NiMo系催化剂对正辛烷加氢裂化催化性能的研究

分别以双微孔复合分子筛Y-β、Y和β的机械混合物、Y、β为载体,制备了NiMo系加氢裂化催化剂Ni-Mo/Y-β、Ni-Mo/Y β、Ni-Mo/Y、Ni-Mo/β,探讨了其物化性能的差异。结果表明:与Ni-Mo/Y β相比,催化剂Ni-Mo/Y-β具有较高的相对结晶度,较大的比表面积和孔体积,较低的B酸和L酸。在固定床反应器上考察了其对正辛烷加氢裂化反应的催化性能,在其它操作条件相同时,正辛烷在催化剂Ni-Mo/Y-β上加氢裂化反应的转化率、裂解率及对异丁烷的选择性最高。     

Ni-Mo/Y-β催化正辛烷加氢裂化的研究

以双微孔复合分子筛Y-β为载体，制备了双功能催化剂Ni-Mo/Y-β。表征发现， 浸渍后Ni-Mo/Y-β催化剂的比表面积、孔容、总酸量和结晶度均有所下降。并在固定床不锈钢反应器上考察了Ni-Mo/Y-β催化剂对正辛烷加氢裂化反应的催化性能，结果表明，在反应温度230 ℃、压力3.0 MPa、体积空速1.5 h-1和氢油体积比1 000∶1条件下，反应转化率为83.9%，裂解率82.28%，对异丁烷的选择性为37.49%。     

双组分金属类型对四氢萘加氢裂化反应性能的影响

以Beta分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备不同双组分金属类型(Ni-Mo、Ni-W和Co-Mo)加氢裂化催化剂,利用XRD、BET、NH3-TPD、Py-IR和H2-TPR等对催化剂进行表征。在固定床连续加氢反应器上考察催化剂对四氢萘加氢裂化性能的影响,结果表明,催化剂CAT-a(Ni-Mo/Beta)有较适宜的比表面积和孔体积,酸量和酸强度最大,四氢萘转化率和BTX选择性最高。以Ni-Mo/Beta催化剂为研究对象,考察不同金属负载量对催化剂物化性质及四氢萘反应性能的影响,结果表明,Beta分子筛载体上金属负载质量分数18%的催化剂最适宜四氢萘加氢裂化多产BTX类物质。     

CO+H2经F-T反应途径选择性合成汽油馏分异构烷烃

采用两段串联固定床反应器,以Co/SiO₂ 作为F-T合成催化剂,以β分子筛负载金属作为加氢裂解/异构化催化剂,研究了从合成气经F-T反应途径一步法选择性合成汽油馏分异构烷烃的反应性能。结果表明,两段固定床系统的F-T合成产物主要为C₁～C₁₀烃,而且异构烷烃的选择性较高（I/C⁺₄≈70%）。同时,钯盐前驱体对0.5%Pd/β的加氢裂解/异构化反应性能有很大影响。保持金属总负载质量分数为0.5%,在Pd/β中引入少量Pt或Ni,可以明显改善催化剂活性和稳定性。     

Ni含量对镍催化剂芳烃加氢抗硫性能的影响

采用浸渍法制备了一系列不同Ni含量的负载型Ni/Al₂O₃催化剂。以甲苯为探针分子,噻吩为毒物,在1.0 MPa、200 ℃、空速2.0 h^－1的反应条件下,用固定床连续流动微反装置进行了催化剂的抗硫性评价,并运用XRD、TPR、DSC和BET等手段研究了催化剂的物化性能和结构特征。结果表明,当Ni质量分数低于6.0%时,Ni几乎与γ-Al₂O₃形成NiAl₂O₄尖晶石结构,失去芳烃加氢活性和抗硫性能;Ni含量高有利于提高催化剂的还原度,从而提高了催化剂的抗硫性。     

TiO_2纳米管负载Ni-Mo加氢脱硫催化剂的生产工艺研究

采用水热合成法制备TiO2纳米管粉体。经浸渍、Ni-Mo负载等工艺研究,生产一种具有适宜孔径、比表面积和催化性能的加氢脱硫催化剂。取得了相关工艺参数,为工业化生产提供基础数据。最终确定:当焙烧温度为350℃时,得到孔径为92.4 nm,比表面积为232.2 m2/g,孔容为0.85 m L/g,金属含量为Ni O≥2.2%,Mo O3≥19.3%的加氢脱硫催化剂TNM-2。     

