CuO/HZSM-5催化溴甲烷芳构化制备芳烃

采用等体积浸渍法制备了不同负载量(1%~7%)的CuO/HZSM-5催化剂,在固定床反应器中研究了不同反应温度、溴甲烷流量以及CuO负载量对溴甲烷芳构化催化性能的影响。采用SEM、XRD、N_2吸附脱附、TEM、XPS、TG、DSC、NH_3-TPD等技术对反应前后的催化剂进行表征。XRD结果显示活性组分CuO在HZSM-5上具有很好的分散性,并且反应后Cu晶型不变。NH_3-TPD结果显示3%的CuO负载后,催化剂强酸量增加。在CuO负载量为3%,温度为360℃,反应空速为240 ml·g~(-1)·h~(-1)条件下得到最高的芳烃收率(22.3%)。XPS结果显示反应后在催化剂上主要的积炭为石墨碳。催化剂稳定性测试结果表明反应40 h内催化活性没有明显下降。     

负载型纳米Au/HZSM-5催化剂的制备及其在甲烷吸附中的应用

采用离子交换法制备负载型纳米HZSM-5分子筛,采用负压-沉积沉淀法制备负载型纳米Au/HZSM-5催化剂,对载体及催化剂进行XRD、UV-Vis、TEM、XPS、NH₃-TPD和FT-IR等表征,并评价催化剂的甲烷吸附性能。XRD与TEM表征结果表明,N₂气氛焙烧的2.0%Au/HZSM-5催化剂金粒子尺寸较小,为（5~10） nm;UV-Vis表征结果表明,焙烧导致负载金的价态由离子态转为零价态,且N₂气氛焙烧的2.0%Au/HZSM-5催化剂上零价金的吸收峰较弱,即相应的颗粒度较小;XPS表征结果表明,金负载量越高,催化剂上零价金占总金的比例越高;NH₃-TPD表征结果表明,金负载量较小时,催化剂强酸中心峰面积较载体下降,负载量较大时,强酸和弱酸中心峰面积均下降;FT-IR表征结果表明,低温下金催化剂能将甲烷转化为含有烯烃双键的吸附物种,显示出载金催化剂对甲烷较强的C-H键活化能力。     

硝酸胶溶剂对CuO/HZSM-5成型催化剂性能的影响

催化剂CuO/HZSM-5在氧化亚氮(N₂O)催化分解领域有着重要地位,完成对催化剂成型条件的探索是其工业实际应用的重要步骤。在CuO/HZSM-5成型过程中,胶溶剂的用量对成型催化剂的机械强度,催化活性以及其他物化性质有重要的影响。通过机械强度测定、活性评价、X射线衍射分析(XRD)、孔结构分析、氨气程序升温吸附脱附分析(NH₃-TPD)、氢气程序升温还原分析(H₂-TPR)等手段对催化剂性能进行分析。机械强度测定与NH₃-TPD分析结果显示,胶溶剂用量对成型催化剂机械强度和酸量影响较大,胶溶剂用量为体积分数2%时,机械强度最高为135.8 N·cm^-1,而催化剂酸量在胶溶剂用量为体积分数7%时最高。XRD与孔结构分析结果显示胶溶剂用量由0增长至体积分数7%,催化剂的孔容积改变幅度较小,但比表面积由277 cm²·g^-1增至293 cm²·g^-1,HZSM-5的特征峰变化较小。活性评价与H₂-TPR分析结果显示,胶溶剂用量为0的催化剂与添加胶溶剂后的成型催化剂,N₂O完全分解的温度提高幅度最大为20 ℃,活性下降,且H₂-TPR中还原峰提高幅度最大为27 ℃,可还原性变差。而胶溶剂用量由体积分数2%提高至7%,成型催化剂CuO/HZSM-5的催化活性以及可还原性差异较小。     

