Ni-Mo/DX-30催化剂制备因素对煤液化油加氢反应的影响

本文研究以Dx-30活性炭为载体的镍-钼催化剂在煤液化油加氢反应中的催化性能,并探讨了催化剂制备因素影响催化性能的原因。实验表明,所制备的催化剂对加氢脱硫脱氮有很好的效果,在相同的反应条件下,脱硫脱氮活性均佳于目前国内认为效果比较好的3665,3822催化剂。研究发现:催化剂活性组分的浸渍顺序、涂量、Ni/(Ni+Mo)原子比、孔径分布和比表面积均影响催化剂的性能。制备催化剂时,当先浸镍后浸钼,NiO-MoO_3涂量为35%,Ni/(Ni+Mo)原子比为0.29时,催化剂活性最高。在研究中还采用脉冲色谱技术,以有特征基团的试剂分子为吸附质,测定不同方法、条件下制备的催化剂表面酸碱中心的数目及分布情况。随催化剂制备方法、条件的不同,催化剂表面酸碱中心数目及分布有很大差别。借助电子显微镜发现,在 MoO_3中加入 NiO,破坏了原来的晶体结构,生成新的较松散晶体,提高了活性组分的分散度,改善了活性。     

制备条件对酸化膨润土负载镍催化剂苯加氢活性的影响

采用酸回流膨润土制备了酸化膨润土,并以其为载体制备了镍催化剂,以苯加氮为探针反应,考察了酸种类、回流时间及固液比对酸化膨润土负载镍催化剂对苯加氮反应的影响.当使用浓度为15%的盐酸、固液比为1:4、70℃下回流6h时,酸化膨润土负载镍催化剂在140℃下能将苯完全转化为环己烷.     

Co掺杂对Ni/NiAlOx催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响

煤焦油中富含稠环芳烃菲，菲加氢饱和后的产物全氢菲因具有高能量、高密度、高稳定性等优势是高能量密度燃料的理想组分。高效加氢催化剂是菲加氢至全氢菲的关键因素之一。贵金属催化剂加氢能力强，但价格昂贵，传统镍钼硫催化剂加氢能力较弱，镍基催化剂成本较低且加氢能力强被广泛应用于稠环芳烃加氢饱和领域。课题组前期利用活性金属镍与载体镍铝尖晶石之间强相互作用合成了Ni/NiAlO_x催化剂，活性组分镍处于“缺电子”状态，有利于芳烃的吸附与活化，使得该催化剂具有较高的初始全氢菲选择性，但随着反应进行全氢菲选择性逐渐下降，主要是在反应过程中活性组分镍电子结构发生变化导致。考虑到钴与镍具有相似结构，容易溶到镍晶格中直接调控镍电子结构这一性质，采用先溶胶凝胶法再浸渍法制备出不同钴掺杂量的催化剂，考察了钴掺杂量对Ni/NiAlO_x催化剂结构以及菲加氢饱和性能的影响。当反应温度300℃、压力为5.0 MPa、反应原料1%菲/十氢萘溶剂、进料速率为6 mL/h、氢气流量为60 mL/min、重时空速为52 h^-1时，钴掺杂量为2%的催化剂在反应第6小时全...     

钨镍负载型纳米加氢催化剂的研制

采用真空不饱和浸渍、真空冷冻干燥技术与纳米担载技术相结合的新技术成功地制备了不同氟含量的钨镍型纳米催化剂样品。结果表明, 所制备的纳米催化剂是一种比表面积大(190 m²/g), 具有纳米尺度, 均匀分散, 质量活性提高的石油化工加氢催化剂, 低氟催化剂加氢脱氮性能好于高氟纳米催化剂。     

