Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3负载催化剂加氢脱硫催化性能研究

利用溶胶-凝胶手段制备了Ti O_2改性的Al_2O_3复合载体,并借助共沉积法制备了多种具有不同担载量的Ni2P/Ti O_2-Al_2O_3催化剂,通过X射线衍射、扫描电镜和红外光谱等技术手段相结合对复合载体和催化剂进行了结构的表征和确证,以二苯并噻吩作为目标物考察不同担载量条件下催化剂加氢脱硫反应活性的变化。结果表明,Ni2P/Ti O_2-Al_2O_3负载催化剂能够在较低的Ni2P负载量时就具有非常优异的催化活性和良好的长期稳定性,将其应用于加氢脱硫反应能够达到非常高的转换效率。     

锰负载量对NSR催化剂Mn-K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了一系列非贵金属NO_x储存还原(NSR)催化剂Mn-K_2CO_3/γ-Al_2O_3,考察了不同锰的负载量对NSR催化剂的结构和催化活性的影响,同时考察了水和CO_2对NO_x储存量的影响。应用X射线衍射分析(XRD)、X射线吸收精细结构(EXAFS)、H_2程序升温还原(H2-TPR)、CO_2程序升温脱附测试(CO_2-TPD)等技术,对催化剂的结构进行表征。结果表明,锰主要是以MnO_2和Mn_3O_4的形式存在,还有少量的Mn_2O_3。随着锰负载量的增加,催化剂对NO_x的氧化还原能力增强,但催化剂的比表面积降低,使K_2CO_3的分散性降低,逐渐由表相K_2CO_3向体相K_2CO_3转变。NO_x的储存量受到催化剂氧化还原能力和K_2CO_3的分散性两方面因素的影响。当Mn/Al_2O_3的质量比为0.10的时候,NO_x的储存量最大,达到1.30 mmol·g~(-1),稀燃/富燃条件下,10个循环后,对NO_x的还原效率达到99%以上。向反应气中加入水和CO_2后,储存能力下降,其中CO_2对储存量的影响比水更大。     

Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂制备及其对CO催化氧化性能和稳定性的研究

为了能够得到高催化活性、高热稳定性的Au催化剂,本文选择了混合氧化物La_2O_3+Co_3O_4为载体,制备了两种Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂,并考察了此催化剂对CO氧化反应的催化活性及稳定性。实验结果表明:Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂活性好于250℃焙烧的Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂,Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂稳定性好于Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂。     

介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化氧化甲醛的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了介孔Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化剂,考察了活性组分Co_3O_4的质量百分含量(2%、8%、16%和32%)对催化氧化甲醛性能的影响。研究表明,当Co_3O_4的质量百分含量为16%时,介孔催化剂16%Co_3O_4/Al_2O_3对甲醛的完全氧化反应具有最佳的催化活性,在80℃可将甲醛完全氧化。BET和H_2-TPR表征揭示,催化剂的比表面积和孔容,促进了催化剂中Co_3O_4的高度分散;催化剂拥有低温还原能力,可以提高催化剂催化氧化甲醛的性能。     

Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂在VOC净化处理中的催化性能

采用浸渍法制备Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂,考察贵金属Pd和Pt负载量、助剂种类及负载量、空速对催化甲苯燃烧活性的影响。结果表明,适宜的贵金属负载量和助剂可极大提高Pd-Pt/Al_2O_3催化剂活性,当Pd和Pt质量分数分别为0.05%和0.005%、助剂Ce质量分数为1%时,Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂在低温条件下表现出较好的催化性能。空速对催化剂的催化活性影响较为明显,适宜的空速低于20 000 h-1。     

