MgO前驱体对甲烷部分氧化整体催化剂的影响

研究了以不同MgO前驱体为过渡载体负载NiO的蜂窝陶瓷整体催化剂对甲烷部分氧化制备合成气反应过程的影响.采用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原实验(H2-TPR)和N2吸附等手段表征了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.在反应温度500～800℃、不同空速以及氧气与甲烷物质的量之比(O2/CH4)不同的条件下考察了催化剂活性.结果表明,NiO/MgO-Cl和NiO/MgO-S活性低、失活快;NiO/MgO-N催化剂活性高、稳定性好,这主要是由于前驱体在沉淀过程中形成不同物种,导致焙烧后载体及催化剂表面积和还原特性的差异.NiO/MgO-N催化剂在800℃,质量空速9 723 h-1及O2/CH4为0.5时,CH4转化率87.2%.H2和CO的选择性分别为100%和87.3%.     

宽温型镍基甲烷化催化剂制备及催化性能

利用挤条成型及等体积浸渍法制备了负载型镍基甲烷化催化剂。通过H₂-TPR等表征方法对催化剂进行表征,研究了MgO对镍基催化剂中NiO与载体Al₂O₃相互作用力的影响。催化剂活性评价表明,助剂MgO在甲烷化反应中对CH₄选择性具有明显的促进作用。考察了催化剂的高温稳定性,并对镍基催化剂的低温失活现象进行了研究。     

煤化工废水用改性分子筛催化剂的研制与表征

采用等体积浸渍法以ZSM-5分子筛为载体，制备负载分子筛催化剂。分别研究了不同活性物质、前驱体盐、焙烧温度和活性物质载量对催化剂性能的影响。通过BET检测、N₂吸附-脱附等温线、催化剂孔径分布、CWOO评价(包括催化剂抗硅性、间甲酚转化率和TOC去除率)方法对催化剂性能进行表征。研究表明：采用前驱盐Fe(NO₃)₃·9H₂O和活性组分Fe对载体ZSM-5分子筛进行负载，且活性组分负载量达到4%(质量分数)，并用500℃进行焙烧，制备出的负载分子筛催化剂具有较好的抗硅性、较高的间甲酚转化率与TOC去除率，综合性能最好。     

ZrO2-Al2O3复合载体负载Ni基催化剂COx甲烷化性能

采用浸渍和粉末压片的方法制备了两种ZrO₂-Al₂O₃复合载体并用于负载Ni基催化剂，并利用氮气等温物理吸附、X射线粉末衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等分析手段对催化剂物化性质进行表征，考察了ZrO₂-Al₂O₃复合载体制备方法及ZrO₂的引入对Ni基催化剂在CO、CO₂和CO-CO₂共存的3种体系下甲烷化反应活性的影响。材料表征和活性测试结果表明，在CO甲烷化体系中，与单一Al₂O₃载体相比，引入ZrO₂的复合载体能有效提高催化剂中Ni物种的分散度从而增强CO甲烷化过程中催化剂活性，且粉末压片法较浸渍法制备的复合载体能有效提高催化剂的还原度，降低还原温度，但前者会大大降低催化剂的比表面积；在CO₂甲烷化体系中，当载体形貌和制备方法相同时，载体的变化对催化剂活性的影响较小，CO₂转化率主要受到制备方法不同引起的物理性质如比表面积变化的影响；在CO-CO₂共存体系中，由于CO在竞争吸附中比CO₂更容易占据活性位点，所以呈现出优先进行CO甲烷化再进行CO₂甲烷化、CO₂的含量先增多后减少的规律。     

