Cu/SiO_2催化剂的制备及对羟基苯乙酸乙酯加氢催化性能

分别采用浸渍法、沉积沉淀法和共沉淀法制备了Cu/SiO_2催化剂,利用低温N2物理吸附、XRD、H2-TPR等手段对其进行表征,并研究了该催化剂催化对羟基苯乙酸乙酯加氢的性能。结果表明,制备方法对Cu/SiO_2催化剂中Cu物种分散行为及还原性能有较大影响,进而使催化剂表现出不同的加氢活性。采用共沉淀法制备的Cu/SiO_2催化剂,活性物种Cu物种高度分散,且易于还原,表现出最佳的加氢活性,在催化剂用量为m(对羟基苯乙酸乙酯)∶m(催化剂)=25∶2.5,反应温度170℃,反应压力4MPa,反应时间15h条件下,对羟基苯乙醇收率达到99.2%。     

Cu/MgO-SiO_2催化对羟基苯乙酸乙酯加氢制对羟基苯乙醇

以气凝胶MgO-SiO_2为载体,采用等体积浸渍法制备了Cu/MgO-SiO_2催化剂,将催化剂应用于对羟基苯乙酸乙酯加氢制对羟基苯乙醇,结合FT-IR、XRD及TPR表征,研究了载体中MgO的引入对催化剂加氢性能的影响。结果表明,载体中引入质量分数10%的Mg,可以使Cu/MgO-SiO_2催化剂加氢性能明显提高,在催化剂用量2.5g、反应温度170℃、反应压力4MPa、反应时间20h,对羟基苯乙醇收率达到98%以上,明显高于Cu/SiO_2催化剂的81%。归因于Mg的引入使活性物种Cu分散度提高,还原性适宜。继续增加Mg含量至质量分数20%,催化剂活性下降,对羟基苯乙醇收率降至96%左右。主要是由于,过量Mg的引入,使Cu与载体相互作用增强,还原度降低,导致催化剂加氢性能下降。     

对羟基苯乙酸乙酯加氢制对羟基苯乙醇工艺研究

以气凝胶SiO2为载体,采用等体积浸渍法制备了CuO/SiO2催化剂,对催化剂进行XRD、TPR表征,并将其应用于对羟基苯乙酸乙酯加氢制对羟基苯乙醇,考察了反应条件对催化加氢反应的影响。结果表明,制备的催化剂中CuO具有较大的晶粒尺寸及低的还原温度,在对羟基苯乙酸乙酯加氢反应中表现出较好的加氢活性。在最优的反应条件:催化剂用量2.5g,反应温度210℃,反应压力5MPa,反应时间20h时,对羟基苯乙醇收率达到96%以上。     

CuO@SiO_2催化对羟基苯乙酸乙酯加氢研究

制备了核壳结构CuO@SiO_2催化剂,对催化剂进行TEM、XRD、N2物理吸附表征,并研究了其对羟基苯乙酸乙酯加氢性能。结果表明,制备的催化剂呈核壳结构,SiO_2壳层的存在阻止了反应中Cu的聚集与流失,在10次循环实验中,催化剂上对羟基苯乙醇收率在99%以上。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2催化剂工业应用常见问题及分析

针对草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂在工业应用中易发生粉化和活性降低的问题,对Cu/SiO_2催化剂的理化性能和工艺操作条件进行比对和分析,结果发现:催化剂机械强度低、草酸二甲酯进料水含量高、系统压力波动大和热冲击是Cu/SiO_2催化剂发生粉化的主要原因;催化剂老化和烧结、循环氢气纯度、氢酯摩尔比和反应温度对Cu/SiO_2催化剂的活性具有较大的影响。     

还原条件对镍/氧化铝油脂加氢催化剂的影响研究

采用沉淀法制备了镍/氧化铝催化剂前驱体,前驱体经焙烧、还原、包油成型制得镍/氧化铝油脂加氢催化剂。通过对催化剂进行TPR、氮吸附测定以及棕榈油加氢评价实验,考察了还原条件（还原温度、还原时间和氢气流速等）对催化剂孔结构和加氢活性的影响。结果表明,还原温度对催化剂孔结构和加氢活性影响最明显;催化剂前驱体最适宜的还原条件为还原温度500 ℃、还原时间3.0 h、氢气流速150 mL/min。在此条件下制备的催化剂用于棕榈油加氢反应,能够使每100 g棕榈油碘值由56.0 g降到0.81 g。     