异戊二烯选择性加氢非负载Ni-Mo催化剂的制备与性能

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了非负载Ni-Mo复合氧化物催化剂,采用N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅立叶红外光谱(FT-IR)等手段对催化剂进行表征,以含体积分数1%异戊二烯的正辛烷溶液为模拟原料,在连续固定床上考察了Mo与Ni物质的量之比和溶剂量对催化剂二烯烃选择性加氢性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法制备的Ni-Mo复合氧化物催化剂具有较高比表面、分散性和双介孔结构,当Mo与Ni物质的量之比为0.6和每摩尔Ni和Mo所用溶剂量为480 mL时,Ni-Mo复合氧化物催化剂活性较高。     

纳米ZrO2负载Pd-Ni催化剂催化氯苯加氢脱氯性能研究

采用负载法制备了一系列纳米ZrO₂负载金属Ni、Pd催化剂，通过XRD、TEM和SEM等技术对催化剂进行了表征，并以氯苯的加氢脱氯为探针反应，考察了催化剂的加氢脱氯性能和反应温度、碱的用量、催化剂镍的含量等因素对催化活性的影响。结果发现，在80 ℃、NaOH和氯苯物质的量的比为1的反应条件下，Ni质量分数为10%和Pd为0.05%的Pd-Ni/ZrO₂催化剂效果最佳，反应9 h后氯苯的转化率可达到100%。     

载体对Ni基催化剂催化蒽醌加氢活性的影响

研究了载体对Ni基催化剂用于蒽醌法制备H₂O₂加氢活性的影响,同时对比了骨架镍的催化活性,考察Ni负载量对催化剂活性的影响。结果表明,负载在SiO₂上的催化剂比负载在γ-Al₂O₃上的催化活性高,对于Ni/SiO₂催化剂,Ni负载质量分数28.57%～50%时,加氢活性较高,按单位质量纯Ni上H₂O₂产量计算,Ni/SiO₂优于骨架镍催化剂,Ni负载量过高时,加氢活性降低。2-乙基蒽醌在Ni/SiO₂催化剂上的加氢为结构敏感型反应,当Ni在SiO₂的分散度达到约18%时,催化活性较佳。     

甲醇羰基化双组分催化剂表征研究

采用浸渍法制备了Ni/AC单组分催化剂和Ni-Mo/AC双组分催化剂,用固定床催化反应器评价了催化剂性能,实验证明Ni-Mo/AC可使甲醇的转化率达到93.86%,羰化产物收率达到62.71%。通过XRD、XPS、BET等手段对催化剂进行了表征。结果表明,少量Mo的加入,改变了Ni的表面状态以及Ni与活性炭之间的相互作用,Mo与Ni相互作用形成催化活性中心。Mo主要作为结构型助剂,可使NiO易于还原,增加了羰化活性中心数量,提高了催化剂的活性。     

Ni/D152树脂炭化催化剂的制备及其对异丙醇脱氢反应的催化性能

以Ni(NO₃)₂ 溶液及D152树脂为原料,采用柱上离子交换法制备Ni/D152树脂。将该树脂在N₂保护下炭化,然后用H₂活化制备得到Ni/D152树脂炭化催化剂。用DSC、XRD和SEM等分析测试手段对催化剂的制备过程及结构进行表征,用异丙醇脱氢为模型反应考察了Ni/D152树脂炭化催化剂的性能。结果表明,当树脂负载Ni质量分数为35.2%,N₂保护下500 ℃炭化30 min,在H₂气氛中活化70 min,制得的Ni/D152树脂炭化催化剂对异丙醇脱氢反应具有较好的活性。对100 mL异丙醇,当催化剂用量为1.5 g,反应温度220 ℃和反应时间1 h,丙酮收率为12.5%,选择性为100%。     

