纳米与非纳米ZSM - 5 分子筛的表征及催化性能

对纳米与非纳米ZSM - 5 分子筛进行了表征和催化性能的研究。分子筛采用XRD , SEM 进行表征,采用NH₃ - TPD 对ZSM - 5 分子筛进行酸性测定, N₂ 吸附测定比表面积和孔容积。选用甲苯烷基化, 二甲苯异构化反应, 使用脉冲微反- 色谱联用装置对其进行催化活性的评价。纳米ZSM - 5 分子筛的甲苯烷基化和二甲苯异构化转化率分别为60. 98%(450 ℃)和90. 38%(500 ℃), 其值高于非纳米ZSM - 5 分子筛(转化率分别为46. 18 %和75. 59%), 纳米ZSM - 5 分子筛表现出较好的催化活性。     

Nb-SBA-15的直接合成及其催化氧化苯乙烯性能研究

以Nb₂O₅为铌源直接合成Nb-SBA-15,通过X射线衍射（XRD）、氮气吸附脱附分析（BET）、红外光谱（FT-IR）、热重分析（DTA）表征手段对其结构进行分析。结果表明,铌负载于SBA-15后,仍保留SBA-15的高度有序的二维六方介孔结构。(Z)-Nb-SBA-15分子筛催化剂对苯乙烯氧化反应具有较高的催化活性,温度为70 ℃,n（苯乙烯）/n（过氧化氢）/n（丙酮）=1∶2∶2,催化剂质量为原料质量的10.0%的条件下反应10 h,苯乙烯的转化率达到43.21%,苯甲醛的选择性为94.32%,且该催化剂稳定性较好,是性能良好的固体酸催化剂。     

活性炭CWPO法处理转运站垃圾渗滤液

为了研究催化湿式过氧化氢氧化(catalytic wet peroxide oxidation,CWPO)法对渗滤液的处理效果,以颗粒活性炭为催化剂,对转运站的垃圾渗滤液进行处理.分别研究了反应温度、反应时间、催化剂添加量、H2O2添加量和初始pH对处理效果的影响,并采用紫外-可见光谱以及三维荧光光谱对水样中溶解性有机物进行分析.研究结果表明:当温度为200℃,反应时间为120 min,催化剂添加量4g/L,氧化剂添加量n(COD)∶ n(H2O2)为1∶1.8,初始pH为7时,出水COD去除率达到85.02％.同时,含有芳香环、双键和羰基共轭体系的有机物去除效果显著.     

双金属-氮掺杂炭催化剂的制备及其电催化CO2性能

金属-氮掺杂炭是一类新兴的应用于CO₂还原反应(CO₂RR)的非贵金属电催化剂。目前的制备方法主要采用浸渍法为主的后处理方式，通常涉及较多的步骤，且金属种类单一。以4,4’-联吡啶为配体、硝酸铁和氯化铜为金属节点，通过配位竞争的策略合成FeCu配位聚合物，后经原位热处理得到FeCu-N-C系列催化剂。分别采用SEM、TEM、XRD、N₂吸附-脱附等技术对催化剂形貌结构、金属物种状态、孔隙结构等进行了表征。采用三电极体系评价了FeCu-N-C系列催化剂在电催化CO₂RR产合成气(CO/H₂)中的性能。结果表明，通过调控Fe、Cu的物质的量比、炭化温度、金属组合等条件可调控合成气中n(CO)/n(H₂)的比例。在较宽电位范围内(-0.7～-1.3 V)生成的合成气中n(CO)/n(H₂)可在0.15～3.33调控，可满足甲醇合成、费托反应及合成气发酵等重要反应的供给气配比。     

助剂对CuO-ZnO-ZrO2 催化剂CO2 加氢制甲醇性能的影响

采用燃烧法制备了Al₂O₃、CeO₂、NiO 金属氧化物改性的CuO-ZnO-ZrO₂ 催化剂,通过X 射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、H2-程序升温脱附(H2-TPD)、CO₂-程序升温脱附(CO₂-TPD)表征手段,探讨Al₂O₃、CeO₂、NiO 助剂对催化剂物相组成及微观结构的影响,且在固定床连续流动反应装置上考察了添加3种不同助剂对CO₂ 加氢合成甲醇性能的影响。结果表明,Al₂O₃、CeO₂、NiO 助剂均有助于提高CuO-ZnO-ZrO₂ 催化剂的活性,且添加适量CeO₂ 的催化剂催化效果最好;3种助剂都可以抑制CuO 晶粒的生长和提高CuO 的分散度,从而更利于催化剂的还原和H2 的吸附解离;3种金属氧化物助剂均可不同程度地调变催化剂表面碱强度和碱性位数目,较之NiO 改性的催化剂,Al₂O₃ 和CeO₂ 改性的催化剂表面碱强度更强,碱性位数目也更多,从而更利于CO₂ 的吸附活化。     

