活性形貌对CuO/ZnO/Al2O3催化加氢反应的影响

以硝酸铜、硝酸锌等为原料,采用沉淀-沉积法制备了载体是介孔Al_2O_3的CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂,通过改变焙烧时间可得到不同活性组分形貌(团簇球状和棒状)的催化剂,并用于CO/CO_2加氢反应。通过XRD、BET、N_2吸附-脱附、TEM、H_2-TPR、CO_2-TPD、NH_3-TPD和FTIR对催化剂进行了表征与测试。结果表明,活性组分(CuO/ZnO)形貌的改变影响了催化剂的Cu O晶粒尺寸、比表面积、孔径及其还原性能,且对催化剂的酸性位点和碱性位点的相对数量影响较大。团簇球状催化剂中活性组分的分散度高、易还原、碱性位多、酸性位少,有利于甲醇的生成;而棒状催化剂中孔道不均匀、碱性位少、酸性位多,更有利于二甲醚(DME)的生成。活性测试结果表明,团簇球状催化剂表现出高甲醇选择性(95.05%)和低DME选择性(4.18%);棒状催化剂的产物选择性与团簇球状相反,表现出高DME选择性(75.41%)和低甲醇选择性(12.81%)。     

Ru-Fe/Al_2O_3氧化-还原性能探究

以Al_2O_3为载体,RuCl_3·xH_2O和FeCl_3·6H_2O为活性组分前驱体,采用吸附-沉淀法制备了Ru-Fe/Al_2O_3和Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,结合H_2-TPR和XRD表征技术,考察Fe改性Ru基催化剂的氧化-还原性能及催化活性。经氧化-还原循环处理后,催化剂Ru-Fe/Al_2O_3上马来酸二甲酯加氢活性高于Ru/Al_2O_3。XRD结果显示,经处理的Ru-Fe/Al_2O_3上未见金属Ru的特征衍射峰,而Ru/Al_2O_3上出现了金属Ru的特征衍射峰。结合H_2-TPR结果推断,Ru与Fe之间发生了相互作用,这种协同作用可以改善Ru/Al_2O_3催化剂的热稳定性。     

铜基低温水汽变换催化剂HF中毒热力学分析

采用HSC Chemistry 5.1软件计算了铜基催化剂在低温(150~300℃)水汽变换条件下发生HF中毒的热力学可能性,分析和讨论了催化剂中毒可能发生的化学反应及中毒产物。结果表明,变换原料气的主要组分(CO、H_2、H_2O、N_2、O_2)中,仅有O_2能导致催化剂发生HF中毒,升高活性温度能抑制中毒反应的自发向右进行,中毒产物由易到难的生成顺序为CuF_2CuFCu(OH)_2。     

机械化学法制备甲烷化Ni/Al_2O_3催化剂性能研究

采用机械化学一步法、机械化学-浸渍两步法和浸渍法(以普通商业Al_2O_3为载体)分别制备了Ni/Al_2O_3-J、Ni/Al_2O_3-Z和Ni/Al_2O_3-C三个催化剂。通过XRD、H_2-TPR、N_2吸附-脱附和SEM等进行表征,并在浆态床上对催化剂的合成气甲烷化性能进行了测试。结果表明,相对于普通商业Al2O3,采用机械化学法合成的氧化铝比表面积大,孔径分布集中,其负载Ni制备的催化剂甲烷化性能较高。采用机械化学一步法合成的催化剂Ni/Al_2O_3-J的表面形貌规整,具有较好的Ni分散性,比表面积较大(266.8 m²/g)。在压力1.0 MPa、温度300℃、H_2∶CO=3.1∶1和空速1 200 mL/(g·h)条件下,平均CO转化率、CH_4选择性和收率分别高达98.6%,96.0%和94.7%,高于其它方法制备的催化剂。     