Ni-Mn/Al2O3催化剂在浆态床中CO甲烷化催化性能

采用共浸渍法制备了Ni-Mn/Al₂O₃催化剂,考察了助剂Mn的含量对催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响。采用XRD、H₂-TPR、BET、TEM、H₂-化学吸附等表征对催化剂进行了测试分析,结果表明,Mn助剂的引入能够促进Ni物种在载体表面的分散,减弱Ni物种与载体的相互作用,降低催化剂的还原温度,提高催化剂的比表面积,减小活性金属Ni的晶粒尺寸。随着Mn含量的增加,Ni-Mn/Al₂O₃催化剂的甲烷化性能先升后降,其中以Mn含量为4%（质量分数）时的催化甲烷化性能最佳,添加过量的Mn导致活性组分Ni被部分覆盖,催化甲烷化性能下降。通过对16Ni4Mn/Al₂O₃催化剂样品的浆态床反应温度及反应压力的研究发现,当反应温度为280℃、反应压力为1.5 MPa时,催化剂样品16Ni4Mn/Al₂O₃的CO转化率及CH₄选择性分别达到96.2%和88.8%。     

Ni/W-Al2O3催化剂在富氢气体中CO选择性甲烷化的研究

采用等体积浸渍法在Ni基催化剂上添加W助剂制备Ni/W-Al₂O₃催化剂，探究Ni负载量、W摩尔分数和焙烧温度对催化剂CO选择性甲烷化的影响。利用XRD、N₂-物理吸附、H₂-TPR、NH₃-TPD、CO₂-TPD、TEM等对催化剂进行表征。结果表明，有W的催化剂在低温下活性很差，不能提高活性。在Ni负载量为20%、W摩尔分数为0.05、焙烧温度为900℃、空速为4 800 h^-1的条件下，反应温度在207～339℃范围内，20%Ni/0.05W-Al₂O₃-900℃催化剂能使CO出口体积分数始终小于10μL/L,CH₄出口体积分数小于2%。     

焙烧温度对Al2O3载体的性质及其负载的煤制合成气制代用天然气镍基催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为前驱体,经不同温度焙烧制得Al₂O₃载体,等体积浸渍法制备Ni/Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射、N₂-物理吸附、扫描电镜、程序升温还原等对载体及催化剂进行表征,考察载体焙烧温度对Al₂O₃载体性质及其负载的镍基催化剂催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,Al₂O₃载体的比表面积减小,平均孔径增大,结晶度升高,晶粒度增大,晶型逐步转变为γ-Al₂O₃［(500~800) ℃］、δ-Al₂O₃［ (900~1 100) ℃］和α-Al₂O₃［(1 250) ℃］。合成气制甲烷催化剂活性变化趋势为:Ni/γ-Al₂O₃>Ni/δ-Al₂O₃>Ni/α-Al₂O₃,其中,800 ℃焙烧的γ-Al₂O₃负载的Ni基催化剂因稳定的晶型结构以及与NiO之间适当的相互作用而表现出最佳的催化活性及稳定性。     

不同载体负载的Mo基甲烷化催化剂

研究γ-Al₂O₃、CeO₂和ZrO₂负载的Mo基催化剂性质及其甲烷化性能。采用N2物理吸附、H₂程序升温还原、X射线衍射和透射电镜对催化剂进行表征,使用固定床,在550 ℃、3 MPa、5 000 h^-1、V(H₂)∶V（CO）=1.0且含有H2S的合成气中对催化剂甲烷化性能进行测试。结果表明,3种载体中,Mo在ZrO₂载体上分散度最高,甲烷化反应中Mo/ZrO₂催化剂活性最高; CeO₂负载的Mo相抗烧结能力最强,甲烷化反应中Mo/CeO₂催化剂稳定性最好。     

MgO对镍基氧载体化学链燃烧性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同MgO含量的NiO/MgO/SiO₂氧载体,利用XRD和TPR对其物化性能进行表征,并以甲烷为燃料在固定床微型反应器中对氧载体进行化学链燃烧性能考察。结果表明,MgO的加入可以提高NiO的分散度,从而提高反应性能;MgO使NiO在低温下较难被还原,显著降低了低温还原过程中的积炭量,提高了CO2选择性;800 ℃下,经过10次氧化还原循环反应,NiO/MgO/SiO₂氧载体颗粒反应性稳定,甲烷转化率维持在99%,CO₂选择性也达到98%。     

