CH_4/C_3H_8部分氧化-CO_2重整反应的积碳研究

研究了Ni基催化剂在CH4/C3H8部分氧化-CO2重整反应中的催化性能和抗积碳性能。采用程序升温表面反应-质谱示踪、透射电子显微镜、热重-差热分析和Raman光谱等方法研究了反应后Ni基催化剂上的积碳物种和形态;采用程序升温氧化和程序升温加氢方法研究了Ni基催化剂上CH4裂解所形成的积碳。研究结果表明,O2可消除不与CO2反应的积碳;降低催化剂表面酸性有利于提高催化剂的抗积碳性能;CH4在Ni基催化剂上裂解形成3种氢含量不同的积碳Cα,Cβ,Cγ,800℃时H2只能消除反应活性较高的C,而O可消除全部积碳;C可形成类石墨碳,导致催化剂失活。     

钙钛矿型氧化物LaFe1-xCoxO3制备及其甲烷部分氧化催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型LaFe1-xCoxO3（x=0,0．2,0．4,0．6,0．8,1．0）系列样品,分别用程序升温还原（H2-TPR）和程序升温表面反应（CH4-TPSR）考察了催化剂表面的氧消耗过程及甲烷与催化剂表面氧物种的反应。结果表明,催化剂上存在两种氧物种,强氧化性氧物种和弱氧化性氧物种。随着Co含量的增大,甲烷在催化剂上发生的氧化反应从以部分氧化为主向深度氧化为主逐渐过渡,对部分氧化制合成气不利。     

苯酐催化剂稳定性的分析

通过单管模式装置和程序升温还原、程序升温氧化等分析方法,研究了邻二甲苯氧化制苯酐催化剂在开、停车过程中的稳定性。有些催化剂在停车状况下,空气通过催化剂床层而导致催化剂中钒价态升高,催化剂活性下降。制备苯酐催化剂时添加适量的助剂铯,提高了催化剂的选择性和稳定性。不同方法制备的苯酐催化剂,钒与铯的合适配比也不同。     

蒸汽转化镍催化剂的TPR表征

本文采用热导—程序升温还原(TC—TPR)法研究镍催化剂的还原性能。观察到在该体系催化剂上存在三种不同状态的氧化镍,其还原温度和活化能有着显著的差别。它们的相对含量与催化剂的制备方法,焙烧条件和再氧化温度等有密切的关系。适当改变这些条件,三种不同状态的氧化镍可互相转化。     

逐点程序升温氧化技术及其在积炭沸石催化剂烧炭中的应用

对逐点取样分析烧炭尾气组成的程序升温氧化技术进行了探讨，并将其应用于积炭沸石催化剂的恒温和程序升温氧化烧炭与通常的连续的程序升温氧化比较，本法可由一次试验同时获取烧炭速率、Ｈ／Ｃ比、积炭量等较全面的数据，准确判断烧炭起止温度（时间），避免通常方法因色谱基线飘移所引起误差。推导了求取烧炭速率等数据的简单计算公式。按烧炭温度和Ｈ／Ｃ比将积炭初步划分为低温、中温、高温炭三种。     

氯氧化处理对Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂再生性能的影响

分别采用烧炭法和烧炭-氯氧化法对积炭后的Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂进行再生（以下分别简称试样1和试样2）。借用X射线衍射法、透射电子显微镜、H2-程序升温还原法、NH3-程序升温脱附法等分析了催化剂物理化学性质,并在固定床反应装置上,考察了催化剂的丙烷脱氢性能。结果表明:试样1的Pt分散度明显下降;氯氧化处理可有效促进烧炭后催化剂Pt的再分散,并且增加了催化剂表面酸性,因此,试样2的丙烷转化率较高,但丙烯选择性较低;此外,由于氯氧化处理中水蒸气的存在,导致催化剂的机械强度下降,以及Pt-Sn合金的生成,因此,试样2经二次再生后,丙烯收率明显降低。     

不同氧化数的钒氧化物及FCC催化剂上沉积钒的程序升温还原表征

选用能对沉积钒和沉积镍的氧化数进行定量表征的程序升温还原（TPR）测试方法，考察了催化裂化催化剂上沉积金属氧化数对降低汽油硫含量的影响。结果表明．V2O3、V2O2、V2O5的最终还原产物是VO，催化剂上沉积钒与纯的钒氧化物出现TPR特征峰的温度范围相似；纯NiO易于被还原，而催化剂上沉积镍的TPR特征峰温度明显升高。择效活化处理导致催化剂上的沉积钒氧化数降低。在623～923K范围内，沉积钒的氧化数随着择效活化温度的增加而降低；923K时氧化数接近2。基本达到热力学平衡。沉积钒氧化数的降低改变了沉积钒的化学配位效应。有利于形成选择性降低汽油硫含量的活性中心，因而使得催化裂化汽油硫含量下降。当沉积钒的表观氧化数低于3时，催化剂的降硫效果大大提高。     