Pt/Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化氧化甲苯研究

通过等体积浸渍法制备单贵金属Pt/γ-Al_2O_3和双金属Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂,考察Ce对催化剂活性的影响,确定催化剂最优配比。结果表明,当Pt的负载量为质量分数0.5%时,Pt/γ-Al_2O_3催化活性最高;当Pt的负载量为质量分数0.2%,Ce的负载量为质量分数1.0%时,Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的催化活性最高。Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的甲苯转化率高于Pt/γ-Al_2O_3催化剂。随着Pt负载量增大,催化剂孔容、孔径减小。粉体式催化剂性能优于整体式催化剂,但差别不大;Ce的添加有助于催化剂活性的提升。     

气相苯加氢制环己烷pt/Al_2O_3催化剂的研究

采用常压、固定床,连续流动的反应装置,研究了气相苯加氢的 Pt/Al_2O_3催化剂的制备方法、制备条件、载体上铂的负载量及不同方法制得的载体对催化活性的形响。在评价催化活性时,采用的工艺条件为:温度240℃、液相苯空速0.8时~(-1)、氢:苯=4(摩尔比),并用转化率来表征催化剂的活性。结果发现,用离子交换法制备的负载型 Pt/Al_2O_3催化剂,对苯的气相加氢显出很高的活性,当铂的负载量为0.55%时,苯的转化率已达100%,环己烷的产率也达99%以上,将活性与用 H_2—O_2滴定和 Auger 电子能谱测得的金属分散度数据进行关联,得到了一致的结果。金属分散度高,催化剂的活性也佳,说明金属的分散度是直接影响到催化剂的活性,而寻找制备金属高分散度的催化剂制备方法,是研究工作成功的关键。     

Ru-Fe/Al_2O_3氧化-还原性能探究

以Al_2O_3为载体,RuCl_3·xH_2O和FeCl_3·6H_2O为活性组分前驱体,采用吸附-沉淀法制备了Ru-Fe/Al_2O_3和Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,结合H_2-TPR和XRD表征技术,考察Fe改性Ru基催化剂的氧化-还原性能及催化活性。经氧化-还原循环处理后,催化剂Ru-Fe/Al_2O_3上马来酸二甲酯加氢活性高于Ru/Al_2O_3。XRD结果显示,经处理的Ru-Fe/Al_2O_3上未见金属Ru的特征衍射峰,而Ru/Al_2O_3上出现了金属Ru的特征衍射峰。结合H_2-TPR结果推断,Ru与Fe之间发生了相互作用,这种协同作用可以改善Ru/Al_2O_3催化剂的热稳定性。     

预处理对Ru/Al_2O_3催化马来酸二甲酯加氢影响

采用吸附-沉淀法制备负载Ru质量分数为1.0%的Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯催化加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,详细考察预处理条件对Ru/Al_2O_3催化剂加氢性能的影响,并对其进行XRD、TEM和H2-TPR表征。结果表明,焙烧温度越高,催化剂催化活性越低;直接还原活化所得催化剂活性高于空气中焙烧后还原活化所得催化剂。以甲醇为溶剂,在70℃和1.0 MPa条件下,直接还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率达100%,丁二酸二甲酯选择性约100%。相同时间内,空气焙烧后还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率接近25%,继续延长反应时间,马来酸二甲酯转化率几乎不变。经高温焙烧还原后,活性组分Ru烧结;直接还原活化后,活性组分Ru高度分散。     

Fe_2O_3-Co_3O_4/Al_2O_3催化剂催化含氯尾气脱氢性能研究

研究了Fe_2O_3-Co_3O_4/Al_2O_3催化剂催化含氯尾气脱氢性能,分别考察了在不同反应温度、不同铁钴氧化物负载量和不同焙烧温度下尾氯脱氢性能,并采用XRD、SEM、FTIR和BET等手段对催化剂进行表征。结果表明,Fe_2O_3和Co_3O_4是催化剂的主要活性组分,在催化剂用量为0.5 g,Fe_2O_3负载量为2.0%,Co_3O_4负载量为1.2%,400℃焙烧和150℃反应温度下,催化剂表现出较好的脱氢性能,H_2转换率为96%,且总体上H_2-Cl_2反应选择性>H_2-O_2反应选择性。     

