Cu-Co-Al复合氧化物在N_2O分解反应中的催化活性

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法和高温焙烧法制备了系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物催化剂,并采用浸渍法制备了相应的K改性催化剂,将这些催化剂用于N2O分解反应,考察了催化剂组成和K负载量对活性的影响。采用N2物理吸附(BET)、XRD和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂的活性较高。表征结果显示,系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物均为尖晶石型结构。在550℃下N2O连续进行分解反应600 min,有氧无水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4(K与(Cu+Co)的原子比为0.03)催化剂上的N2O转化率分别为77.0%和92.8%;而在有氧有水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂上的N2O转化率分别为14.5%和36.2%。与Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂相比,0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂具有较高的活性和稳定性。     

助剂负载量和焙烧温度对K/CuAl复合氧化物催化分解N_2O性能的影响

采用共沉淀法合成了CuAl类水滑石,焙烧后得到CuAl复合氧化物,再等体积浸渍K2CO3溶液,制得K改性CuAl复合氧化物催化剂K/CuAl;采用XRD,BET,H2-TPR,XPS等技术对K/CuAl催化剂进行了结构表征,考察了K负载量和焙烧温度对K/CuAl催化剂在有氧气氛中催化分解N2O活性的影响。实验结果表明,负载K显著提高了CuAl复合氧化物催化分解N2O的活性,其中K与Cu的原子比为0.10、400℃焙烧的K/CuAl催化剂的活性最高,该催化剂在N2O分解反应中表现出了较好的稳定性,在500℃下连续反应10 h,有氧气氛中N2O转化率接近90%,而有氧有水气氛中N2O转化率接近60%,说明K的引入显著提高了催化剂的抗氧及抗水性能。     

用于N_2O一步氧化苯制苯酚的Fe-ZSM-5催化剂的积碳及再生研究

考察了Fe-ZSM-5分子筛催化剂对N_2O一步氧化苯制苯酚反应的催化性能以及催化剂的积碳和再生过程。通过TG分析得出,在不同空速下,65min内催化剂上的积碳量(质量分数)都接近5%。催化剂的活性评价结果表明,不同空速下形成的积碳对催化剂活性的影响不同,高空速下形成的积碳更易使催化剂失活,低空速下形成的积碳对催化剂活性的影响相对较小。采用非等温法研究了失活Fe-ZSM-5分子筛催化剂的烧炭动力学,得出了烧炭动力学方程,其中烧炭活化能为138.15kJ/mol,烧炭反应级数为7.2。分析结果表明,烧炭过程中的失重量变化率对烧炭速率影响极大,内扩散是烧炭反应的控制步骤。     

γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物的制备及其催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物催化剂(Co9Cux/γ-Al_2O_3),利用XRD,BET,H_2-TPR等手段对催化剂进行表征。考察了Cu负载量、有无O_2存在等对催化剂活性的影响,研究了催化剂的催化机理及其稳定性。表征结果显示,Co_9Cu_x/γ-Al_2O_3催化剂具有尖晶石结构,随Cu负载量的增加,催化剂的比表面积下降,CuO还原峰向低温区移动,Cu的负载量达15%(w)时,继续增加Cu负载量,催化剂比表面积基本保持不变,钴系氧化物的存在提高了催化剂活性。实验结果表明,Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂的活性最高,N2O转化率在565℃时达100%;Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的稳定性,在有O_2条件下,560℃连续催化分解N_2O反应24 h,N_2O转化率仍大于97%。     

含铬分子筛催化环己基过氧化氢分解反应研究

研究了含铬分子筛催化环己基过氧化氢分解制备环己酮（醇）的反应。结果表明，在分子筛质量分数为1％、常压、80℃、反应1h的条件下，Cr-Silicalite-1和Cr-APO-5分子筛催化分解转化率分别达到96．7％和86．8％，环己酮和环己醇总选择性分别为113．4％和117．9％。铬流失是造成含铬分子筛不可逆失活的原因，分子筛骨架中高度分散的六配位铬原子具有较好的催化活性和稳定性。     

改性β分子筛用于半再生重整催化剂的研究

将改性的β分子筛用于固定床半再生重整催化剂的研究。结果表明，在重整催化剂中引入适量、适当硅铝比的β分子筛，可以改善催化剂的性能；β分子筛上引入适量的磷，可以调变β分子筛的酸分布，使β分子筛的强酸中心向中强酸和弱酸转化；引入改性的口分子筛，可以为催化剂提供部分酸性，减少反应过程中的补氯量；加入改性G分子筛对催化剂的比表面积、孔体积和金属分散度没有明显改变，但对孔径分布有一定的影响，使半径大于0．5nm的孔有所增加。     

β分子筛催化异丁烷/丁烯烷基化反应性能研究--再生性能和失活原因的探讨

研究在连续流动的固定床液相反应系统中,β分子筛催化剂经异丁烷与丁烯烷基化反应后的再生性能及失活原因.主要考察不同处理方法对催化剂再生性能的影响,并采用TG、NH3-TPD和氮气等温吸附技术探讨催化剂的失活原因.结果表明,溶剂抽提难以使催化剂烷基化性能得到再生,氢气再生需要较高的处理温度,传统的空气处理仍然是较好的再生方法;积碳物种堵塞分子筛孔道,并引起中强酸中心减少是催化剂失活的主要原因.     

