异丙醇铝水解制备氧化铝研究

采用异丙醇铝水解法制备氧化铝,考察了多种因素对氧化铝物化性质的影响。用X射线衍射、氮物理吸附、扫描电镜等方法分析了所得样品的晶相结构、孔结构以及微观形貌。试验结果表明:异丙醇铝在不同条件下水解均能制备出高纯的拟薄水铝石;提高水解温度有利于提高所制备氧化铝的孔径以及孔容;低水解液浓度有利于制备大孔容的氧化铝,而高水解液浓度有利于制备小孔容的氧化铝;水与异丙醇铝比例在2:1~4:1时拟薄水铝石和氧化铝比表面积和孔容达到最大;水解时间为3~4 h是制备高比表面积和大孔容拟薄水铝石和氧化铝的最佳时间。     

前驱体合成方法对γ-氧化铝性质的影响研究

γ-氧化铝是一种应用广泛的催化剂载体,其性质对很多催化剂具有至关重要的影响。采用氮气吸附-脱附、X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜、氨气程序升温脱附以及吡啶红外等方法对γ-氧化铝及其前驱体进行表征,研究拟薄水铝石制备方法对γ-氧化铝性质的影响,并考察了其对加氢精制反应性能的影响。结果表明,拟薄水铝石制备方法不同,其孔结构和表面形貌各具特点,晶相纯度和结晶度也存在差异,对γ-氧化铝孔结构及物相也有较大影响。不同方法制备的载体样品表面酸量及酸强度分布存在差异,直接影响催化剂的性能。     

勃姆石催化浆态床甲醇脱水制二甲醚

以异丙醇铝为原料,采用完全液相法制备勃姆石系列甲醇脱水浆状催化剂,通过XRD、NH3-TPD和XPS等对催化剂的结构和酸性质进行表征,并在浆态床条件下评价其甲醇脱水生成二甲醚的活性,考察水量和酸量对催化剂活性的影响。结果表明,制备的浆状勃姆石催化剂具有良好的活性,相结构为勃姆石。在硝酸与异丙醇铝物质的量比为0.3∶1和水与异丙醇铝物质的量比为50∶1条件下,制备的催化剂活性最高。     

球形氧化铝的制备及其在丙烷脱氢催化剂中的应用

以中和法、水热法、醇铝法和铝粉盐酸回流法合成的氧化铝前驱体为原料分别制备球形氧化铝载体（记为ZH、SR、ST和SOL）,通过强度仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对氧化铝载体进行表征,以丙烷脱氢为探针反应研究了氧化铝的制备方法对催化剂（Pt-Sn-K/Al₂O₃）脱氢性能的影响。实验结果表明：不同方法合成的氧化铝前驱体均制备出高强度的球形氧化铝载体,其中水热法和醇铝法制备的载体还具有较大的孔容和适中的比表面积;前驱体的制备方法对催化剂的酸性影响较大,中和法制备的氧化铝载体制备的催化剂主要是弱-中强酸中心,其他方法制备的氧化铝载体制备的催化剂为弱酸中心,催化剂酸量由大到小的顺序为ZH-CAT、SOL-CAT、ST-CAT、SR-CAT;评价结果表明,醇铝法和水热法制备的载体应用于丙烷脱氢催化剂表现出良好的性能,相当于甚至优于工业剂水平。     

大孔氧化铝对FCC汽油加氢脱硫催化剂性能的影响

为改善催化裂化(FCC)汽油选择性加氢脱硫催化剂的性能,采用羧甲基纤维素扩孔的方法制备出含大孔结构的氧化铝载体并制备成CoMoS催化剂,采用氮气吸附脱附、压汞法和程序升温脱附(NH3-TPD)方法对扩孔前后的载体的孔结构和表面酸性进行表征。结果表明,经过扩孔后的氧化铝载体在约150nm出现大孔结构,而氧化铝载体的本体孔结构和表面酸性基本没有发生变化。采用真实FCC汽油对所制备的催化剂进行反应性能评价,与未扩孔的氧化铝载体相比,采用大孔结构的氧化铝载体制备的催化剂脱硫选择性得到大幅提高。在国内某1.2×106 t/a的汽油加氢装置上的工业应用结果表明,在脱硫率为90%的条件下,辛烷值损失0.6个单位。     

超声波技术制备高活性镍/氧化铝油脂加氢催化剂

采用沉淀法引入超声波技术制备了镍/氧化铝油脂加氢催化剂,将其应用于蓖麻油加氢反应中,考察了超声波输出功率对催化剂性能的影响。结果表明,在超声波输出频率为80 W条件下,催化剂加氢性能最佳。采用激光粒度仪测定催化剂的粒度分布,采用BET法测定催化剂比表面积、孔结构。结果表明,引入超声波技术制备镍/氧化铝油脂加氢催化剂,可以使催化剂的粒度减小、比表面积增大,这是催化剂活性提高的主要原因。     

选择加氢催化剂载体氧化铝的改性及其工业应用(Ⅱ)