NiO-LaCoO3催化剂的丙烷和CO氧化性能

采用固相反应制备了NiO-LaCoO₃催化剂,考察了焙烧温度以及Ni含量对催化剂的CO和丙烷氧化活性的影响。用X射线粉末衍射、H₂-程序升温还原等技术对催化剂进行了表征。结果表明,在焙烧温度为700~1000℃时,焙烧温度越高,催化剂的丙烷和CO氧化性能越差,其中700℃焙烧后的10NiO-LaCoO₃催化剂的效果最好。助剂Ni能有效提高LaCoO₃催化剂的丙烷和CO氧化性能,其中Ni含量为7.5%的7.5NiO-LaCoO₃催化剂氧化性能最佳。研究发现催化剂的CO和丙烷氧化活性与催化剂中氧活动性具有相关性。     

CO2-CH4重整NiO／γ-Al2O3催化剂制备方法与其催化性能的关系研究

分别采用自然浸渍法（1#）、超声波浸渍法（2#）、旋转真空浸渍法（3#）和胶体磨循环浸渍法（4#）制备NiO／γ-Al2O3催化剂,对其进行TPR和XRD分析,TPR分析结果表明,四种试样的还原温度均低于800℃,均不存在自由NiO物种;XRD分析结果表明,焙烧后的四种试样均存在NiO和NiAl10O16尖晶石两种晶相。四种试样的CH4／CO2重整反应30h评价实验结果表明,胶体磨循环法所制备的催化剂评价结果最好,其CH4和CO2转化率分别为93．5％和83．5％,n（H2）：n（CO）=0．84：1。     

芳烃在NiO/γ-Al2O3催化剂上的O3氧化性能研究

为降低排放物中的芳烃含量（主要是苯、甲苯和二甲苯），开发出一种低温催化氧化工艺，该工艺以 O₃为氧化剂，以自行制备的NiO/γ-Al₂O₃为催化剂，将芳烃转化为无毒的CO₂和H₂O,达到无污染排放。研究了不同负载金属、氧化镍含量、催化剂焙烧温度和反应时间等对芳烃氧化行为的影响。在反应温度60 ℃、负载氧化镍质量分数为15%、焙烧温度550 ℃和反应时间50 min时，芳烃的氧化效率可达到84%左右。     

焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响

采用浸渍法制备Ba-Ru/MgO系列催化剂，考察不同焙烧气氛对Ba-Ru/MgO催化剂氨合成性能的影响，通过X射线衍射、N₂-低温物理吸附、透射电镜、H₂程序升温还原、CO₂程序升温脱附和红外光谱等方法对其进行表征，考察焙烧气氛对负载型钌基氨合成催化剂的物相结构、织构性能、微观形貌、钌物种的还原性能和体系酸碱性能等影响。研究表明，MgO焙烧气氛对制备的钌基氨合成催化剂结构、物化性能以及氨合成活性有较大影响，不同气氛焙烧对Ba-Ru/MgO催化剂碱性强弱影响顺序：Ba-Ru/MgO(Ar)＞Ba-Ru/MgO(N₂)＞Ba-Ru/MgO(空气)＞Ba-Ru/MgO (真空)，在450 ℃、5.0 MPa和5 000 h^-1条件下，空气、Ar和N₂气氛焙烧的MgO制备的Ba-Ru/MgO催化剂活性高于真空气氛焙烧的MgO制备的催化剂。     

Pd/NaY催化苯甲醇无溶剂选择性氧化反应

采用离子交换法将[Pd(NH₃)₄]²⁺交换到NaY分子筛中,经焙烧和氢气还原制备金属钯粒径可调变的Pd/NaY催化剂。在(120~500) ℃改变焙烧温度,可以获得金属钯粒径(1.3~11.9) nm的Pd/NaY催化剂。Pd/NaY催化剂能够催化苯甲醇的无溶剂选择性氧化反应,对含不同钯粒径的Pd/NaY催化剂上醇选择性氧化研究发现,在1.6%Pd/NaY催化剂用量0.1 g、反应温度100 ℃、苯甲醇用量48.5 mmol和O₂流速3 mL·min^-1条件下,苯甲醇转化的真实转化频率随粒径变化在3.2 nm处呈最大值,该反应为结构敏感反应。     

