负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

加氢法制苯甲醛的MnOx/Al2O3催化剂研究

采用等体积浸渍法制备了MnOx/Al2O3催化剂,在固定床连续反应器上考察了MnOx负载量对苯甲酸加氢制备苯甲醛的催化性能的影响,采用TG-DSC、H2-TPR、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对催化剂进行了表征,并与催化剂活性和苯甲醛选择性关联。研究表明,在常压、380℃、氢气空速为760 h-1、氢/酸物质的量比为68的条件下,锰负载量为10%~15%的催化剂苯甲酸转化率在92%以上,苯甲醛选择性接近90%。H2-TPR表明,苯甲酸加氢反应与催化剂的氧化还原性有很大的关联,催化剂表面氧空位增加对苯甲酸加氢反应有利。NH3-TPD和CO2-TPD表明催化剂的表面酸碱性对反应活性有很大影响,具有表面弱酸性和中等强度碱性的催化剂活性和苯甲醛选择性比较高。     

硼改性Cu/Al_2O_3催化甘油氢解反应合成1,2-丙二醇

采用分步浸渍法制备了硼改性Cu/Al2O3催化剂,利用XRD、FTIR、UV-Vis、N2吸附、H2-TPR、NH3-TPD和N2O解离吸附等方法对其结构进行了表征,研究了硼改性对催化剂结构及其催化甘油氢解反应性能的影响。结果表明,先浸渍硼再浸渍Cu时,随硼含量提高,催化剂酸量和Cu分散度增加,Cu与硼物种的相互作用增强。先浸渍Cu后浸渍硼时,催化剂的酸量提高、Cu物种分散程度变化不明显。先浸渍硼明显提高了Cu/Al2O3活性及1,2-丙二醇选择性。在220℃、3 MPa、质量空速2.0 h-1及H2/甘油比为20的条件下,随硼含量提高,甘油转化率及1,2-丙二醇选择性呈现增大趋势,其中硼含量为2%的催化剂上甘油转化率及1,2-丙二醇选择性分别达到99.9%和96.2%。硼改性对Cu/Al2O3催化性能的促进作用与催化剂酸性提高及Cu与B之间的相互作用有关。     

络合浸渍法制备Ni/ZrO_2催化剂及其催化顺酐液相加氢性能

分别以柠檬酸、乙二胺、乙酰丙酮以及乙二胺四乙酸二钠为络合剂,采用络合浸渍法制备Ni质量分数为10%的Ni/ZrO_2催化剂,考察催化顺酐液相加氢性能,并利用XRD、H2-TPR、H2-TPD等对其进行表征。结果表明,各络合剂对催化剂中金属-载体相互作用、活性金属分散度以及C=O加氢活性的影响均不相同。引入乙酰丙酮的Ni/ZrO_2-AC催化剂具有最高的活性金属分散度和C=O加氢活性,表现出最高的γ-丁内酯选择性,该催化剂在反应温度210℃、氢压5 MPa条件下反应3 h,顺酐转化率约100%,γ-丁内酯选择性47.0%。     

采用HTLcs前驱体制备的丙酮一步法制MIBK催化剂

采用共沉淀法制备Cu Mg A1三元类水滑石,进而煅烧得到CuO MgO Al2O3催化剂用于丙酮加氢一步合成甲基异丁基酮(MIBK)反应。研究了催化剂活性组分配比及反应条件对转化率和选择性的影响,经筛选得到催化剂体系的最佳组成为:n(Cu)∶n(Mg)∶n(Al)=4∶16∶10,适宜的反应条件为:温度240℃,n(H2)∶n(丙酮)=2.5,液空速为4.8mL/h·g,在该条件下丙酮转化率达73.88%,MIBK选择性达55.23%。     

制备方法对Ni-Al_2O_3催化剂乙酰丙酸加氢性能的影响

分别采用浸渍法、沉积-沉淀法和共沉淀法制备了Ni-Al_2O_3催化剂,采用H2-TPR/TPD、XRD、NH3-TPD等对催化剂进行表征,并研究其催化乙酰丙酸加氢性能。结果表明,共沉淀法制备的催化剂中存在强的金属-载体相互作用、活性金属分散度高以及丰富的酸性中心。该催化剂表现出优异的催化乙酰丙酸加氢合成%-戊内酯性能以及高的使用稳定性。在160℃和4 MPa氢气压力反应条件下,乙酰丙酸转化率与%-戊内酯选择性可分别达85.0%和78.0%,催化剂循环使用3次时活性仍基本保持恒定。     

