超临界条件下甲苯歧化反应催化剂活性的研究

<正> 1 引言 超临界流体中的化学反应过程具有许多潜在的优势,是近年来十分活跃的研究领域.超临界流体中进行化学反应可以原位维持非均相催化剂的活性,这方面的工作只见简单模型反应的实验报道,缺乏对有关机理的探索。目前工业上甲苯歧化为临氢操作以改善催化剂的稳定性,延长寿命。本实验研究的目的是利用超临界流体的特点,探索不临氢超临界条件下,改善催化剂稳定性,延长寿命,开发甲苯歧化新工艺的可能性。为此,本文对超临界甲苯(T_c=597.1K,P_c=4.23MPa)在ZSM-5和丁-Al_2O_3上歧化反应的催化剂活性进行了实验研究,并对有关机理进行了讨论。     

反应控制相转移催化环戊烯氧化制戊二酸机制研究

利用反应控制相转移催化剂[π-C_5H_5NC_(16)H_(33)]_3{PO_4[WO_4]_3}催化环戊烯合成高纯度戊二酸,并对其反应机理和催化剂回收循环机制进行了研究。确定以30%双氧水作为氧化剂时,该催化剂催化环戊烯氧化制戊二酸的较佳反应条件为:C_(H_2O_2):C_(cpe):C_(催化剂)=4.4:1:0.0037,反应温度90℃,反应时间6 h,在该条件下,戊二酸的收率在90%以上。通过GC-MS检测,确定了中间产物和最终产物组成,并以此对反应机理进行了研究。对反应后液体进行重结晶,制得了纯度在99.0%以上的戊二酸产品。利用红外光谱、XRD对新鲜催化剂以及重复利用的催化剂进行了结构表征,研究表明:催化剂在使用过程中活性结构保持不变。催化剂重复使用3次,戊二酸的收率在90%以上。     

工业催化剂的研制与开发

根据上述选择新催化材料需要考虑的几个因素,结合炼油催化剂发展的需要和特点,我们于1980年对今后开展研究的新催化材料领域进行了一些调查分析,并开展了一些探索实验,决定选择层柱分子筛(或称交联蒙脱土)作为一类新催化材料来开展导向性基础研究,其理由是: ①它是一种固体酸。由于石油炼制催化剂多是酸性催化剂或采用酸性载体,因此,层柱分子筛可能在炼油催化剂中得到应用。 ②从结构图(图8-8)看,层柱分子筛是由一些“柱”支撑开的层状结构,具有二维通道,其层间距可     

利用水解水制取结晶三氯化铝的试验

我厂在烷基苯装置上以苯和烯烃进行烷基化反应及在润滑油装置上进行烯烃重合,均以三氯化铝作为催化剂。在生产过程中排出的三氯化铝络合物(即泥脚)采用水解的方法进行处理。每年可回收大量的苯及油状物,共水解水(兰氯化铝水溶液)除部分做混凝剂外,其余加氨水制取氯化铵。但是,利用水解水加氨水制取氯化铵工艺不尽合理,产品成本过高,尤共是反应过程中析出的氢氧化铝白白浪费,未能合理利用。本实验着重对水解水的物化性质及组成、水解水制取     

SiO2气凝胶制备过程中缩裂问题的研究

基于实验,分析了SiO2气凝胶在制备过程中收缩开裂的原因,并系统研究了原料和溶剂(水和乙醇)的用量及催化剂的使用、老化等因素对SiO2气凝胶结构的影响,利用这些因素来实现对其进行微观结构控制,采用乙醇超临界干燥技术解决该材料制备过程中的缩裂问题。     