β/SBA-15复合分子筛的制备及其催化合成叔丁基苯酚的性能

采用后合成法制备了β/SBA-15复合分子筛,采用XRD、FTIR、N2吸附-脱附和NH3-TPD方法对其进行了表征,考察了酸浓度和β分子筛加入量对合成试样结构特性的影响。表征结果显示,合成的试样为含微孔和介孔的β/SBA-15复合分子筛。以盐酸浓度6 mol/L、β分子筛含量50%(w)、晶化时间48 h、晶化温度110℃下制得的β/SBA-15复合分子筛为催化剂用于苯酚与叔丁醇的烷基化反应,考察了物料配比、反应温度﹑重时空速和反应压力等工艺条件对反应的影响。实验结果表明,在适宜的工艺条件(n(苯酚)∶n(叔丁醇)=1∶2.5、反应温度140℃、重时空速2 h-1、反应压力0.2 MPa)下,苯酚转化率为92.77%、4-叔丁基苯酚选择性为53.17%、2,4-二叔丁基苯酚选择性为44.41%。     

改性β分子筛催化合成MTBE

研究了不同改性条件对β分子筛催化合成甲基叔丁基醚(MTBE)反应活性的影响。实验表明,组合焙烧程序和较小的水蒸气分压有利于提高分子筛的催化活性,但水蒸气分压对分子筛活性的影响较小;酸处理也可增大β分子筛催化合成MTBE反应的异丁烯转化率。结果表明,β分子筛的最佳改性条件:焙烧程序为300℃、1h,550℃、2h;处理溶液pH为2;处理温度350℃、时间3h,所得分子筛的异丁烯转化率可高达95 2%。     

纳米β分子筛/Al2O3复合材料的制备及其催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米β分子筛/Al2O3复合材料,考察制备过程中pH值、浆液浓度、成胶温度、投料方式和老化温度等因素对复合材料的影响,并采用TEM,EDS,29Si MAS NMR,DTA,NH3-TPD等方法对复合材料进行了表征,考察复合材料对正辛烷临氢异构化反应的催化性能.结果表明,溶胶-凝胶法制备的纳米β/Al2O3复合材料中的β分子筛以约5nm的尺寸分散在Al2O3基质中,有助于解决纳米分子筛易团聚的难题,提高了纳米β分子筛的热稳定性,对正辛烷临氢异构化反应催化性能优异.     

氟硅酸铵改性对β分子筛性能的影响

用不同含量的氟硅酸铵溶液处理β分子筛,采用XRD、N2物理吸附、NH3-TPD、Py-FTIR、27Al MAS NMR、SEM等方法对氟硅酸铵改性前后的β分子筛进行了表征,考察氟硅酸铵改性对β分子筛物化性能的影响。用改性前后的β分子筛制备NiW/β-Al2O3双功能加氢裂化催化剂,并在微型反应器上考察了所制备的催化剂对正十二烷加氢裂化反应的催化性能。实验结果表明,当氟硅酸铵含量为3.34%(w)时,以改性后的β分子筛制备的加氢裂化催化剂CFβ-3的性能最好,在保持较高加氢裂化活性的情况下具有较高的中油(C4~8烃)选择性,中油收率最高。在320℃、4.0 MPa、液态空速2 h-1、V(H2)∶V(正十二烷)=800、反应时间5 h的条件下,中油收率达到56%。     

合成及改性条件对β分子筛孔结构的影响

考察了合成及改性条件对β分子筛孔结构的影响,发现所有的试样均未出现滞后环,这表明所得β分子筛具有均一孔径,其中的孔可解释为晶粒之间的堆积空隙。随着焙烧温度的提高,分子筛的孔径分布变宽,产生了较大的孔;低温(300℃)与高温组合脱胺有利于结晶度的保持。在碱性处理条件下,二次中孔的体积和孔径较小;而酸性条件处理时,二次中孔的体积和孔径都明显增加。     

Co-β-SBA-15的制备及其氧化脱硫性能

以β-SBA-15复合分子筛为载体,通过浸渍法制备钴改性β-SBA-15催化剂(Co-β-SBA-15催化剂),利用XRD、N_2吸附-脱附、FTIR、NH_3-TPD、SEM和TG-DTA等方法对催化剂进行了表征,并以模拟柴油为原料,考察了Co-β-SBA-15催化剂的制备条件对催化氧化脱硫效果的影响。实验结果表明,在Co负载量为10%(w)、焙烧温度为550℃、焙烧时间为3h时,所制备的Co-β-SBA-15催化剂用于模拟柴油的脱硫率最高,达97.71%;Co-β-SBA-15催化剂较好地保持了β-SBA-15复合分子筛的微-介孔复合孔道;β分子筛次级结构单元的加入,提高了Co-β-SBA-15催化剂的结构稳定性和再生性能。     

