Ni-Fe/HZSM-5水蒸汽催化重整间甲酚制氢研究

采用共沉淀法制备Ni/HZSM-5、Ni-Fe/HZSM-5、Fe/HZSM-5催化剂,以XRD、BET、SEM为测试方法对其进行表征。在固定床反应器上,以间甲酚为生物油模型物进行水蒸汽催化重整制氢实验,考察了催化剂、反应温度、反应时间、水碳比对水蒸汽催化重整间甲酚制氢的影响。实验结果表明,反应温度650℃,反应时间120 min,水碳比8,使用Ni-Fe/HZSM-5催化剂时氢气产率达到最大,为54%。     

亚/超临界乙醇-水体系中磺化碳固体酸催化液化玉米秸秆

以微晶纤维素为原料,通过炭化和磺化制备了一种磺化碳固体酸催化剂,利用红外光谱和扫描电镜等方法对其进行了表征。研究了该催化剂在亚/超临界乙醇-水溶剂中针对玉米秸秆的催化液化性能,考察了反应温度、催化剂用量、乙醇/水体积比等因素对生物油得率的影响。结果表明:在反应温度320℃、催化剂用量为原料质量分数的6%、乙醇/水体积比为1/1、反应时间3 h条件下,生物油得率可达52%。     

Ni/La-SEP催化剂对生物油模型物催化重整制氢的影响

利用海泡石(SEP)为载体,采用沉淀法制备Ni/SEP和Ni/La-SEP催化剂,其中金属La作为助剂改性海泡石。对催化剂进行XRD、TPR和TEM表征。以苯酚∶乙醇摩尔比为1∶2的混合物为生物油模型物,考察了催化剂、反应温度、水碳比(S/C)和反应时间对催化重整制氢的影响。结果表明,重整反应温度为650℃及S/C为8~10时,Ni/La-SEP催化剂上氢产率达到最高,为68%;同时,Ni/La-SEP催化剂表现出了良好的稳定性。     

Ni/Al2O3催化剂作用下乙酸水蒸气催化重整制氢研究

采用浸渍法制备Ni/Al₂O₃催化剂,并利用BET、XRD、GC-MS、TG等对反应前后催化剂及液态产物进行了表征。采用固定床反应器考察了Ni/Al₂O₃催化剂作用下乙酸水蒸气重整制氢的反应性能,研究了反应温度、水碳比、CaO吸收剂等因素对气体组分体积分数变化以及氢气收率的影响。结果表明,在重整反应温度为600℃、水碳比为5的条件下,氢气体积分数可达92.9%,其收率为97.9%;添加CaO吸收剂后,氢气体积分数增加了6.1%,但其收率下降15%。反应后催化剂的XRD和TG表征结果表明,CaO吸收剂的加入抑制了催化剂表面消碳反应的进行,进而造成Ni/Al₂O₃催化剂作用下氢气收率的下降。     

化学气相沉积法低温制备氢气和多壁碳纳米管

采用低温化学气相沉积法裂解乙醇协同制备氢气和多璧碳纳米管,乙醇作为碳源,Ni/C用作催化剂。考察反应温度和Ni/C比例对氢气的产率和碳纳米管品质的影响。多壁碳纳米管结构与组成通过扫描电镜、投射电镜和X射线粉末衍射进行表征。结果表明:Ni/C催化剂最佳Ni担载量为8%,最佳的反应温度为500℃,最佳条件下氢气的产率为79%,碳纳米管的品质最佳。     

Ni掺杂磷化钴催化剂的制备及其苯并呋喃加氢脱氧的性能

以MCM-41为载体、硝酸镍为镍源、硝酸钴为钴源、磷酸氢二铵为磷源制备了Ni改性的磷化钴催化剂,并利用XRD、BET、SEM、CO吸附等分析手段对催化剂进行表征。以苯并呋喃(BF)为模型化合物,在连续流动固定床反应器中研究了不同镍磷比对催化剂加氢脱氧性能的影响。结果表明,引入Ni能显著加速加氢脱氧反应的进行,并且能提高主反应的选择性。在300℃、3.0 MPa、质量空速4.0 h^-1、H₂/油体积比为500的条件下,CoP/MCM-41催化剂BF转化率为60%,无氧产率为19%;而Ni CoP/MCM-41催化剂BF转化率为98%,无氧产率为88%,催化剂BF转化率提高了28%,无氧产率提高了69%。     

