耐硫甲烷化催化剂的研究

煤制天然气采用耐硫甲烷化催化剂,减小了反应设备体积,对节省投资和降低能耗有积极意义。采用等体积浸渍法制备系列Mo-Ni/γ-Al2O3耐硫甲烷化催化剂,并对催化剂活性及耐硫性进行评价,考察浸渍液中不同Co和W元素添加量对催化剂活性的影响。结果表明,耐硫甲烷化催化剂活性中心MoS2和WS2的生成有利于提高CO转化率和CH4选择性,促进合成气生成CH4,Co的添加不利于提高催化剂的CO转化率和CH4选择性,而W元素的添加有利于提高催化剂的CO转化率和CH4选择性。在反应温度550℃、压力2 MPa和空速1 800 h-1条件下,n（H2）∶n（CO）=1∶1时,CO转化率为64.24%,CH4选择性为52.00%。n（H2）∶n（CO）=3∶1时,CO转化率为77.90%,CH4选择性为68.41%。     

催化剂酸碱性与催化酯醛缩合性能的关系

以γ-Al2O3和SiO2为载体,采用浸渍法引入不同含量Na、K和Cs碱金属制备了一系列酯醛气相缩合催化剂。利用XRD、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对催化剂结构和表面酸、碱性进行了表征,并以丙酸甲酯与甲醛为原料,考察了其催化酯醛气相缩合反应性能。结果表明,在0.2 MPa、370 ℃和质量空速为1.2 h-1的条件下,催化剂10% Cs/SiO2对丙酸甲酯转化率最高（41.03%）,甲基丙烯酸甲酯选择性为99.20%。在有丰富碱活性中心的前提下,催化剂表面弱碱性位点比例与其催化酯醛气相缩合反应性能呈正相关关系,催化剂表面酸性位点和中强碱性位点的存在会导致催化剂催化活性和选择性的降低。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

H-USY负载MnOx催化剂上CH4选择催化还原NOx性能的研究

采用高比表面积、抗硫、抗湿的新型USY分子筛为载体制备MnOx催化剂,考察了以CH4为还原剂,在不同Mn含量MnOx催化剂上,选择性催化还原NOx的性能和有关影响因素.研究表明:5%(wt.)的Mn/H-USY具有最高的NO选择性还原活性,在500℃时NOx达最大转化率20.8%;分段填装Mn/H-USY和Ni/H-USY催化剂可显著拓宽活性温度范围,促进NO转化率(最高转化率可达24.4%),降低N2O生成量.本实验中使用傅立叶红外分析仪进行在线检测反应物与产物浓度.     

碱溶液改性ZSM-5分子筛直接催化合成气制低碳烯烃

通过Na和K等碱金属溶液对ZSM-5载体进行离子交换改性,采用等体积浸渍法制备合成气制低碳烯烃铁基催化剂,采用N2吸附-脱附、SEM、XRD、TPR等测试手段对催化剂进行表征。在固定床催化反应装置中考察了铁基催化剂在纯氢气氛围中预还原4 h后,在325℃、1. 5 MPa、气体空速为1 200 h-1、V(H_2)∶V(CO)=2∶1条件下进行合成气制低碳烯烃的催化性能研究。结果表明,改性后载体孔径变大,加速原料气在催化剂的内部扩散,产物烯烃可及时析出,避免二次反应生成烷烃,提高了CO的转化率和烯烃的选择性。通过碱金属对ZSM-5的改性,合成气的转化率可提高30%～40%,转化率与碱金属活性成正比。此外,催化剂的催化活性随KOH溶液浓度的增加先增加后降低,当KOH溶液浓度为0. 1 mol/L时,CO+H_2的转化率和烯烃的选择性均最高,分别为81. 84%和49. 67%。     

以偏钛酸为原料的催化剂的脱硝性能研究

以偏钛酸为原料通过浸渍法和固相物质的热分解法来制备以NH3为还原剂选择性催化还原NOx的催化剂V2O5-WO3/TiO2。着重考察催化剂组成、NH3/NO摩尔比和模拟烟气中O2浓度对催化剂脱硝性能的影响。催化剂的脱硝性能测试结果表明催化剂V2O5(1.2%)-WO3(8.8%)/TiO2具有较高的催化活性和较宽的活性温度窗口,NO的转化率最高可达98.77%。综合考虑NH3逃逸、设备腐蚀和环境问题,NH3/NO摩尔比控制在1.2以内比较合适;富氧条件对脱硝催化反应的进行更有利。     