Ni-Fe/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢研究

利用浸渍法制备了不同组成的Ni-Fe/Al2O3催化剂,对催化剂进行了X射线衍射(XRD)表征。以乙醇水蒸气重整(SRE)反应为探针,采用固定床反应器考察了催化剂组成、反应温度对活性和选择性的影响。实验结果表明,Ni-Fe/Al2O3较Ni,Fe单独担载的Ni/Al2O3,Fe/Al2O3选择性高,低温活性好,Ni是主要活性组分,Ni,Fe配比影响活性和选择性,其中Ni10Fe5性能最佳。400℃时,乙醇转化率可达100%,H2,CO和CO2选择性分别55.4%,0.86%和82.18%;450℃时,乙醇转化率为100%,H2,CO和CO2选择性分别67.18%,4.30%和91.01%,且反应温度影响SRE反应系统中各相关反应在系统中的权重。     

ZnO对CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解性能的影响

以氧化铝为载体,采用浸渍法制备了负载型CuO-ZnO/Al2O3催化剂,通过XRD、XPS、TPR手段表征催化剂上CuO和ZnO的分布和化学形态。结果表明,CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解反应中,CuO是活性组分,ZnO的引入可以降低CuO与载体氧化铝的相互作用强度,有利于CuO的还原,提高催化剂甘油氢解活性;催化剂表面呈缺电子状态的Cu物种是甘油氢解的活性中心。当活性组分CuO质量分数为12%,n(Cu)∶n(Zn)=1∶1.5时,CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解活性最高,甘油转化率可达97.82%,对1,2-丙二醇选择性达94%。     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。     

焙烧温度对苯甲酸加氢用Mn/Zn/Al催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了Mn/Zn/Al系列催化剂,考察了焙烧温度对苯甲酸加氢制备苯甲醛反应中催化剂性能的影响,采用DSC-TGA、BET、XRD和H₂-TPD等手段对催化剂进行表征,并与催化剂活性和苯甲醛选择性关联。研究表明,焙烧温度对Mn/Zn/Al催化剂性能影响显著,影响了催化剂对H₂的吸附能力及比表面积。经500 ℃焙烧处理的催化剂苯甲酸转化率为92.1%,苯甲醛选择性达89.3%,此时,活性组分分散较好,催化剂对H₂的吸附强度适中,吸附量较大,催化剂活性较高。随着焙烧温度增加,MnO分散度下降,催化剂比表面积相应降低,苯甲醛选择性下降。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

不同Pt分布的Pt-K/γ-Al2O3催化剂制备及在邻苯基苯酚制备中的催化性能

采用分布浸渍法制备了以Pt为活性组分,K₂SO₄为助剂的Pt-K/γ-Al₂O₃催化剂,通过调节浸渍液中HCl浓度改变活性组分Pt在载体中的分布并用于环己烯基环己酮(Dimer)脱氢合成邻苯基苯酚(OPP),并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H2-TPR)和电子探针微量分析(EPMA)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,通过调节浸渍液中HCl浓度的方法可有效调节催化剂的结构性质,活性组分与γ-Al₂O₃载体之间的相互作用以及Pt在载体上的分布。当浸渍液中HCl浓度为0.50％时,催化剂存在较高的比表面积,Pt在载体上存在最适宜的浸渍深度以及较弱的与载体之间的相互作用,从而调整了中间产物、OPP在催化剂表面的停留时间,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性。在液相空速LHSV 0.12 g·g-1·h-1、H2空速33 ml·g-1·h-1、温度380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

Preparation and catalytic performance of Pt-K/γ-Al2O3 catalysts with different Pt distributions for synthesis of o-phenylphenol

采用分布浸渍法制备了以Pt为活性组分,K₂SO₄为助剂的Pt-K/γ-Al₂O₃催化剂,通过调节浸渍液中HCl浓度改变活性组分Pt在载体中的分布并用于环己烯基环己酮(Dimer)脱氢合成邻苯基苯酚(OPP),并利用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H2-TPR)和电子探针微量分析(EPMA)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,通过调节浸渍液中HCl浓度的方法可有效调节催化剂的结构性质,活性组分与γ-Al₂O₃载体之间的相互作用以及Pt在载体上的分布。当浸渍液中HCl浓度为0.50％时,催化剂存在较高的比表面积,Pt在载体上存在最适宜的浸渍深度以及较弱的与载体之间的相互作用,从而调整了中间产物、OPP在催化剂表面的停留时间,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性。在液相空速LHSV 0.12 g·g-1·h-1、H2空速33 ml·g-1·h-1、温度380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

Catalytic methanation of syngas over Ni-based catalysts with different supports

Co-precipitation method was selected for the preparation of Ni/Al2O3, Ni/ZrO2 and Ni/CeO2 catalysts, and their performances in methanation were investigated in this study. The structure and surface properties of these catalysts were characterized by BET, XRD, H2-TPD, TEM and H2-TPR. The results showed that the catalytic activity at low temperature followed the order:Ni/Al2O3>Ni/ZrO2>Ni/CeO2. Ni/Al2O3 catalyst presented the best catalytic performance with the highest CH4 selectivity of 94.5%. The characterization results indicated that the dispersion of the active component Ni was the main factor affecting the catalytic activity and the one with higher dispersion gave better performance.     