PDSC法研究在用汽油机油氧化安定性

用高压差示扫描量热（PDSC）程序升温法和恒温法对在用汽油机油的氧化安定性进行了研究。结果表明随着行车里程数的增加,在用汽油机油的起始氧化温度（Ton）和氧化峰值（Tp）不断降低,氧化诱导期时间（OIT）不断缩短,这一结果与油品酸值的增加趋势和碱值的降低趋势相符,均反映了油品在行车试验中的氧化衰败过程。因此PDSC程序升温法和恒温法均可用于在用汽油机油的氧化安定性评价,但是程序升温法与恒温法相比,具有测试条件选择简单的优势,故在对在用汽油机油的氧化安定性进行评价时推荐使用程序升温法。     

Mo对非晶态合金Ni-B/TiO_2-Al_2O_3催化糠醛液相加氢的影响

采用浸渍法制备了TiO2-Al2O3复合载体,并采用浸渍还原法制备了非晶态合金Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂;以糠醛液相加氢为探针反应,采用示差扫描量热法、比表面积测试、程序升温还原和程序升温脱附等表征手段,考察了Mo对Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂性能的影响。研究结果表明,Mo的添加显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂的活性和糠醇的选择性,当Mo质量分数为0.675%~1.250%时,糠醛转化率和糠醇选择性均达到100%;Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3催化剂的热稳定性,部分氧化态物种易于还原,同时催化剂的吸氢强度减弱,化学吸附中心数增加,显著提高催化剂的活性。Mo的适量添加使产物糠醇在催化剂上易于脱附,防止其深度加氢,提高了糠醇的选择性。     

专题报道

<正>本期对程序升温表面反应(TPSR)技术在固体催化剂上的应用进行了综述,简要介绍了TPSR技术的基本原理、装置和实验条件的选择,重点综述了近十年来该技术在烯烃烷烃的重整氧化、费托合成、NO_x的催化还原、醇醛的氧化还原、CO的氧化、硫氮氯化合     

烃类水蒸汽转化催化剂上镍的形态研究

本文应用程序升温还原法(TPR)研究轻油水蒸汽转化催化剂Z402的还原性能。观察到在该催化剂上可存在三种不同形态的氧化镍。再用程序升温氧化法(TPO),X光分析法(XRD)和氢吸附法(HA)等,研究不同形态氧化镍的性质和生成条件,并对获得的结果提出合理的解释。     

无乙醇法工业制备的长链烷烃脱氢催化剂性能研究

在工业装置上，以水-乙醇为浸渍液溶剂制备长链烷烃脱氢催化剂，考察了溶剂中乙醇的作用。以N₂吸附-脱附、X射线衍射、CO脉冲化学吸附、H₂-程序升温还原、热重分析等方法对催化剂进行了表征，并在固定床反应器上对催化剂性能进行了评价。结果表明，以无乙醇添加的精制水作浸渍液溶剂制备的长链烷烃脱氢催化剂具有较高的Pt分散性、脱氢活性及较好的活性稳定性。     

固定床渣油加氢处理装置催化剂积炭分析与表征

利用扫描电镜（SEM）、程序升温氧化（TPO-MS）、CHO元素分析仪等手段,对固定床渣油加氢处理装置催化剂上的积炭进行分析与表征。结果表明,沿着物料方向,渣油加氢催化剂上的积炭量呈先减少后增加的趋势,积炭的H/C原子比逐渐降低,芳香性越来越强,氧化温度逐渐增高。积炭的生成和油品中的氮化物存在着一定关系,含氮原子的沥青质更容易吸附在催化剂酸性点上并形成焦炭。     

负载型钯催化剂上甲烷催化燃烧机理及直接影响活性的因素

通过分析18O2同位素氧化甲烷过程中的产物分布及催化剂的组成,提出负载型钯催化剂上甲烷燃烧反应通过氧化还原机理进行,活性物种为金属钯和氧化钯.利用电子能谱、程序升温还原及氧同位素交换反应测试等对Pd/TiO2-Al2O3、Pd/SnxZr1-xO2和Pd/TixZf1-xO2体系进行了研究,证明还原性及氧交换活性是直接影响负载型钯催化剂甲烷催化燃烧性能的因素.     