采用浸渍法制备稀土元素和／或碱金属改性的氧化铝加氢催化剂载体,考察了助剂稀土和碱金属的加入对氧化铝热稳定性、表面酸度的影响以及改性载体对活性组分Pd分散度的影响。采用BET法测定催化剂的比表面积,吸附一脱附法测试催化剂的表面物性,在工业装置上进行催化剂应用试验。结果表明,加入改性组分的氧化铝载体制成催化剂,其活性、选择性均有较大提高。     

用于MTP反应中的P-ZSM-5催化剂 失活与再生研究

采用X射线粉末衍射、氮气等温吸附和脱附、氨程序升温脱附、热重等表征手段对失活及再生催化剂进行了表征,并考察了催化剂再生后甲醇转化率及丙烯选择性的变化规律。结果表明,随着催化剂再生次数的增加,甲醇转化率没有明显变化,而丙烯的选择性有所上升,同时,再生过程没有破坏催化剂的结构,P-ZSM-5催化剂可以循环使用。     

超临界浸渍法制备NiO/有序介孔Al_2O_3纳米复合材料及其光催化性能研究

以异丙醇铝为铝源、盐酸为催化剂、大分子嵌段共聚物F127为模板剂,通过溶剂挥发法成功合成了有序介孔氧化铝,并以其为载体、六水合硝酸镍为前驱体、甲醇作夹带剂,以超临界二氧化碳作为绿色溶剂,采用超临界浸渍法成功制备了NiO/有序介孔Al_2O_3纳米复合材料,重点考察了浸渍温度、时间和浸渍压力对NiO负载量以及颗粒尺寸的影响。研究表明:相比于等体积浸渍法,超临界浸渍法制备的复合材料的氧化镍颗粒大小均一,分散均匀,且介孔氧化铝的有序性保持完好。紫外光催化降解刚果红溶液实验表明:超临界浸渍法制备的复合材料光催化性能明显优于等体积浸渍法,采用超临界浸渍法制备的催化剂,反应时间为150 min时去除率接近95%,重复使用5次后光催化活性几乎不变且微观形貌基本无变化。     

高纯氧化铝的制备工艺

研究了利用异辛醇和金属铝制备高纯氧化铝的工艺。发现使用异辛醇制备氧化铝载体,具有反应速度快、三异辛氧基铝纯化容易、异辛醇循环使用方法简单、产物氧化铝物化性能可以调控、工业生产比较容易等优点。利用异辛醇所得到的氧化铝作为催化剂载体,具有优良的性能,达到了进口SB氧化铝的水平。     

助剂B对含硅NiMo/Al2O3加氢处理催化剂性能的影响

考察了助剂B对含硅NiMo/Al₂O₃催化剂孔结构及表面酸性的影响，制备出一种孔容和比表面积大、孔分布集中、金属分布均匀和酸性适宜的加氢精制催化剂。分析结果表明，B的加入可以改善含硅氧化铝载体及催化剂的孔结构及表面酸性，有利于C—N键的断裂，从而提高催化剂的加氢脱氮性能。活性评价结果表明，采用适量B助剂改性的加氢处理催化剂具有高的加氢脱氮活性和稳定性。     

焙烧气氛和孔结构对加氢脱金属催化剂性能的影响

采用饱和浸渍法、在不同焙烧气氛（空气、氮气、水蒸气）下制备了三种加氢脱金属Mo-Ni催化剂,并考察了焙烧气氛对催化剂脱金属、脱硫和脱残碳的影响,研究结果表明：焙烧气氛对加氢脱金属反应的活性影响不大,而空气气氛下焙烧的催化剂表现出相对较高的加氢脱硫和脱残碳活性。进一步考察了氧化铝孔结构对催化剂加氢脱金属性能的影响,并结合数值模拟计算,发现最可几孔径为22 nm的催化剂更有利于加氢脱金属过程的反应-扩散平衡,从而表现出较高的加氢脱金属性能。     

Fe-Ce/SiO2固体碱催化剂用于制备碳酸二甲酯

采用化学还原法制备亚价负载铁催化剂，通过空气氧化为Fe³⁺碱性活性中心。考察了该催化剂在碳酸丙烯酯与甲醇酯交换制备碳酸二甲酯反应中的活性和选择性。采用N₂吸附-脱附、TEM、XRD、XPS和CO₂-TPD等对所制备的催化剂进行了表征。结果表明：催化剂的表面结构与碱性是影响其活性的重要因素。相对于Fe或Ce单金属催化剂，Fe-Ce/SiO₂催化剂的碱量大幅度提升，且Fe与Ce通过相互作用形成了稳定的非晶态结构。在醇酯比为15∶1、反应温度为140℃、催化剂用量为反应物总质量的0.5%、 Ce/Fe原子比为2∶1的反应条件下，碳酸丙烯酯转化率为88%，碳酸二甲酯的选择性为92%。催化剂在循环使用10次之后，其活性保持不变。     

