助催化剂对Fe1-xO基氨合成催化剂性能的影响

利用高温熔融法制备系列Fe_1-xO基催化剂,考察助催化剂对氨合成熔铁催化剂性能的影响。采用阶梯升温还原实验、H₂热重实验、低温N₂物理吸附和SEM-EDS等表征催化剂活性、还原性、耐热性和物理结构。结果表明,助催化剂M₁的掺杂能够提高催化剂活性和耐热性,助催化剂M₂的掺杂显著提高催化剂的还原性能。     

SrO助催化剂对Fe1-xO基熔铁氨合成催化剂性能的影响

采用高温熔融法制备了不同SrO含量的Fe_{1- x} O基氨合成催化剂。在类似工业条件下（15MPa、30000h^-1）使用固定床反应器对催化剂进行了氨合成（氮的催化加氢）活性评价,并采用X射线能谱仪（EDS）、程序升温还原（H₂-TPR）、N₂程序升温脱附（N₂-TPD）、X射线粉末衍射（XRD）对样品进行表征。结果表明,随着SrO含量的增加,催化剂的活性先增加后降低,呈现出火山型活性变化趋势。当SrO质量分数为0.4%时,催化剂活性最高。SrO存在表面偏析现象,且SrO的添加并没有促进或明显抑制催化剂的还原。少量SrO的添加降低了N₂的解离活化能或降低了NH _x 物种的稳定性,提高了催化剂的活性;SrO含量进一步增加,覆盖了表面部分活性位,消耗了体相的重要结构助催化剂Al,降低了催化剂的活性和耐热性能。     

载体焙烧温度对Co/Al2O3催化剂F-T合成反应催化性能的影响

采用等体积浸渍法,以不同温度焙烧的Al2O3为载体制备Co/Al₂O₃催化剂,通过N₂物理吸附、X射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行表征,并在固定床反应器中评价催化剂的F-T合成反应性能。结果表明,低温焙烧可获得较大比表面积的Al₂O₃载体,有利于提高活性组分的分散度,但增强了钴与载体之间的相互作用,降低催化剂活性和选择性。高温焙烧的Al2O3载体有利于提高C⁺₅选择性,尤其是柴油组分的选择性。     

以MgO-AC为载体的钌基氨合成催化剂的制备研究

在氮气气氛下焙烧Mg(NO3)2-AC,制备MgO-AC复合材料,以此为载体制备铯促进的钌基催化剂,考察了焙烧前后催化剂活性的变化和不同的焙烧气氛对于催化剂活性的影响。结果表明,在较低的温度和压力下,以MgO-AC为载体的催化剂的活性高于单独以MgO或AC为载体的催化剂,也高于将MgO和AC机械混合为载体催化剂的活性。通过活性比较、热重分析和其他相应的表征手段,得出对于MgO-AC载体,MgO和AC之间存在着一定的相互作用,对提高氨合成催化剂活性起着一定的促进作用。     

载体表面羟基种类对DMO加氢用Cu/SiO2催化剂性能的影响

通过程序升温焙烧改变气相纳米二氧化硅表面的羟基含量及种类,并以其为载体,采用蒸氨法制备了Cu/SiO₂催化剂,使用比表面积测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃/CO₂程序升温脱附（NH₃/CO₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等方法研究了Cu/SiO₂催化剂的结构和酸碱性,采用固定床反应器在低温（448K）、低压（1.5MPa）的反应条件下进行草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应,评价其催化活性。结果表明,高温焙烧二氧化硅载体可显著改变后续合成Cu/SiO₂催化剂的结构并降低其酸碱性,对提高乙二醇选择性和降低草酸二甲酯加氢过程中醇类或醚类副产物的选择性具有明显的促进作用。但同时该过程会导致催化剂的活性降低,载体焙烧（473K）后合成的催化剂均需要提高氢酯比方能获得最佳反应结果。其中经873K焙烧的二氧化硅制备的Cu/SiO₂-4催化剂,在最佳反应条件下乙二醇的选择性由低温焙烧后的92%左右提升到97%以上,草酸二甲酯转化率保持在100%。     