Ni-Fe合金催化剂制备及催化硬脂酸加氢脱氧性能

以油脂为原料通过加氢脱氧方式制备烃基生物柴油的研究具有重要现实意义和广阔应用前景。在烃基生物柴油的制备过程中，为降低油脂加氢脱氧过程中碳原子的损失，制备高活性、高选择性的催化剂至关重要。采用浸渍法制备了一系列Ni-Fe双金属催化剂，并将其应用于催化硬脂酸加氢脱氧反应；采用XRD、TEM、HRTEM、XPS、NH₃-TPD、H₂-TPR等手段对催化剂进行表征分析，探索了制备条件及金属Fe的加入对Ni基催化剂理化特性及加氢活性的影响，结果表明，在500℃还原、10%Ni金属负载量、Ni/Fe质量比=3∶1条件下制备的催化剂表现出较佳的加氢脱氧性能，Fe的加入与Ni形成了FeNi₃合金，Ni和Fe金属的内部相互作用还促进了Ni-Fe团簇的高分散性和形成了较小的粒径尺寸。此外，FeNi₃合金的形成还降低了Fe、Ni催化剂的还原温度，提升了Fe、Ni催化剂的中等酸活性和总酸度，这促进了催化剂的加氢脱氧活性。考察了反应温度、初始H₂压力、时间和催化剂用量等因素对硬脂酸加氢脱氧反应的影响。得...     

甲烷重整催化剂研究与进展

作为天然气的主要成分,甲烷可以通过重整反应大规模制氢,还可以与固体氧化物燃料电池配合进行高效发电,大规模应用减碳效果显著,是实现我国双碳目标的重要技术保障。简述了甲烷水蒸气重整制氢的反应条件,分别从催化剂活性组分材料、载体材料、助剂材料的种类以及制备工艺等方面综述了甲烷重整催化剂的研究进展,并分析了提高重整催化剂性能的方法。研究发现选择金属Ni活性组并掺杂钙钛矿、尖晶石等载体和介孔类助剂的使用,可以有效提高活性元素的分散性、调控催化剂的酸碱度和电子结构,获得积碳少、甲烷转化率高的高性能重整催化剂。此外,合理的制备工艺和热处理条件也会显著提高催化剂活性元素的分散性与表面状态,使其重整性能获得进一步提高。     

Pd-SnO_2-凹土复合催化剂的制备及催化合成邻氯苯胺

以凹凸棒石黏土(凹土)为载体负载Pd和SnO2纳米粒子制备加氢催化剂,并用于邻氯硝基苯加氢合成邻氯苯胺。采用透射电镜、光电子能谱、X射线衍射、X射线能谱等手段对催化剂进行了表征。结果表明,该催化剂具有良好的邻氯硝基苯加氢反应活性,由于凹土结构、特殊组分以及载体与金属粒子间相互作用抑制了脱卤现象,该催化剂在较宽的温度范围(40~100℃)具有超高的邻氯苯胺选择性(100%)。     

溶剂热合成氮化铁及其催化氯代硝基苯加氢反应的研究

采用溶剂热法制备了氮化铁催化剂,并用于邻氯硝基苯加氢合成氯代苯胺反应,考察了合成温度、原料配比以及合成时间等制备条件对其催化性能的影响.通过XRD、TG-DTG、BET等方法对催化剂的结构和性质进行表征.结果表明:在合成温度400℃、m(NaN_3)∶m(FeCl_2)=4∶1以及反应时间为30h的条件下制备的氮化铁催化剂,在邻氯硝基苯加氢反应中,邻氯代硝基苯转化率为58.41%,邻氯苯胺选择性为100%.所制备的氮化铁催化剂具有较好的热稳定性;除了有介孔结构外,还有大孔结构的颗粒.提高合成温度,有利于提高所制备的氮化铁催化剂的结晶度和纯度.     

铈柱撑膨润土负载Ni2P对噻吩加氢脱硫的影响

以钙钠基膨润土为原料,首先对其钠化改型得到适合制备柱撑膨润土的基质,然后使用交联法制备不同OH-含量的Ce柱撑液,进一步制备Ce-柱撑膨润土,以其为载体用浸渍法制备Ni2P/Ce-PILC加氢脱硫催化剂,并用XRD、氮气吸附和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征,考察了不同OH-含量对Ce-柱撑膨润土的柱撑效果和催化剂活性的影响。结果表明,500℃下焙烧3 h后Ce-柱撑膨润土层间距稳定在1.4078 nm;在n(Ni):n(P)为2:1、焙烧温度为500℃(3 h)、还原温度为500℃(2 h)、反应温度为350℃的情况下,当n(OH-):n(Ce3+)为2.5:1时,制备的催化剂催化噻吩加氢脱硫的活性最高,噻吩转化率为47%。     