机械化学法制备甲烷化Ni/Al_2O_3催化剂性能研究

采用机械化学一步法、机械化学-浸渍两步法和浸渍法(以普通商业Al_2O_3为载体)分别制备了Ni/Al_2O_3-J、Ni/Al_2O_3-Z和Ni/Al_2O_3-C三个催化剂。通过XRD、H_2-TPR、N_2吸附-脱附和SEM等进行表征,并在浆态床上对催化剂的合成气甲烷化性能进行了测试。结果表明,相对于普通商业Al2O3,采用机械化学法合成的氧化铝比表面积大,孔径分布集中,其负载Ni制备的催化剂甲烷化性能较高。采用机械化学一步法合成的催化剂Ni/Al_2O_3-J的表面形貌规整,具有较好的Ni分散性,比表面积较大(266.8 m~2/g)。在压力1.0 MPa、温度300℃、H_2∶CO=3.1∶1和空速1 200 mL/(g·h)条件下,平均CO转化率、CH_4选择性和收率分别高达98.6%,96.0%和94.7%,高于其它方法制备的催化剂。     

Ni-CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备、表征及其生物质合成气甲烷化性能研究

采用共浸渍法制备了添加不同助剂(CeO_2、ZrO_2、Co_3O_4、Y_2O_3、V_2O_5)的一系列Ni基催化剂,采用XRD、SEM、BET、H_2-TPR等对催化剂的结构进行表征,对Ni含量、助剂含量、浸渍顺序、焙烧温度、还原温度、空速等条件进行优化,并考察了催化剂的生物质合成气甲烷化性能。结果表明:助剂CeO_2、ZrO2、Y_2O_3、V_2O_5的加入均能提高催化剂对CO甲烷化的催化活性,其中6Ni-3CeO_2/Al_2O_3的催化活性、稳定性和抗积碳能力最好;采用6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂,在V(H_2)∶V(CO)∶V(N_2)=0.45∶0.15∶0.40、空速为20 000h-1、常压、350℃下,CO即可完全转化,甲烷选择性达到90%,较6Ni/Al_2O_3催化剂提高了16%,CO完全转化温度较6Ni/Al_2O_3催化剂低50℃。6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂的Ni含量明显低于文献报道,应用于生物质合成气催化加氢转化为甲烷,CO转化率达到80.5%,有效地解决了生物质合成气中CO含量高于民用燃气标准的问题。     

Ag/CeO2-Al2O3催化剂的制备及催化氧化甲醛性能研究

以Al_2O_3和CeO_2-Al_2O_3载体,制备了x%Ag/CeO2-Al_2O_3(x=0.5%、1%和2%)催化剂,并用于催化氧化甲醛。研究发现:Ag的含量对催化剂催化氧化甲醛性能的影响显著,当Ag为1%时,催化剂1%Ag/CeO_2-Al_2O_3在60℃可以将甲醛完全氧化成H_2O和CO_2。H2-TPR和O2-TPD表征揭示:催化剂的低温还原能力和丰富的表面活性氧物种提高了催化剂催化氧化甲醛的性能。     

介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化氧化甲醛的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了介孔Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化剂,考察了活性组分Co_3O_4的质量百分含量(2%、8%、16%和32%)对催化氧化甲醛性能的影响。研究表明,当Co_3O_4的质量百分含量为16%时,介孔催化剂16%Co_3O_4/Al_2O_3对甲醛的完全氧化反应具有最佳的催化活性,在80℃可将甲醛完全氧化。BET和H_2-TPR表征揭示,催化剂的比表面积和孔容,促进了催化剂中Co_3O_4的高度分散;催化剂拥有低温还原能力,可以提高催化剂催化氧化甲醛的性能。     

改性Ni/Al_2O_3催化蒽醌加氢反应的研究

以Al_2O_3为载体,La、Ce或Zr为改性剂,Ni作为活性组分,制备了一系列改性的Ni/Al_2O_3催化剂,并通过蒽醌加氢反应系统地评价了催化剂的反应活性,发现La、Ce改性的催化剂,其加氢活性得到显著的增加。活性最好的催化剂为La_5-Ni_(40)/Al_2O_3,氢效为3.96g·L~(-1)。采用XRD、H_2-TPR、BET等方法对La_5-Ni_(40)/Al_2O_3的表面结构进行了一定的表征分析,发现加入La元素能促进活性组分Ni的分散,提升了其加氢性能。实验得出催化剂的最佳焙烧温度和还原温度分别为600℃和550℃,既保证了催化剂具有适当的孔道结构,同时也改善了活性组分Ni的分散度。     

