初活性和乙烯选择性，催化剂性能稳定。     

非均匀分布Pd/Al2O3催化剂活性组分Pd的迁移及其对加氢性能的影响

 研究了具有壳层结构的负载型Pd/Al₂O₃催化剂在裂解汽油选择性加氢过程中活性组分Pd的迁移现象.测定了生产装置所用新鲜催化剂和再生催化剂的比表面积、孔容和其中活性组分Pd含量,采用TEM和SEM-EDS方法表征了Pd的分散性.结果表明, 在裂解汽油选择性加氢的工艺过程中, 具有壳层结构的负载型Pd/Al₂O₃催化剂的永久性失活和选择性改变的主要原因之一是活性组分Pd的迁移. Pd迁移的基本原因是其在催化剂颗粒中的不均匀分布, 助金属组分可以限制Pd的迁移, 从而改善催化剂的性能.     

微乳液法制备Pd负载型催化剂及其催化性能

采用微乳液法合成了Pd纳米粒子,并成功地将其负载到Al2O3载体上,制备了Pd/Al2O3催化剂;采用纳米粒度分析仪、TEM、SEM和EDS等分析手段对微乳液中及催化剂表面的Pd纳米粒子进行了表征,并采用TG-DSC和XPS方法对Pd/Al2O3催化剂进行了表征。表征结果显示,在表面活性剂Tween80-正丙醇-环己烷-水微乳液体系中合成的Pd纳米粒子随水与表面活性剂Tween80的摩尔比的变化而改变,负载在Al2O3载体表面的Pd纳米粒子粒径分布均匀,粒径大小与微乳液中的Pd纳米粒子相同;立方面心结构的Pd纳米粒子在催化剂表面呈蛋壳状富集。考察了Pd/Al2O3催化剂在乙炔加氢反应中的催化性能。实验结果表明,Pd纳米粒子的粒径为2～3 nm时,Pd/Al2O3催化剂的催化性能最佳。     

微乳液法制备纳米Ni-Cu/Al_2O_3碳二选择加氢催化剂及其性能

采用微乳液法和浸渍法制备了负载型纳米非贵金属选择加氢催化剂Ni-Cu/Al2O3,对Ni-Cu/Al2O3催化剂的物化性质进行了表征,并评价了Ni-Cu/Al2O3催化剂在碳二馏分选择加氢反应中的催化性能。表征结果显示,微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂的活性组分颗粒粒径约为8nm,分散性好,表面效应显著,活性组分主要负载在载体的表面。实验结果表明,微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂在碳二选择加氢反应中具有很好的活性和选择性,在反应温度为71℃时,乙炔转化率为99.88%,乙烯选择性为72.50%,丙二烯和丙炔的转化率为92.85%,丙烯选择性为97.38%;微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂的催化加氢性能优于浸渍法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂。     

化学镀法制备Pd负载型碳二馏分选择加氢催化剂及其催化性能

以Al2O3为载体,采用特殊的化学镀法制备了Pd负载型碳二馏分选择加氢催化剂。对催化剂表面进行X射线光电子能谱和扫描电子显微镜表征显示,活性组分Pd在催化剂表面以单质形式存在,在碳二馏分加氢反应前无须高温焙烧和还原,且Pd富集分布在催化剂表面壳层的10～20μm之间,与浸渍法制备的Pd负载型催化剂相比,Pd层更薄,有利于提高Pd的利用率。在气态空速15000h-1、氢气与乙炔摩尔比1.5、反应温度130℃的条件下,以碳二馏分选择加氢反应考察了催化剂的性能,评价结果表明,以化学镀法制备的HXD10催化剂的性能大大优于浸渍法制备的SAM20催化剂(两种催化剂中Pd质量分数均为0.035%),HXD催化剂上乙炔转化率和乙烯选择性分别达到91%和83%。     

反应条件对Cu-Ni/Al2O3催化剂乙炔选择加氢的影响

采用浸渍法制备出Cu-Ni/Al2O3催化剂。研究了催化剂还原温度及加氢反应条件对乙炔加氢反应的影响。结果表明,催化剂最佳还原温度为400℃。当最佳加氢反应条件为温度55℃,空速7 000 h-1,H2/C2H2(摩尔比)2.00时,乙炔转化率、乙烯选择性和收率分别为89.34%,84.48%,75.48%。     

蒽醌法过氧化氢生产用加氢催化剂的研制

研制了一种生产过氧化氢的蒽醌加氢催化剂,该催化剂是负载的Pd/Al2O3,载体经过特殊处理后,制备的催化剂有很好的活性,特别是有较好的低温活性;同时考察了该催化剂的较佳使用条件。     

双金属催化剂催化合成三甲基氢醌工艺研究

分别利用Ｐｔ－Ｒｅ／Ａ１２Ｏ３和Ｐｔ－Ｐｄ／Ａ１２Ｏ３催化剂,采用固定床连续工艺,由２,３,５－三甲基苯醌合成出了高冰率的２,３,５－三甲基氢醌,并与Ｐｔ／Ａ１２Ｏ３和Ｐｄ／Ａ１２Ｏ３催化剂进行了性能比较。结果表明,Ｐｔ－Ｐｄ／Ａ１２Ｏ３催化剂具有较高的初选择性;同时,随着２,３,５三甲基苯醌空速的提高,Ｐｔ－Ｐｄ／Ａ１２Ｏ３初活笥的下降幅度小于Ｐｔ／Ａ１２Ｏ３初活笥的下降幅度。     

CO_2加氢合成甲醇催化剂中Al_2O_3的作用

研究了ＣＯ２加氢合成甲醇催化剂中载体Ａｌ２Ｏ３的作用。活性评价、ＴＰＲ、ＴＰＤ、ＴＰＳＲ等实验表明，Ａｌ２Ｏ３不但起骨架作用，而且能分散催化剂的活性组分，使ＣＯ２的吸附和转化率提高。铜基催化剂掺中入适量的Ａｌ２Ｏ３能提高ＣＯ２加氢合成甲醇的选择性，过量的Ａｌ２Ｏ３会降低甲醇的收率。