Methanol decomposition to synthesis gas over supported Pd catalysts prepared from synthetic anionic clays

Supported Pd or Rh catalysts were prepared by the solid-phase crystallization method starting from hydrotalcite anionic clay minerals based on [Mg₆Al₂(OH)₁₆CO ₂ ²⁻ ]·4H₂O as the precursors. The precursors were prepared by a coprecipitation method from the raw materials containing Pd²⁺ and various trivalent metal ions which can replace each site of Mg²⁺ and Al³⁺ in the hydrotalcite. Rh³⁺ was also used for preparing the catalyst as comparison. The precursors were then thermally decomposed and reduced to form supported Pd or Rh catalysts and used for the methanol decomposition to synthesis gas. Among the precursors tested, use of Mg–Cr hydrotalcite containing Pd²⁺ resulted in the formation of efficient Pd supported catalysts for the production of synthesis gas by selective decomposition of methanol at low temperature. Although Pd²⁺ cannot well replace the Mg²⁺ site in the hydrotalcite, the Pd supported catalyst (Pd/Mg–Cr) prepared by the solid-phase crystallization method formed highly dispersed Pd metal particles and showed much higher activity than that prepared by the conventional impregnation method. When the precursor was prepared under mild conditions, more fine particles of Pd metal were formed over the catalyst, resulting in high activity. It is likely that the high activity may be due to the highly dispersed and stable Pd metal particles assisted by the role of Cr as the co-catalyst. This revised version was published online in November 2006 with corrections to the Cover Date.     

水滑石和类水滑石化合物在催化反应中的应用

水滑石及类水滑石化合物具有特殊的层状结构及物理化学性质，在吸附、催化领域中占有重要地位。综述了水滑石和类水滑石化合物在各种催化反应中的应用，并对其在催化领域的发展作了展望。     

用于菜籽油酯交换过程的Mg-Al复合氧化物催化剂

以共沉淀法制备了Mg -Al复合氧化物催化剂 ,XRD表征结果表明 ,沉淀所得催化剂前体晶相均一 ,为层状Mg6 Al2 (OH) 1 6 CO3·4H2 O水滑石结构。经 5 0 0℃煅烧后得到具有良好酯交换活性的Mg -Al复合氧化物催化剂 ,在常压、(65± 1)℃、4h、醇 /油摩尔比为 6、催化剂加入量 (催化剂质量 /油质量 )为 1 5 %的条件下 ,菜籽油 -甲醇酯交换反应甲酯收率达到 90 %。CO2 -TPD实验表明 ,制备的催化剂比MgO具有更强和更多的碱性位 ,其催化性能与所拥有的碱中心性质直接相关 ,催化剂失活也与碱中心特性变化相对应     

纳米水滑石结构表征及其对氯离子吸附性能

以天然菱镁矿为原料,采用尿素法制备纳米Mg-Zn-Al水滑石、Zn-Mg-Al-Fe水滑石,用XRD、SEM对水滑石的结构特征、晶粒尺寸进行表征,并利用水滑石的层间阴离子交换性及结构“记忆效应”,来研究焙烧态水滑石对溶液中氯离子的吸附性能.结果表明:Zn-Mg-Al水滑石的结晶度比Mg-Al水滑石、Zn-Mg-Al-Fe水滑石的高,同时Zn-Mg-Al水滑石的粒径非常均匀,尺寸在20 nm左右,为层片状结构,而且其晶体形貌呈现花瓣状结构;在Mg-Al水滑石中,随着n(Mg)∶n(Al)的增加,溶液中Cl-的去除率逐渐提高,且在n(Mg)∶n(Al) =4时去除率最大,为85.96％;当n(M2+)∶n(M3+)固定为2时,Zn-Mg-Al水滑石对Cl-的去除率要比Mg-Al水滑石对Cl-的去除率高13.25％,但Zn-Mg-Al-Fe水滑石对Cl-的去除率却比Mg-Al水滑石低32.53％.     