合成气甲烷化双助剂镍基催化剂性能研究

为分析镍基催化剂对合成气甲烷化反应的催化性能,采用La2O3改性的高比表面积γ-Al2O3为载体,用等体积浸渍法制备合成气甲烷化催化剂,考察镍基催化剂的孔结构性质、还原性能和反应性能。结果表明：改性载体直接负载活性组分镍,CO的转化率达到58%,CH4的选择性达到70%。在改性载体基础上共浸渍锰助剂和活性组分镍,反应性能进一步提高,CO转化率提升至72%,CH4的选择性提升至75%。     

油脂氢化废催化剂中镍的回收与再生

报道了油脂氢化含镍废催化剂中镍的回收与再生。实验结果表明 :用浓度 3mol/ L的混合酸 (盐酸与硝酸体积比 3∶ 1)浸取催化剂 3h,镍回收率达到 90 %以上。回收制得的甲酸镍经通氢气还原处理可得到再生催化剂 ,重新用于油脂催化加氢 ,其活性与新鲜催化剂基本相同     

焦化中水中主要有机污染物在焦煤上的竞争吸附

采用紫外分光吸光度-联立方程法检测焦化废水混合模拟废水浓度,以二级出水中主要有机污染物--苯酚、吡啶、喹啉和吲哚为例,分析对比单一与同时竞争吸附下焦煤煤粉对焦化废水中主要有机污染物的吸附容量与吸附速率。研究表明：在竞争吸附中,吸附容量的顺序为苯酚>喹啉>吲哚>吡啶;混合体系焦煤煤粉的总吸附量与单组分体系吸附量之和基本相等。焦煤吸附喹啉可以用多分子层吸附模型描述,吸附苯酚、吡啶和吲哚属于单分子层吸附模型。吡啶和吲哚吸附稳定,不受其它组分浓度变化影响;苯酚不稳定,与喹啉存在吸附质间作用,有直接的吸附位点竞争。在竞争吸附中焦煤吸附苯酚、吡啶、喹啉和吲哚二级动力学模型比一级动力学模型有更好的回归效果。     

改性膨润土负载非晶态钌硼合金的制备及催化性能

研究采用化学还原法制备了钌硼 /膨润土 (RuB/Ben)负载型非晶态合金催化剂 ,以气相苯加氢为探针反应考察了其催化活性和抗硫性能 ,并利用ICP、XRD、BET、TEM等对催化剂进行表征。实验结果表明 ,RuB/Ben非晶态型固体催化剂中的贵金属的负载量很少 ,但有良好的催化活性和抗硫性 ,可望用于实际的生产工艺中。     

脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能

脱镍硅渣是红土镍矿经酸浸法提取镍及其它金属后剩余的固体废弃物。本文研究了国内进口的印尼红土镍矿脱镍硅渣的理化特性及调湿与甲醛吸附性能。结果表明,红土镍矿脱镍硅渣的主要矿物成分为非晶质二氧化硅,化学成分除氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁等外,还含有少量的重金属;多孔结构,孔径主要为介孔,平均孔径7.661 nm,孔体积0.18 cm³/g,比表面积84.196 m²/g;具有良好吸/放湿性能和甲醛吸附性能;可以用于开发高性能调湿和空气净化材料。     

泥页岩中黏土矿物纳米孔隙结构特征及其对甲烷吸附的影响

查明黏土矿物纳米孔隙结构特征及其对甲烷吸附的影响,对认识页岩气的赋存和运移产出具有重要意义。针对蒙脱石、伊利石和绿泥石页岩中主要黏土矿物,开展了低温液氮吸附和甲烷等温吸附实验研究。结果表明:(1)黏土矿物孔隙结构复杂,主要由纳米孔组成,孔径2~50 nm的孔隙提供了主要孔隙体积和比表面积,蒙脱石、伊利石和绿泥石中孔分别占到孔隙总体积的81.45%,71.34%和75.36%,比表面积的88.70%,87.70%和90.65%,中孔(2~50 nm)孔隙构成甲烷气体赋存的重要空间。(2)矿物主要发育平行板状的狭缝型孔隙,同时含有少量的墨水瓶形孔。(3)不同黏土矿物气体吸附能力差异明显,蒙脱石、伊利石和绿泥石最大吸附量分别为8.80,3.27和2.69cm3/g。黏土矿物对甲烷吸附主要受控于矿物的中孔比表面积,最大吸附量与矿物的中孔比表面积大小具有强烈的正相关性。     

