水热老化温度对Fe-Beta型分子筛NH_3-SCR商业催化剂的影响

Fe-Beta型商业用分子筛催化剂经过不同温度水热老化处理后,测试其NH_3-SCR反应活性与选择性,并利用NH_3-TPD、O_2-TPD、H_2-TPR、BET、XRD和SEM等对样品的物化性能进行表征,考察不同水热老化温度对催化剂性能的影响及其作用机理。结果表明,水热老化导致催化剂的中低温度段活性下降,不同老化温度对催化剂性能的影响并不相同,呈现出两个不同阶段。较低水热老化温度下,催化剂表面吸附氧物种的能力、表面酸性位以及氧化能力的降低导致低温段活性降低;老化温度升至900℃后,催化剂微孔结构崩塌,比表面积大幅度减小,催化剂颗粒与表面Fe的氧化物物种出现严重团聚是导致催化剂中低温段性能大幅度降低的原因。     

Mn/ZIF-67复合催化剂低温协同催化还原NOx的研究

考察了溶剂热、浸渍-溶剂热法合成ZIF-67和Mn/ZIF-67催化剂的NH₃-SCR脱硝性能,结果发现,Mn和ZIF-67的相互作用不仅拓宽了Mn/ZIF-67催化剂的低温窗口,而且提高了其低温催化活性,该催化剂在100～200℃的脱硝效率大于98%。同时考察了煅烧时间和煅烧温度对Mn/ZIF-67催化剂脱硝活性的影响,得到最佳煅烧时间为3 h、煅烧温度为350℃。XRD、SEM、BET、NO_x-TPD、XPS、NH₃-TPD等表征结果表明,Mn/ZIF-67催化剂形成的CoMn₂O_4.5增大了催化剂的比表面积,产生的双金属协同效应增加了表面氧物种和活性酸位点,加速了NH₃、NO、NO₂反应气体的吸附,进而提高了催化剂的低温脱硝活性。     

焙烧程序对一步合成Cu-SSZ-13催化剂NH3-SCR性能的影响

焙烧程序影响一步合成法制备Cu-SSZ-13催化剂中Cu物种的种类及分布,是影响催化剂在NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）氮氧化物反应中催化性能的重要因素。为研究焙烧程序对该方法制备Cu-SSZ-13催化剂性能的影响,采用不同的焙烧温度及升温速率制备Cu-SSZ-13催化剂,并考察各催化剂的催化活性、水热稳定性及活性物种形态。结果表明焙烧温度不改变催化剂的晶型结构,但影响催化剂的活性物种形态及稳定性。当焙烧温度为600℃时,催化剂中Cu物种全部为孤立的Cu²⁺,并具有极高的稳定性,催化剂具有最佳的活性及水热稳定性。固定焙烧温度为600℃,随升温速率的提高,催化剂活性及水热稳定性表现出下降趋势,考虑经济成本,最佳的升温速率应为1℃/min。因此,以1℃/min的升温速率升至600℃焙烧6h是一步合成法制备Cu-SSZ-13催化剂的最佳焙烧程序,所得催化剂具备优异的NH₃-SCR活性和水热稳定性。     

氮掺杂钒钛蜂窝式催化剂低温脱硝性能

为了提升催化剂的低温脱硝性能，利用挤出成型法制备了一系列氮掺杂钒钛蜂窝式催化剂，考察了氮掺杂量对催化剂低温脱硝性能的影响及其稳定性，并通过XRD、BET、SEM、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD和O₂-TPD等分析方法表征催化剂。结果表明：氮掺杂钒钛催化剂的低温脱硝性能显著提高，在140～200℃温度区间催化剂的脱硝性能良好，其中以氮钛摩尔比为0.2的催化剂具有最优的脱硝效果，并在200℃连续72h的稳定性测试过程中，表现出了良好的脱硝稳定性。氮掺杂能够使钒钛催化剂颗粒粒径变小，比表面积和孔容增大，表面V⁴⁺和化学吸附氧O_α的比率增加，表面酸性位点数量增加，使催化剂表面NH₃吸附能力增强，氧化还原能力提高，促进了催化剂低温脱硝性能的提升。     

改性HZSM-5分子筛催化剂芳构化性能研究

制备Ni改性及水热改性HZSM-5分子筛催化剂,并在固定床连续微型反应装置上考察对正辛烷芳构化反应的催化性能。采用低温氮吸附、NH₃-TPD和FT-IR等方法对催化剂进行表征。结果表明,随着Ni含量的增加,催化剂B酸逐渐减少,L酸逐渐增多,总酸呈现出先减少后增多的趋势,适宜的Ni含量能够促进芳构化反应。随着水热温度的提高,B酸减少,总酸增多,催化剂的芳构化活性逐渐降低。催化剂活性与表面酸性有关,尤其是与强酸量有关,强酸量下降,芳构化能力下降。     