Ni-Co/Al_2O_3催化乙醇水蒸气重整制氢性能研究

利用浸渍法制备Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂组成、反应温度、水醇比、液体空速对乙醇水蒸气重整反应的影响。结果表明,Ni-Co/Al2O3催化剂中Co含量的增加会提高氢气和一氧化碳的选择性,降低甲烷和二氧化碳的选择性,催化剂Ni7.5Co7.5催化性能最佳,450℃时乙醇转化率达到100%,氢气选择性为79.78%,二氧化碳选择性为91.89%。反应温度会影响乙醇水蒸气重整制氢反应中相关反应的权重和产物的分布。加大水醇比降低一氧化碳选择性,提高二氧化碳选择性;提高液体空速,加大一氧化碳选择性。Ni-Co/Al2O3催化剂反应前后发生明显的物相重构,Co3O4被还原成Co,Co与Ni共同起活性作用,Co3O4作为催化剂前体在乙醇水蒸气重整中显示出良好的活性。     

α-蒎烯催化加氢催化剂制备及催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Al_2O_3、ZrO_2和ZrO_2/Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了NiO/Al_2O_3、NiO/ZrO_2和NiO/ZrO_2/Al_2O_3催化剂,采用H_2-TPR、NH_3-TPD和原位红外等技术对催化剂的还原性能、表面酸特性、α-蒎烯的吸附性及比表面积等进行了表征。结果表明,负载型ZrO_2/Al_2O_3复合载体与活性物种形成较强的相互作用,稳定活性中心,复合载体Ni催化剂表面酸强度介于Ni/ZrO_2和Ni/Al_2O_3之间,α-蒎烯能与Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂形成适宜化学吸附态。在α-蒎烯加氢反应中,Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性,α-蒎烯转化率为84%,蒎烷选择性为83%。     

用于邻苯基苯酚合成的Pt/Al_2O_3催化剂改性研究

考查了用于环己酮二聚物脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的Pt/Al2O3催化剂的改性研究。针对脱氢反应体系所存在的副反应特点,采用了载体碱改性〔使用了含钾矿物(KM)以及3种Mg-Al复合载体〕与助剂改性(使用K盐类)两种手段,开发出了二者结合的复合改性工艺。研究表明,矿物KM的载体改性效果较好(OPP选择性>80%),助剂改性以K2CO3的性能较好(OPP选择性>90%),而复合改性的Pt-K2CO3/KM-Al2O3〔w(Pt)=0.5%,w(K2O)=3.0%,w(KM)=15%〕催化剂在选定的反应条件下,最高活性可达二聚物转化率95.2%、OPP选择性95.0%,在100 h内,环己酮二聚物转化率和OPP选择性可分别保持在95.0%与92.0%以上。     

硫改性镍催化剂丁烯-1双键临氢异构性能

将Ni/Al_2O_3催化剂浸渍于有机多硫化物(TPS-37)中制备得到硫改性Ni/Al_2O_3催化剂。采用X射线荧光光谱(XRF)、热重-质谱(TG-MS)联用、X射线光电子能谱仪(XPS)和程序升温还原(TPR)等方法对催化剂进行表征,并考察了硫改性Ni/Al_2O_3催化剂上丁烯-1双键临氢异构性能。结果表明,硫改性Ni/Al_2O_3催化剂经高温氢气活化及甲苯萃取后,催化剂上硫含量基本不变。硫与催化剂之间存在较强的相互作用,使氧化镍在相对较低的温度下被H2还原;硫改变了Ni金属周围电子环境,从而显著改善催化剂的双键临氢异构性能。在反应温度60℃,氢压1.6 MPa,氢气和碳四烃物质的量之比(氢烃比)为0.013的条件下,硫改性Ni/Al_2O_3催化剂催化丁烯-1双键临氢异构反应,丁烯-1转化率可达92.6%,丁烯-2选择性为97.5%。催化剂稳定性实验结果表明,硫改性催化剂催化性能好,稳定性优良。