Ni-P/HZSM-5催化木质素降解制备酚类化学品

采用Ni-P复合改性HZSM-5催化剂催化木质素降解制备高附加值的单酚类化学品,探讨了催化剂种类、金属负载量、反应温度、反应时间以及溶剂种类对木质素催化降解制备酚类化合物的影响。同时采用X射线衍射仪（XRD）、比表面积和孔径分析仪（BET）、化学吸附仪（NH₃-TPD）、热重分析仪（TG）以及气相色谱质谱联用仪（GC/MS）对催化剂以及液相产物进行分析表征,同时探讨其催化失活以及再生机制。结果表明：Ni、P高度分散在HZSM-5催化剂的表面,Ni的添加有效地弱化了C－C键,致使β-O-4和α-O-4发生断裂,有效地提高了木质素加氢解聚的活性,减少了焦炭的生成,但催化剂的再生水热稳定性较差,重复使用性较低。当采用甲醇为供氢试剂,在反应温度为220℃,氢气压力为2MPa,反应时间为8h,催化剂负载量为10%,NaOH为共催化剂时,其木质素的转化率为98.6%,酚类化合物的含量达到74.97%。产物以苯酚、愈创木酚和紫丁香酚为主,低温促进了紫丁香酚的产生。     

Zn/HZSM-5分子筛催化棕榈油多产芳烃的研究

HZSM-5分子筛可用于脂肪酸酯催化转化生产芳烃、低碳烯烃等过程。未经过处理的HZSM-5分子筛芳烃产率较低,使用过渡金属改性后的HZSM-5分子筛酸性质发生了改变,能够提高芳烃的收率。以等体积浸渍法对HZSM-5分子筛进行改性,制备了不同锌含量的 Zn/HZSM-5分子筛,并进行了 XRD、XRF、XPS、NH₃-TPD、SEM、TEM、Py-IR、N₂物理吸附-脱附等多种表征,结果表明锌的引入没有改变 HZSM-5的晶体结构,锌物种能均匀分布在 HZSM-5分子筛表面及孔道。棕榈油催化转化实验结果显示Zn含量（质量分数）为3% 的 Zn/HZSM-5有最好的催化效果,芳烃在液相烃类所占比例（质量分数）为87.92%,芳烃收率（质量分数）为59.44%。     

负载型Co基双功能催化剂上戊酸酯生物燃料的制备

采用浸渍法制备了HZSM-5、HY、Hβ以及MCM-22四种载体上负载Co的催化剂,在高压反应釜中,开展了以乙酰丙酸乙酯为原料一步法加氢脱氧合成戊酸乙酯以及戊酸生物燃料的研究。采用XRD、XPS、TEM、FT-IR、NH₃-TPD、H₂-TPR、py-FTIR、ICP-AES等对催化剂进行表征。结果表明,10Co/HZSM-5催化剂由于Co在HZSM-5上分布均匀,并且B酸酸性、总酸量以及还原性能最优,在保持较高的反应性能的同时,提高了产物的选择性,具有较高的催化性能。进一步对反应温度、反应压力等进行优化,在反应温度为240℃、压力为3 MPa、反应3 h时,以正辛烷作溶剂,催化剂表现出较高的催化性能,乙酰丙酸乙酯的转化率达到100%,戊酸酯和戊酸的总收率可达90%。     

Ni/W-Al2O3催化剂在富氢气体中CO选择性甲烷化的研究

采用等体积浸渍法在Ni基催化剂上添加W助剂制备Ni/W-Al₂O₃催化剂，探究Ni负载量、W摩尔分数和焙烧温度对催化剂CO选择性甲烷化的影响。利用XRD、N₂-物理吸附、H₂-TPR、NH₃-TPD、CO₂-TPD、TEM等对催化剂进行表征。结果表明，有W的催化剂在低温下活性很差，不能提高活性。在Ni负载量为20%、W摩尔分数为0.05、焙烧温度为900℃、空速为4 800 h^-1的条件下，反应温度在207～339℃范围内，20%Ni/0.05W-Al₂O₃-900℃催化剂能使CO出口体积分数始终小于10μL/L,CH₄出口体积分数小于2%。     

