Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3的CO氧化性能

采用柠檬酸络合法制备一系列不同铜铈比的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、H2-TPR对其进行表征,采用连续固定床微反装置对Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化氧化活性进行评价。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的XRD图谱中除归属于γ-Al_2O_3的晶相峰外,还出现CuO和CeO_2的晶相峰。高温水热引起活性组分CeO_2的晶粒聚集、长大和尖晶石结构CuAl2O4物质的生成;CuO-CeO_2之间的共生共存与相互作用,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂中具有非完整结构的[Cu2+1-xCu+x][O1-12x12x]增多,Cu+离子和氧空位增多,有利于其H2-TPR还原峰温度向低温区偏移,有利于提高其CO的催化氧化活性,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的TCO50和TCO90降低。Cu与Ce物质的量比为5∶5制备的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3-55催化剂的TCO50和TCO90分别降至最低的162℃和199℃,表明此时的Cu-Ce-O协同效应最佳;CuO-CeO_2二相的共生共存与相互作用有利于减少高温水热环境下活性组分的聚集和晶粒长大,有利于Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂能够保持较高的CO催化氧化活性。     

Pt/Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化氧化甲苯研究

通过等体积浸渍法制备单贵金属Pt/γ-Al_2O_3和双金属Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂,考察Ce对催化剂活性的影响,确定催化剂最优配比。结果表明,当Pt的负载量为质量分数0.5%时,Pt/γ-Al_2O_3催化活性最高;当Pt的负载量为质量分数0.2%,Ce的负载量为质量分数1.0%时,Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的催化活性最高。Pt-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的甲苯转化率高于Pt/γ-Al_2O_3催化剂。随着Pt负载量增大,催化剂孔容、孔径减小。粉体式催化剂性能优于整体式催化剂,但差别不大;Ce的添加有助于催化剂活性的提升。     

γ-Al_2O_3负载氧化锰催化臭氧化苯酚的研究

采用纳米级γ-Al_2O_3作为催化剂基体,制备γ-Al_2O_3负载氧化锰纳米催化剂来催化臭氧化降解水中的苯酚。采用浸渍法制备负载型的金属氧化物催化剂,以间歇反应的方式对不同浸渍浓度下催化剂的效能,不同催化剂投加量及苯酚溶液初始pH值等影响因素进行了深入研究。研究表明,4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂显著提高了臭氧化降解水中苯酚的效果。催化剂投加量试验研究表明4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂具有更多的活性位点。基于此,提出了催化臭氧化苯酚的反应机理。     

CaO和MnO_2双修饰的γ-Al_2O_3催化再生乙基蒽醌工作液

针对蒽醌法生产工艺中广泛使用的γ-Al_2O_3对蒽醌降解物再生效率低的不足,以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了不同CaO负载量的CaO/γ-Al_2O_3催化剂,考察了CaO含量对乙基蒽醌工作液再生的影响,筛选出最佳的CaO负载量为3.0%(3.0CaO/γ-Al_2O_3)。在此基础上,进一步制备了CaO和MnO_2双修饰的催化剂,考察了MnO_2负载量对3.0CaO/γ-Al_2O_3催化乙基蒽醌工作液再生的影响,表明Mn O2负载量为0.5%的催化剂(3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3)性能较好。采用X射线荧光光谱、氮气低温物理吸附和X射线粉末衍射等表征手段对三个代表性催化剂的物理化学性质进行了研究。结果表明,与γ-Al_2O_3和3.0CaO/γ-Al_2O_3相比,双修饰的3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂不仅明显促进了工作液中四氢-2-乙基羟基蒽酮(OXOH4e AQ)和四氢-2-乙基蒽醌环氧化物(EPOXH4e AQ)的再生,而且加速了四氢-2-乙基蒽醌(H4e AQ)向2-乙基蒽醌(eAQ)的转化。经优化得到的3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3具有一定的工业应用前景。     

VMo/γ-Al_2O_3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al_2O_3和VMo Mg/γ-Al_2O_3催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al_2O_3和3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上出现C—O键的温度比3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

大比表面积的α-Al_2O_3的制造方法

通常的α-Al_2O_3比表面积在1米~2/克以下,所以缺乏良好的吸附性能,这主要是Al_2O_3在1000～1300℃焙烧时使得比表面积变小。本发明是采用简单的工艺方法制得大比表面高强度的α-Al_2O_3。使用的原料是γ-Al_2O_3,η-Al_2O_3等活性氧化铝或X,ρ-Al_2O_3等再水合的过渡氧化铝及铝盐。具体实例:     

Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3的制备及其催化臭氧氧化布洛芬废水性能研究

以γ-氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用共沉淀法制备Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化剂,构建臭氧-Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化臭氧化降解体系。在不同条件下,考察Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3对布洛芬废水处理效果的影响,并对催化剂进行XRD、TEM和BET表征。结果表明,在反应初始溶液p H=7、臭氧投加量为30 mg/min、Cu-Mn-Ce负载量为20%及催化剂质量为0. 45 g的条件下,布洛芬废水中TOC的去除率最高可达80. 96%; Cu-Mn-Ce/γ-Al_2O_3催化剂重复使用5次后,废水中TOC的去除率从80. 96%降低至75. 31%,表明该催化剂的稳定性和重复利用性较好。     

热处理对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3性质的影响

采用不同的焙烧温度和时间对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3进行热处理,并采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段,揭示了热处理条件对这两种Al_2O_3性质的影响规律,并结合表征结果分析了Al_2O_3的相变机理。结果表明,γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3在低温处理时具有一定的结构稳定性,高温下均向稳定的α相转变。低于相变温度处理两种Al_2O_3时,其比表面积和总孔容随焙烧温度的升高有所减少,但经长时间热处理仍保持较高的比表面积和总孔容。在高温条件下,γ-Al_2O_3在900℃转变为θ相,在1 200℃转变为α相;θ-Al_2O_3在1 100℃逐渐向α相转变,且随着焙烧时间增加,α相的含量逐渐增加,在1 200℃快速转变为单一的α相。两种Al_2O_3在高温条件下向α相转变时,孔结构完全坍塌导致比表面积和总孔容迅速降低,形成致密结构的α-Al_2O_3。     

KOH/γ-Al_2O_3高效催化碳酸乙烯酯酯交换合成乙二醇的研究

以γ-Al_2O_3为载体,用浸渍法制备出KOH/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和红外光谱对催化剂进行了表征,以甲醇与碳酸乙烯酯(EC)的酯交换反应作为探针实验,考察了不同活性组分、浸渍方法、浸渍液浓度、焙烧温度等不同条件制备的催化剂对产物乙二醇(EG)收率的影响。实验结果表明,以KOH为活性组分,采用过量浸渍法,焙烧温度为500℃,浸渍液浓度为20%制备的KOH/γ-Al_2O_3催化剂活性最优,乙二醇的收率达到74.3%。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化剂在棉籽油制备生物柴油中的应用

利用等体积浸渍法制备K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱催化剂,应用于棉籽油和甲醇酯交换反应制备生物柴油。对催化剂使用前的保存条件、水分、重复使用性能、游离脂肪酸影响以及失活和再生进行了分析。结果表明,固体催化剂K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有较好的抗水性,酸度对催化剂影响明显,重复使用4次未经活化的催化剂,催化活性明显降低,催化剂应密封保存。K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱催化剂经济实惠且催化效果良好。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化连续双酯交换反应体系制备生物柴油

以γ-Al_2O_3为载体、K_2CO_3为活性组分,采用等体积浸渍法制备K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱,并以此为催化剂催化菜籽油-甲醇-碳酸二甲酯连续双酯交换反应制备生物柴油。考察并优化了催化剂制备条件及反应参数,结果表明,在反应温度65℃、油/酯/醇摩尔比1∶1∶8、K_2CO_3负载量60%、催化剂用量30%条件下反应30 min,粗生物柴油产率可达99.0%以上,与其他文献所报道的非均相固体碱催化剂相比,K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有较高的催化活性。结果发现,K_2CO_3与γ-Al_2O_3发生相互作用生成强碱性物质是催化剂具有较高催化活性的主要原因;同时,对K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化剂的重复性进行考察,发现将反应后的催化剂经过处理再焙烧后继续用于催化连续双酯交换反应,其粗生物柴油产率仍可达到85.0%以上。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

碱土金属改性对PdO/γ-Al_2O_3催化甲烷燃烧起燃活性的影响

考察了不同碱土金属(Mg、Ca、Ba)改性对PdO/γ-Al_2O_3催化剂甲烷催化燃烧性能的影响。结果表明,碱土金属改性后,PdO/γ-Al_2O_3催化剂的甲烷催化燃烧起燃活性均有不同程度的提高,活性顺序为CaMgBa。采用X射线衍射、H_2程序升温还原和CH_4程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。碱土金属改性后,其与Al_2O_3载体间的相互作用有助于促进PdO微粒团聚,形成晶相PdO,晶相PdO物种对甲烷的活化氧化能力更强,是影响催化剂起燃活性的主要活性位。