微乳液在制备C_2含氧化合物合成催化剂中的应用

对微乳液法在制备C2含氧化合物合成催化剂中的应用做了较为详细的综述。从制得纳米粒子与载体的结合方式,主要有3种方法:微乳液同步合成法,微乳液沉积法和微乳液浸渍法。目前报道较多的是第一种方法,制得的Rh/SiO2催化剂具有较好的CO加氢生成C2含氧化合物的活性和选择性,但存在金属包埋的问题。微乳液沉积法可部分解决金属包埋问题,但金属与载体之间的化学作用力不强而导致催化剂热稳定性较差。微乳液浸渍法可以通过保持水核中金属离子在浸渍过程中处于未还原状态从而避免上述这些问题,虽然该法仅用于F-T合成催化剂的制备,但催化性能优越,产物中甲烷选择性非常低,值得尝试用于C2含氧化合物合成催化剂的制备。     

以活性炭为载体制备Pd和Pt加氢脱硫催化剂

别以椰壳活性炭、果壳活性炭和木质活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了Pd/C和Pt/C催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物,考察了不同种类活性炭负载的贵金属催化剂加氢脱硫(HDS)催化性能。结果表明,增加活性炭表面酸性含氧基团或碱性基团数量都有助于提高Pt和Pd的分散度。DBT在Pd/C和Pt/C催化剂催化下进行HDS反应时,直接脱硫(DDS)路径选择性高于加氢反应路径(HYD)选择性,其中Pt/C催化剂的HDS催化活性和DDS路径选择性都显著高于Pd/C催化剂。Pd/C和Pt/C催化剂的HDS催化性能主要取决于载体表面官能团的种类和分布。Pd和Pt催化剂的HYD反应路径选择性和稳定性都随载体表面酸性含氧基团的增加而增加,但它们断裂C-S的活性却有所降低;增加载体表面碱性基团数量则有助于提高催化剂断裂C-S的活性,但不利于其稳定性。     

焙烧温度对合成气制C_2含氧化物Rh基催化剂性能的影响及表征研究

制备了不同焙烧温度的Rh-Mn-Fe-Li/SiO2催化剂,并采用XRD、N2吸附-脱附、氢氧滴定、TPR等方法对催化剂进行了表征,详细考察了催化剂催化CO加氢制C2含氧化合物的反应性能。研究结果显示,焙烧改变了Rh和助剂间的相互作用强度,从而影响了催化剂的活性和选择性。当焙烧温度为550℃,催化剂活性最高达19.4%,此时C2含氧化合物选择性达59.9%,时空收率达747.9g/(kg.h)。     

助剂铈对Rh-V/SiO_2催化剂催化CO加氢性能的影响

研究了助剂Ce和V对Rh/SiO2催化剂催化CO加氢合成乙醇等C2+含氧化合物的性能的影响。用程序升温脱附(TPR)、CO吸附和程序升温脱附(CO-TPD)对催化剂进行了表征。结果表明,助剂Ce、V的加入显著提高了Rh/SiO2催化剂的活性和选择性,助剂Ce或V的添加抑制了Rh组分的还原,而Rh组分促进了V组分的还原。催化剂最佳w(Ce)为0.5%,此时Rh分散度较高,弱吸附的CO数量较多,从催化剂上脱附出来的未解离CO数量也较多,从而促进了CO插入,提高了催化剂的活性和乙醇等C2+含氧化合物的选择性。w(Rh)=1.0%、w(Ce)=0.5%、w(V)=1.0%的Rh-Ce-V/SiO2催化剂的乙醇选择性和C2+含氧化合物时空产率分别达到31.9%和316.7g/(kg·h)。     

浸渍溶剂对Rh-Mn-Li/SiO_2催化剂CO加氢性能的影响

采用CO加氢反应、CO-TPD、TPSR和XPS等技术,考察了水、甲醇、乙醇和异丙醇等浸渍溶剂对Rh-Mn-Li/S iO2催化剂CO加氢性能的影响。结果表明,以乙醇为浸渍溶剂的催化剂表现出最高的C2含氧化合物时空收率(YC2-oxy)和C2含氧化合物选择性(SC2-oxy),分别达686.1 g/(kg-cat.h)和73.8%;以甲醇和异丙醇为浸渍溶剂的催化剂上YC2-oxy也较高,但是SC2-oxy都比前者低;水溶液浸渍制备的催化剂有着较高的SC2-oxy,但是其YC2-oxy较低。以醇类为浸渍溶剂的催化剂的高活性与金属活性组分在催化剂表面富集而导致的更多活性中心的形成有关。催化剂表面非解离的CO比率增加有利于C2含氧化合物选择性的提高。     