不同金属助剂对HZSM-5分子筛催化分解甲硫醇性能的影响

采用浸渍的方式制备不同系列金属（Cr、La和Na）改性HZSM-5催化剂,并研究其对甲硫醇催化分解活性的影响以及分析相关性能差异的原因。通过XRD、BET、SEM、NH₃-TPD、CO₂-TPD、H₂-TPR和XPS等表征手段对催化剂的物化性质进行测定,结果表明：不同系列金属改性HZSM-5对甲硫醇表现出不同的催化活性及影响效果,其中Cr和La改性HZSM-5能明显提高催化剂的催化活性,在500℃下可实现甲硫醇的完全催化转化,这主要归因于Cr的引入提高了催化剂的氧化还原能力,从而促进甲硫醇的催化分解;La的引入增加了催化剂表面的碱性位点,有利于甲硫醇在催化剂表面的吸附和活化。而Na改性HZSM-5表现出较差的催化活性,主要是由于过多Na的添加严重破坏了HZSM-5的骨架结构,从而导致催化剂的催化稳定性能降低。     

钇掺杂三氧化二铁催化剂的脱硝性能研究

为提升三氧化二铁（Fe₂O₃）催化剂的脱硝性能,扩展催化剂的活性温度窗口,采用共沉淀法引入助剂钇（Y）元素对Fe₂O₃催化剂进行改性。通过X射线衍射（XRD）、氮气等温吸-脱附（N₂-BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）等表征方法对样品进行了表征分析。XRD和N₂-BET结果表明,Y的掺杂使催化剂结构发生变化,比表面积增加、孔径减小。XPS和NH₃-TPD结果证明,Y掺杂Fe₂O₃具有更多的表面吸附氧（O_Ⅰ）、Fe²⁺以及更多的酸量。H₂-TPR结果表明,Y的掺杂使催化剂的氧化还原能力略有下降。测试了不同含量Y掺杂的Fe₂O₃催化剂在150~400 ℃的脱硝性能,其中Fe₉Y₁O _x 催化剂的脱硝活性最佳,在300 ℃达到81.8%。     

低温脱硝脱氯苯钒钼钛基催化剂研究——钒负载量的影响

采用浸渍法制备了不同钒负载量的钒钼钛基催化剂，评价了催化剂的脱硝、SO₂氧化和脱氯苯的性能，并采用BET、XRD、NH₃-TPD、NO-TPD和SO₂-TPD对催化剂进行了表征。结果显示，催化剂活性组分在TiO₂载体表面分散均匀，未发现明显的XRD衍射峰；随着负载量的增加，催化剂脱硝和硫氧化性能逐渐增大，脱氯苯的性能先增大后减小，脱硝活化能较小而脱氯苯的活化能较大，钒负载量为3wt%时催化剂的脱硝脱氯苯性能较佳。催化剂表征显示，随着钒负载量的增加，催化剂比表面积略有下降，表面的酸性略有上升；低温对NH₃的吸附有所增加，而对NO和SO₂的吸附有所下降。低钒负载量时，催化剂表面脱硝可能以L-H机理为主；高钒负载量时，以E-R机理为主。     

焙烧温度对HZSM-5分子筛催化1-丁烯齐聚性能的影响

考察焙烧温度对HZSM-5分子筛催化剂结构及1-丁烯齐聚性能的影响,采用XRD、SEM和NH3-TPD对催化剂进行表征。结果表明,升高焙烧温度,对HZSM-5分子筛催化剂的晶相和晶粒尺寸没有影响,催化剂中弱酸与强酸的酸强度和酸量均随焙烧温度的升高逐渐减弱。在催化剂晶粒尺寸一定条件下,催化剂酸性对催化剂的齐聚性能有较大影响,焙烧温度500℃时,C5+收率和C10+选择性最佳。     

