铁改性Cu/Zn/MgO催化剂对合成气制低碳醇的影响

采用共沉淀-浸渍法制备了Fe改性的Cu/Zn/Mg O催化剂,研究了其CO加氢制低碳醇的催化性能。采用低温氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR和CO-TPD表征了Fe的添加对催化剂的影响。结果表明,Fe的加入形成了Mg Fe2O4相,有助于Fe、Mg物种的分散。适量Fe增强了催化剂表面对CO吸附强度,有利于C2+醇的合成。当Fe加入量n(Fe)/n(Cu)=0.15时,总醇中C2+醇质量分数w(C2+醇)由未加Fe时的19.6%增加到59.7%,C2+醇时空收率由23.3 g/(kgcat·h)增加到45.3 g/(kgcat·h)。     

镧改性Cu-Fe/SiO_2催化剂催化合成气制备低碳醇

采用超声辅助浸渍法制备了La-Cu-Fe/SiO_2催化剂,考察了不同质量分数的La对催化剂催化合成气制备低碳醇反应性能的影响。通过XRD、氮气吸附-脱附、CO-TBD、H2-TPR对La-Cu-Fe/SiO_2催化剂进行了表征。实验结果显示:加入La后有助于催化剂CuO特征衍射峰宽化,并使其比表面积增大至279.5 m2/g,Cu-Fe/SiO_2催化剂加入相对于载体SiO_2质量分数为5%的稀土元素La后,在3 MPa,300℃,催化剂0.30 g,V(H2)/V(CO)=2,流速30 m L/min条件下,CO转化率为29.2%,醇的时空产率达到128.7 g/(kgcat·h),生成低碳醇与甲醇的质量比为0.79,表明La-Cu-Fe/SiO_2催化剂有助于促进低碳醇的生成。     

Pd(DD)_2/Hβ上苯酚氧化羰基化反应研究

采用微波辅助浸渍法,以Hβ分子筛为载体,合成了负载型席夫碱钯配合物催化剂Pd(DD)2/Hβ(DD为对羟基苯甲醛缩对氨基苯甲酸配体)。采用1H-NMR、XRD、FT-IR、ICP等方法对Pd(DD)2/Hβ进行结构确认,将该配合物用于催化苯酚氧化羰基化制备碳酸二苯酯反应,考察了助催化剂Cu加入量、助催化剂铜钴锰复合氧化物加入量、反应温度、反应时间对DPC产率和选择性的影响。实验结果表明,在反应条件为:铜加入量0.04 g、铜钴锰复合氧化物加入量0.4 g、反应时间8 h、反应温度110℃时,碳酸二苯酯的收率及选择性分别为36.1%和82.2%。     

小球藻热解油在Ni-Cu/ZrO_2催化剂上的加氢脱氧

在小型固定床反应器中以Ni-Cu/ZrO2为催化剂,对小球藻热解油进行催化加氢脱氧,以改善生物油性能。利用XRD、H2-TPR、TG、NH3-TPD等技术对催化剂进行了结构表征。结果表明,Cu的加入有效促进了Ni-Cu/ZrO2催化剂活性相的表面分散,提高了该催化剂对小球藻热解油加氢脱氧反应的催化活性。在2 MPa、350℃反应条件下,随Cu/Ni的增大,Ni-Cu/ZrO2的催化活性先升高后降低,Cu/Ni质量比为0.40时的催化性能最好,连续运行3 h后所得精制生物油脱氧率达82.0%。Ni-Cu/ZrO2催化剂在反应过程中,表面结焦少,活性粒子及催化剂性能稳定,连续运行24 h后所得精制生物油脱氧率依然维持在77.0%以上。小球藻热解油经催化加氢脱氧所得的精制生物油,低位热值由31.5 MJ·kg-1提高至35.0 MJ·kg-1,40℃运动黏度由20.5 mm2·s-1降至9.5 mm2·s-1,且油品中水分更易于脱除。精制生物油中高级脂肪酸的含量减少,油品稳定性大幅提高。     