CeO2含量对柴油机商用稀土SCR催化剂脱硝性能的影响

考察了不同CeO₂含量对柴油机商用稀土选择性催化还原（SCR）催化剂NH₃-SCR性能的影响。通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、H₂-程序升温还原和NH₃-程序升温脱附等表征手段对催化剂的结构及性能进行了研究。研究发现，CeO₂含量对催化剂的晶体结构没有影响，添加后促进了稀土催化剂表面SiO₂的分散，从而对催化剂的脱硝性能及水热老化性能产生影响；CeO₂含量影响催化剂的织构性质，较大的孔体积和适当的比表面有利于催化剂水热老化后催化剂的脱硝性能的提高；随着CeO₂含量从14%增加到20%，其表面Ce含量呈先降低后升高的趋势，其中Ce⁴⁺含量与催化剂的水热老化后催化剂的脱硝性能成正相关；CeO₂含量的增加会阻碍稀土催化剂中其他组分的还原或增加其热稳定性，从而影响催化剂的还原能力和酸性位数量；通过脱硝性能测试，稀土催化剂中CeO₂的最佳含量为16%。     

NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

甲烷部分氧化制备合成气反应过程具有反应速率快、能耗低和H₂与CO物质的量比适用于合成甲醇及F-T合成等优点,是一种有希望替代传统水蒸汽重整的方法。研究在NiO/MgO蜂窝陶瓷整体式催化剂上的甲烷部分氧化过程,主要考察涂层载体、活性组分Ni含量、涂层载体前驱体、焙烧温度和还原温度对催化剂反应性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和N2吸附等表征前驱体及其负载活性组分NiO后的晶相、还原特性和吸附性能。结果表明,采用浸渍法制备催化剂时,Mg(NO₃)₂为涂层载体MgO前驱体,在NiO负载质量分数20%、焙烧温度（500~600） ℃和还原温度750 ℃条件下制备的催化剂NiO/MgO-N性能较好,活性较稳定;以NiO/MgO-N为催化剂,在反应温度800 ℃、n(O₂)∶n(CH₄)＝0.5和空速9 723 h^-1条件下,CH₄转化率94.4%,H₂选择性99.9%,CO选择性92.9%。     

焙烧温度对Ru/Ba-Mg(Al)O4氨合成催化剂性能影响

采用超声-沉淀-强静电吸附法制备了化学性质比较稳定的掺钡纳米镁铝复合氧化物Ba-Mg(Al)O₄,并以其为载体、Ru₃(CO)₁₂为活性组分前驱体,制备了一系列钌基氨合成催化剂。通过场发射扫描电镜、X射线衍射和N2物理吸附等表征手段,重点考察了焙烧温度对载体的物相组成和表面织构的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,制备的载体比表面积逐渐下降,表面碱性增强。当载体焙烧温度为780 ℃时,制备的负载型Ru/Ba-Mg(Al)O₄催化剂表现出较高的催化活性,在425 ℃、10 MPa和10 000 h^-1条件下,出口氨浓度达到49.17 mmol·(g·h)^-1。     

Cu2O/TiO2催化甲醛乙炔化反应的载体效应

以不同温度焙烧的TiO₂为载体,CuCl₂·2H₂O为铜源,NaOH为沉淀剂,L-抗坏血酸钠为还原剂,采用液相还原-沉积沉淀法制备了Cu₂O/TiO₂,借助X射线粉末衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、N₂-物理吸附、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等手段,研究了TiO₂载体焙烧温度对Cu₂O/TiO₂甲醛乙炔化反应性能的影响。结果表明,低温焙烧得到的TiO₂载体以锐钛矿相存在,与Cu₂O物种间具有弱的相互作用,使得Cu₂O被过度还原为金属Cu,催化活性较低。随着载体焙烧温度的升高,TiO₂中出现金红石相,Cu₂O与载体间相互作用增强,Cu₂O高效转变为乙炔亚铜活性物种,使催化剂表现出最佳的催化性能。     