硅烷化和有机弱碱改性Mo/HZSM-5对甲烷无氧芳构化催化性能的影响

催化剂的形态及晶粒的组装对其催化性能有重要影响,采用硅烷化处理对Mo基催化剂表面酸性进行毒化制备了核壳型（Mo基催化剂@Silicalite-1）复合材料;采用四丙基氢氧化铵或正丁胺有机弱碱对Mo/HZSM-5进行刻蚀,然后经过脱硅再结晶分别制备了表面富硅型中空结构Mo/HZSM-5微球和表面富硅、核内含有多级孔道的Mo/HZSM-5微球。采用XRD、TEM、N₂等温吸脱附和NH₃-TPD对催化剂结构进行表征,并考察了三种不同后处理方法对Mo基催化剂在甲烷无氧芳构化反应中催化性能的影响。硅烷化和有机碱处理均能够调变Mo/HZSM-5催化剂的表面酸性,而经有机碱处理以后,催化剂结晶度、介孔比表面积和孔容均具有不同程度的增加,三种不同后处理方法均能改善Mo/HZSM-5催化剂的反应稳定性,对产物的分布也产生了显著影响。     

0.4nm分子筛负载Cu-Ni双金属催化剂用于CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯（英文）

The 0.4 nm molecular sieve supported Cu-Ni bimetal catalysts for direct synthesis of dimethyl carbonate (DMC) from CO 2 and CH 3 OH were prepared and investigated. The synthesized catalysts were fully characterized by BET, XRD (X-ray diffraction), TPR (temperature programmed reduction), IR (infra-red adsorption), NH 3-TPD (temperature programmed desorption) and CO 2-TPD (temperature programmed desorption) techniques. The results showed that the surface area of catalysts decreased with increasing metal content, and the metals as well as Cu-Ni alloy co-existed on the reduced catalyst surface. There existed interaction between metal and carrier, and moreover, metal particles affected obviously the acidity and basicity of carrier. The large amount of basic sites facilitated the activation of methanol to methoxyl species and their subsequent reaction with activated carbon dioxide. The catalysts were evaluated in a continuous tubular fixed-bed micro-gaseous reactor and the catalyst with bimetal loading of 20% (by mass) had best catalytic activities. Under the conditions of 393 K, 1.1 MPa, 5 h and gas space velocity of 510 h 1 , the selectivity and yield of DMC were higher than 86.0 % and 5.0 %, respectively.     

稀土元素对甲硫醇催化分解活性位点的调控作用

采用等体积浸渍法制备La、Ce改性的MCM-41催化剂,考察不同稀土金属元素对甲硫醇催化分解活性位点的调控作用。采用N_2吸附-脱附、XRD、XPS、H_2-TPR和NH_3/CO_2-TPD等对La、Ce改性催化剂进行物理化学性能测试,确定稀土元素La、Ce在催化剂中存在的形态和作用。研究表明,甲硫醇催化分解存在两步反应,低温条件下甲硫醇催化分解生成甲硫醚中间体,高温条件下甲硫醚进一步催化分解生成硫化氢和甲烷等小分子产物。对于10%Ce/MCM-41催化剂,表面活性氧是甲硫醇催化分解的低温活性中心,强酸性位点是甲硫醇催化分解的高温活性中心,二者在反应中起协同催化作用,而对于10%La/MCM-41催化剂,强酸性位点是甲硫醇催化分解的活性中心。     

Non-oxidative reaction of CBrF3 with methane over NiZSM-5 and HZSM-5

Catalytic hydrodehalogenation of CBrF₃ with methane was studied over NiZSM-5 and HZSM-5 in tubular reactor between 573 and 873 K and at ambient pressure. It was found that the incorporation of nickel into HZSM-5 significantly enhanced the activity of the zeolite. A variety of products were formed during reaction, including CH₃Br, CHF₃, CH₂Br₂, C₂F₆, C₂H₄, C₂H₂, C₂H₂F₂, CHBrF₂, CH₂BrF, and C₂H₃Br. XRD analysis showed that these two zeolite catalysts did not suffer any loss in their crystallinity during use. Deactivation of both NiZSM-5 and HZSM-5 may, in part, be due to poisoning of the zeolite by halogens. Coking is another cause of the deactivation of HZSM-5, but appears to play a minor role in NiZSM-5 deactivation. A series of methylated silicone oils was detected during reaction over NiZSM-5.