CO2对CuO/ZnO/Al2O3催化剂前体老化及催化性能的影响

采用并流共沉淀法制备CuO/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂前体,在通入CO2条件下老化,采用XRD、FT-IR、DTG、H2-TPR、XPS等表征手段对制备的前体及焙烧后的催化剂进行表征,研究不同CO2通入量对前体晶相转变、微观结构及其焙烧后催化性能的影响。研究结果表明,老化阶段通入CO2后,沉淀母液的pH值趋于7,产生CO32?离子,进而影响Zn2+的沉淀,促进Cu2+进入Zn5(CO3)2(OH)6晶格中取代Zn2+形成绿铜锌矿(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6物相,有助于增强焙烧后催化剂的Cu-Zn之间协同作用,增加活性组分Cu分散度。CO2通入量为40 mL/min时,制备的催化剂在浆态床合成甲醇过程中表现出良好的催化活性和稳定性,甲醇时空收率（STY）达到301.78 g/(kg?h),失活率仅为0.15%/d,与未通入CO2辅助老化制备的催化剂相比,时空收率提高了9.72%,平均失活率降低了33.33%。     

CuO/SiO_2催化剂用于CO_2加氢合成甲醇的研究

采用等容浸渍法 ,分别以水、乙醇、丙酮为分散剂制备 Cu O/ Si O2 催化剂 ,用 H2 - TPR,H2 - TPD技术及 CO2 加氢合成甲醇反应对催化剂还原性能、H2 吸附性能和催化性能进行了研究 .TPR结果表明 ,以水为分散剂制备催化剂时 ,Cu O分散不均匀 ,且难还原 ;以丙酮为分散剂时 ,Cu O分散较均匀 ,且易还原 ;以乙醇为分散剂时 ,Cu O的分散性和还原性介于水与丙酮制得的催化剂之间 .TPD结果表明 ,以乙醇、丙酮为分散剂制备催化剂时 ,只增加 H2 的吸附量 ,而不改变 H2的吸附强度 . CO2 加氢反应的结果表明 ,以乙醇和丙酮做分散剂 ,有利于 CO2 转化率、甲醇产率的提高 ,同时降低了反应的甲烷化 .随 Cu O含量增加 ,CO2 的转化率和甲醇的产率得到了提高 .     

植物油脂裂解催化剂的合成及其催化性能研究

选用典型的高含油光皮树果实,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/CaO催化裂解制备生物燃料油,并通过FTIR、XRD、SEM、CO2-TPD等对催化剂进行表征。对催化裂解后气相产率、液体油产率和固相产率的变化来验证催化剂的催化性能,考察催化剂用量、裂解反应时间和裂解反应温度对产物产率的影响。实验结果表明,在催化剂用量1.2%、反应温度500℃、反应时间为45min的条件下,实测生物燃料油产率可以达到82.56%。     

Zn引入对DME合成催化剂性能的影响

通过沉淀法在介孔Al_2O_3上负载铜基催化剂,制备了Cu/Al_2O_3和Cu/Zn/Al_2O_32种催化剂,并用以研究Zn引入对催化剂性能的影响。通过XRD、H2-TPR、CO2和NH3-TPD对催化剂结构和物化性能进行表征。结果表明,Zn引入使得催化剂前驱体中形成了新相:Cu3Zn3Al2(OH)16CO3·4H2O,前驱体焙烧后形成了较小CuO颗粒,还原后Cu颗粒仍然很小,从而增加了Cu的分散度和表面积,明显降低了Cu物种还原难度。Zn引入还明显增加了强碱位和强酸位数量,使得气体转化率达到86. 39%,DME时空收率达到7. 33 mmol/(g·h)。稳定性实验表明,Zn的引入提升了催化剂稳定性。     

Co改性Mn/Cu/MgO催化剂对合成气制混合醇的影响

采用共沉淀法制备了Co改性的Mn/Cu/Mg氧化物催化剂,通过低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、CO程序升温脱附(CO-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对催化剂进行表征,并研究了其CO加氢制混合醇的催化性能。结果表明:Co的加入促进了Co_2Mg和MnCo_2O_4相的形成,有利于Cu,Mn及Mg物种的分散;当Co和Cu的物质的量之比增加至0.3时,总醇中C_(2+)OH与C_1OH选择性之比由0.31增至3.12,C_(2+)OH时空收率由9.07 g/(kg·h)增至28.83 g/(kg·h);适量Co助剂的添加可有效提高催化剂的插碳能力,从而提高了C_(2+)OH在总醇中的选择性,催化剂稳定性能良好。     