钼助剂对费托合成催化剂性能的影响

采用分步浸渍和共浸渍法相结合的方法制备了不同Mo含量的Fe-Cu-K/SiO2系列催化剂;在1.5 MPa、300℃、2 000h-1和φ(H2)/φ(CO)=2.0的条件下,采用固定床反应器对催化剂的费托合成性能进行了评价,并利用低温N2物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、H2和CO程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂的纹理结构、元素组成、晶体结构、还原碳化行为、表面酸性进行了表征。结果表明,Mo的加入有利于活性组分和助剂的分散,一定程度上抑制了催化剂的还原和碳化,提高了催化剂的表面酸性;由于助剂Mo的加入,催化剂的活性受到了显著的抑制,并随着其量的增加活性下降愈加明显;同时,Mo有利于增加低碳烃CH4及C2~C4的选择性,稳定了C+5和烯烃的选择性。     

Mn-Fe-Ce/Al_2O_3/堇青石催化剂低温NH_3-SCR脱硝性能研究

先采用溶胶凝胶法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆铝溶胶浆液,再通过浸渍法负载活性组分Mn和助剂,制备了NH3选择性催化还原NOx低温脱硝催化剂Mn-Fe-Ce/Al2O3/堇青石,实验结果显示:Ce和Fe的添加可以明显提高催化剂的低温脱硝活性,在体积空速4 000 h-1时和120℃条件下,NO转化率由86.3%提高到93.5%,并且在120~300℃范围内,NO的转化率均保持在93%以上。XRD、BET、NH3-TPD和H2-TPR结果表明:Fe和Ce改性后增加了催化剂的比表面积和孔体积、酸性位点、NH3的吸附能力和氧化能力,提高了催化剂的SCR活性。     

Cu-Ce-Mn-O/SiO_2/CC作催化剂还原脱除NO研究

以硅胶改性堇青石蜂窝陶瓷为载体,分别制备了3种不同CuO负载量的Cu-Ce-Mn-O/S iO2/CC催化剂。以CO(NH2)2为还原剂,在固定床反应器中进行选择性催化还原NO的研究。采用XRD、SEM、TPR等测试方法对催化剂进行表征。结果表明,在300~500℃CuO负载量为33%的Cu-Ce-Mn-O/S iO2/CC催化剂效果最好。反应温度为450℃,空速为8 000 h-1时催化剂催化还原NO的转化率可达到88%。     

载体对Cu-Co催化剂催化CO_2加氢合成乙酸反应的影响

采用等体积浸渍法制备了以TiO2、Al2O3、SiO2为载体的Cu-Co基双金属催化剂,在固定床反应器上,考察了其催化CO2加氢合成乙酸的性能,并用X射线衍射、NH3-TPD、H2-TPR等对催化剂进行了表征。结果表明,以TiO2为载体的Cu-Co基催化剂有最好的催化活性和选择性,乙酸生成速率可达16.41 mg/(gcat.h),选择性为81.3%。研究认为,催化剂表面适量的中强酸性、金属良好的分散性以及CuCo2O4的生成是影响催化性能的关键因素。     

沉淀法白炭黑与纳米级二氧化硅

依据二氧化硅粒子的形成过程，指出传统沉淀法白炭黑并不具有科学意义上的纳米实质，研究重点侧重于改进其分散性能，同时也简介了纳米二氧化硅的制备方法及用途。     

SiO2 migration mechanism at the joints of SiO2f/SiO2 composite brazed by bismuth glass

Joining is an indispensable process for expanding the application of ceramics and composites. Recently, glasses have been extensively explored for ceramic/composite joining owing to their unique functional needs. However, the difficulty in detecting amorphous materials and lack of enthalpy data make the interfacial reaction mechanism challenging to investigate. In this study, the interfacial reaction mechanism of joints of SiO_2f/SiO₂ composite-brazed bismuth glass was thoroughly explored. SiO₂ was dissolved from the matrix and used throughout the brazing process. In the initial stage, silica reacts with the brazing glass to form Bi₄(SiO₄)₃. Then, owing to the decomposition of Bi₄(SiO₄)₃, the silicate glass replaced the bismuth glass. Finally, some precipitation of SiO₂ occurred at the brazing seam owing to an entropy–enthalpy dominating mode. This study may instigate the design of brazing glasses for joining SiO_2f/SiO₂ composites.     

