Pt纳米簇-Sn催化剂上丙烷脱氢反应本征动力学

采用管式连续固定床积分反应器,在消除内外扩散阻力的基础上,在反应温度590℃～630℃、空速300h^-1～1000h^-1、压力0．1MPa、原料气组成C3H8／H2=1（mol）条件下,研究了丙烷在Pt纳米簇-Sn催化剂上脱氢反应的本征动力学。基于Langmuir—Hinshelwood机理,建立了反应的本征动力学模型,采用单纯形法估算了模型中的动力学参数,并对模型的显著性进行了检验。结果表明,以丙烷氢键断裂为速率控制步骤的模型可以较好地描述实验数据,模型可为工业反应器的设计提供重要依据。     

助剂对PtSn/SBA-15催化剂丙烷脱氢性能的影响

考察了金属助剂K,Mg,Zn对Pt Sn/SBA-15催化剂催化丙烷脱氢性能的影响,并采用N2吸附-脱附、SEM、TG、H2-TPR和CO脉冲吸附原位漫反射红外光谱等方法对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,助剂对Pt Sn/SBA-15催化剂的丙烷脱氢性能有显著影响,K助剂对催化剂不利,而Mg和Zn助剂能显著改善Pt Sn/SBA-15催化剂的催化性能,含Mg或Zn的Pt Sn/SBA-15催化剂脱氢活性高、稳定性好。Mg和Zn助剂能提高催化剂的Pt分散度,且可能有部分活性组分进入分子筛孔道,同时Mg和Zn助剂能增加Pt粒子周围的电子密度,高的电子密度使得Pt与生成的烯烃双键之间的相互作用力减弱,从而使烯烃容易从催化剂表面脱附,提高催化剂的性能。     

助剂Fe掺杂的铂基催化剂的制备及其丙烷脱氢的催化性能

通过X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)和热重(TG)分析及催化反应性能评价,研究了铁助剂的添加对Pt/Sn-SBA-15催化丙烷脱氢反应性能的影响。结果表明:适量Fe的添加能促进催化剂表面Pt金属粒子的分散,减少反应过程中积炭的产生,有利于丙烷脱氢反应的进行。但是,过量Fe的加入导致反应过程中介孔材料的结构坍塌和Fe物种的团聚,促进副反应的发生。在本实验中,Pt Fe1/Sn-SBA-15催化剂显示出最佳的反应性能,反应7 h后,丙烷转化率仍然高达50.7%,对应的丙烯选择性能够维持在94.5%以上。     

纳米碳纤维催化丙烷氧化脱氢性能的研究

研究了纳米碳纤维(CNF)新型碳材料催化丙烷氧化脱氢反应的催化性能。通过透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、N2吸附及空气气氛中的热重分析方法表征CNF的结构与纯度,考察纯化和氧化活化处理对其催化性能的影响。实验结果表明,化学气相沉积法合成的CNF含有较多金属杂质及表面缺陷位;通过高温热处理能有效去除CNF中的金属杂质,并提高其石墨化程度,催化剂的热稳定性大大提高;A r气氛中1 700℃高温热处理12h,再经过600℃空气氧化活化后得到的CNF为高效的丙烷氧化脱氢催化剂;采用该催化剂,在反应温度550℃、丙烷的转化率51.75%的条件下,丙烯的选择性达32.46%;对于该催化剂,提高反应温度和氧烷比可增加丙烯的收率。     

Ag对钼磷酸盐催化剂丙烷氧化脱氢性能的影响

借助催化剂性能评价、XRD、电导率测定、H2-TPR和XPS技术考察助剂Ag对钼磷酸催化剂丙烷氧化脱氢性能和催化剂性质的影响。结果表明,在Ag-Mo-P-O催化剂中形成Mo6++Ag0 Mo5+(Mo4+)+Ag+的氧化-还原循环,并且在催化剂中AgMoO2PO4和MoO3两相之间存在由"一致性界面"引起的协同效应,提高了催化剂的氧化还原性。在催化剂中添加适量的Ag,有助于获得高丙烯选择性和高收率。     

纳米薄片PtSnNa/MFI催化剂的制备及其丙烷脱氢性能研究

采用水热合成法和浸渍法制备了不同硅铝比的纳米薄片负载型PtSnNa/MFI系列分子筛催化剂,并考察了纳米薄片催化剂的丙烷脱氢性能。采用XRD、SEM、TEM、~(27)Al MAS NMR、N_2吸附-脱附、FTIR等方法对催化剂的形貌、孔结构及物性参数等进行了表征。表征结果显示,催化剂具有纳米薄片交叉构成的球形形貌和介孔结构,纳米薄片的厚度为20～40nm,催化剂中的Pt分散于纳米薄片分子筛表面。实验结果表明,硅铝比为100和500的MFI分子筛制备的PtSnNa/MFI-100和PtSnNa/MFI-500催化剂在丙烷脱氢反应中都表现出较好的催化性能,在反应温度为600℃、丙烷的重时空速为3 h~(-1)、常压的条件下反应40 h时,丙烷转化率约为40%,丙烯选择性约为94%。     

