CuO/Al复合材料的制备及对高氯酸铵催化作用研究

为了改善固体推进剂中高氯酸铵（AP）热分解性能，本文利用溶胶凝胶法制备了CuO/Al复合催化剂，并利用SEM、XRD等手段对其形貌和结构进行了表征，通过DSC方法考察了催化剂对AP 热分解的催化效果。结果表明：CuO/Al催化剂复合结构完整，其对AP的催化效果明显优于普通混合物CuO/Al的催化效果，并对比了加入1%、3%、5%不同质量分数的CuO/Al复合催化剂的催化效果，发现当加入量为5%时，低温分解峰和高温分解峰分别降低24.2℃和120.2℃，表明所制备的CuO/Al复合催化剂可有效降低AP的热分解温度，改善其热分解性能。     

纳米炭载PbO·CuO复合催化剂的制备及其应用

采用三元溶胶-凝胶技术和超临界干燥法制备出纳米炭载PbO·CuO复合催化剂,用扫描电镜和元素分析仪对其颗粒表面进行形貌表征和元素分析;将其应用至交联改性双基推进剂中,研究了该复合催化剂对推进剂燃烧性能及火焰结构的影响,并与同配比的微米级PbO/CuO/CB混合催化剂进行了对比。结果表明,采用该方法制备的纳米炭载PbO·CuO复合催化剂颗粒分布均匀,单组分含量可以有效控制,PbO和CuO均匀负载在纳米炭上,颗粒尺寸为30~60nm,可有效改善交联改性双基推进剂的燃烧性能;当PbO、CuO、CB的摩尔比为5∶10∶3时,推进剂在10~20 MPa内的燃速压强指数可降至0.36;与含微米级PbO/CuO/CB混合催化剂的推进剂相比,含纳米炭载PbO·CuO复合催化剂的推进剂火焰燃面更不规则,火焰亮度和亮黄丝线明显增加,燃烧更为剧烈,表明纳米炭载PbO·CuO复合催化剂对交联改性双基推进剂催化效果明显优于微米级PbO/CuO/CB混合催化剂。     

Cu-Fe合成低碳醇催化剂性能研究

采用共沉淀法制备了Cu-Fe催化剂，用XRD、XPS、TPR和BET等研究了老化时间对催化剂前驱体和催化剂性能的影响。采用固定床加压微反装置，在5.0 MPa、250 ℃和空速5 000 h^-1条件下评价催化剂合成低碳醇的催化活性。XRD研究表明，老化时间对催化剂前驱体的组成和结构以及催化剂中CuO和Fe₂O₃的分散度有影响；XPS和TPR研究表明，催化剂中CuO和Fe₂O₃间存在相互作用，强度随老化时间的延长而改变。催化活性受催化剂比表面积和Cu-Fe间相互作用强度的影响；选择性主要受Cu-Fe间相互作用强度影响。高级醇C₃₊OH的选择性随着老化时间的延长而增大，总醇中C₂₊OH选择性大于75%。     

新型CuO/ZnO催化剂的制备及其在水煤气变换反应中的应用

首次采用沉积沉淀法,以Cu（OH）₂为前驱体制备不同CuO负载质量分数的CuO/ZnO水煤气变换（WGS）催化剂,并运用XRD、N₂物理吸附和TPR等方法对催化剂进行结构表征。结果表明,活性组分CuO在载体ZnO表面的分散程度、颗粒大小及CuO和ZnO之间相互作用对催化剂的活性均有影响。CuO的适宜负载质量分数为20％,所得CuO/ZnO催化剂样品WGS反应活性较好,在350 ℃,CO转化率可达95.5％。     

复合催化剂对A1—HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

复合催化剂对Al-HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

吸附于CuO/AC及其AC上的苯胺和苯的TPD研究

以苯胺和苯为模型,考察了其在载体活性炭(AC)和炭基金属吸附-催化剂(CuO/AC)上的吸附行为,并对吸附了苯胺和苯的AC和CuO/AC进行程序升温脱附实验(TPD).结果表明,CuO/AC的苯胺脱附量显著小于AC,且起始脱附温度高于AC的脱附温度.CuO的担载改变了苯胺的吸附状态,使得苯胺和CuO/AC之间的吸附更加牢固;CuO担载前后的苯的脱附行为差别不大,表明其吸附状态没有变化.     