MoO_3对Ni/Al_2O_3催化剂CO甲烷化性能的影响

采用共浸渍法制备了NiO-MoO_3/Al_2O_3催化剂,利用N_2物理吸附、XRD、H_2-TPR、H_2-TPD和TG等手段对催化剂的结构和性质进行表征,并考察了其在低H_2/CO摩尔比(约为1)和微量硫(5μg/g)的条件下进行CO甲烷化的催化性能。结果表明,MoO_3的引入能减弱Ni物种与载体间的强相互作用,提高催化剂的还原性能,增加Ni活性中心数。随着MoO_3质量分数的增加,催化剂的甲烷化性能先升高后降低,在MoO_3质量分数为3%时甲烷化性能最佳。积碳和硫中毒是催化剂失活的主要原因,适量MoO_3的添加能提高催化剂对H_2的吸附能力,增强催化剂的抗积碳性能,同时还能缓解硫中毒引起的失活,从而明显改善催化剂的稳定性。     

CoO/MoO_3/Al_2O_3复合物催化H_2O_2氧化模型柴油脱硫

以γ-Al_2O_3为载体,通过等体积浸渍法,制备了CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)对CoO/MoO_3/Al_2O_3进行表征分析。以二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)为模型柴油的有机硫化物,30%的过氧化氢为氧化剂,考察了CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂的催化性能,并且研究了不同Mo/Co摩尔比、催化剂焙烧温度、投加量、反应时间及温度对氧化脱硫的影响。实验结果表明:H_2O_2-CoO/MoO_3/Al_2O_3构成的氧化体系能有效氧化模型柴油中的有机硫化物,DBT和4-MDBT脱硫率分别达到98.8%、93.4%;Mo/Co摩尔比、催化剂焙烧温度、投加量、反应时间及温度对有机硫化物的氧化脱硫均有影响;CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂经过再生处理后可重复使用,具有良好的稳定性。     

不同载体铁基催化剂异相芬顿反应脱硝实验研究

采用溶胶凝胶法分别以SiO_2和Al_2O_3为载体制备Fe_2O_3质量分数为50%的负载型铁基催化剂,并对其进行表征,同时考察了温度、H_2O_2浓度对催化剂催化脱硝性能的影响。结果表明,制备的催化剂中的活性组分Fe_2O_3结晶度低,且粒径小,在载体中分散均匀;Fe_2O_3/SiO_2催化剂的比表面积是Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的5倍多;载体Al_2O_3有利于促进Fe(Ⅲ)的还原;2种催化剂的最佳反应温度为180~260℃,由于Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂具有比Fe_2O_3/SiO_2催化剂更高的零电位点(PZC),在此温度区间内,Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂的脱硝效率平均比Fe_2O_3/SiO_2催化剂高约20%。     

浸渍-水热制备方法对Ni/Al_2O_3催化剂结构和性能的影响

活性组分与载体之间的相互作用能够影响催化剂的催化性能。浸渍法是最常规的催化剂制备方法,本文通过对浸渍之后的催化剂前驱体进行水热处理,改善了浸渍法制备的Ni/Al_2O_3催化剂上Ni粒子与Al_2O_3之间的相互作用,从而改善了催化剂的催化性能。通过XRD和H_2-TPR表征发现,水热处理4h制得的Ni/Al_2O_3-4催化剂上,Ni与Al_2O_3之间的相互作用强度适中,Ni-Al合金的衍射峰强度最低,活性组分Ni的衍射峰最为弥散,该催化剂在甲烷干重整具有最高的催化性能。     

合成气完全甲烷化催化剂技术研究

通过载体的制备、助剂及活性组分的加入,最终得到担载型Ni O·La_2O_3·Mg O/Al_2O_3甲烷化催化剂。在10 m L两段反应装置中进行了甲烷化催化剂1000 h稳定性评价试验,反应条件为:反应温度610℃(一段)和313℃(二段),反应压力3.0 MPa,平均空速6500 h~(-1),原料气H_2/CO=3.03。试验结果表明催化剂活性基本没有下降,CO转化率平均为99.97%,CH_4选择性平均为98.44%。     