共沸蒸馏法制备Ni/Al_2O_3催化剂及其肉桂醛加氢反应性能

利用共沸蒸馏法制备了金属Ni高度分散的Ni/Al_2O_3催化剂,并利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和全自动比表面积和孔径分析仪(BET)对其进行了一系列表征。实验过程中,选用肉桂醛(CAL)加氢反应来考察该催化剂的催化性能。结果表明,共沸蒸馏法制备出的Ni/Al_2O_3催化剂较浸渍法而言,其金属Ni的粒径较小且高度分散,同时催化剂对肉桂醛加氢生成3-苯丙醛(HCAL)具有良好的催化效果。在反应温度为150℃、反应压力为2MPa、负载量为15%时,3-苯丙醛的产率高达77.24%。此外,该催化剂在循环使用了5次后3-苯丙醛的产率并未出现明显下降的趋势,通过循环过后的XRD和TEM表征显示其前后的数据并没有发生改变,这说明该催化剂具有良好的循环稳定性。     

粘胶基活性炭纤维催化剂低温脱硝性能研究

以粘胶基活性炭纤维毡为催化剂载体,负载Mn、Co、Ce 3种元素作为活性组分,通过浸渍法制备出不同负载比例的催化剂,探讨Mn、Co、Ce三种活性组分对催化剂的脱硝性能以及抗硫性能的影响。采用孔径分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器来表征催化剂的比表面积、孔容孔径,微观形态等特征。结果表明,活性组分按照一定的比例负载在催化剂表面上,其脱硝性能有较大提升,其中6Mn-8Co-3Ce/VACF催化剂的脱硝性能最好,在此负载比下催化剂中的活性组分能够均匀的分散在载体的表面,同时在其表面上有丰富的酸性点位,良好的还原性能,在200℃下,催化剂的脱硝效率可达85%以上。在进行抗中毒实验即通入SO_2后,脱硝效率为76%,其抗硫性能较佳。     

负载化TiO_2固体超强酸的制备及光催化降解UDMH废水研究

采用溶胶–凝胶法制备了SO42–/TiO2–Cu2+与SO42–/TiO2–Ag+2种固体超强酸并负载于活性炭纤维(ACF)与颗粒活性炭(GAC)上,利用SEM、XRD和EDS对其进行表征。实验考察了4种负载型光催化剂光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水的效果及在SO42–/TiO2–Cu2+催化的降解过程中中间产物的变化情况。结果表明:ACF负载型固体超强酸催化剂的降解效果明显优于GAC负载型催化剂,SO42–/TiO2–Cu2+的催化效果明显优于SO42–/TiO2–Ag+。实验中还对负载型催化剂进行了再生和重复再利用研究,并对其失活原因进行了分析。     

氯乙烯生产中低汞高效催化剂的试制与应用

聚氯乙烯作为五大通用树脂之一,具有非常广泛的应用,而氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要材料,氯乙烯在生产过程中需要使用到汞催化剂。我国汞资源缺乏,而且汞在应用过程中会污染环境、破坏生态平衡,所以需要严格控制。低汞高效催化剂的试制能够降低汞的使用,降低对环境的破坏程度。在试制过程中,催化剂活性会受到诸多方面的影响,比如浸渍方法、制备条件、HgCl_2含量、干燥温度和助剂配比等,于是文章通过实验研究,对这些影响因素进行分析,从而获得具有更高活性的催化剂。实验结果表明,n(HgCl_2):n(CeCl_3):n(KCl)=1:1:1、浸渍时间6h、pH=1、浸渍温度60℃、干燥温度120℃、HgCl_2含量为3g时,低汞高效催化剂具有更好的活性,能够替代高汞催化剂应用于氯乙烯生产中,并且具有很好的应用效果。     

ZnCl_2催化尿素与苯酚合成氨基甲酸苯酯反应研究

采用催化剂筛选、正交实验、单因素实验、红外表征等实验手段,对尿素与苯酚合成氨基甲酸苯酯(PC)的反应性能及反应机理进行了研究。结果表明,在以ZnCl_2为催化剂,n(尿素):n(苯酚)=1:36、催化剂用量为物料总质量的1%、反应温度150℃、反应时间9 h的较好反应条件下,PC收率可达64.25%。ZnCl_2催化尿素与苯酚合成PC的反应机理为:尿素与ZnCl_2首先形成新的配位配合物,即ZnCl_2中Zn~(2+)与尿素羰基上的氧进行配位,使碳原子上的正电荷增多,进而碳原子被活化;然后苯酚中显负电的苯氧基作为亲核试剂进攻配合物中羰基碳原子,从而完成亲核取代反应生成目的产物PC。     