MCM-48催化剂的合成、表征与异构化性能分析

采用XRD、BET吸附、红外吡啶吸附等方法,对所制备的MCM-48中孔分子筛催化剂进行表征,考察反应温度、还原温度和还原氢气流速对异构化催化性能的影响.结果表明,MCM-48负载活性组分后,仍然保持着良好的长程有序性,具有典型的中孔物质吸附曲线,比表面积为943 m2/g,MCM-48催化剂具有B酸性和L酸性;MCM-48对正庚烷异构化反应具有较好的异构化性能,当还原温度为400℃、反应温度为300℃,H2流速为30 mL/min时,催化剂催化性能最好,正庚烷转化率为10.5%时,异构化选择性达到70.6%.     

BAPO-5分子筛的合成与表征

采用静态水热合成法,活性胶液中各组分摩尔比为n(B₂O₃)/n(Al₂O₃)/n(P₂O ₅)/n(模板剂)/n (H₂O)=x∶y∶1.5∶2∶240合成了系列硼铝磷酸盐分子筛BAPO-5。利用XRD,SEM,BET,FT-IR和MASNMR 等方法对BAPO-5分子筛进行了多角度表征。结果表明,当活性胶液中02O₃)/n(Al₂O₃)<0.08时, 可合成出不同硼含量的BAPO-5,BAPO-5与未添加杂原子B的AlPO₄-5具有相同的晶体结构;BAPO-5的比 表面积和比孔容均随B含量的增加而增大,表明BAPO-5中的硼为分子筛的骨架阳离子元素;BAPO-5骨架中的 Al和P的配位环境为AlO₄ 和PO ₄,杂原子B的引入并未引起分子筛的骨架阳离子元素Al和P的配位环境和结构 类型的改变;此外,合成的BAPO-5具有规整的六方棱柱晶体外形。     

C u O - Z n O - C e O2 / A l 2O3 催化剂的催化及表征

采用共沉淀法制备了用于催化湿式氧化工艺的 C u O - Z n O -C e O₂ / A l ₂O₃ 催化剂, 采用 X射线衍射 ( XR D)对催化剂进行了表征, 并以实验室配置的苯酚溶液为目标污染物, 考察了C u O - Z n O -C e O₂ / A l ₂O₃催化剂的活性和稳定性。结果表明, C e的加入有提高催化剂体系分散度的作用; 催化剂中的活性组分 C u、 Z n、 C e分别以 C u O、 Z n O、 C e O₂的形式存在, 并成功负载于载体 A l 2O3; 对于初始质量浓度为9 0 0m g / L的实验室配置苯酚溶液, 在反应温度为1 8 0℃, 压力为4MP a, 搅拌速度为3 0 0r /m i n, 催化剂加入量为0. 1g /( 1 0 0mL) , 反应时间3 0m i n时, 化学需氧量( COD) 去除率达到9 5%。     

梯度孔Hβ的制备及其催化苯加氢烷基化性能

通过碱处理方法制备了具有不同结构和酸性的梯度孔Hβ分子筛,采用XRD、SEM、N₂物理吸附和NH₃?TPD表征方法对碱处理前后分子筛进行表征。以梯度孔Hβ分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备Ru?Hβ双功能催化剂,并在固定床反应器上进行苯加氢烷基化反应活性以及稳定性评价。结果表明,经适量浓度碱处理后,提高了Hβ分子筛的介孔占比,有利于提高加氢烷基化活性以及稳定性。在氢气压力为2 MPa、反应温度为210 ℃、体积空速为1 h^-1的条件下,Ru质量分数为0.2%时（以梯度孔Hβ分子筛质量为基准）,与梯度孔Hβ组成的双功能催化剂可实现有效、稳定运行,苯的转化率达到54.32%,环己基苯选择性达到71.47%,催化剂稳定性在280 h内无明显下降。     

固体超强酸催化剂SO2-4/ ZrO2在缩醛反应中的应用

以纳米氧化物为前驱体制备的固体超强酸催化剂SO₂ ^-4 / ZrO₂ , 其Hammett 酸强度常数小于-12 .14。将SO₂ ^-4 / ZrO₂ 用于催化苯甲醛与乙酸酐的缩醛反应, 经红外光谱、气相色谱、核磁、熔点测定证明得到的缩醛具有较高的纯度。通过均匀设计实验, 考察催化剂制备过程中焙烧温度、硫酸浓度、浸泡时间和活化温度对缩醛产率的影响。优化出缩醛产率最高的催化剂制备条件为:焙烧温度为300 ℃, 浸渍液中硫酸的浓度为4 .5 mol/ L, 浸泡时间为1.0 h , 活化温度为305 ℃, 缩醛产率为93.6%。红外光谱和热重分析表明,SO₂ ^-4 / ZrO₂ 超强酸中SO₂ ^-4 吸附量大。重复实验表明使用10 次后,SO₂ ^-4 / ZrO₂ 仍保持较高的催化活性, 且催化剂易处理, 易再生。     