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。     

免焙烧对FCC汽油选择性加氢脱硫CoMo/Al_2O_3催化剂性能的影响

在相同的其它条件下制备了用于流化催化裂化(FCC)汽油选择性加氢脱硫的免焙烧和焙烧的CoMo/Al_2O_3催化剂,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等对其进行了比较性地表征和评价。结果表明,免焙烧催化剂的酸量大于焙烧催化剂的,焙烧与否对催化剂的酸类型几乎没有影响,这两类催化剂的酸中心均主要为L酸;免焙烧Co-Mo/Al_2O_3催化剂的活性组分与载体间的相互作用较弱,进而使活性组分颗粒的颗粒团聚程度降低、分布趋于均匀和易于被还原。在所考察的评价条件范围内。免焙烧Co-Mo/Al_2O_3催化剂的催化性能优于焙烧Co-Mo/Al_2O_3催化剂的。     

Co-Fe/Al_2O_3非均相催化H_2O_2/PMS降解罗丹明B

为了改进Fenton氧化法的缺陷,采用浸渍法制备了负载型双金属Co-Fe/Al_2O_3催化剂,探究了在非均相催化条件下活化过氧化氢(H_2O_2)与过硫酸氢钾(PMS)降解罗丹明B(Rh B)的性能,并分别考察了处理方法、反应温度、反应时间对罗丹明B降解率的影响。结果表明,在Co-Fe/Al_2O_3催化剂、H_2O_2和PMS的共同作用下,罗丹明B的氧化降解率随着反应温度和反应时间的增加而提高。     

MgO/γ-Al_2O_3催化蒽醌法制过氧化氢戊基蒽醌降解液的再生

以γ-Al_2O_3和Mg(NO_3)2·6H_2O为原料,采用等体积浸渍法制备了Mg O/γ-Al_2O_3催化剂。XRD表征结果显示,随Mg O负载量增加,主要衍射峰的位置逐渐向低角度方向偏移,表明在γ-Al_2O_3载体表面形成了Mg Al_2O_4相。TEM结果显示,负载Mg O后催化剂的表面形貌发生改变。NH_3-和CO_2-TPD结果表明,随Mg O负载量的增加,催化剂表面酸性减弱、碱性增强。在常压、50℃的条件下评价了Mg O/γ-Al_2O_3催化剂对5,6,7,8-四氢-2-戊基-9,10-蒽醌(H_4AAQ)和2-戊基-9-蒽酮(AAN)及2-戊基蒽醌降解液(WS)的再生性能。结果表明,Mg O/γ-Al_2O_3催化剂的活性高于未改性的γ-Al_2O_3,并且随Mg O负载量增加而增加。当Mg O负载量达到30%(wt)时,H_4AAQ、AAN和WS的再生率均达到最大,较γ-Al_2O_3分别提高132%、25%和140%。     

Pt/Al_2O_3与Pt/MgO-Al_2O_3催化剂制备及其催化氢能载体甲基环己烷脱氢反应性能

以碱共沉淀法制备Mg-Al水滑石,然后采用浸渍法负载活性组分Pt,经焙烧、氢气还原得到Pt/Al_2O_3与Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、H2-TPR和Py-IR等分析Mg O的加入对Pt/Al_2O_3催化剂结构性能的影响,并在甲基环己烷连续脱氢反应中对比两种催化剂活性。结果表明,Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂比表面积小于Pt/Al_2O_3催化剂,且表面基本无酸性活性中心,但表现出与Pt/Al_2O_3催化剂相同的脱氢活性。在Pt负载质量分数2%、催化剂用量0.5 g、甲基环己烷0.1 m L·min-1纯样进料和325℃反应10 h后,原料平均转化率79.9%,脱氢产物只有甲苯,对应的产氢速率192.8 mmol·(g-metal·min)-1,表现出优良的脱氢活性。     

Ni/Al_2O_3催化剂的制备及其催化NH_3分解性能研究

以Ni(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O和Na_2CO_3为原料,采用共沉淀法制备了不同摩尔比的Ni/Al_2O_3催化剂。并用单点BET、XRD、TPR、TPSR以及化学吸附方法对催化剂的结构及氨分解反应的催化活性进行表征。结果表明,与Al_2O_3载体复合的NiO材料的催化活性明显高于纯NiO的催化活性。镍的摩尔分数为20%相对应的NiAl催化剂的Ni的分散度最大并且催化活性最高。当9. 7%NH_3/He混合气流速控制在10 m L/min且反应温度为600℃时,该材料的氨转化率为96. 1%。