以B_2O_3改性γ-Al_2O_3为载体制备低P/Ni摩尔比磷化镍加氢脱硫催化剂的研究

采用等体积浸渍法在γ-Al_2O_3中引入了B_2O_3,以较低P/Ni摩尔比(1.2)的磷酸盐作前驱体,利用程序升温还原法制备了以Al_2O_3为载体的磷化镍催化剂,并考察了催化剂的加氢脱硫反应性能。结果表明,B_2O_3抑制了Al_2O_3与磷酸盐之间的反应,降低了磷损失。获得Ni_2P所需的最低B_2O_3质量分数在10%～20%之间。当B_2O_3质量分数≤10%时,主要得到Ni_(12)P_5。在γ-Al_2O_3载体中引入B_2O_3显著提高了催化剂的加氢脱硫活性,但B_2O_3质量分数大于10%时催化剂的活性降低。二苯并噻吩在磷化镍催化剂上主要通过直接脱硫路径进行反应,引入B_2O_3提高了磷化镍催化剂酸性和加氢选择性。     

助剂Ba对Pd/Al_2O_3和Pt/Al_2O_3催化剂的C1-C3烷烃催化燃烧性能的影响

通过浸渍法制备了Al_2O_3负载的Pd和Pt催化剂,考察催化剂的甲烷、乙烷和丙烷催化燃烧活性,以及助剂Ba对催化性能的影响。对于Pd/Al_2O_3催化剂,加入Ba使活性物种PdO颗粒变大和还原温度升高,形成更稳定的PdO活性物种,是Pd-Ba/Al_2O_3催化剂活性提升的主要原因。对于Pt/Al_2O_3催化剂,加入Ba助剂使活性物种Pt0含量降低,PtO_x与Al_2O_3载体相互作用增强,使PtO_x物种更难被还原为Pt~0,导致Pt-Ba/Al_2O_3催化剂活性降低。Pd和Pt催化剂催化烷烃氧化反应活性规律一致:丙烷乙烷甲烷。Pd/Al_2O_3催化剂有利于C—H键活化,Pt/Al_2O_3催化剂有利于C—C键活化。Pt/Al_2O_3催化剂对C1-C3烷烃氧化活性的差别明显大于Pd/Al_2O_3催化剂。Pt/Al_2O_3催化剂对碳比例高的烷烃活性更高。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。     

新型苯加氢制环己烷低Ni/Al_2O_3催化剂的研制

用混合杂多酸改性工业γ-Al_2O_3载体,制备了一种低含量Ni/Al_2O_3催化剂(Ni含量在5%以内)。其催化活性、稳定性和选择性均与进口的LO-143型Ni/Al_2O_3催化剂的试验结果基本一致。     

Ni/Al_2O_3催化剂的制备及其催化NH_3分解性能研究

以Ni(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O和Na_2CO_3为原料,采用共沉淀法制备了不同摩尔比的Ni/Al_2O_3催化剂。并用单点BET、XRD、TPR、TPSR以及化学吸附方法对催化剂的结构及氨分解反应的催化活性进行表征。结果表明,与Al_2O_3载体复合的NiO材料的催化活性明显高于纯NiO的催化活性。镍的摩尔分数为20%相对应的NiAl催化剂的Ni的分散度最大并且催化活性最高。当9. 7%NH_3/He混合气流速控制在10 m L/min且反应温度为600℃时,该材料的氨转化率为96. 1%。     