甘油氢解用固体超强碱负载的铜催化剂

用浸渍-燃烧法制备了固体超强碱MgO-CaO和MgO-SrO负载的高分散铜基催化剂,并将其用于甘油氢解制备1,2-丙二醇的反应。N₂吸附、X射线衍射、透射电子显微镜、H₂程序升温还原和N₂O氧化吸附及CO₂程序升温脱附等表征实验结果显示:Cu粒子均分散于Cu/MgO-CaO(或者Cu/MgO-SrO)催化剂的表面;与Cu/MgO相比,Cu/MgO-CaO和Cu/MgO-SrO具有更强的碱性,可以加速甘油的转化。上述结果表明,甘油氢解反应中铜催化剂的活性随碱性的增强而增加。     

The Kinetics of Ammonia Synthesis over Ruthenium-Based Catalysts: The Role of Barium and Cesium

The effect of barium and cesium on the kinetic behavior of Ru/MgO in ammonia synthesis was studied. The activity measurements were performed in a differential reactor at 400°C under a pressure of 6.3 MPa and supplemented with chemisorption measurements and temperature-programmed surface reaction experiments (TPSR). The latter were performed by titrating preadsorbed atomic nitrogen (N_ads) with hydrogen. Both promoted systems proved to be much more active in NH₃ synthesis than the unpromoted one: Ba-Ru/MgO>Cs-Ru/MgO»Ru/MgO. The kinetic behavior of Ba-Ru/MgO was found to be different from that of Cs-Ru/MgO which was much less sensitive to changes in the ammonia content (x_NH3). The dependence of the turnover frequencies (TOF) on x_NH3 for Ba-Ru/MgO and Cs-Ru/MgO was found to be analogous to that for Ba-Ru/C and Cs-Ru/C, respectively. For Ba-Ru/MgO and Ba-Ru/C the differences in TOF did not exceed 10 to 30% over the range of x_NH3 studied. It is therefore suggested that cesium acts as an electronic promoter, whereas barium plays the role of a structural promoter that controls the concentration of active sites which are most likely B₅-type sites, the effect of the support being negligible. The same onset temperature of ammonia formation during the TPSR experiment observed for Ru/MgO and Ba-Ru/MgO supports this hypothesis. Furthermore, a strong increase in activity was observed for Ru/MgO and Ba-Ru/MgO when heating in synthesis gas up to 520°C. This can be attributed to the sintering of very small Ru particles and to the removal of water traces from both the MgO and the Ba + O adlayer. In contrast, the activity of Cs-Ru/MgO decreased significantly after heating at 520°C. Thus, due to the very high activity, very high thermal stability, and absence of methanation problems, barium-promoted ruthenium catalysts supported on magnesia are considered excellent ammonia synthesis catalysts.     

沉淀剂对Ru/MgO-CeO2氨合成催化剂催化性能的影响

以K<,2>RuO<,4>为钌前驱体,通过共沉淀法制备了Ru/MgO-CeO<,2>氨合成催化剂.考察了5种不同沉淀剂对Ru/MgO-CeO<,2>催化剂的结构和性能的影响,并运用X射线衍射(XRD)、CO吸附、N<,2>物理吸附和H<,2>程序升温还原(H<,2>-TPR)等技术对催化剂进行了表征,讨论了沉淀剂对氨合...     