负载NiMo的氧化铝催化剂在加氢裂化中的应用

实验制备出了介孔与大孔氧化铝催化剂,并首次在减压渣油加氢裂化中测试了其催化性能。在该反应中,与介孔NiMo/氧化铝催化剂相比,使用大孔NiMo/氧化铝催化剂有更好的产品分布,高液相收率和低的气相收率。这表明了大孔结构的催化剂比介孔结构的催化剂更有利于加氢反应;而介孔结构的催化剂载体更有利于加氢裂化。由N_2的吸附脱附实验证明,NiMo的加入减小了介孔催化剂的孔径、孔容与表面积,这意味着NiMo逐步负载在介孔和大孔上。大孔结构在提高减压渣油进入NiMo活性中心上扮演着重要的角色,而这些活性中心对加氢很有效。由于促进加氢反应,故负载NiMo的介孔-大孔氧化铝增加了减压渣油的加氢裂化的液相收率。     

EDTA对NiW／Al2O3催化剂表面金属分散性、形貌及HDN性能的影响

为提高负载催化剂中金属的分散性,以含EDTA螫合剂的浸渍液浸渍制备了NiW／Al2O3加氢处理脱氮催化剂,其中络合剂与Ni的摩尔比为1：1,考察了EDTA对活性金属分散性及加氢脱氮性能的影响。通过BET、XRD、XPS和HRTEM表征发现,EDTA的引人,可以提高M和W在氧化铝载体表面的分散性,W／A1原子比从0．096提高到0．127。EDTA的引入,同时减弱了活性金属与氧化铝载体间的相互作用,有利于形成堆积程度较高的WS：相。EDTA的引入,可以大幅提高催化剂对喹啉的加氢脱氮活性,相对于传统方法制备的催化剂,其加氢脱氮活性可提高27％。     

EDTA对NiW/Al_2O_3催化剂表面金属分散性、形貌及HDN性能的影响

为提高负载催化剂中金属的分散性,以含EDTA螯合剂的浸渍液浸渍制备了NiW/Al2O3加氢处理脱氮催化剂,其中络合剂与Ni的摩尔比为1∶1,考察了EDTA对活性金属分散性及加氢脱氮性能的影响。通过BET、XRD、XPS和HRTEM表征发现,EDTA的引入,可以提高Ni和W在氧化铝载体表面的分散性,W/Al原子比从0.096提高到0.127。EDTA的引入,同时减弱了活性金属与氧化铝载体间的相互作用,有利于形成堆积程度较高的WS2相。EDTA的引入,可以大幅提高催化剂对喹啉的加氢脱氮活性,相对于传统方法制备的催化剂,其加氢脱氮活性可提高27%。     

氧化铝负载钴催化剂在肉桂醛选择性加氢反应中的应用

由共沉淀法制备了氧化铝负载氧化钴前驱体。通过H_2还原和NH_3程序升温还原法分别制备了氧化铝负载钴金属催化剂和钴氮化物催化剂。采用XRD衍射法和程序升温脱附法对催化剂进行了表征。评价了其在肉桂醛选择性加氢反应中的加氢性能。氧化铝负载的钴氮化物催化剂具有较高的肉桂醇选择性。     

异丙醇铝控制水解制备高纯拟薄水铝石和多孔氧化铝

主要进行异丙醇铝水解制备高纯拟薄水铝石和高纯多孔γ-Al_2O_3的研究。合成路线以异丙醇铝为原料,改变反应过程中水化液组成、水化温度和水化时间,制备一系列拟薄水铝石及其焙烧产物多孔γ-Al_2O_3。结果表明,水化液中异丙醇的存在会抑制无定型氢氧化铝的晶化,但也有助于形成大孔径、高比表面和大孔容的氧化铝;纯水体系下,60℃以下水化会出现三水铝石,60℃以上水化的产物则为拟薄水铝石;γ-Al_2O_3孔结构与前驱体拟薄水铝石的结晶度有关,晶粒越大的拟薄水铝石,焙烧所得氧化铝的孔径和孔容也增大。因此,水化条件的改变可以实现拟薄水铝石结构的控制,进而获得不同结构的多孔氧化铝。为由异丙醇铝水解制备高纯拟薄水铝石和多孔氧化铝的工业化提供相应的研究基础。     

γ—Al2O3膜的制备及表征

本文研究了异丙醇铝在一定条件下水解制备γ－ＡｌＯＯＨ溶胶的影响因素，探索出制备稳定，清澈γ－ＡｌＯＯＨ溶胶的最佳条件，并研究了从γ－ＡｌＯＯＨ溶胶制备氧化铝膜的影响因素，通过实验测出所制氧化铝膜的比表面积和孔径分布。     

添加剂对QHS-3浮选剂用颗粒催化剂性能的影响

采用挤压成型的方法,将QHS-3浮选剂用粉末催化剂制备成颗粒状,考察了α-氧化铝、铝溶胶2种添加剂对成型后颗粒催化剂抗压强度、比表面积、孔结构、物相、活性及稳定性的影响。结果表明,添加铝溶胶制备而成的颗粒催化剂抗压强度为38.95 MPa,比表面积为102.66 m~2/g,孔容为0.419 3 mL/g,没有新物相产生;合成浮选药剂时,产品质量分数最高可达92.23%,产品澄清透明,溶液中铜镍质量分数均在1×10~(-5)以下;颗粒催化剂稳定性好,可循环使用13次,各项指标优于添加剂α-氧化铝。