氧化铝载体改性及其应用研究进展

氧化铝不仅价格低廉、易获取,且具有多孔性、大比表面积、高分散性、高热稳定性等优点,常用作催化剂载体,广泛应用于工业催化领域。氧化铝的孔结构对工业催化剂性能影响很大。为优化氧化铝载体的性能,对氧化铝的扩孔和添加助剂改性已进行了大量研究。扩孔改性可降低扩散阻力并改善传质、提高活性位点的有效利用率、增强抗结焦性能,进而提高加氢催化的产率;添加助剂改性可有效抑制氧化铝载体高温烧结和相变,防止孔结构被破坏,提高催化剂的寿命。本工作介绍了制备氧化铝的方法?拟薄水铝石脱水法和溶胶?凝胶法,综述了氧化铝的扩孔方法,总结了改性氧化铝载体的最新研究进展,包括自组装法、水热处理法、扩孔剂法;阐述了氧化铝添加助剂的改性方法,包括加入稀土金属氧化物、碱(土)金属氧化物、其它金属氧化物及非金属氧化物。最后,展望了氧化铝未来的研究和发展方向。     

Cu基CO2合成甲醇催化剂载体的研究进展

氧化物载体与Cu之间的相互作用、CO₂的活化位点、表面反应机理、表面反应路径直接影响CO₂催化加氢的产物分布。因此，探明不同金属–载体的相互作用和界面微观结构至关重要。本文综述了CO₂催化加氢合成甲醇Cu基催化剂载体的研究现状，重点综述了ZnO、ZrO₂、CeO₂、TiO₂这4种具有氧空位的载体，并简单总结了SiO₂、Al₂O₃、Zn-Zr、Ce-Zr、钙钛矿等其他氧化物载体。Cu与ZnO之间的强金属相互作用（SMSI）所形成的Cu/ZnO_x是主要的活性位点，对其微观结构与反应机理研究得较为充分；对Cu/ZrO₂的研究主要集中在ZrO₂晶相的影响，不同的研究者所获得的结论尚存在争议；对Cu/CeO₂的机理研究停留在反向CeO₂/Cu(111)模型表面，负载型催化剂上不同晶面的CeO₂与Cu的相互作用强度不同，并影响反应性能；Cu/TiO₂中TiO₂的影响因素较多，如晶型、晶面等，目前对其研究尚不全面。最后，本文分析并展望了CO₂加氢制甲醇催化剂载体的研究方向，未来将采用与实际催化剂一致的正向模型表面进行基础研究，并基于原位表征手段对反应过程中催化剂的结构变化进行探索，最终设计高效、低成本的多元复合物载体的Cu基催化剂。     

重整催化剂的抗硫性能研究进展

基于固体氧化物燃料电池(SOFC)的烃类原位重整供氢技术是重要的分布式和小型化制氢方案。传统镍基重整催化剂在烃类重整过程中，原料中微量的硫化物即可使催化剂中毒失活，严重时还可能造成巨大的安全隐患。本文梳理总结了催化剂硫中毒的机理，简述了天然气、液化石油气、液态烃重整原料中硫化物的组成和含量，重点分析了已报道的用于重整反应的抗硫催化剂并总结了有效可行的催化剂抗硫方案，并从重整制氢催化剂的硫中毒机理指导高效抗硫催化剂的开发。最后，文章指出，重整催化综合性能的提升、重整原料的预处理和重整反应器设计等综合抗硫策略也是重要的研究方向。     

Effects of Supports and Promoter Ag on Pd Catalysts for Selective Hydrogenation of Acetylene

SiO2, a-Al2O3, g-Al2O3, ZrO2 and CeO2 were used as supports and Ag as promoter to study their effects on Pd catalysts for selective hydrogenation of acetylene. The catalysts were prepared by impregnated synthesis and characterized by XRD, BET and TEM. The catalytic reaction was carried out in a fixed-bed reactor. Overall, the low specific surface area supports were better to increase the ethylene selectivity at high conversion rate of acetylene. Among the four Pd catalysts on low specific surface area supports, the catalyst on low specific surface area SiO2 (LSA-SiO2) retained a high ethylene selectivity even at complete conversion, while the other catalysts showed significant decrease in the selectivity at complete conversion. The performance of Pd/LSA-SiO2 was important to decrease the loss of ethylene in selective hydrogenation of trace acetylene in ethylene. Addition of Ag to Pd/LSA-SiO2 significantly decreased the formation of ethane, C4 alkenes and green oil, and improved the ethylene selectivity to 90% when Pd:Ag=1:1 and 1:3(w). When the ratio of Pd to Ag was above 1, the activity of Pd-Ag bimetallic catalyst was similar to that of Pd monometallic catalyst, and the selectivity of ethylene increased with increasing of amount of Ag. When the ratio of Pd to Ag was below 1, the activity of bimetallic catalyst decreased with increasing of amount of Ag, while the selectivity of ethylene was kept unchanged. The optimum temperature was 200~230℃ for 0.02%(w)Pd-0.02%(w)Ag/LSA-SiO2 to give a high ethylene selectivity and low formation of green oil.     

梯度孔分布氧化铝载体的制备工艺研究

为优化氧化铝孔径分布,实验采用不同模板剂,通过扩孔的方法制备了具有不同梯度孔分布的氧化铝载体。考察了模板剂类型、模板剂用量、水粉质量比和煅烧温度等工艺条件对氧化铝载体孔径分布的影响,并采用氮气物理吸附法和压汞法分析了载体孔结构。实验结果表明,模板剂组合对孔径分布的影响最显著。实验通过引入3种不同尺寸的炭黑,制备出了具有合理孔径分布的氧化铝载体,优化了其孔道结构,使得在提高负载催化剂的性能方面具有巨大的潜力。