影响甲氨基阿维菌素苯甲酸盐合成过程中胺化反应速度的因素探讨

本文旨在合成甲胺基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)的过程中,影响其胺化反应速度的3个因素,即:反应温度,催化剂用量和反应物浓度。实验数据表明,为了提高胺化反应速度,反应温度应在75~80℃范围内,催化剂A的用量应增加30%~40%及减少20%的反应溶剂的用量。     

钯炭催化剂制备中用甲酸钠还原钯的试验

我厂松香歧化所用催化剂为载钯活性炭,其制备过程如下:燥,把炭催化剂二氯化把的还原是催化剂制备中的一个重要工序,直接影响到催化剂的活性,在还原过程中,重要的是控制pH值(9一10)。利用甲醛、氢氧化钠还原(实际起作用的是甲酸钠),在反应过程中产生的甲醇     

固定床正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐助催化剂研究

本文以钒磷氧系催化剂为基础组分,引入统计序贯实验设计方法,添加了具有与V~(4 )离子半径相近的Fe、Co、Cu、Zn四种助剂,采用固定床反应器,对39种含有不同助剂水平的催化剂进行了活性评价。又通过X射线衍射等方法探索了添加助剂的效果与催化剂相组成及结构关系。实验结果表明统计序贯实验设计方法在助剂影响催化剂的实验中是非常有效的,正丁烷氧化制顺酐钒磷氧催化剂可以通过加入具有与V~(4 )离子半径相近的助剂来提高其活性和顺酐的质量收率。X射线衍射结果表明当催化剂主要由(VO)_2P_2O_7相和少量的VOPO_4相组成时,顺酐的质量收率较高。由本文得到的含助剂的催化剂其顺酐质量收率比未加助剂时约提高15—20％(质量)。     

铜藻基固体酸催化剂生命周期温室气体排放分析

在对铜藻炭基固体酸催化剂体系进行温室气体(GHG)排放量的计算过程和系统整个运行过程中,通过生命周期评价方式(LCA),对原料生长、运输、催化剂生产以及应用和消耗过程进行详细的实验分析。经过大量的实验表明,单位催化剂的GHG净排放量(以CO_2-eq计)最大可达20.369 kg。其中,造成最大排放量的阶段是催化剂的生产过程,主要是由于在该过程中发生的炭化反应和干燥产品过程,以期为相关催化剂制备与应用的碳减排研究提供参考。     

新型催化剂V_2O_5/ZSM-5用于液体石蜡催化氧化合成脂肪酸

以偏钒酸铵为主要原料,ZMS-5型分子筛为载体,采用共沉淀法制备了V_2O_5/ZSM-5催化剂,将其用于液体石蜡催化氧化合成了脂肪酸。利用能量色散X射线荧光光谱仪对所制备的催化剂进行表征,说明V_2O_5/ZSM-5催化剂制备成功。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对反应前后的催化剂进行表征,说明V_2O_5/ZSM-5在液体石蜡氧化过程中只起催化效果。利用傅里叶变换红外光谱仪对所制备的氧化产物进行表征,证明了氧化产物中确有脂肪酸的存在。同时考察了在合成脂肪酸的过程中反应温度、反应时间、催化剂用量、反应气氛等工艺条件对液体石蜡催化氧化合成了脂肪酸效果的影响。实验结果表明:反应温度为150℃、反应时间为8h、催化剂用量为0.1g时,在纯氧气氛下可以合成性能最优的脂肪酸,其酸值为17.33mg(KOH)/g、皂化值为33.52mg(KOH)/g。     

单原子催化剂的制备及电催化应用研究进展

综述了近年来单原子催化剂合成方法的研究进展以及在制备过程中提升催化剂活性所要解决的问题.重点介绍了单原子催化剂在质子交换燃料电池(PEMFC)和二氧化碳电化学还原反应(CO2 RR)中的应用.最后结合目前单原子催化剂的研究现状和挑战,展望了其发展前景,以期对进一步构筑具有特定结构和催化功能的单原子催化剂的实验及理论起到...     