烯基琥珀酸酐的催化合成

以C₁₃~C₁₄的内烯烃和顺丁烯二酸酐制备烯基琥珀酸酐为探针反应,利用SO₄ ^2- /TiO₂ 固体酸催化剂 催化合成了烯基琥珀酸酐,考察了催化剂的催化活性和稳定性,利用气相色谱对产品的收率进行定量分析。结果表 明,SO₄^2- /TiO₂ 催化剂在烯基琥珀酸酐的合成中具有较高的催化活性和良好的稳定性。最佳条件是催化剂焙烧温 度为550℃,反应温度为190℃,反应时间为5h,催化剂质量为反应物总质量的1%,n(内烯)∶n(酸酐)=3∶1,抗 氧剂2,6-二叔丁基对甲酚质量为反应物总质量的0.5%,此时,烯基琥珀酸酐的收率可达46.8%。     

固体酸CuCo2S4催化制备呋喃基二酯化合物

采用2,5-四氢呋喃二甲醇(THFDM)与不同碳链长度脂肪酸(正丁酸、正癸酸和棕榈酸)为原料,以新型多孔状金属有机骨架材料固体酸CuCo₂S₄为催化剂,催化合成呋喃基二酯化合物。通过单因素实验研究醇酸摩尔比、催化剂添加量、反应温度以及反应时间对脂肪酸转化率的影响。实验结果表明,在醇酸摩尔比1∶1、催化剂添加量1.25%(以THFDM质量计)、反应温度140℃、反应时间7 h条件下,正丁酸、正癸酸和棕榈酸转化率分别达到84.57%、94.22%与87.20%。通过傅里叶红外光谱和核磁共振碳谱对提纯后的产物进行分析,证明产物为具有对称结构的呋喃基二酯化合物。理化性质表明2,5-四氢呋喃二丁酸酯在润滑油助剂领域具有潜在的应用价值。     

高度分散WO x /SiO2催化剂的制备及烯烃歧化反应性能

通过对WO _x /SiO₂催化剂载体的筛选和WO _x 负载量的考察,成功筛选出一种性能优异的国产SiO₂载体,运用氮气物理吸附、XRD、Raman光谱和TEM/EDS对催化剂结构进行表征,考察了WO _x 物种在载体上的分散情况和乙烯与丁烯歧化制丙烯的催化反应性能,并与国外某商业催化剂的性能进行了对比。结果表明,当国产载体S?SiO₂的WO _x 负载量阈值为8%时,催化剂显示出最佳催化活性和选择性;与商业催化剂的催化性能相比,其催化活性高近10%,且稳定性和选择性相当;关联结构表征结果证实,WO _x 物种在载体上的分散特征是影响催化性能的关键因素,SiO₂载体和负载量也是影响WO _x 物种分散状态的关键。本研究可为高效烯烃歧化反应WO _x /SiO₂催化剂的国产化,尤其是国产SiO₂载体的选择提供依据。     

V/β-分子筛和V/γ-Al2O3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

利用浸渍法制备不同载体的钒基催化剂(V/β,V/γ-Al_2O_3),并考察该催化剂在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中的活性.利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、N_2吸附-脱附(BET)和原位红外光谱对催化剂进行表征.结果表明,β分子筛和γ-Al_2O_3具有大的比表面积,孔径分布窄,使V能够以高分散、孤立态的V物种存在.原位红外光谱结果表明,丙烯在8V/β-分子筛(8V/γ-Al_2O_3)和8V4Mg/β-分子筛(8V4Mg/γ-Al_2O_3)催化剂上吸附后,C—H键上的H与催化剂活性中心的晶格氧发生了作用形成H—O键,随着温度升高出现C—O键,C—O键将进一步氧化生成COx,且8V4Mg/β-分子筛(8V4Mg/γ-Al_2O_3)催化剂上出现C—O键的温度比8V/β-分子筛(8V/γ-Al_2O_3)催化剂上高,说明Mg有利于丙烯的选择性.500℃反应时,8V4Mg/β分子筛具有很好的催化活性,丙烯的选择性达71.9%,丙烷的转化率达16.7%.     