Al2O3负载Cu基催化剂的制备及其催化乙炔选择性加氢性能

采用等体积浸渍法合成了Cu(OH)₂/Al₂O₃前体，经乙炔处理、氢气还原制备了Al₂O₃负载的Cu基催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和N₂物理吸附对催化剂前体以及催化剂进行了表征，并在固定床反应器中系统考察了氢氧化铜负载量、乙炔处理温度、乙炔处理时间以及氢气还原温度对所制备催化剂催化乙炔选择性加氢性能的影响。研究结果表明：当Cu(OH)₂负载量为30%(质量分数)，乙炔处理温度为140℃，乙炔处理时间为2 h，氢气还原温度为150℃时，催化剂具有较高的低温乙炔选择性加氢活性。当反应温度为115℃时，乙炔转化率为98.50%，乙烯的选择性为66.15%，乙烷的选择性为15.75%,C₄的选择性为18.10%。     

核壳结构镍基纳米催化剂的制备及其在肉桂醛加氢反应中的性能

分别以硝酸镍和氯化镍为镍源,利用热分解法和水合肼还原法制得镍纳米粒子,再经模板剂造孔法在镍核外部包裹一层介孔壳,通过焙烧和氢气还原制备了核壳结构催化剂Ni@mSiO_2和Ni-N2H4@mSiO_2,并以肉桂醛加氢为探针反应考察了核壳结构镍基催化剂与负载型镍基催化剂的加氢性能。结果表明,核壳结构镍基催化剂在肉桂醛加氢反应中比共沉淀法制备的负载型镍基催化剂具有更高的活性,氢化肉桂醛的收率可达90%以上。同时,Ni-N_2H_4@mSiO_2催化剂具有较高的磁饱和度,可实现该催化剂在反应后高效回收并循环套用。采用X射线衍射、比表面及孔分析、透射电子显微镜、H_2-程序升温还原和H_2-化学吸附等表征手段,研究了所制催化剂的结构特征,初步探讨了催化剂结构与性能的构效关系。     

Ni-Cu-Ce-B/γ-Al_2O_3对苯酚选择性加氢制备环己酮的催化性能研究

以NiCl_2、Cu(NO_3)_2、Ce(NO_3)_3为原料,采用等体积浸渍法和KBH4还原法制备Ni-Cu-Ce-B/γ-Al_2O_3催化剂,研究了其催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应性能。考察了反应温度、反应压力、反应时间、液时空速、氢气/苯酚体积比、催化剂用量、不同助剂对反应活性和选择性的影响,通过正交实验筛选出了最佳的反应条件。结果表明,在反应温度为150℃、反应压力为1.0 MPa、反应时间为1.5 h、液时空速为2.0 h~(-1)、氢气/苯酚体积比为50/1时,反应活性达48.21%,反应选择性达29.16%。助剂Cu、Ce的加入和催化剂显碱性都有利于生成环己酮。     

聚乙烯吡咯烷酮k-30对于Cu/SiO_2催化剂的制备及其加氢性能的影响

本文利用蒸氨-水热法制备一系列Cu/SiO_2催化剂,并用表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮k30(PVP)对Cu/SiO_2催化剂进行改性处理,利用乙酸乙酯加氢探究PVP对于加氢性能的影响。实验结果表明,在纯乙酸乙酯体系,PVP的加入对于催化剂的加氢性能没有什么影响;而在含水体系,适量PVP的加入能够有效提高乙酸乙酯的加氢活性。对比发现,催化剂制备过程中0. 5g PVP的加入,导致其在含水体系中的加氢转化率由81%左右增至91%左右。     

Cu_X/Mg-SiO_2催化乙酸乙酯气相加氢反应的研究

以硝酸铜和硝酸镁为金属前驱体,采用硅酸钠共沉淀法制备了不同Mg含量的26%Cu_X/Mg-SiO_2(X=∞,6,3,1,0)催化剂,用于催化乙酸乙酯气相加氢制乙醇反应。结果显示,在280℃、2.0 MPa、乙酸乙酯液时空速1.0 h~(-1)、氢气/乙酸乙酯摩尔比30的条件下,随着X的减小,乙酸乙酯的转化率和乙醇选择性呈现火山型分布。当X=3时,乙酸乙酯转化率和乙醇选择性达到最大,分别为96.23%和94.28%。同时,不凝性气体(CO_2、CH_4、CO、C_2H_6、C_2H_4)和C3产物(丙烷、丙烯、丙酮、异丙醇)得到很好的抑制。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氢气-程序升温还原(H_2-TPR)、电子偶和等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、N_2吸附脱附和X射线光电能谱(XPS)对催化剂进行表征分析,结果显示26%Cu_3/Mg-SiO_2催化剂上Cu~0/Cu~+和MgO的协同作用以及高度分散的Cu颗粒是催化剂具有高效催化性能的原因。     