合成3-乙氧基丙酸乙酯的K_2O/Al_2O_3催化剂活性组分流失途径研究

以γ-Al_2O_3为载体,KNO_3为前驱体,制备了不同负载量的固体碱催化剂K_2O/Al_2O_3,并用于丙烯酸乙酯(EA)和乙醇加成制备3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)反应研究。XRD、FT-IR、N_2吸附-脱附和CO_2-TPD表征结果表明,K_2O/Al_2O_3具有强弱两种碱性位,分别是KNO_3高温焙烧下分解生成的强碱性位K_2O和KNO_3与载体相互作用形成的弱碱性位K-O-Al;提高KNO_3负载量可增加催化剂碱量,但破坏载体结构,降低催化剂比表面积和孔容。加成反应结果表明,30%(wt)K_2O/Al_2O_3具有最高的催化活性,当反应温度为70℃,乙醇和EA摩尔比为6:1,催化剂用量为EA的10%(wt)时,EA的转化率为53.6%,EEP的选择性为98.8%。重复性实验表明,强碱性位中的K_2O与乙醇发生反应生成乙醇钾,进一步溶解于反应液,导致活性位流失,催化剂重复使用活性显著降低。将流失的钾再次浸渍负载到失活催化剂上,可以恢复失活的催化剂活性。因此,开发直接稳定乙醇钾的固体碱催化剂是重要的研究方向。     

Fe修饰Mn-Ce/Al2O3-TiO2催化剂对NO氧化性能的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2与Al_2O_3摩尔比为1∶4的Al_2O_3-TiO_2复合氧化物载体,使用共浸渍法制备了Mn,Ce质量分数分别为10%和2%的Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂,并通过添加不同质量分数的Fe对催化剂进行修饰。在固定床反应装置上进行了催化剂氧化性能的实验。结果表明:在空速为15 000 h~(-1),氧气体积分数为8%时,Fe的添加能够显著提升Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化性能,并在Fe质量分数为4%时,Mn-Ce-Fe(4)/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化活性最优,280℃时NO的转化率达到86%。H_2-TPR实验结果显示,Fe的修饰使Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的还原峰大幅向低温方向移动,改善了催化剂的氧化还原活性。     

复合载体Nb_2O_5-γ-Al_2O_3对Ni-B非晶态合金催化剂加氢脱硫性能的影响

采用酸性的Nb_2O_5和高比表面的γ-Al_2O_3制备了复合载体Nb_2O_5-γ-Al_2O_3,并负载Ni-B非晶态合金得到负载型催化剂。通过对催化剂的酸性及酸强度测定,考察了复合载体对催化活性的影响。结果表明,当载体中Nb_2O_5含量为30%时,因适量B酸和L酸的协同作用使得催化剂的活性最高,达到78.4%。     

丙烷脱氢制丙烯Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活研究

以三氧化二铝为载体,通过浸渍法制备了Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂并应用于丙烷脱氢制丙烯反应,研究Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活原因。借助XRF、强度测试、BET、XRD、TPD、TPR、UV、TG等表征手段考察了新鲜催化剂和使用后催化剂的物性、晶型、酸性、组分作用、价态及积炭的变化。结果表明,随着Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的长时间使用,活性组分三价铬离子和氧化铝晶相发生变化且催化剂表面的活性组分三价铬离子逐渐由催化剂表面进入催化剂的体相,导致晶型转变,进而导致催化剂的活性降低。     

重构法制备Ni/MgO-Al_2O_3催化剂

采用重构法制备Ni/MgO-Al_2O_3催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、低温N_2吸附(BET)、程序升温还原(TPR)对催化剂及其前躯体进行表征,并考察了催化剂组成对丙酮加氢一步法合成甲基异丁基酮(MIBK)的影响。结果表明:采用Ni(NO_3)_2浸渍MgO和Al_2O_3混合氧化物制得的Ni/MgO-A_2O_3催化剂中,Ni组分以NiO形式存在于催化剂表面,能降低催化剂还原温度,当Ni的物质的量分数为5%,Mg与Al物质的量之比为2时,催化活性较好,在反应温度180℃,H_2与丙酮物质的量之比为1,液时空速4.8 mL/(h·g)的条件下,丙酮的转化率为49.5%,MIBK的选择性为69.5%。