The effect of gas atmosphere used in the calcination of MgO on its basicity and catalytic performance in oxidative coupling of methane

Influence of gas atmosphere used in the calcination of MgO (flowing oxygen, air, helium, nitrogen) on its basicity has been investigated. Pure MgO of relatively low basicity and MgO of higher basicity, containing Ca and Na compounds as impurities, were examined. The surface basicity/base strength distribution was measured using a test reaction of transformation of 2-butanol and a temperature-programmed desorption of CO₂. Both methods revealed that the calcination of MgO samples in the stream of oxygen or air gave MgO of lower basicity than obtained by calcination in the stream of helium or nitrogen. This effect may indicate a different character of interactions between various gas-phase molecules and the surface. It was also shown that MgO calcined in oxygen or air when used in the catalytic oxidative coupling of methane, gave lower conversions of methane and oxygen than that calcined in the inert gas atmosphere. The choice of a gas used in the calcination of MgO, may therefore, influence the basicity and catalytic properties of calcined MgO.     

镍基氨分解制氢催化剂的制备及性能

用浸渍法制备Ni/Al_2O_3和Ni/xMo-Al_2O_3催化剂,以氨分解为模型反应,考察Ni负载量、焙烧温度、溶剂和助剂等合成条件对催化剂催化性能的影响,通过XRD和TG-DTG表征方法对催化剂进行表征。结果表明,最佳合成条件:Ni负载质量分数为16%,焙烧温度350℃,采用丙酮为溶剂制备的Ni/Al_2O_3催化剂具有较好的催化活性。500℃添加质量分数3%的助剂Mo可以使Ni/Al_2O_3催化剂的活性显著提高39%,Ni/3%Mo-Al_2O_3催化剂的氨分解率达93.5%。     

焙烧温度对Cu-Ce/MgO催化合成气制低碳醇性能的影响

采用并流共沉淀法在不同焙烧温度下制备Cu-Ce/Mg O催化剂,考察焙烧温度对其催化CO加氢合成低碳混合醇反应性能的影响,并借助X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(N2-adsorption)等手段对催化剂的结构进行表征。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂中Ce O2晶粒增大,催化剂比表面积减小;在CO加氢反应中,焙烧温度的适当升高明显增加了催化剂活性组元之间的相互作用,使催化剂活性及低碳醇选择性明显升高;450℃的焙烧温度下,CO的转化率为54.51%,醇的选择性达到38.40%。     

γ-Al2O3载体改性对环己酮二聚体脱氢合成邻苯基苯酚催化剂性能的影响

研究了利用金属氧化物进行载体γ-Al₂O₃改性对0.5%Pt-5%K₂O/γ-Al₂O₃催化剂在环己酮二聚体脱氢合成邻苯基苯酚反应中催化性能的影响。以La₂O₃、Ce₂O₃、MgO和CaO对γ-Al₂O₃载体进行改性,比较了4种金属氧化物对生成邻苯基苯酚收率的影响。结果表明,以CaO改性的催化剂可使邻苯基苯酚的收率得到显著提高。通过对CaO改性条件进行研究,确定最佳的改性条件为：CaO用量占载体质量的20%,焙烧温度600 ℃,焙烧时间5 h。以改性γ-Al₂O₃为载体制备的催化剂合成邻苯基苯酚收率最高,可达95.6 %。利用XRD、XPS、H₂-TPR和NH₃-TPD对催化剂进行表征,并结合催化剂的评价结果对使用CaO进行载体改性对邻苯基苯酚收率提高的原因进行了探讨。     

Mn的添加对Co-Ce-O催化氧化对甲酚性能的影响

应用溶胶-凝胶法制备了Co-Ce-Mn-O催化剂,并应用BET、XRD和微型催化反应装置研究了第三组分Mn的添加量、干燥方法和焙烧温度对Co-Ce-O复合氧化物催化剂结构及其对甲酚(PMP)选择氧化对羟基苯甲醛(PHB)催化性能的影响。结果表明:Mn的添加促进了Co、Ce及Mn组分间的相互分散,从而提高了催化剂的催化性能。经真空干燥、250℃焙烧制得的原子比Mn/Co=1的Co-Ce-Mn-O催化剂的选择氧化催化性能最佳。