负载有CuO的La_2Ti_2O_7的光催化还原水制氢性能研究

通过浸渍法制备了负载有CuO的La2Ti2O7(CuO/La2Ti2O7),并对其紫外光催化还原水制氢性能进行了研究。结果表明,当以甲醇作为牺牲剂时,在紫外光照射下CuO/La2Ti2O7是一个高活性的光解水制氢催化剂。CuO的负载量为5%(mol/mol)时,产氢速率可达54.7μmol/(h.g)。在光催化过程中,CuO所起的作用是促进电荷的分离并成为产氢的活性位点。实验结果还表明在CuO/La2Ti2O7催化体系中,CuO是一个良好的助催化剂,完全有可能替代Ag、Pt等常用的贵金属助催化剂。这一研究结果为La2Ti2O7系催化剂在光解水制氢领域的实际应用提供了更为广阔的前景。     

铜含量对Cu/CeO2水煤气变换催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了不同铜含量的Cu/CeO₂水煤气变换催化剂，考察了铜含量对催化活性的影响。结果表明，Cu/CeO₂催化剂呈现出良好的水煤气变换活性。铜含量对催化活性有显著影响，铜摩尔分数为50%时，催化剂的低温活性最高，在200 ℃时CO转化率达到66.1%。Cu/CeO₂与FBD型铁基高温变换催化剂相比，具有低温活性好、活性温区宽的特点。用XRD、N2吸附法、H₂-TPR和CO-TPD对催化剂进行了表征，结果表明,无定形CuO、纳米颗粒CuO等可能是催化反应的活性物种，晶粒CuO对催化活性影响不大。铜含量的催化剂在不同温度下呈现出不同的活性。     

Ce掺杂的蛋壳型CuO/ZnO/SiO2颗粒催化剂的制备和表征

用添加表面活性剂的两步沉淀法制备了以蛋壳型纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂和掺杂Ce的CuO/ZnO催化剂,初步考察了两组催化剂用于一氧化碳加氢合成甲醇的催化性能,并采用TEM, BET, XRD, XPS等方法对催化剂的结构进行了表征. 结果表明,以纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂具有较大的比表面积,活性成分在载体表面分散均匀,粒径在13 nm左右. 加入掺杂剂Ce能有效提高催化剂的活性和选择性：一方面,Ce可以降低Cu 2p3/2和Zn 2p3/2的表面结合能, 使氧化铜更容易被氢气还原成铜;另一方面,Ce也能增强铜锌之间的相互作用,抑制铜粒子的烧结,改善活性成分的分散.     

Ce-Fe/ZSM-5催化剂用于燃机烟气SCR脱硝的性能

采用浸渍法制备了一系列Ce?Fe/ZSM-5催化剂,基于燃机烟气工况研究了Fe含量及Ce掺杂量对Fe/ZSM-5催化剂的中高温脱硝性能的影响,并结合一系列表征技术对其物化性能进行研究。结果表明,Fe含量为4wt%时,Fe/ZSM-5催化剂在550℃下NOx转化率为77.11%。掺杂Ce后Ce?Fe/ZSM-5催化剂的高温脱硝效果明显提升,Ce负载量为1wt%时,550℃时NOx转化率仍保持95.92%,催化剂有优异的中高温催化活性,比Fe4/ZSM-5提高了18.81%。同时改变烟气中的NO2和O2含量,发现NO2和O2浓度增加均可提高催化剂的脱硝性能,水热老化测试表明Ce1?Fe4/ZSM-5催化剂具有优异的水热稳定性,分别在10vol% H2O, 600℃和10vol% H2O, 800℃条件下老化后,在450?550℃内NOx转化率保持约90%。适量掺杂Ce后催化剂表面Lewis酸含量及强度增强,表面吸附氧比例增大,Ce与Fe元素间的协同作用提高了催化剂的高温氧化还原能力,提升了高温活性,因此促进了中高温条件下SCR反应的进行。     

固体超强酸树脂催化合成邻苯二甲酸二甲酯的工艺研究

以固体超强酸树脂为催化剂合成了邻苯二甲酸二甲酯,分别对醇酸摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间进行单因素和正交试验,并通过极差和方差分析对酯化过程中显著影响酯化率的因素进行统计分析。结果表明最佳的合成工艺条件为:醇酸摩尔比4.5、催化剂用量2.5%、反应温度115℃、反应时间160min,在此工艺条件下酯化率可达99.5%。该催化剂具有良好的耐磨性,可重复使用。     

整体式钒催化剂制备中塑芯材料对热加工性能的影响

整体式钒催化剂是一种新型催化剂,其内部交联通道通过预埋塑芯并煅烧去除的方法制备。塑芯的引入改变了钒催化剂的制备流程,尤其是热加工程序。通过测定钒催化剂热膨胀率、热重、差热和活性等方法,研究了塑料与钒催化剂共烧过程的共热膨胀和失重效应及对钒催化剂性能的影响。结果表明,在煅烧温度段300～400 ℃,煅烧升温速率应控制在15 ℃·h^－1,而塑芯的烧除过程不影响催化剂本身活性。     

CuO催化剂对氢氰酸氧化的催化性能

通过催化剂制备、氢氰酸的检测方法、催化氧化活性评价以及催化剂热重测试(TG),考察了CuO催化剂对氢氰酸的催化氧化性能,讨论了载体对Cu催化剂的催化活性的影响。研究结果表明,CuO催化剂在较低温度下对氢氰酸有较好的催化活性,载体对催化剂活性的影响较大,负载铜质量分数5％的催化剂活性最高,在实验温度范围内催化剂有较好的热稳定性。     