铁含量对Fe-Mn-K催化剂上CO2加氢反应性能的影响

在370 ℃、2.0 MPa和600 h^－1条件下，考察了Fe-Mn-K复合催化剂上的CO₂选择性加氢合成低碳烯烃性能。XRD表征表明，复合催化剂中负载的金属组分主要以Fe₂O₃和MnO₂形式存在。通过H₂-TPR和CO₂-TPD研究了Fe-Mn-K催化剂对H₂的还原性能和CO₂吸附性能的影响，当催化剂中Fe负载质量分数为12%时，H₂-TPD温度较低，CO₂转化率大于30%，C⁼₂～C⁼₄低碳烯烃选择性也较高。CO₂-TPD结果表明，随Fe含量的增加，初始脱附温度提高，脱附量增加，催化剂对CO₂的吸附强度逐渐增大。     

Ni-Mo双金属催化剂的甲烷化性能与耐硫稳定性

采用沉淀-浸渍法合成一系列Ni-Mo基双金属催化剂,在固定床反应器中对其催化活性和耐硫性能进行评价,并辅以不同的表征手段阐释其作用机理。实验结果表明,以MCM-41分子筛为载体的催化剂活性和稳定性优于以NaY、γ-Al₂O₃和拟薄水铝石（PB）为载体的催化剂;反应前后催化剂的表征结果则说明Ni-Mo分子间适宜的相互作用是决定催化剂性能的关键。MCM-41载体催化剂中适宜的Ni-Mo分子间相互作用使得此催化剂中活性组分与载体间的相互作用适中,还原后的活性金属Ni能够均匀分散在载体表面,从而提高了催化剂的耐硫稳定性和抗积炭能力。不同Ni-Mo比同样会影响Ni-Mo分子间的相互作用,通过考察确定20Ni-10Mo/MCM-41的活性和稳定性最优。     

负载型金属催化剂催化KBH4水解析氢性能研究

以高比表面积和规整性强的蜂窝陶瓷（2MgO₂·Al₂O₃·SiO₂）为载体，涂敷TiO₂后，用水热合成法分别负载铁、钴和镍盐，500 ℃焙烧及硼氢化钾（KBH₄）浸渍后，合成了负载型金属催化剂。负载不同金属盐的催化剂析氢性能比较结果为钴＞铁＞镍。实验研究表明，负载硝酸铁［Fe(NO₃)₃·9H₂O］和氯化钴(CoCl₂·6H₂O)的催化剂经KHB₄浸渍后析氢性能均明显改善。利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对催化剂的表征结果证实,负载硝酸铁催化剂表面真正起催化析氢性能的活性组分为单质铁，负载氯化钴催化剂表面生成了CoTiO₃，且该催化剂具有优良的催化碱性KBH₄溶液水解析氢性能，常温下该催化剂0.34 g于NaOH质量分数约为18%，KBH4质量分数约为10%的溶液中催化析氢速率可达160 mL·min^－1。     

ZSM-5/USY/Beta分子筛催化剂对四氢萘加氢裂化制备BTEX的性能研究

分别采用ZSM-5、USY、Beta 3种分子筛通过等体积浸渍法制备了Ni Mo/ZSM-5、Ni Mo/USY、Ni Mo/Beta 3种催化剂,分别标记为cat-1、cat-2、cat-3。利用XRD、NH3-TPD、SEM对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上以四氢萘作为模型化合物,研究其加氢裂化制备BTEX的催化性能,考察了四氢萘加氢裂化的工艺条件,并探讨了加氢裂化机理。结果表明,Beta分子筛制备的催化剂cat-3金属组分颗粒大小均匀,呈现出高度分散的状态,并且酸量适中。在反应温度为400℃、氢油比为600、反应压力为4MPa、2h-1空速的最佳反应条件下,与cat-1、cat-2相比,cat-3具有最佳的四氢萘转化率和BTEX选择性,分别高达95%和70%左右。     