Ni-B/Al2O3催化1-辛炔选择性加氢反应

采用硼氢化钾还原方法制备了Ni-B/Al_2O_3催化剂,并与传统高温加氢还原法制备的Ni/Al_2O_3催化剂进行对比。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对催化剂结构和性质进行表征,并对催化剂进行1-辛炔加氢性能考评。结果表明,由于硼氢化钾还原能力较弱,Ni-B/Al_2O_3催化剂表面Ni0含量小于氢气还原的催化剂,但是其活性金属粒径更小,因而加氢反应活性仍与Ni/Al_2O_3相近。此外,Ni-B/Al_2O_3催化剂中Ni处于富电子状态,减弱了1-辛烯的吸附,显著提高了1-辛烯选择性。在1-辛炔转化率为99%时,1-辛烯选择性仍高达91%。     

MgO改性Cu-MgO/SiO_2催化乙酸加氢制乙醇的研究

利用蒸氨法添加MgO制备Cu-MgO/SiO_2催化剂,并在固定床上评价Cu/SiO_2催化剂对乙酸加氢制乙醇的影响。在T=320℃、p=2 MPa、LHSV=0.6 h~(-1)、氢酸比为5的工艺条件下,利用Cu-MgO/SiO_2催化剂进行乙酸加氢反应获得较好的催化活性。通过BET、H_2-TPR、FT-IR手段对其进行表征,结果表明,助剂MgO可以提高催化剂的层状硅酸铜含量、增大比表面积、促进铜物种的分散性及增强铜物种与载体之间的相互作用。     

钼酸盐催化剂对风化煤提取腐植酸的影响

以七钼酸铵[(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O]、六水合硝酸镍[Ni(NO_3)_2·6H_2O]、硝酸钴[Co(NO_3)_2·6H_2O]为原料,以二氧化硅(SiO_2)为载体,采用水热法合成负载型催化剂CoMoO_4/SiO_2、NiMoO_4/SiO_2,用X射线粉末衍射、扫描电镜进行表征,研究了不同催化剂、用量及反应温度对风化煤制备腐植酸产率、分子结构及E_4/E_6的影响。结果表明,负载型催化剂性能优于未负载型催化剂,提高了腐植酸的产率,其中NiMoO_4/SiO_2催化效果最好,在煤与催化剂质量比为2g/0.02g,反应温度为80℃的最佳实验条件下,腐植酸产率达到57.03%。     

单斜相与四方相混合晶相组成ZrO2负载镍催化剂催化顺酐选择性加氢

通过调控水热法制备条件制备同为单斜相和四方相混合晶相组成、但织构性质和表面结构性质不同的两种ZrO_2载体,采用浸渍法制备镍质量分数为10%的Ni/ZrO_2催化剂,考察不同反应温度[(150～240)℃]和氢气压力[(3～7)MPa]条件下两种ZrO_2载体负载镍催化剂的顺酐加氢性能。采用XRD、H_2-TPR、H_2-TPD和拉曼光谱等对催化剂进行表征。结果表明,与镍物种发生较强相互作用的ZrO_2负载镍催化剂具有较高的■键加氢活性与选择性,几乎没有■加氢活性,在所考察的反应温度和反应压力范围,催化剂上丁二酸酐选择性均高于95.1%,γ-丁内酯选择性均低于4.9%。与之不同,与镍物种发生较弱相互作用的ZrO_2负载镍催化剂具有较弱的■键加氢活性,然而,该催化剂表现出一定的■加氢活性,并且其■加氢活性随反应温度或反应压力的提高而显著提高。在反应温度240℃、氢气压力5 MPa条件下,γ-丁内酯选择性高达60.6%。推测晶相组成相似的两种ZrO_2载体负载镍催化剂明显的■加氢性能差异与其表面结构性质不同有关。     

热稳定性增强的铈改性Cu/SiO_2催化剂及在草酸酯加氢制乙二醇反应中的应用

采用蒸氨法制备了一系列铈改性的Cu/Si O2催化剂,并对该催化剂在草酸二甲酯(DMO)加氢制乙二醇反应中的催化活性及热稳定性进行了考察。研究发现铈的加入对于催化剂表面铜物种的分布有显著的影响,而Cu+的含量是影响加氢活性的主要因素,铈通过影响催化剂中Cu+的含量而影响催化剂的反应活性。此外,催化剂表征结果表明铈可以提高铜物种与载体间的相互作用,同时4价铈的氧化性阻碍了Cu+的进一步还原,从而使得催化剂表面大部分的Cu+在热冲击以及还原后得以保留。因此,相比于铜硅催化剂,铈改性催化剂(Cu-1.0Ce/Si O2)在草酸酯加氢制乙二醇反应中表现出较强的热稳定性。     