SiO_（2f）/SiO_2复合材料中石英纤维的表面处理

采用两种方法去除石英纤维表面的浸润剂,一种是热处理,另一种是有机溶剂与热处理相结合。比较石英纤维处理前后失重变化,通过SEM、XPS表面形貌和成分变化,得出石英纤维的表面处理,有机溶剂浸泡与高温处理相结合优于单纯的高温处理。采用不同的升温速率对石英纤维进行热处理,结果表明：升温速率越低,石英纤维的机械强度损失越大。     

SiO2对聚丙烯/SiO2复合材料微孔发泡作用

通过熔融共混法把改性过的超细SiO2加入到聚丙烯(PP)中,制备PP/SiO2复合材料母粒,通过化学发泡注塑工艺制备PP/SiO2微发泡复合材料.用扫描电镜观察了发泡样品的泡孔结构,借助电子探针和转矩流变仪研究了超细SiO2粒子在PP复合材料微孔发泡中的作用.结果表明,SiO2粒子之所以能够改善PP微孔发泡材料的微孔结构,一方面是SiO2粒子的成核作用,另一方面是SiO2的加入提高了PP熔体黏度.     

A TPD study of H2 ON Ru/SiO2 and Ru-Cu/SiO2

In H₂ TPD from Ru/SiO₂, two desorption peaks were observed. Both exchanged H for D in sequential dosing experiments. These hydrogen adsorption states were also found for Ru-Cu/SiO₂, along with another, higher temperature state at 400–500 K. This last state was neither exchangeable with nor replaceable by deuterium subsequently dosed at 150 K. The three chemisorption states are attributed to hydrogen held at the interface between Ru and SiO₂ (< 300 K), adsorbed on Ru particles (310–380 K), and held at the Ru-Cu interface (> 400 K).     

溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶/石英纤维增强石英复合材料及其性能表征

以正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水为原料制备胶液后,真空浸渍石英纤维复合材料,经固化、超临界干燥成型、表面改性等工艺使其内部填充纳米级的SiO2.利用阿基米德法测试了材料的吸水率和显气孔率,利用BET法和短路波导法对气凝胶的比表面积和孔径以及材料的介电性能进行了表征,并分析了憎水机理.结果表明,填充前后复合材料的吸湿率由最初的17.36%降至1.21%,降幅高达93%,辅以防潮涂层后吸湿率更可低至为0.052%;介电常数基本没有变化,损耗角正切有所降低,降幅最高达51.2%.     

SiO_2载体对Cu/SiO_2催化剂在仲丁醇脱氢中催化性能的影响

采用B,D,F,H 4种不同理化性质的二氧化硅微球作为Cu/Si O2催化剂的载体,等体积浸渍法制备Cu/Si O2催化剂,并对制备的催化剂进行了表征和活性评价。通过BET法、程序升温还原法(TPR)对所得催化剂进行表征,采用仲丁醇脱氢作为探针反应,介绍了不同载体、不同理化性质对催化剂催化性能的影响。结果表明:不同载体具有不同的理化性质,这些理化性质会影响催化剂在仲丁醇脱氢反应中的活性,F型载体为较好的负载纳米铜颗粒的载体。     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。     

Bi_2 SiO_5/SiO_2催化剂上苯乙烯制苯甲醛催化性能研究

以甲醇为溶剂、过氧化氢为氧化剂,考察Bi_2SiO_5/SiO_2催化氧化苯乙烯制苯甲醛的反应温度、反应时间和V(苯乙烯):V(过氧化氢)对氧化反应的影响。通过动力学数据和模型分析,进行模型筛选及参数拟合,发现以过氧化氢和甲醇吸附形成五元环结构,苯乙烯吸附在活性位上,表面反应为控制步骤时,导出模型较好符合苯乙烯氧化制备苯甲醛的实验数据。     

TiO2/SiO2的制备及其对茜素红溶液的降解动力学

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体，冰醋酸为水解抑制剂，采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/SiO₂复合物。X射线衍射和红外光谱等表征结果表明，纳米TiO₂/SiO₂粒子焙烧后主要以锐钛型存在，有Ti—O—Si键产生。在实验浓度范围，光催化降解茜素红反应符合一级动力学规律，采用半衰期法确定反应级数为0.82。