SrTi_xFe_(1-x)O_3选择性催化热解木质素制备酚类化合物

以SrTi_xFe_(1-x)O_3钙钛矿为催化剂,对其选择性催化热解木质素制备芳香基酚类化合物进行了研究。分别采用XRD、SEM、TG和FT-IR方法对钙钛矿结构催化剂的类型、结构、形貌、热性能进行了分析测试,并采用固定床反应器对SrTi_xFe_(1-x)O_3催化剂的催化性能进行评价。实验表明:固相法制备的钙钛矿结构催化剂能够在木质素催化热解过程中,提供活性晶格氧,提高催化活性。当反应温度为700℃时,按m(钙钛矿催化剂)∶m(木质素)=1∶1均匀混合进行木质素催化热解时,其液相产物产率可达16.75%,其中酚类产物包括苯酚、愈创木酚、和紫丁香酚和对苯二酚,其总选择性为86.1%。     

非晶态雷尼镍催化剂低温催化生物油模型化合物加氢的研究

采用非晶态雷尼镍催化剂,在高压反应釜内对二丙酮醇、糠醛、苯酚和愈创木酚等生物油模型化合物进行低温催化加氢实验,研究了模型化合物催化加氢特性、反应机理以及催化剂性质。实验结果表明:温度是影响此类催化剂活性的最主要因素,温度过高容易导致催化剂晶化而降低催化活性;在反应温度180℃、压力3MPa、反应时间4 h以及催化剂量8%(wt)时,模型化合物的转化率和饱和醇的选择性分别达到100.00%和97.74%以上;在此反应条件催化真实生物油的体系中,饱和醇的收率达到44.00%,p H从4.08升至5.13;通过对模型反应机理的探讨,得出模型主要通过两种加氢方式进行:即不同化合物分别以其O上的孤对电子选择性地与催化剂上的两种活泼态H(弱吸附的Ni-H、游离的原子态氢)进行加氢反应,完成催化加氢过程。     

硫氰酸钠合成及三废资源化研究

以氰化钠和硫磺为起始原料,在相转移催化剂作用下,合成了硫氰酸钠。探索了反应物配比和温度对产品质量及收率的影响。提出了硫氰酸钠合成过程中三废的回用。优化工艺条件为:物料比n(硫磺)∶n (氰化钠)=1.25∶1.00,反应温度为95℃,催化剂选用苄基三乙基氯化铵,催化剂添加量为0.4%,反应时间90 min,收率为97%左右。进一步进行废渣废液套用实验研究,实现了废渣废液的资源化,为工业化提供了实验依据。     

国外氨合成催化剂技术进展

以天然气、油田伴生气、炼厂气、焦炉气及轻石脑油等轻质烃类为原料的氨厂,采用烃类-水蒸气转化法生产粗合成气的生产技术。其生产过程可大体分为以下八个步骤:即原料气净化(俗称脱硫)与压缩、一段转化、二段转化、高温变换、低温变换、粗合成气净化(即脱除CO_2)、甲烷化、新鲜合成气压缩和氨合成。在这八个生产步骤中,除粗合成气净化工段外,其余七个工段都靠一种或几种催化剂完成。所以催化剂在氨生产过程中具有至关重要的作用,其中氨合成催化剂又是这七类催化剂中最重要的催化剂,也是研究最广泛、开发时间最早、并一直在不断开发中的一种催化剂。