溶胶-凝胶法制备草酸二甲酯加氢Cu/SiO2催化剂及性能

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备草酸二甲酯加氢合成乙二醇的Cu/SiO₂催化剂,并考察老化时间对Cu/SiO₂催化剂活性与结构的影响。用N2物理吸附、XRD、FT-IR和H₂-TPR等技术对Cu/SiO₂催化剂性能与结构进行表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Cu/SiO₂催化剂中有层状硅酸铜形成,铜物种均匀分布在载体SiO₂上,易被还原,活性较高。合理的老化时间可抑制SiO₂对催化剂表面活性位的包覆,提高活性。在200 ℃、2.0 MPa、氢酯物质的量比60∶1、草酸二甲酯空速1.0 h^-1和老化时间1.5 h的条件下,草酸二甲酯转化率达99.51%,乙二醇选择性93.60%。
     

氢气还原Co_3O_4制备纳米Co及其乳酸乙酯加氢反应的研究

Co纳米材料是乳酸乙酯加氢制备1,2-丙二醇的重要催化剂。合成了不同形貌的Co_3O_4纳米材料,利用氢气热还原的方法制备了不同形貌的Co纳米粒子。TEM结果表明低温下还原不同形貌的Co_3O_4制备得到的Co纳米材料形貌保持不变;TPR结果表明颗粒状的纳米Co_3O_4比棒状的更易在低温下还原得到纳米Co。通过对乳酸乙酯加氢反应的测试表明,低温还原制备的Co纳米颗粒比纳米棒具有更高的加氢活性。此外,考察了Co_3O_4的还原温度对纳米Co颗粒中金属晶型的影响,XRD和TEM结果表明低温还原得到的Co纳米颗粒中先出现hcp晶型的金属Co,随着还原温度的升高,hcp晶型金属Co逐渐向fcc晶型转变。乳酸乙酯加氢反应结果表明,随着还原温度的增加,Co纳米颗粒的乳酸乙酯加氢转化率先增加后减小,在300℃时达到最大值71%,即低温下还原得到的hcp晶型有利于乳酸乙酯加氢,而高温下生成的fcc晶型不利于乳酸乙酯加氢,此外,高温下催化剂颗粒的聚集也可能造成乳酸乙酯加氢活性降低。     

吸附相反应技术制备Cu基催化剂在甲醇合成第一步反应中的活性

采用吸附相反应技术(APRT)制备了Cu基催化剂,并用XRD、HRTEM、H₂-TPR等表征手段进行了分析。结果表明催化剂中的Cu良好分散于载体表面,粒径在5～10 nm。在液相乙醇体系合成气制甲醇的反应中,该Cu基催化剂对第一步形成中间产物甲酸乙酯的催化活性远高于工业催化剂。APRT制备的催化剂与其他催化剂(包括工业催化剂)在液相合成气制甲醇的两步反应中表现出的显著差异,不仅说明APRT催化剂具有不同的结构特点,也表明甲酸乙酯的形成和进一步的加氢的活性位是不同的。     

氨铜比对蒸氨法Cu/SiO_2催化剂活性组分演变及二氧化碳加氢性能的影响

铜催化剂表面铜活性物种的性质与分散度是影响CO_2加氢性能的关键因素。以硅溶胶为载体、铜氨络合物为铜源采用蒸氨法制备了Cu/SiO_2催化剂考察了氨铜比对Cu/SiO_2催化剂表面铜活性物种的形成和CO_2加氢制甲醇反应性能的影响。通过N_2-physisorption、TEM、XRD、IR和BET等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。结果显示,铜氨溶液中适当的氨浓度,有利于铜氨配体的形成和蒸氨过程中铜活性组分的均匀分布,有利于层状硅酸铜和氧化铜双活性组分的形成。在反应温度523 K,反应压力2.5 MPa,进气比V(CO_2):V(H_2):V(N_2)=10:30:4,反应空速1800 mL_(STP)/(g·h)的条件下,氨铜比为4的Cu/SiO_2-N4催化剂获得较优CO_2加氢催化性能,CO_2的转化率31%,CH_3OH的选择性54.8%,CH_3OH的收率17%。