改性β分子筛催化合成气高选择性合成液化石油气

采用共浸渍法制备了Mg,Ca,Al,Ga改性的Ni-Cu/β分子筛催化剂,采用XRD和NH_3-TPD对催化剂进行表征,并用于由合成气制备液化石油气(LPG)的反应,研究了金属元素改性对合成气合成LPG反应的影响。实验结果表明,Ca和Ga的引入可降低CO_2选择性、提高LPG选择性;二者协同作用时,催化剂的性能更好,适宜的Ca含量为0.25%(w)、Ga含量为0.10%(w),此时CO_2选择性由23.98%降至10.26%、LPG选择性由75.86%提高至78.52%。对Ca含量为0.25%(w)、Ga含量为0.1%(w)的Ni-Cu-Ca-Ga/β催化剂进行稳定性评价,反应100 h后催化剂仍表现出良好的稳定性及LPG选择性。     

Fe-多级孔Hβ催化合成二苯甲烷反应研究

采用两步法合成了Fe-多级孔Hβ催化剂。通过XRD、N_2吸附-脱附、吡啶红外手段对催化剂试样进行了表征。结果表明,Fe-多级孔Hβ不仅含有微孔而且具有介孔结构,负载金属Fe提高了Hβ表面的L酸含量。考察了苯氯化苄摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂用量对Fe-多级孔Hβ催化苯与氯化苄合成二苯甲烷的影响。实验结果表明,在苯与氯化苄摩尔比6∶1、反应时间20 min、反应温度75℃、催化剂用量0.05 g的最佳反应条件下,二苯甲烷收率达到81%。     

铵盐改性对β分子筛的酸性及其催化二异丙苯异构化反应性能的影响

考察了三元有机酸铵盐(柠檬酸三铵和柠檬酸氢二铵)和传统的硝酸铵对β分子筛改性的影响,采用X射线粉末衍射、氨吸附-程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱技术对催化剂进行表征,并将改性后的催化剂用于二异丙苯的异构化反应。实验结果表明,用柠檬酸三铵对β分子筛进行改性时,由于柠檬酸根与分子筛中的非骨架铝络合,使β分子筛在脱铝的同时保持较高的结晶度,同时增加β分子筛中的强B酸量;在催化二异丙苯异构化反应中,柠檬酸三铵改性的β分子筛催化剂有较高的催化活性和选择性,温度对其影响不大,稳定性较好。     

β分子筛在加氢裂化反应中催化性能特点研究

对β分子筛结构特点进行介绍,将β分子筛与Y型分子筛和无定形硅铝的加氢裂化性能进行试验对比,在相同工艺条件下,与Y型分子筛和无定形硅铝等酸性组分相比,β分子筛加氢裂化催化剂中间馏分油选择性提高2.0百分点以上,柴油凝点降低4～12℃。β分子筛在加氢裂化反应中表现出异构性能好、裂化活性高、中间馏分油选择性好、产品质量好、抗氮能力强等特点,具有良好的催化活性、中间馏分油选择性及产品低温流动性,可应用于最大量生产中间馏分油加氢裂化催化剂。     

β-定向结晶聚丙烯催化剂的制备及其催化丙烯聚合的性能

合成了一种含有β晶成核剂组分的新型Ziegler-Natta催化剂BFC,将该催化剂用于丙烯聚合,采用SEM和POM等分析手段对BFC催化剂及丙烯聚合物的形态进行了表征,研究了催化剂的丙烯聚合反应动力学及聚合温度和氢气浓度对催化剂性能的影响。实验结果表明,BFC催化剂催化丙烯聚合的动力学曲线呈现典型的"缓慢衰减"特征,适宜的成核剂含量可提高BFC催化剂的丙烯淤浆聚合活性,BFC催化剂的氢调敏感,所催化合成的聚合物数均相对分子质量可调性强。表征结果显示,BFC催化剂具有良好的类球形颗粒形态,催化丙烯聚合可获得具有颗粒形貌的聚丙烯粒子,催化剂中的成核剂微粒随着聚丙烯粒子的生长而分散于树脂基体中,并诱导β晶的生成。     

Zr改性对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯反应性能的影响

利用等体积浸渍法对HZMS-5分子筛进行Zr改性制得不同Zr含量的HZSM-5分子筛,利用XRD、N2吸附-脱附和NH3-TPD等方法对Zr改性HZSM-5分子筛的结构和酸性进行表征,并在常压、500℃、甲醇重时空速3 h-1、甲醇与N2体积比1∶3的反应条件下考察了Zr含量对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯性能的影响。XRD和N2吸附-脱附表征结果显示,Zr改性前后HZSM-5分子筛的晶型、孔分布及孔结构等均无明显变化。实验结果表明,适量的Zr改性可明显提高HZSM-5分子筛的弱酸量,从而提高丙烯选择性和丙烯/乙烯比值,降低C5+的选择性。当Zr含量为5.0%(w)时,HZSM-5分子筛具有最少的强酸量和适量的弱酸量,丙烯选择性最大,C5+选择性最低。