水热体系下双金属催化剂Ni-Ag/SBA-15催化苯酚加氢的研究

通过共沉淀法制备Ni-Ag/SBA-15 (金属负载量15%)双金属催化剂,以苯酚作为生物油模型化合物,在高温水热系统(HTW)中对苯酚进行催化加氢研究。采用比表面仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)及能量色散谱仪(EDS)对催化剂的结构和性能进行分析。对Ni-Ag/SBA-15催化剂进行寿命评价,结果显示催化剂可重复使用。与Ni/SBA-15催化剂、Ag/SBA-15催化剂和无催化剂相比,Ni-Ag/SBA-15催化剂提高了HTW中苯酚的转化率和环己醇的选择性。苯酚的转化率随反应时间和温度的增加而增加,在260℃时,转化率达到79%,环己醇的产率超过75%,选择性超过75%。     

水热体系下双金属催化剂Ni-Ag/SBA-15催化苯酚加氢的研究

通过共沉淀法制备Ni-Ag/SBA-15 (金属负载量15%)双金属催化剂,以苯酚作为生物油模型化合物,在高温水热系统(HTW)中对苯酚进行催化加氢研究。采用比表面仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)及能量色散谱仪(EDS)对催化剂的结构和性能进行分析。对Ni-Ag/SBA-15催化剂进行寿命评价,结果显示催化剂可重复使用。与Ni/SBA-15催化剂、Ag/SBA-15催化剂和无催化剂相比,Ni-Ag/SBA-15催化剂提高了HTW中苯酚的转化率和环己醇的选择性。苯酚的转化率随反应时间和温度的增加而增加,在260℃时,转化率达到79%,环己醇的产率超过75%,选择性超过75%。     

Ni/ZrO_2催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯

以Ni/ZrO_2为催化剂催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯,制备了5种不同Ni含量的Ni/ZrO_2催化剂,采用氮气物理吸附、X射线衍射和透射电镜等对催化剂进行表征,并考察了催化剂的Ni含量、反应温度、反应时间、氢气压力和反应溶剂等条件对加氢催化活性的影响。结果表明:随着Ni含量的增加,乙酰丙酸的转化率也相应增加,Ni的质量分数为50%的Ni/ZrO_2催化剂的乙酰丙酸转化率最高,Ni的质量分数为30%的Ni/ZrO_2催化剂中单位Ni的比活性(TO_F)最高;提高反应温度可加快反应速率;溶剂二氧六环比水更能促进反应的进行;而Ni含量及不同的反应条件对反应的选择性均没有显著的影响。在二氧六环中,温度200℃,氢压5MPa下,反应9h得到最高的乙酰丙酸转化率及γ-戊内酯收率,分别为99.1%和91.6%。     

分子筛型固体碱催化剂用于酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了NaOH/NaX固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备甲酯生物柴油。考察了NaOH负载量、焙烧温度、反应时间、反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比对转化率的影响。结果表明,在NaOH负载量25%,焙烧温度500℃,反应时间4 h,反应温度65℃,催化剂用量3%和醇油摩尔比12条件下,转化率达95.3%。     

Mo/ZSM-5催化作用下生物质快速热解制生物油实验研究

采用等体积浸渍法制备Mo/ZSM-5催化剂,并应用于生物质快速热解制备生物油。采用Py-GC/MS装置,重点研究了Mo负载量、反应温度、反应时间和催化剂与木粉质量比等参数对生物油产率和组成的影响规律。实验结果表明,与纯木粉热解相比较,ZSM-5和Mo/ZSM-5催化作用下生物油的产率大幅提高;在反应温度为600℃、反应时间为25 s、催化剂与木粉质量比为10/1的条件下,10Mo/ZSM-5催化作用下生物油中芳香烃类化合物的产率和相对含量达到最大值。根据生物油产率和组成的变化,可以得出Mo负载的ZSM-5催化剂强化促进酸类、醛酮类等含氧化合物转化为芳香烃类化合物,有效实现了生物质热解生物油品质的提升。     

镧对镍基催化剂催化生物油模型物重整制氢的影响

以镍基催化剂为主体,镧为助剂,采用浸渍法制备负载型镍基催化剂,并用于固定床生物油模型物(乙醇)水蒸气重整制氢工艺。考察了La2O3的负载量、催化剂质量、反应温度以及催化剂重整反应时间对重整反应制氢的影响。实验结果表明,获得最高氢气产率的较优工艺条件为:La2O3的负载量为6%,催化剂质量为75 g,反应温度为700℃;镧助剂提高了镍基催化剂的稳定性。     