高温烟气颗粒物在线检测装置性能评价

为评价高温工况下颗粒物在线检测装置的性能,在催化裂化高温烟气过滤实验装置上使用光学在线颗粒物检测装置测定了过滤器下游烟气中的催化剂浓度及粒径分布,同时用离线式粉尘等动采样装置和Coulter粒径分析仪测量过滤器上游与下游的催化剂浓度和粒径分布,对在线式的测量结果进行验证。考虑了温度对在线式测量结果的影响。实验结果表明:在线式检测装置可以在操作温度320~465℃,操作压力0.21 MPa工况下实现稳定的测量,在线式测量结果和离线式测量结果吻合很好,实验和计算模拟结果表明操作温度对实验测量的影响可以忽略。在此基础上,针对煤化工行业的实际工况,提出了利用迭代方式来获得在线测量结果修正值的方法,该方法对煤化工工艺中高温气体管道内颗粒物的在线测定同样具有指导意义。     

CO气相催化合成草酸二乙酯催化剂的强度研究

利用颗粒强度实验机,对CO气相催化氧化偶联制草酸二乙酯催化剂的载体和催化剂强度进行测试。结果表明,随焙烧温度的升高,载体和催化剂的破碎强度明显提高,不同类型的Al₂O₃,其强度差别较大。由不同方式得到的α-Al₂O₃的强度也不相同。断裂强度随焙烧温度的升高变化不大。焙烧温度越高,催化剂强度比载体强度增加得越多。催化剂强度随助催化剂含量增加而增大,但不随活性组分负载量发生明显变化。经1000 h实验,催化剂的强度没有变化,符合工业生产的强度要求。     

稀土催化剂对城市生活垃圾热解制氢影响研究

文章探讨了稀土催化剂对城市生活垃圾热解制氢的影响。主要研究了在不同温度下稀土催化剂对生活垃圾热解制氢的影响规律以及稀土催化剂催化条件下对生活垃圾热解产气、产氢的改善效果。实验结果表明,在750~900℃范围内,使用稀土催化剂催化热解,产气量和氢气含量明显提升,但在800℃以上的温度区间有失活迹象,在800℃时,产氢量达到最大,此时产气量为0.82 L/g,氢气含量为31.8%。相对于不使用催化剂的热解过程,稀土催化剂对垃圾热解的产气量和氢气含量均有明显提升,尤其在800℃以下催化剂不失活的条件下,催化产氢效果改善显著。     

催化裂化干气制乙苯中二乙苯的液相烷基转移

在绝热固定床反应装置上比较了3994催化剂和3984催化剂上二乙苯与苯液相烷基转移反应性能。与工业化3984催化剂相比, 3994催化剂具有低温和高空速特点。在起始温度245 ℃、 压力3.5 MPa、空速7 h^-1和n(苯)∶n(二乙苯)=1条件下,进行了189 h的强化实验,3994催化剂上二乙苯转化率稳定在35 %以上, 而对于3984催化剂, 只有提高温度才能维持二乙苯转化率大于 35 %。     

Nickel-calcium phosphate/hydroxyapatite catalysts for partial oxidation of methane to syngas: Effect of composition

Nickel-calcium phosphate/hydroxyapatite catalysts have recently been reported to exhibit high activity and selectivity in partial oxidation of methane (POM). In this work the optimum composition was determined. The optimum mole ratio of Ca/PO₄ was around 10/6 and that of Ni/PO₄ was in a range from 1.0/6 to 3.0/6 with the optimum Ca/PO₄, and the activity could be related with the amount of metallic nickel. In a temperature range from ca. 400 to 700 K, an apparent autothermal reaction was observed to occur in some cases. This is due to the fact that the actual catalyst temperature is higher than the measured temperature, which comes from the exothermic nature of the reaction. The mixing sequence of the precursors during the catalyst preparation does little affect the catalyst activity and characteristics. Deactivation of the catalyst occurred slowly, but the catalyst could easily be regenerated. Moreover, the nickel-calcium phosphate/hydroxyapatite catalyst showed higher activity than the nickel-strontium phosphate catalyst. This paper is dedicated to Professor Hyun-Ku Rhee on the occasion of his retirement from Seoul National University.     

Cu-基类钙钛矿复合氧化物催化NO_x分解

合成了La2-x Ba x CuO4系列催化剂,应用一系列仪器测试结果分析得到,掺杂Ba量为0.6时在850℃催化NO活性最高。TG-DTA分析表明在450℃焙烧后样品中的有机组分完全消失。XRD结果显示了当x=1钙钛矿型为主相。H2-TPR研究结果显示催化剂活性与中心离子有很大关系。