骨架镍催化剂的制备过程对催化活性的影响

骨架镍催化剂的制备过程对其催化活性的影响很大．试验表明，根据不同粒度分阶段控制合金展开的反应温度和反应时间，如合金展开第二阶段的温度不能高于100℃以防止反应过热，尽量缩短反应时间；反应过程中应保持一定的压力；采用多段碱液溶出工艺并保持催化剂中的残留铝w为4％～6％，可制得活性较高的骨架镍催化剂。     

基于压汞、低温N_2吸附和CO_2吸附的构造煤孔隙结构表征

我国煤层受多期次构造运动影响构造煤普遍发育,构造煤孔隙大小分布尺度较广(毫米～纳米级),孔隙结构较为复杂。不同尺度的孔隙结构控制着煤层气的吸附-解吸(孔隙表面)、扩散(纳米级孔隙)与渗流(微米～毫米级孔隙)等过程,是影响煤层气储存与运移的重要因素。为研究构造煤不同尺度孔隙结构的分布特征与演化规律,在潞安矿区采集4种破坏类型煤样,利用压汞法、低温N_2吸附法及CO_2吸附法分别测试了煤样的孔隙分布特征,对比分析了各测试方法的优势孔径段,提出利用CO_2吸附法表征构造煤微孔(2 nm)、低温N_2吸附法表征介孔(2～50 nm)、压汞法表征大孔结构(50 nm)的孔隙结构多尺度联合表征方法。实验结果表明所采煤样的孔容和孔比表面积均主要分布在微孔阶段,在0. 6 nm左右时的孔隙孔容量和孔比表面积达到最大,其中微孔容占总孔容的70%以上,微孔孔比表面积占总孔比表面积的99%以上,煤中孔容和孔比表面积分布存在微孔大孔介孔的规律。分析构造煤孔隙特征与煤体破坏类型的关系,随煤破坏程度增加,孔容和孔比表面积逐渐增高,大孔孔容比及介孔孔容比逐渐增大,微孔孔容比逐渐减小;孔容增幅主要体现在大孔阶段,比表面积增幅则主要体现在微孔阶段。其中大孔演化主要受控于角砾孔、碎粒孔及摩擦孔等外生孔,介孔演化受控于煤的大分子堆叠结构及分子间距,微孔演化主要受控于煤中芳香层片大小及排列方式。     

无烟煤与气肥煤配煤制备中孔活性炭

以贵州无烟煤和山东气肥煤为原料,在不同的原料配比和炭化温度下制备了中孔发达的活性炭。通过测定氮气的吸附等温线,研究了炭化温度和原料配比对活性炭中孔率的影响。试验结果表明：活性炭中孔率随着炭化温度的升高呈增大趋势,原料配比对中孔率没有明显的影响。当无烟煤和气肥煤质量比为3∶1,炭化温度为700℃,在930℃下活化240 min,所制备的活性炭中孔最为发达,总孔容为0.837 6 mL/g,中孔孔容为0.395 5 mL/g,中孔率为47.22%,是相近烧失率商品活性炭的2.5倍。     

苯酚和喹啉降解菌Alcaligenes faecalis的降解特性及固定化应用

苯酚和喹啉单基质降解菌在实际应用中局限性较大,筛选共基质条件下具有生物降解活性的菌株更具有实际价值。从焦化厂废水处理系统的污泥中经过驯化、分离,筛选出一株能同时降解苯酚和喹啉的菌株KD1,根据形态特征、生理生化和16S rDNA序列等分析,鉴定其为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)。降解条件优化表明,菌株KD1有较好的酸碱度适用性,在接菌量为10 %、初始pH值为7.0、温度35 ℃、振荡器转速150 r/min时,对苯酚和喹啉的降解效率最高;氮源能影响菌株KD1对苯酚的降解,而共基质下菌株KD1能协同降解苯酚和喹啉。菌株KD1能完全降解700 mg/L的苯酚和400 mg/L的喹啉,降解过程均呈零级反应特征,其在不同浓度的苯酚和喹啉中的生长符合Haldane底物抑制模型,抑制浓度分别为293 mg/L和229 mg/L。固定化研究表明,通过包埋和吸附制备的新型固定化载体能提高菌株KD1对苯酚和喹啉共基质的降解效率。