Ni-Co/Al_2O_3催化乙醇水蒸气重整制氢性能研究

利用浸渍法制备Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂组成、反应温度、水醇比、液体空速对乙醇水蒸气重整反应的影响。结果表明,Ni-Co/Al2O3催化剂中Co含量的增加会提高氢气和一氧化碳的选择性,降低甲烷和二氧化碳的选择性,催化剂Ni7.5Co7.5催化性能最佳,450℃时乙醇转化率达到100%,氢气选择性为79.78%,二氧化碳选择性为91.89%。反应温度会影响乙醇水蒸气重整制氢反应中相关反应的权重和产物的分布。加大水醇比降低一氧化碳选择性,提高二氧化碳选择性;提高液体空速,加大一氧化碳选择性。Ni-Co/Al2O3催化剂反应前后发生明显的物相重构,Co3O4被还原成Co,Co与Ni共同起活性作用,Co3O4作为催化剂前体在乙醇水蒸气重整中显示出良好的活性。     

镍基催化剂对衣康酸连续化催化加氢研究

将Ni/SiO2催化剂应用于衣康酸连续化催化加氢反应中,考察了Ni负载量、反应温度和反应压力对衣康酸连续化催化加氢的影响,优化了反应条件,并通过BET、X-射线衍射仪和高分辨透射电子显微镜对催化剂进行了表征。结果表明,制备的Ni/SiO2催化剂比表面积可达236.2 m2/g,在氢气压力为3 MPa,反应温度为70℃时,衣康酸的转化率可达80.6%,甲基丁二酸的转化率为88.1%。     

乙醇催化脱氢合成乙醛的工艺研究

采用共沉淀法制备系列CuZnAl催化剂,在固定床反应器考查了催化剂对乙醇脱氢制备乙醛并副产氢气的催化性能。研究了CuZnAl组分比例对催化剂活性的影响,并对工艺条件进行优化。结果表明:Cu∶Zn∶Al=4∶4∶2时,乙醇脱氢反应催化活性达到最高;在温度为280℃,压力为1MPa,床层空速为0.8h-1,n(乙醇)∶n(水)=2,乙醇转化率达53.6%,乙醛选择性达92.2%,副产氢气纯度高达97.5%。200h连续实验,CuZnAl催化剂催化乙醇脱氢反应转化率稳定在50%以上。     

Ni_2P/SiO_2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N_2气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2:1增大到4:1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3:1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni_2P/SiO_2催化剂活性和乙醇选择性均高于Co_2P/SiO_2催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni_2P/SiO_2催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10:1、质量空速0.4 h~(-1)条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

滇池蓝藻在亚/超临界乙醇中热化学催化液化制备生物油及其特性

在高压反应釜中,以亚/超临界乙醇为液化介质、以SO42-/ZrO2为催化剂催化液化滇池蓝藻制备生物油,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、料液比等对蓝藻液化效果的影响. 正交实验表明,反应温度270℃、反应时间40 min、催化剂SO42-/ZrO2加入量为蓝藻质量的2%、蓝藻与乙醇比为1:15 g/mL是最佳的条件,在此条件下液化率为87.46%,油产率为63.32%. 分析了生物油的特性和组分,生物油是一种组成复杂的有机混合物,其主要成分为十六烷酸乙酯.     

Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

水热沉淀法制备Ni-CaO/Al_2O_3复合催化剂工艺条件的考察

为制备具有大比表面积和高金属分散度的复合催化剂,研究了水热沉淀法制备Ni-CaO/Al2O3复合催化剂的工艺条件,实验考察了制备反应温度、尿素溶液溶度和焙烧温度对复合催化剂比表面积和Ni金属分散度的影响。结果表明,反应温度150℃、尿素溶液浓度3 mol/L、焙烧温度500℃时得到的复合催化剂有最大的比表面积134.4 m2/g和最高的Ni金属分散度9.45%。将该条件下制备的复合催化剂应用于固定床反应吸附强化甲烷水蒸气重整过程制氢评价,在0.1 MPa,600℃,H2O/CH4物质的量比为4,体积空速340 h-1条件下,得到氢气浓度为97.5%,甲烷转化率95.3%,均高于文献已报道水平。     

植物油脂裂解催化剂的合成及其催化性能研究

选用典型的高含油光皮树果实,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/CaO催化裂解制备生物燃料油,并通过FTIR、XRD、SEM、CO2-TPD等对催化剂进行表征。对催化裂解后气相产率、液体油产率和固相产率的变化来验证催化剂的催化性能,考察催化剂用量、裂解反应时间和裂解反应温度对产物产率的影响。实验结果表明,在催化剂用量1.2%、反应温度500℃、反应时间为45min的条件下,实测生物燃料油产率可以达到82.56%。