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。     

负载型Cu_2O/MgO催化剂制备及催化正己醇脱氢制备正己醛

以氧化镁粉末为载体,N2H4·H2O为还原剂,采用浸渍还原法制备Cu2O/MgO催化剂。考察制备条件对催化剂活性的影响,最佳原料配比为n(Cu2+)∶n(NaOH)∶n(N2H4·H2O)=5∶11∶5,对筛选出最佳条件下制备的催化剂进行正己醇脱氢制备正己醛工艺条件考察,采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,在反应温度250℃、空速1.25 m L·(h·g)-1、催化剂用量12 g和N2流速0.05 L·min-1条件下,正己醇转化率为59.33%,正己醛选择性为93.81%。     

WO_3/ZnO的制备及其光催化降解甲基橙研究

以ZnSO4·7H2O、WO3和C2H2O4为起始原料,采用直接沉淀法制备了复合光催化剂WO3/ZnO。以甲基橙为研究对象,800W氙灯为光源,研究了催化剂煅烧温度、催化剂用量、WO3含量以及甲基橙初始浓度对其催化性能的影响。结果表明,WO3含量为15%,460℃煅烧3h所得的WO3/ZnO效果较好,在浓度为10mg/L的甲基橙溶液中加入WO3/ZnO1g/L,光照90min后脱色率可高达97.98%,且重复使用6次后脱色率仍在82%以上,表明WO3/ZnO复合光催化剂具有较好的催化性能和稳定性。     

纤维素在超临界水中的催化气化制氢研究

在间歇式高压反应釜中,温度为450～500℃时,反应时间为20 min,压力在24～26 MPa,以K2CO3和Ca(OH)2为催化剂(助催剂),对纤维素在超临界水中的气化制氢特性进行了实验研究.结果表明:K2CO3和Ca(OH)2都有较好的催化作用,并且加入量存在一最佳值.加入0.2 g K2CO3时,H2产率为9.456 mol·kg-1,约为不加入催化剂时的2倍,加入1.6 g Ca(OH)2时,H2产率为8.265 mol·kg-1,比加入K2CO3时的产氢效果稍差,但仍然是不加入催化剂时的1.7倍.K2CO3和Ca(OH)2混合使用时效果更佳,产氢量约为不加入催化剂时的2.5倍,比单独加入K2CO3和Ca(OH)2时也要分别提高25%和45%.同时随着温度的提高,H2的产率上升而CH4的产率下降,说明甲烷化反应在低温下为主要反应,温度的提高会促使CH4与水反应生成H2和CO2.     

磁性碳质材料催化糖类制备5-羟甲基糠醛和5-乙氧基甲基糠醛的研究

制备了一种磺酸化的磁性碳质固体酸催化剂PCM-SO_3H,用于催化糖类制备液态生物燃料5-乙氧基甲基糠醛(EMF),考察了二甲亚砜在溶剂中的含量对糖类转化和产物分布的影响。结果表明,该催化剂不仅能催化5-羟甲基糠醛(HMF)的醚化,EMF产率高达85.6%,也能在乙醇-二甲亚砜双溶剂体系下一锅法催化果糖制备EMF,反应温度100℃,反应时间10 h,催化剂加入量45 mg,溶剂(DMSO 1.5 m L和乙醇3.5 m L)时,EMF的收率达61.8%。反应结束后,该催化剂可以在外部磁场条件下从反应混合物中重新获得,且重复使用多次依然保持高的活性。     

磁性碳质材料催化糖类制备5-羟甲基糠醛和5-乙氧基甲基糠醛的研究

制备了一种磺酸化的磁性碳质固体酸催化剂PCM-SO_3H,用于催化糖类制备液态生物燃料5-乙氧基甲基糠醛(EMF),考察了二甲亚砜在溶剂中的含量对糖类转化和产物分布的影响。结果表明,该催化剂不仅能催化5-羟甲基糠醛(HMF)的醚化,EMF产率高达85.6%,也能在乙醇-二甲亚砜双溶剂体系下一锅法催化果糖制备EMF,反应温度100℃,反应时间10 h,催化剂加入量45 mg,溶剂(DMSO 1.5 m L和乙醇3.5 m L)时,EMF的收率达61.8%。反应结束后,该催化剂可以在外部磁场条件下从反应混合物中重新获得,且重复使用多次依然保持高的活性。     