过氧化氢氧化苯酚铜锰复合氧化物催化剂的制备

采用固相法制备了新型催化剂铜锰复合氧化物催化剂。利用高效液相色谱法对苯酚过氧化氢氧化反应产物进行分析,以苯酚转化率和苯二酚收率为评价指标,对催化剂进行了评价。结果表明,催化剂性能随铜与锰物质的量比、焙烧温度、焙烧时间和研磨时间等因素的增大呈先升高再降低的趋势,并与络合剂的还原性有关。确定最佳工艺条件为:室温下,按锰与铜物质的量比1:2将Cu_2(OH)_2CO_3、MnCO_3和适量H_2C_2O_4·2H_2O混匀,置于研钵匀速研磨10 min,马弗炉400℃焙烧2 h。最佳条件下,苯酚转化率为63.7%,苯二酚收率为59.1%。     

(Fe-Al)柱撑累托石催化过氧化氢氧化苯酚

制备了(Fe-Al)柱撑累托石催化剂.在苯酚浓度65.0 mg·L<'-1>和催化剂用量1.0 g·L<'-1>的条件下,考察了催化剂焙烧温度、初始pH和反应温度对苯酚催化过氧化氢氧化处理效果的影响,并运用XRD和TPR等手段对催化剂进行表征.结果表明,(Fe-Al)柱撑累托石催化剂层柱结构完全.在焙烧温度500℃、反...     

焙烧条件对NiO/TiO2催化剂结构和脱硝性能的影响

以锐钛矿型纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,制备NiO/TiO2催化剂,并考察其脱硝性能.以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器,70℃和0.08 MPa条件下至水分蒸干.在空气中,以不同的温度和时间焙烧,得到负载质量分数均为...     

A novel process for converting coalmine-drained methane gas to syngas over nickel–magnesia solid solution catalysts

A novel process is developed in this paper for utilizing the coalmine-drained methane gas that is usually vented straight into the atmosphere in most coalmines worldwide. It is expected that low-cost syngas can be produced by the combined air partial oxidation and CO₂ reforming of methane, because this process utilizes directly the methane, air, and carbon dioxide in the coalmine-drained gas without going through the separation step. For this purpose, a nickel–magnesia solid solution catalyst was prepared and its catalytic performance for the proposed process was investigated. It was found that calcination temperature has significant influence on the catalytic performance due to the different extent of solid solution formation in the catalysts. A uniform nickel–magnesia solid solution catalyst exhibits higher stability than the catalysts in which NiO has not completely formed solid solution with MgO. Its catalytic activity and selectivity remain stable during 120 h of reaction. The product H₂/CO ratio is mainly dependent on the feed gas composition. By changing CO₂/air ratio of the feed gases, syngas with a H₂/CO ratio between 1 and 1.9 can be obtained. The influences of reaction temperature and nickel loading on the catalytic performance were also investigated.     

新型汽车尾气净化催化剂的研究

利用超微粒子金属Fe、Co、Ni和NiO与Fe₂O₃、γ-Al₂O₃混合成型烧焙制成催化剂，实验过程中对模拟汽车尾气中HC、CO和NOx等物质的转化性能进行了研究。结果表明，该型催化剂各性能良好，在250 ℃时可将模拟汽车尾气中75%以上的CO转化并清除，260 ℃时能将50％以上的HC化合物（C₃H₈）转换成无害物质，300 ℃时可转化80%以上的NOx化合物。     

泡沫金属镍微型反应器内一氧化碳优先氧化

在微型反应器中,采用泡沫金属镍为载体负载Cu-Ce-Zr-O催化剂,用于优先氧化去除富氢气体中的CO。考察Zr掺杂量、焙烧温度和催化剂预处理工艺对催化剂性能的影响。结果表明,CuCe_9Zr_(1.5)O_δ催化剂表现出较好的催化性能,反应温度(160～260)℃,CO转化率达99%以上,出口气浓度降至100×10~(-6)以下,CO选择性维持在40%左右;反应温度(180～240)℃,富氢气体中CO浓度降至60×10~(-6)以下。经H_2预处理后的催化剂低温活性和反应性能略有提高。