焙烧态类水滑石/HZSM-5双功能催化剂的制备及催化CO_2加氢合成二甲醚

采用并流共沉淀法制备了不同Zr O2含量的Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2类水滑石前体,焙烧后与HZSM-5分子筛物理混合得到Cu O-Zn O-Al2O3-Zr O2/HZSM-5双功能催化剂,采用XRD、N2物理吸附、H2-TPR等技术对催化剂的物相、结构特征及还原性进行了表征,考察了催化剂对CO2加氢直接合成二甲醚(DME)反应的催化性能。实验结果表明,所有前体试样均具有结晶相为Cu3Zn3Al2(OH)16·4H2O的水滑石结构,Zr O2的加入改善了催化剂的还原性和活性,DME合成速率主要取决于甲醇的合成速率。在533 K、3.0 MPa、n(H2)∶n(CO2)=3∶1、GHSV=2 400 h-1的反应条件下,当n(Zr O2)∶n(Al2O3+Zr O2)=0.10时,催化剂的反应性能最佳,CO2转化率达25.87%,DME选择性达48.15%;反应30 h后,催化剂仍表现出较高的活性及稳定性。     

Mg/Al水滑石对腐殖酸的去除性能研究

采用共沉淀法制备了 Mg/Al 水滑石,并在不同温度下煅烧。探究了煅烧温度、材料投加量、pH 值、腐殖酸初始浓度对水滑石去除腐殖酸的影响。结果表明,当金属物质的量比为3的 Mg/Al 水滑石投加量为0.5 g/L, pH 值为8.5,温度为25℃时,水滑石对10 mg/L 的腐殖酸的去除率能达到96.64%,此时,水滑石的饱和吸附量为19.33 mg/g。Mg/Al 水滑石经3次再生后,对腐殖酸的去除率仍然高达95%以上,表明 Mg/Al 水滑石的可重用性好。     

水滑石的合成及其在PVC中的应用研究进展

水滑石是一种层状双羟基复合金属氧化物,因其特殊的晶体化学性质,故有良好的热稳定性、吸附性和离子交换性,广泛应用于化工、材料、环保和医药等领域。本文重点介绍了水滑石的合成方法及其优缺点,水滑石在PVC中的应用进展,以及水滑石作为PVC热稳定剂的优异性能,并指出了今后的发展方向。     

Ni/Mo/MgAl(O)催化甲烷干重整制合成气的研究

通过焙烧由共沉淀法制备的NiMgAl-Mo₇O₂₄^6-类水滑石,制备了一系列不同MoO₃质量分数(0、10%、15%、20%、25%和30%)的Ni/Mo/MgAl(O)复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷干重整(DRM)反应中,并研究了MoO₃的含量对催化剂性能的影响。借助XRD、BET、H₂-TPR、CO化学吸附、CO₂-TPD以及O₂-TPO等表征手段研究了催化剂结构和性能之间的关系。结果表明,催化剂的催化活性和抗积炭性能与MoO₃含量有关,当MoO₃的负载量为15%时,催化剂的催化活性和稳定性最佳,其在GHSV=60000 mL/(g·h),800℃反应57 h后,甲烷转化率仍维持在66%以上。较大的比表面积、强的金属与载体作用力、较高的金属分散度、适量的酸性和碱性位点数以及Ni-Mo双金属合金的协同作用,使得催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

水热法制备镁系添加剂的研究

利用水热法制备了具有广泛用途的镁系助剂,用XRD、TEM、SEM和TG分析对产物进行了表征,并通过差减微分法对氢氧化镁的热分解动力学进行了研究.结果表明,当尿素浓度为2.5 mol/L,水热温度为120℃时可得到结晶度和分散性良好的镁铝水滑石;随着[Mg2 ]/[OH-]不同,碱式硫酸镁产物呈纤维状、束状及棒状;以纤维状碱式硫酸镁为前驱物可得到棒状氢氧化镁;通过加入十二烷基磺酸钠(SDS)得到纳米六方片状氢氧化镁;棒状和片状氢氧化镁的表观分解活化能△E分别为234.601 kJ/mol和179.814 kJ/mol.     

层状材料的催化作用

层状材料是一类具有规则层状结构的化合物,由于其层板上骨架阳离子的可替代性和层间离子的可交换性使其在催化领域用途广泛,其层板结构为开发具有高表面积、可调节孔径和体积的新型纳米材料提供了可能。介绍了近年来层状材料(层状钙钛矿、柱撑黏土和水滑石)在酸碱催化、光催化、环保以及生物精制等方面的应用及其研究进展