K_2CO_3/Al_2O_3催化丙醛缩合制备2-甲基-2-戊烯醛

制备了K2CO3/Al2O3固体碱催化剂,并将其用于催化丙醛缩合合成2-甲基-2-戊烯醛。当反应温度为85℃,反应时间1 h,溶剂乙醇10 mL,丙醛用量9.4 mL,催化剂用量为1.0 g时,2-甲基-2-戊烯醛的产率可达71.2%。固体K2CO3不具备催化性能。     

沉淀温度对Pd-Cu/凹凸棒土结构及其CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)为载体,NH3·H2O为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备Pd-Cu/APT催化剂。在连续流动微反装置上,考察不同沉淀温度对Pd-Cu/APT催化剂CO常温催化氧化性能的影响。利用N2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和H2-TPR等对Pd-Cu/APT催化剂进行表征。结果表明,不同沉淀温度制备的催化剂均含有Cu2Cl(OH)3和CuO两种形式的Cu物种,但与沉淀温度25℃和90℃制备的催化剂相比,沉淀温度70℃制备的催化剂具有更多的活性Cu2Cl(OH)3物种,这有利于Pd2+物种的再生,显著提高其CO常温催化氧化活性。     

SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用水热晶化法制备SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料固体型催化剂,以葡萄糖为原料,SnO2/Fe2O3-rGO为催化剂,在[BMIM]Br环境下催化葡萄糖脱水制备5-羟基甲糠醛(HMF)。考察催化剂制备条件及催化制备5-羟甲基糠醛(HMF)的工艺参数如:催化剂制备的晶化温度、不同金属原料配比、以及不同溶剂对(HMF)产率的影响等。实验结果表明,在200℃下,n(FeCl3·6H2O)∶n(SnCl2·2H2O)=1∶3,恒温4 h,制备的催化剂SnO2/Fe2O3-rGO在[BMIM]Br离子液体中对葡萄糖脱水制备HMF所得葡萄糖转化率为99%,产率为56%。     

CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土催化CO2加氢合成低碳烯烃

以廉价的高岭土为原料,三乙胺为模板剂,采用水热法制备了负载型催化剂(SAPO-34)-高岭土。通过将CuO-ZnO负载于(SAPO-34)-高岭土表面制备了双功能催化剂CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土,用XRD、SEM、EDS、BET、H_2-TPR及NH_3-TPD对合成的催化剂进行了表征,将其用于催化CO_2加氢制备低碳烯烃,在反应温度为673 K、反应压力为3 MPa、空速为1 800 m L/(g_(cat)·h)、V(CO_2)∶V(H_2)=1∶3的条件下,CO_2单程转化率为43.5%,低碳烯烃的选择性和产率分别为63.8%和27.8%。在连续8 h的催化性能测试中,低碳烯烃的产率最低为18.7%。     

Ru和Cu协同催化湿式氧化处理氨氮废水

采用化学还原法制备了RuCu/TiO_2双金属催化剂,并探究了Ru和Cu的协同作用对催化湿式氧化(CWAO)无害化处理氨氮废水催化性能的影响。研究结果表明,Cu的添加可有效改善Ru/TiO_2催化剂的N_2选择性,而Ru的存在可有效提高Cu/TiO_2催化剂的催化活性。反应条件为0.5 MPa、150℃、[NH_3]0=1000 mg·L~(-1)、pH=12、模拟废水处理量为33 L·(kg cat)~(-1)·h~(-1)时,1Ru2Cu/TiO_2能使废水的氨氮转化率和N_2选择性分别高达87.7%和85.9%。表征结果表明:Ru和Cu的协同在催化氧化氨氮废水过程中起了关键作用,主要体现在:Ru和Cu的强相互作用导致1Ru2Cu/TiO_2催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性;Ru和Cu的电子转移使得1Ru2Cu/TiO_2具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化活性。