柴油车尾气四效组合催化剂的研究

提出设计双层组合催化剂净化新技术,即碳黑氧化燃烧催化剂床层和NOx还原催化剂床层的组合,该组合催化剂对柴油机尾气四种污染物的消除具有较高的催化活性。采用浸渍法制备了Al₂O₃负载不同量的La_0.8K_0.2MnO₃和相同负载量、不同K含量的La_1-xK_xMnO₃/Al₂O₃催化剂作为氧化催化剂处理碳烟、CO和HC;采用等体积浸渍法制备Cr/HZSM-5、Mo/HZSM-5、W/HZSM-5三系列催化剂作为还原催化剂处理NOx,并将其进行组合,得到优良的氧化还原组合催化剂,同时处理柴油车尾气中的四种污染物。在模拟柴油车尾气组成条件下,用乙炔代表烃类物质并采用固定床微型反应装置,考察了所制备的双层四效组合催化剂净化柴油车尾气的催化性能。研究发现,负载质量分数为50%的La_0.5K_0.5MnO₃/Al₂O₃和负载量为1.42×10^-4mol·g^-1的W/HZSM-5组合催化剂对于同时消除柴油车尾气NO、碳颗粒、CO和HC有较好的效果。NO还原为N₂的转化率在反应温度范围最高可达79%,同时碳颗粒的燃烧峰值温度为448 ℃,碳颗粒燃烧生成CO₂ 的最大选择性可达98%,乙炔完全转化的温度为364 ℃,从而实现了四种有害物质的同时催化净化。     

环己醇催化脱水制环己烯WO3/MxOy催化剂的研究

分别以SiO₂、γ-Al₂O₃和TiO₂为载体，偏钨酸铵为WO₃前驱体，等体积浸渍法制得WO₃质量分数为12%的WO₃/SiO₂、WO₃/γ-Al₂O₃和WO₃/TiO₂三种催化剂，考察了环己醇脱水制备环己烯的催化剂活性和选择性。采用X 射线衍射、N₂吸附、NH3程序升温脱附和CO₂程序升温脱附等手段对催化剂进行表征，并与催化活性、选择性及稳定性关联。结果表明，催化剂平均孔径大，有利于降低反应物和产物的内扩散阻力，可提高环己醇转化率和环己烯选择性；孔径大小相近的前提下，酸中心量大有利于脱水反应的进行，可提高环己醇转化率；催化剂表面碱强度大、碱中心数多，有良好的抗积炭性能，因而催化剂的稳定性较好。负载WO₃质量分数为12%的WO₃/TiO₂催化剂在反应温度170 ℃和环己醇空速2.7 h^-1的条件下，环己醇转化率可达100%，环己烯选择性可达97%以上，具有良好的稳定性。     

新型汽车尾气净化催化剂的研究

利用超微粒子金属Fe、Co、Ni和NiO与Fe₂O₃、γ-Al₂O₃混合成型烧焙制成催化剂，实验过程中对模拟汽车尾气中HC、CO和NOx等物质的转化性能进行了研究。结果表明，该型催化剂各性能良好，在250 ℃时可将模拟汽车尾气中75%以上的CO转化并清除，260 ℃时能将50％以上的HC化合物（C₃H₈）转换成无害物质，300 ℃时可转化80%以上的NOx化合物。     

制备方法对Ni-Mo氧化物催化剂晶相结构的影响

采用溶胶-凝胶法、旋转蒸发微波干燥法、浸渍法、共沉淀法和机械混合法合成Ni-Mo氧化物催化剂,利用XRD和Visible-Raman表征手段研究了催化剂的结构。结果表明,制备方法不同,合成的催化剂晶相结构差别较大,既可以合成单一晶相α-NiMoO₄催化剂,又可以合成由α-NiMoO₄和β-NiMoO₄两相或α-NiMoO₄和MoO₃两相共存的催化剂。     

Fe-Mo对二甲苯选择氧化催化剂的制备及其性能

以Fe(NO₃)₃和(NH₄)₆MoO₂₄为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n(Fe)∶n(Mo)的催化剂,考察了该催化剂对对二甲苯催化氧化合成对苯二甲醛的催化性能。并应用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、紫外漫反射和热分析对催化剂进行了表征。结果表明,Fe对MoO₃改性能明显改善催化剂的活性,提高对苯二甲醛收率,原因是由于Fe₂(MoO₄)₃的生成。当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂活性最佳,此时对二甲苯转化率为66.8%,对苯二甲醛选择性和收率分别为37.2%和24.8%。XRD、FT-IR和DRS结果表明,当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂中有适量MoO₃存在,其催化活性最好,该催化剂能在高温维持较好的活性稳定性。