MnO_2-CeO_2催化超临界水氧化苯胺废水

采用共沉淀法制备了MnO2-CeO2催化剂,并用该催化剂催化超临界水氧化苯胺废水。采用程序升温还原、X射线衍射、比表面积测定、热失重-质谱等方法对MnO2-CeO2催化剂的结构进行了表征;研究了MnO2-CeO2催化剂催化超临界水氧化苯胺废水的性能。实验结果表明,随CeO2含量的增加,Mn的还原峰温度逐渐降低,MnO2-CeO2催化剂的比表面积增大,MnO2-CeO2催化剂的氧化还原能力提高;适宜的催化剂焙烧温度为500℃;MnO2-CeO2催化剂中n(Mn)∶n(Ce)=7∶3较适宜;与其他催化剂相比,MnO2-CeO2催化剂具有较高的活性,在380℃、26MPa、停留时间2～3s、氧气过量15倍的条件下,超临界水氧化的苯胺去除率达99.9%。     

Mn1-xAgxCo2O4尖晶石复合氧化物催化去除碳烟颗粒的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Mn1-xAgxCo2O4催化剂,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FT-IR)、氧气-程序升温吸附脱附（O2-TPD）和程序升温氧化（TPO）等手段对催化剂进行表征,在自制的反应装置上,利用程序升温技术对催化剂进行评价。结果表明,制备样品Mn1-xAgxCo2O4均为尖晶石型复合氧化物,且具有良好的催化碳烟燃烧活性,当x为0.4时,样品Mn0.6Ag0.4Co2O4的催化活性最好,其催化燃烧碳烟的T50 (50%碳烟的燃烧峰对应的温度)为325 ℃,比碳烟非催化燃烧时降低260 ℃。     

Cu/HZSM-5催化剂低温NH3-SCR脱硝性能研究

采用浸渍法制备Cu（x）/HZSM-5系列催化剂并应用于低温NH₃选择性催化还原脱硝性能研究。在固定床微型反应器上进行了O₂存在条件下催化剂的NH₃选择性催化还原NO活性评价,并通过XRD（X射线衍射仪）,SEM（扫描电子显微镜）,NO-TPD（程序升温脱附）,O₂-TPD,TG-DSC-MS（热重-差示扫描量热法-质谱联用）等对催化剂性能进行表征。结果表明,催化剂的催化脱硝活性随着Cu负载量增加而逐渐增强,Cu负载量影响催化剂表面活性物种分布、氧化还原性能和吸附脱附性能,Cu以CuO的形式存在于催化剂表面或空隙中。Cu（6）/HZSM-5表现出较好的低温脱硝性能,与其拥有较好的氧化性能和NO吸附脱附性能等有关,159～378℃时NO的转化率接近100%。     

助剂CeO2对Co／Al2O3催化剂上F-T合成反应性能的影响

在用于F-T合成的Co/Al2O3催化剂中加入少量助剂,能够提高CO转化率和C5 烃选择性。主要考察了助剂CeO2添加量和催化剂焙烧温度等因素对F-T合成反应的影响,并通过程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)及X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征。反应结果表明,在Co/Al2O3催化剂中加入少量CeO2(n(Ce)/n(Co)=0.1-0.14),能够有效提高催化剂的催化活性和C5 烃选择性;焙烧温度则以相反的趋势控制F-T反应活性和链增长几率;助剂的加入降低了催化剂的起始还原温度,改善了催化剂的还原性能。但是,催化剂的积碳量有所增加,经10h反应后,催化剂上存在两种类型的积碳。     

制备方法对CeO_2/Al_2O_3催化CO_2氧化乙苯脱氢性能的影响

采用溶胶凝胶法、水热合成法和浸渍法制备了CeO_2/Al_2O_3催化剂,通过N_2吸附、X射线衍射(XRD),H_2程序升温还原(H_2-TPR),NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和热重分析(TGA)等多种表征技术和催化反应性能评价,研究了不同制备方法对CeO_2/Al_2O_3催化CO_2氧化乙苯脱氢性能的影响。结果表明,三种催化剂均为介孔材料,且溶胶凝胶法制备的催化剂具有更大的比表面积与孔径、更强的金属氧化物-载体相互作用以及丰富的中强酸酸性中心,提高了活性组分的分散性和乙苯吸附能力,抑制了铈物种的还原和类石墨积炭的生成,从而在CO_2氧化乙苯脱氢反应中表现出良好的催化活性和稳定性。在550℃和0.1MPa反应条件下,乙苯转化率和苯乙烯选择性分别为40.7%和99.1%,反应12h后,催化剂活性基本保持不变。     

惰性膜反应器用于丙烷氧化脱氢制丙烯

研究了惰性陶瓷膜反应器中丙烷氧化脱氢制丙烯反应,采用部分涂覆的多孔陶瓷膜作为空气分布器向V-Mg-O催化剂床层供氧,以降低反应区氧气分压来提高丙烯选择性.用X-射线衍射(XRD)、程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(TPR)、低温氮吸附(BET)等方法对催化剂进行了表征.比较了惰性膜反应器(IMR)与传统的固定床反应器(FBR)在丙烷氧化脱氢反应中的性能.结果表明,IMR优于FBR,IMR的丙烯选择性为57.4%,丙烯收率为22.1%.