纳米碳纤维负载磷氧化物催化剂催化丙烷氧化脱氢研究

考察了纳米碳纤维(CNF)、活性炭、石墨以及CNF负载磷氧化物催化剂催化丙烷氧化脱氢(ODP)反应性能。采用SEM、HRTEM、XRD、TG和BET表征了催化剂的组成和结构。结果表明炭材料自身对于ODP过程具有较高的活性和选择性,尤其是CNF由于其独特的结构特点更适合用作ODP过程催化剂。负载磷氧化物提高了CNF催化剂的适用温度,并提高了丙烯产得率。以磷酸氢二铵为前驱体,负载于经液相氧化处理的CNF上可以得到高选择性的ODP过程催化剂,在500℃下,丙烷转化率为42.07%时,丙烯选择性达到39.63%。     

助剂对甲醇乙醇合成异丁醛催化剂结构和催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化物(SiO2-TiO2)负载的铜基催化剂。测试了含4种不同助剂ZnO、MnO、CaO、MgO的催化剂对甲醇与乙醇一步合成异丁醛的催化性能,并应用TPR,BET,XRD等手段对催化剂结构进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的催化剂可以显著地改善CuO的分散性,降低了CuO的还原温度。同时发现,碱性金属氧化物作助剂可以增强助剂与活性组分之间的协同作用,提高异丁醛的选择性和收率,较适宜的助剂是CaO。在常压、反应温度593K、n(甲醇)/n(乙醇)=2∶1的条件下,乙醇的转化率为71.58%,异丁醛的选择性为50.99%。     

封装在沸石内的亚纳米双金属Pt-Zn团簇催化剂具有优异的丙烷脱氢性能

丙烷脱氢制丙烯(PDH)前景广阔,但目前工业上广泛使用的Pt基催化剂存在稳定性差和选择性低的问题。日前,我国吉林大学和厦门大学的研究人员报道采用配体保护直接氢还原方法制备亚纳米双金属P-Zn团簇封装在silicalite-1(S-1)沸石内的催化剂,具有优异的PDH性能(Angew Chem Int Ed,2020)。     

纳米氧化铝负载钒催化剂在CO_2气氛下的乙苯脱氢性能研究

采用溶胶-凝胶法以仲丁醇铝为铝源,制备了纤维状纳米氧化铝(Al-n)。与传统的商业γ-Al_2O_3相比,纤维状纳米氧化铝具有较高的比表面积(291m~2/g),较大的孔体积(0.53m~3/g)和较大的最可几孔径(7.3nm),属于典型的介孔材料。以Al-n为载体,制备不同钒负载量的催化剂,用于CO_2氧化乙苯脱氢反应。该反应在550℃下进行,钒负载量为0.8mmol/g时催化性能最佳,乙苯(EB)转化率和苯乙烯(ST)选择性分别为65.16%和95.91%。其优良的织构性能和网状纳米结构有利于物质的传递扩散,提高了活性物种的可接近性,缓解了催化剂失活。通过XRD,TEM,氮吸附,TGA,H_2-TPR等手段,分析了催化性能与钒负载量以及载体间的关联,发现积炭不是导致催化剂失活的唯一因素,此外,钒物种的深度还原也可能是催化剂活性降低的原因之一。     

仲丁醇脱氢催化剂制备工艺对其性能的影响研究

采用并流共沉淀法制备了仲丁醇脱氢制甲乙酮催化剂,考察了铝源加入方式、铝源种类、调变剂加入方式和调变剂种类对催化剂性能的影响。结果表明:采用"两步并流沉淀法",并以硝酸铝-硝酸锌-助剂B作为第二步沉淀原料能促进前驱体活性相的生成;以有机酸盐为调变剂,采用湿混的方法加入,有利于提高催化剂活性。与对比剂相比,自制催化剂具有适宜的物理性质,初活性高、耐热稳定性好。     

工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

 对丙烷脱氢反应进行了热力学分析,计算了不同温度下的标准平衡常数和不同条件下的平衡转化率,并通过实验研究了不同工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：高温和低压有利于反应的进行,但温度过高会导致裂解等副反应增多,使丙烯选择性下降,压力过低会造成脱氢反应产生的积炭前身物增多,催化剂失活速率加快;低空速下物料在反应器中停留时间较长,高温裂解反应增多,导致丙烯选择性下降;提高氢烃比能够降低催化剂的积炭速率,但同时也会降低丙烷的转化率。     