甘油氢解合成1,2-丙二醇铜锌铝催化剂的性能

采用共沉淀法制备了铜锌铝类水滑石前驱体,经焙烧和还原后制得铜基催化剂。采用XRD、H₂-TPR、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等表征手段并结合甘油氢解反应评价,研究了类水滑石前驱体的老化对催化剂结构和性能的影响,考察了反应条件对催化剂甘油氢解反应性能的影响。结果表明,老化有利于形成结构更为完整的类水滑石前驱体,但对铜物种的还原性能未造成显著影响。与由未老化前驱体制备的催化剂相比,由老化前驱体制备的铜锌铝催化剂具有较大Cu表面及较大酸量,但表面碱中心数量较低,从而该催化剂具有较好的甘油氢解活性及稳定性。在220 ℃、H₂压力3.0 MPa、n(H₂)/n(甘油)为18.9、甘油重时空速1.26 h^-1及质量分数为60%甘油水溶液的条件下,经老化前驱体制备的铜锌铝催化剂上甘油转化率接近100%、1, 2-丙二醇选择性约为96%。     

CeO2含量对柴油机商用稀土SCR催化剂脱硝性能的影响

考察了不同CeO₂含量对柴油机商用稀土选择性催化还原（SCR）催化剂NH₃-SCR性能的影响。通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、H₂-程序升温还原和NH₃-程序升温脱附等表征手段对催化剂的结构及性能进行了研究。研究发现,CeO₂含量对催化剂的晶体结构没有影响,添加后促进了稀土催化剂表面SiO₂的分散,从而对催化剂的脱硝性能及水热老化性能产生影响;CeO₂含量影响催化剂的织构性质,较大的孔体积和适当的比表面有利于催化剂水热老化后催化剂的脱硝性能的提高;随着CeO₂含量从14%增加到20%,其表面Ce含量呈先降低后升高的趋势,其中Ce⁴⁺含量与催化剂的水热老化后催化剂的脱硝性能成正相关;CeO₂含量的增加会阻碍稀土催化剂中其他组分的还原或增加其热稳定性,从而影响催化剂的还原能力和酸性位数量;通过脱硝性能测试,稀土催化剂中CeO₂的最佳含量为16%。     

水热处理和钨添加对低钒催化剂高温脱硝性能的影响

利用真空过量浸渍法在TiO₂和WO₃-TiO₂载体上负载0.5%钒（质量分数）制备了V₂O₅-TiO₂ （VTi）和V₂O₅/WO₃-TiO₂（VWTi）催化剂,并在含有10%（体积分数）水蒸气的空气氛下750℃水热处理24h得到处理态的VTi-A和VWTi-A催化剂。研究了水热老化和钨掺杂对催化剂脱硝效率的影响,并通过XRD、TEM、NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS和Raman等表征方法对催化剂的结构和表面特性进行了表征分析。研究表明,水热处理和钨的协同作用使催化剂中产生更多的聚合态VO_x和低价态钒（V⁴⁺+V³⁺）。这两类活性物质所含有的氧物种具有较强SCR反应活性,可改善VWTi催化剂的高温脱硝性能,即使在酸性位数量减少的情况下仍有提升,这是低钒含量催化剂可满足燃气机组高温脱硝需求的主要原因。     

氧化铝载体老化温度对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响

采用油柱成型法制备球形氧化铝,考察了氧化铝载体老化温度对长链烷烃脱氢催化剂性能的影响,通过强度、堆积密度、BET和NH₃-TPD等手段对载体进行表征。结果表明,老化温度对载体表面的酸强度和酸量有较大影响。随着老化温度的升高,酸强度及酸量逐渐变大,使长链烷烃脱氢过程中单烯烃收率降低。     

异辛醇胺化合成三异辛胺镍铜基催化剂的研究

采用浸渍法制备了不同镍铜比的镍基催化剂。采用氢气程序升温还原(H₂-TPR)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线粉末衍射(XRD)对催化剂进行表征,并考查其催化异辛醇氨化合成三异辛胺的活性。结果表明,还原态催化剂表面检测出明显的Cu衍射峰,Ni的衍射峰较弱,说明Ni物种更为分散。H₂-TPR表征显示,铜的添加促进了镍的还原,使得催化剂表面还原态Ni和Cu物种增多,增加了催化剂加氢、脱氢能力;NH₃-TPD显示,镍对NH₃有更好的吸附活化作用,铜与镍对NH₃形成了协同吸附。Cu_1.5Ni₁/A300催化剂体现出较好的催化活性,胺化反应4 h,异辛醇转化率达82.69%,三异辛胺选择性达到63.28%。     

Selective catalytic reduction of NO with ammonia over porous clay heterostructures modified with copper and iron species

Porous clay heterostructures (PCH), obtained on the basis of synthetic saponite, were modified with copper and iron ions by an ion-exchange method and tested as catalysts for the selective reduction of NO with ammonia (NH₃-SCR). Transition metal ions were introduced into H⁺ and NH₄⁺ forms of PCH. The catalysts were characterized with respect to their texture (BET), composition (EPMA), coordination of transition metals (UV–vis-DRS) and surface acidity (FT-IR, NH₃-TPD). The PCH-based catalysts have been found to be active, selective and stable in the NH₃-SCR process. The Cu-containing catalysts effectively operated at temperatures significantly lower than the Fe-modified samples. The catalyst obtained by exchanging copper ions in the ammonium form of PCH was considerably more active compared to the sample obtained from H⁺-PCH.     