微乳液法制备纳米Ni-Cu/Al_2O_3碳二选择加氢催化剂及其性能

采用微乳液法和浸渍法制备了负载型纳米非贵金属选择加氢催化剂Ni-Cu/Al2O3,对Ni-Cu/Al2O3催化剂的物化性质进行了表征,并评价了Ni-Cu/Al2O3催化剂在碳二馏分选择加氢反应中的催化性能。表征结果显示,微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂的活性组分颗粒粒径约为8nm,分散性好,表面效应显著,活性组分主要负载在载体的表面。实验结果表明,微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂在碳二选择加氢反应中具有很好的活性和选择性,在反应温度为71℃时,乙炔转化率为99.88%,乙烯选择性为72.50%,丙二烯和丙炔的转化率为92.85%,丙烯选择性为97.38%;微乳液法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂的催化加氢性能优于浸渍法制备的Ni-Cu/Al2O3催化剂。     

凹凸棒石黏土负载CuO催化剂催化CO氧化性能

以纤维状的凹凸棒石黏土为载体,采用沉积-沉降法负载CuO制备出负载型CuO/Attapulgite(CuO/APT)催化剂.采用XRD、SEM、TEM、XPS和N2 adsorption手段对所得催化剂结构性能进行表征,并在连续流动微反装置上考察了其催化CO低温氧化催化性能.结果表明,所制备的CuO/APT催化剂具有高比表面积,活性组分纳米CuO在载体表面分散均匀,并且在催化CO低温氧化反应中表现出高的催化活性.     

Ti助剂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂CO加氢制C2含氧化物性能的影响

采用CO加氢反应、CO脉冲吸附和程序升温脱附(CO-TPD)以及程序升温还原技术(TPR),研究了Ti助剂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂上CO加氢合成C2含氧化合物的影响.CO加氢反应结果表明,微量Ti(0.0025%)的加入,催化性能得到明显改善.Ti的负载量增加至0.3%,催化性能下降.CO吸附,CO-TPD和TPR结果表明,添加微量Ti,增加了强吸附CO的量,且微量Ti的添加致使催化性能提高的原因可能与Ti削弱了Rh与Mn间的相互作用有关.     

硫含量对NiW体系催化剂四氢萘加氢的影响

采用饱和浸渍法制备NiW体系催化剂,并对其进行了程序升温还原表征。考察了硫含量对NiW/SiO2-Al2O3催化剂催化四氢萘加氢性能的影响,并考察了硫对活性金属组分与载体相互作用强弱不同的NiW催化剂催化四氢萘加氢性能的影响。结果表明,硫对NiW体系催化剂催化四氢萘加氢反应有轻度抑制作用,使该反应的表观活化能增加,并且含硫化合物的加入增强了NiW体系催化剂催化四氢萘加氢裂化活性。在实验研究的5种NiW催化剂中,活性金属组分与载体相互作用较弱者的加氢催化活性受硫化合物的抑制较轻,相互作用较强者的加氢催化活性受硫化合物的抑制较重。     

活性组分浸渍顺序对Ni-Sn-Cr/活性炭催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐性能的影响

以活性炭(AC)为载体,采用等体积浸渍法,按照活性组分浸渍顺序的不同制备了一系列Ni-Sn-Cr/AC催化剂;在连续流动固定床反应器上考察了Ni-Sn-Cr/AC催化剂催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐的性能,并采用XRD和N2物理吸附法对催化剂的物相和织构性质进行了表征。实验结果表明,在催化剂制备过程中3种活性组分Ni,Sn,Cr的加入顺序对Ni-Sn-Cr/AC催化剂的活性有较大影响;先浸渍Ni组分然后同时浸渍Sn和Cr组分的Ni/Sn-Cr/AC催化剂的活性最高,在n(CO)∶n(H2)=8、n(乙酸甲酯)∶n(CH3I)=7、n(CO)∶n(乙酸甲酯)=4、反应温度205℃、反应压力5.5MPa、气态空速1200h-1的条件下,Ni/Sn-Cr/AC催化剂上乙酸甲酯的转化率为38.5%,醋酐的选择性为80.3%。不同浸渍顺序制备的Ni-Sn-Cr/AC催化剂的织构性质并不是催化剂活性的决定因素。     

X-RAY DIFFRACTION CHARACTERIZATION OF Ag-Rh CATALYSTS FOR OXYGENATE AND HYDROCARBON SYNTHESIS

Ag-Rh/SiO₂ catalysts which exhibit activity and selectivity for oxygenate and hydrocarbon synthesis have been characterized by X-ray diffraction (XRD). XRD patterns show that the catalysts prepared using Rh chloride precursor contain Rh, Ag, AgCl, and AgClO₂ crystallites. The size of these crystallites varied with the amount of Ag in the catalyst. The variation in crystallite size of Rh, Ag, AgCl, and AgClO₂ with Ag/Rh ratio has an impact on the activity and selectivity for synthesis of oxygenates and hydrocarbons during CO hydrogenation and ethylene hydroformylation reactions. The selectivity towards oxygenates is decreased on the Ag-Rh catalysts due to the presence of AgCl and AgClO₂ crystallites on the catalyst surface. Ag-Rh catalyst with Ag/Rh ratio of 0.5 gives a higher activity and selectivity for ethanol and propanol during CO hydrogenation and ethylene hydroformylation than the other Ag-Rh catalysts. Ag-Rh catalysts prepared from Rh chloride and Ag nitrate precursors are less active and selective for oxygenate synthesis than those prepared from nitrate precursors. Ag-Rh catalysts for oxygenate synthesis should be prepared using nitrate precursors.     