丙烷催化脱氢制丙烯Pt系催化剂研究进展

综述了近年来国内外主要的丙烷脱氢制丙烯工艺技术现状，详细介绍丙烷在Pt系催化剂上脱氢的反应机理、载体及助剂，简介了其他丙烷催化脱氢催化剂存在的问题及化学链脱氢技术的优势。不断优化Pt系催化剂，降低成本。减少催化剂中Pt含量的同时提高催化剂的稳定性以及开发非铂非铬环保型脱氢催化剂是今后的主要研究方向。     

丙烷催化脱氢制丙烯Pt系催化剂研究进展

综述了近年来国内外主要的丙烷脱氢制丙烯工艺技术现状,详细介绍丙烷在Pt系催化剂上脱氢的反应机理、载体及助剂,简介了其他丙烷催化脱氢催化剂存在的问题及化学链脱氢技术的优势。不断优化Pt系催化剂,降低成本。减少催化剂中Pt含量的同时提高催化剂的稳定性以及开发非铂非铬环保型脱氢催化剂是今后的主要研究方向。     

CrOx/SiO2催化剂对正丁烷催化脱氢反应的催化性能

采用浸渍法制备了系列CrOx/SiO2催化剂样品，采用XRD，FT-IR，UV-vis分析手段对催化剂样品进行表征，考察催化剂上CrOx负载量及反应条件对正丁烷催化脱氢反应反应性能的影响。结果表明，Cr在SiO2表面主要以3价及6价的形式存在。当催化剂中CrOx质量分数为12 %时，在反应温度590 ℃、氢气与正丁烷摩尔比为1.5~2.5、重时空速为1~2 h-1的反应条件下可获得较高的正丁烷转化率及正丁烯选择性。产物正丁烯中1-丁烯与2-丁烯之比受反应温度影响最为明显，而与CrOx负载量、氢烃摩尔比及重时空速的关系不大。     

纳米Cu(OH)_2/SiO_2催化剂的制备条件对糠醛加氢反应的影响

通过共沉淀方法制备了用于糠醛加氢制糠醇的纳米Cu(OH)2/SiO2催化剂,并运用XRD和BET等手段对制备的催化剂进行表征;考察溶液的滴加方式、碱液浓度、反应温度及陈化时间等因素对催化剂催化效果的影响。结果表明,用并加法进行滴加,在碱液浓度2.8 mol/L、陈化时间1 h、制备温度30℃和搅拌速率400 r/min的条件下,制得的催化剂表现出较高的加氢性能,糠醛转化率为97%,糠醇选择性达96.6%。     

FCC催化剂制备技术对催化剂性能的影响

对4种不同工艺制备的催化剂理化性能和反应性能进行了对比分析，结果表明，分散剂的引入对改善催化剂性能具有明显的作用，催化重油裂化反应转化率较不加分散剂提高0.75个单位以上；控制拟薄水铝石酸化有效酸量可适当调控催化剂性能，应用该方法制备的催化剂磨损指数可控制在2.0%以下。     

陈化时间对沉淀铁催化剂的费托合成性能影响

采用连续共沉淀方法制备了Fe-Cu-K-SiO_2催化剂,并考察了陈化时间对催化剂的结构和织构性质的影响。采用X射线衍射、N_2吸附和程序升温还原(H_2-TPR)和X射线荧光光谱(XRF)等表征手段研究了不同陈化时间的催化剂样品的织构。结果表明,陈化时间在0.5～3.0h时,催化剂的主要物相是α-Fe_2O_3。随着陈化时间的缩短,催化剂的α-Fe_2O_3晶粒减小,比表面积逐渐增加,并且助剂铜趋于表面,使催化剂中α-Fe_2O_3易于还原。催化剂在n(H_2)/n(CO)=1.5、GHSV=3000 h~(-1)、p=1.6MPa、T=240℃下的固定床费托(F-T)合成反应评价结果表明,缩短陈化时间可明显提高催化剂的CO转化率。     

La_2O_3对Cu/ZnO催化剂性质和CO_2加氢反应性能的影响

运用活性评价、XRD、TPR、CO2 -TPD、CO -TPD等手段 ,探讨了La2 O3对Cu/ZnO催化剂性质和CO2 加氢反应性能的影响。试验结果表明 :催化剂经La2 O3改性后 ,CuO晶粒明显变细 ;CuO -ZnO催化剂还原难度略有增加 ;有利于CO歧化反应进行 ,使催化剂上积炭量增加 ;CO2 加氢生成甲醇的活性增加。     

裂化催化剂胶体连续制备对催化剂性能的影响

石油化工科学研究院开发了一种催化剂胶体连续制备技术,在中型试验装置上实现了FCC催化剂胶体连续制备工艺,并与间歇式成胶方式制备的催化剂进行对比。结果表明,与间歇成胶方式相比,采用连续成胶方式,胶体粒度小、催化剂强度高、磨损指数低、微反活性高近3个百分点、转化率高1.35个百分点、焦炭产率低0.41个百分点,其它性能与间歇成胶催化剂基本相同,连续成胶工艺在节能、节水上明显优于间歇成胶工艺。