助剂二氧化硅对CO2加氢制备甲醇CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂(CZAZ)催化剂,用于二氧化碳加氢合成甲醇。通过加入少量的助剂二氧化硅得到了一系列CZAZ/SiO₂改性催化剂。采用XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD以及CO₂-TPD等技术进行表征,研究了助剂二氧化硅含量对催化剂的物理化学性质以及组织结构的影响。结果表明,助剂二氧化硅的含量对催化剂的组织结构具有较大的影响。同时评价了该组催化剂参与二氧化碳加氢合成甲醇反应的催化性能。测试结果表明,采用助剂二氧化硅质量分数为4%的改性催化剂,表现出较为优良的催化活性。助剂二氧化硅促进了活性组分氧化铜的分散,并且经过二氧化硅改性的CZAZ催化剂具有更大的比表面积,这些因素都对该催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇方面的良好表现起到重要作用。     

Hydrotreating of light cycle oil using WNi catalysts containing hydrothermally and chemically treated zeolite Y

One W–Ni catalyst supported on hydrothermally treated zeolite Y and two W–Ni catalysts supported on chemically treated zeolite Y were prepared. The catalysts were characterized by NH₃-TPD, pyridine-IR, TEM, BET, and XPS. Their performance of hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, and hydrodearomatization were compared using light cycle oil (LCO) as the feed. The results showed that the hydrothermal treatment promotes HDS activity whereas the chemical approach favours the HDA activity. The HDN activity of the three catalysts was similar. Addition of zeolite Y with high proportion of Brønsted acidity in the catalysts helps to enhance the hydrodearomatization activity.     

二甲醚羰基化催化剂的烧炭再生

以水热合成的H-MOR分子筛催化剂,通过对二甲醚羰基化反应失活后催化剂进行再生,考察了不同再生气体、再生温度、O₂体积分数、烧炭升温速率等条件,烧炭后催化剂上二甲醚羰基化活性性能。TPO表征结果表明：反应后H-MOR分子筛上有两种不同性质的积炭。积炭催化剂在3%（体积） O₂/N₂气氛中,从室温以2℃·min^-1升温至320℃恒温一段时间,然后以相同速率升温至550℃进行烧炭,再生催化剂活性几乎完全恢复。NH₃-TPD和BET表征结果表明,再生催化剂活性得以恢复是因为优化了烧炭方案,分子筛表面积炭能够被烧除干净同时分子筛孔道不被破坏。     

ZSM-35分子筛的酸改性及其用于丙烯水合制异丙醇反应的性能

采用水热合成法制备Na-ZSM-35分子筛。用不同浓度NH_4NO_3溶液对ZSM-35分子筛进行铵交换,不同焙烧温度下进行焙烧处理,制成H-ZSM-35分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR和NH3-TPD对酸改性ZSM-35分子筛催化剂进行表征,并用于丙烯水合反应,考察其催化性能。结果表明,交换液浓度0.4 mol·L-1和450℃焙烧处理的ZSM-35分子筛催化剂的B酸中心最多,丙烯水合制异丙醇催化性能最佳。在丙烯水合制异丙醇反应中,反应产物异丙醇物质的量分数为15.96%,选择性为98.52%。     

复合模板剂诱导合成SAPO-34分子筛及其MTO性能研究

利用传统水热合成方法,分别采用单一模板剂、混合模板剂合成纯相SAPO-34分子筛,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD和FTIR对样品进行表征,考察其在甲醇制烯烃反应中的催化性能。结果表明,混合模板剂诱导合成的SAPO-34分子筛具有较小的颗粒尺寸,较大的比表面积和适宜的酸性,可以在MTO反应中表现出更优的催化性能。结果发现,MORTEAOH混合模板剂合成的SAPO-34分子筛的催化寿命达320 min,双烯选择性超过82%。     

球形氧化铝的制备及其在丙烷脱氢催化剂中的应用

以中和法、水热法、醇铝法和铝粉盐酸回流法合成的氧化铝前驱体为原料分别制备球形氧化铝载体（记为ZH、SR、ST和SOL）,通过强度仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对氧化铝载体进行表征,以丙烷脱氢为探针反应研究了氧化铝的制备方法对催化剂（Pt-Sn-K/Al₂O₃）脱氢性能的影响。实验结果表明：不同方法合成的氧化铝前驱体均制备出高强度的球形氧化铝载体,其中水热法和醇铝法制备的载体还具有较大的孔容和适中的比表面积;前驱体的制备方法对催化剂的酸性影响较大,中和法制备的氧化铝载体制备的催化剂主要是弱-中强酸中心,其他方法制备的氧化铝载体制备的催化剂为弱酸中心,催化剂酸量由大到小的顺序为ZH-CAT、SOL-CAT、ST-CAT、SR-CAT;评价结果表明,醇铝法和水热法制备的载体应用于丙烷脱氢催化剂表现出良好的性能,相当于甚至优于工业剂水平。