乙酰丙酮配体对SnCl2/AC催化乙炔氢氯化反应的影响

负载型SnCl₂是一种无汞乙炔氢氯化催化剂,为了增强SnCl₂催化剂的乙炔氢氯化反应性能,通过引入乙酰丙酮配体(acetylacetone)制备了5.0%Sn(acac)₂Cl₂/AC催化剂,并对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明,在乙炔体积空速为90 h^-1、乙炔与HCl物质的量比为1∶1.1、反应温度为170 ℃的条件下,5.0%Sn(acac)₂Cl₂/AC催化剂的乙炔转化率达到96%,高于5.0%SnCl₂/AC催化剂的乙炔转化率;结合反应前后催化剂的性能表征,证实引入乙酰丙酮配体可增强SnCl₂催化剂的乙炔吸附能力,同时还可起到抑制反应过程中锡流失的作用,有效地提高了SnCl₂催化剂的反应活性和稳定性。     

中孔分子筛PO4^3-／Zr-MCM-41催化α-蒎烯水合反应

采用水热合成法制得中孔分子筛Zr-MCM-41，用磷酸处理制备了中孔分子筛PO4^3-／Zr-MCM-41。采用小角X射线衍射(XRD)，红外(FT-IR)及BET对其结构进行了表征。结果表明，PO4^3-／Zr-MCM-41中孔分子筛具有一定的长程有序性。将其用于催化α-蒎烯水合反应，详细考察了催化剂的用量、反应物配比、反应温度、反应时间等因素对反应结果的影响，得到了较佳的反应条件：催化剂1．5g，α-蒎烯0．15mol，n(α-蒎烯)：n(氯乙酸)：n(水)=1：1：3，反应温度60℃．反应时间8～10h。该反应条件下，α-蒎烯的转化率大于99％，催化剂对α-松油醇的选择性为46．7％。研究中还考察了催化剂的重复使用情况。     

制备条件对V-Fe-Al催化剂在丙烷氧化脱氢中的影响

探究了共沉淀法制备V-Fe-Al中pH值与煅烧温度对其性能的影响。采用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、原位红外光谱(FT-IR)对催化剂进行表征,气相色谱仪对催化剂进行活性评价。结果表明:V₂O₅在催化剂表面分散度较高,钒与铁会发生化学反应,生成FeVO₄物种; pH=5.5和700℃的煅烧温度下制备的催化剂在450℃反应温度测试时,其丙烷转化率和丙烯选择性催化剂性能最佳,该促进作用可能与FeVO₄物种有关。     

TiO2/SiO2/H+-ATP复合催化剂的制备及性能

为了制备色度低、活性高、反应时间短且副反应少的钛系催化剂,以坡缕石(ATP)为载体,制备了TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP复合催化剂。研究了催化剂Ti, Si物质的量比及酸化ATP(H⁺-ATP)载体引入量对催化剂催化性能的影响规律。通过探究聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)色度及流变性能,评价TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP催化剂的催化性能。结果表明,催化剂n(Ti)∶n(Si)为9∶1,H⁺-ATP载体加入量为10%时,催化剂TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP的催化效果最佳,制备的PET性能最好。     

不同方法制备的Cu/SiO2催化剂对己二酸二甲酯加氢制1,6-己二醇的影响

分别采用沉积沉淀法、溶胶凝胶法和蒸氨法制备Cu/SiO₂催化剂.利用N₂吸附-脱附、N₂O滴定、XRD、FT-IR、H₂-TPR和NH₃-TPD对催化剂的物理化学性质进行表征,并考察其己二酸二甲酯加氢合成1,6-己二醇的性能.结果表明：虽然溶胶凝胶法和蒸氨法因层状硅酸铜的存在具有较高的铜分散度和表面酸性等性质,但受制于较小孔径结构,反而是传统的沉积沉淀法制备的Cu/SiO₂催化剂因较大的孔径具有更高的反应活性.在反应温度200℃、反应压力5.0 MPa、液时空速0.6 h^-1和n(氢)/n(酯)=175的条件下该催化剂可稳定运行50 h,己二酸二甲酯的转化率可达99.8%,1,6-己二醇的选择性可达98.2%.     

坡缕石负载硅钨酸催化合成乙酸正丁酯

为减少酯化反应中常用液体催化剂带来的毒性和污染性并考虑到催化剂的可回收利用性,本文利用回流蒸发吸附法制备了坡缕石负载的十二硅钨杂多酸多相催化剂,并用红外光谱进行了表征.研究表明,12-硅钨酸与坡缕石发生相互作用且仍保持Keggin结构.将该物质作为催化剂用于乙酸正丁酯的合成,采用正交实验测定了影响酯化反应的工艺条件,反应温度115℃,醇酸的量比为n(正丁醇);n(乙酸)=1;1.1,带水剂环己烷6mL,反应时间70min时,产率可达77.3%.催化剂稳定性实验表明载体上的活性物质仍存在部分流失.这是由于杂多阴离子部分溶解于反应介质中的缘故.