Ni系碳二馏分选择加氢催化剂的制备和表征

用浸渍法和微乳液法制备了Ni含量相同的Ni/Al2O3催化剂,在固定床反应器中评价了Ni/Al2O3催化剂在碳二馏分选择加氢反应中的催化性能,采用低温N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在原料气组成和反应条件相同的情况下,微乳液法制备的Ni/Al2O3催化剂的活性和选择性明显高于浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂;微乳液法制备的Ni/Al2O3催化剂在75℃下乙炔转化率和乙烯选择性分别为96.95%和49.54%。表征结果显示,与浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂相比,微乳液法制备的Ni/Al2O3催化剂的活性组分粒径更小、在载体上分散更均匀,且活性组分与载体之间有相互作用。     

Effects of Impregnation Solvents on Catalytic Performance of Co-Ru-ZrO2/γ-Al2O3 Catalyst for Fischer-Tropsch Synthesis

Used ZrO₂ modified γ-Al₂O₃ as support, Co-Ru catalysts were prepared by incipient impregnation method. The effects of impregnation solvents on the performances of catalysts were examined. The catalyst was prepared with ethanol solution and high Co dispersion was obtained, exhibiting highest activity of CO hydrogenation, very low methane selectivity, and high heavy hydrocarbon C₅⁺ selectivity. The catalysts were prepared with aqueous solution and methanol solution, and the reaction behaviors were similar. The solvent isopropanol caused the lowest catalytic activity and highest methane selectivity. Increasing the reaction temperature enhanced the CO hydrogenation rate, and the CO conversion slightly increased the CO₂ selectivity and favored the formation methane and light hydrocarbons, while the chain growth probability decreased. For the catalyst prepared with ethanol, the CO conversion, the CH₄ selectivity, and the C₅⁺ selectivity were 94.16%, 5.65%, and 88.2%, respectively, and the chain growth probability was 0.87 at 493 K, 1.5 MPa, 800 h^-1, and n(H₂):n(CO) = 2.0 in feed.     

Rh－Co／Al_2O_3双金属催化剂上CO加氢反应

用非传统方法制备了Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３、Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３、Ｒｈ４／Ａｌ２Ｏ３和用传统方法制备了（Ｒｈ＋Ｃｏ）／Ａｌ２Ｏ３催化剂。用连续流动微反装置研究了上述催化剂的ＣＯ加氢活性及选择性，并系统地研究了Ｈ２／ＣＯ比值和温度对反应活性及选择性的影响。结果表明，Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３的活性不仅高于Ｒｈ４／Ａｌ２Ｏ３和Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３，而且也高于（Ｒｈ＋Ｃｏ）／Ａｌ２Ｏ３，在选择性方面与上述样品也有明显差异。当Ｈ２／ＣＯ比值从６：１变到１：１时，其它催化剂的反应活性大为降低，而Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３仍保持高活性。     

溶胶-凝胶（水热）法制备TiO2-SiO2及期对Co/TiO2-SiO2的F-T反应催化性能的影响

 分别采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶水热法制备了TiO₂-SiO₂复合氧化物,采用等体积浸渍法制备了Co/TiO₂-SiO₂催化剂。采用N₂吸脱附、XRD、Raman、XPS、TPR等手段考察了载体制备方法对催化剂结构的影响,考察了载体制备方法对催化剂费-托合成反应性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶水热法制备的TiO₂-SiO₂复合氧化物具有较高的比表面积,在提高Co物种还原度的同时,有利于更多的Co物种在载体表面分散,进而提高了催化剂对费-托合成反应的催化活性,降低了甲烷的选择性,并提高了C⁺₅烃的选择性。     

负载型纳米Pt催化剂的制备及其催化合成对氨基苯酚

针对硝基苯加氢合成对氨基苯酚(PAP)反应,于反相微乳液体系中,采用重新分散沉积负载法和改进的微乳-溶胶凝胶负载法制备了不同Pt粒径的Pt/SiO2催化剂,考察了Pt粒径对反应活性及选择性的影响。实验结果表明,采用改进的微乳-溶胶凝胶负载法制备的Pt/SiO2催化剂,Pt粒子在载体表面分散得更均匀,且粒径较小。在Pt/SiO2催化剂制备过程中加入一定量的草酸及改变H2PtCl6溶液浓度,均对Pt粒径有一定的调控作用。以制备的不同Pt粒径的Pt/SiO2为加氢反应催化剂、以S2O82-/ZrO2固体酸为重排反应催化剂进行硝基苯加氢合成PAP反应。实验结果表明,随Pt粒径的减小,硝基苯转化率及PAP的选择性均明显提高,当Pt粒径为5.1nm时,PAP的选择性最高,为48.5%。