不同矿石类型凹凸棒石黏土热处理后对磷的吸附性能

从明光官山采集灰白色、粉红色凹凸棒石、蒙脱凹凸石棒石、蛋白石凹凸棒石和白云凹凸石凹凸棒石黏土样品,在400~800℃对各种类型矿石样品进行热处理改性,通过X射线衍射分析表征热处理前后样品的物相组成和结构,通过静态吸附实验考察了各种类型矿石样品煅烧前后对低浓度磷的吸附效果。结果表明:白云石凹凸棒石矿石煅烧后具有较好的吸附除磷效果,吸附除磷最佳热处理温度为600~700℃,这是由于白云石凹凸棒石中的纳米凹凸棒石和亚微米多孔状的白云石在600~700℃热处理过程当中发生了热分解和化合反应,新形成的物相方镁石、石灰、斜硅钙石和灰硅钙石对磷的沉淀和吸附起到重要作用。     

凹凸棒石／CeO_2复合纳米材料的合成、表征及催化性能

以大比表面积的凹凸棒石为载体,利用均匀沉淀法制备了具有高吸附性能的凹凸棒石/CeO2纳米复合催化剂,并采用X射线衍射、透射电镜、比表面积对负载了不同含量CeO2的凹凸棒石的结构进行了表征,探讨了反应温度和煅烧温度对复合材料形貌的影响,并研究了在CO催化氧化反应中不同CeO2负载量复合物的催化性能.结果表明:合成凹凸棒石/CeO2纳米复合材料的最佳反应温度为75℃,煅烧温度为200℃,此时50%负载量样品的比表面积最大,为223.8m2/g:凹凸棒/CeO2纳米复合纳米催化剂具有很强的协同催化效应,从而提高了催化活性,且CeO2负载量为50%～100%的复合材料的催化效果较好.     

凹凸棒石黏土负载Ni催化裂解生物质焦油

利用浸渍法制备了凹凸棒石黏土(palygorskite,PG)Ni基催化剂(Ni/PG),探究了不同Ni负载量以及反应温度对凹凸棒石镍基催化剂催化裂解生物质焦油的影响,利用透射电镜、X射线粉末衍射、总碳等分析手段对催化剂的形貌、物相和积炭量进行表征.结果表明:活性组分高负载量有利于提高焦油去除率和氢产率;高温条件也有利...     

苏皖地区凹凸棒石黏土的特征和应用发展方向

阐明了凹凸棒石晶体生长方式、不同类型的凹凸棒石黏土矿石微结构特征及其与生长方式之间的内在联系,凹凸棒石矿物学特性及其与晶体结构、晶体形貌的联系,凹凸棒石吸附性能、胶体性能的本质、凹凸棒石酸活化反应机制及其效应,凹凸棒石中不同类型的水脱除温度及其与晶体结构、形貌、比表面积、表面酸碱性质演变的关系。简述了凹凸棒石解聚分散、提纯纳米复合材料制备和应用研究进展,富白云石凹凸棒石黏土加工和应用研究进展。指明了苏皖地区不同类型凹凸棒石黏土矿石加工应用发展方向。     

苏皖地区凹凸棒石黏土的特征和应用发展方向EI北大核心CSCD

阐明了凹凸棒石晶体生长方式、不同类型的凹凸棒石黏土矿石微结构特征及其与生长方式之间的内在联系,凹凸棒石矿物学特性及其与晶体结构、晶体形貌的联系,凹凸棒石吸附性能、胶体性能的本质、凹凸棒石酸活化反应机制及其效应,凹凸棒石中不同类型的水脱除温度及其与晶体结构、形貌、比表面积、表面酸碱性质演变的关系。简述了凹凸棒石解聚分散、提纯纳米复合材料制备和应用研究进展,富白云石凹凸棒石黏土加工和应用研究进展。指明了苏皖地区不同类型凹凸棒石黏土矿石加工应用发展方向。     

煤焦油裂解催化剂制备及催化裂解特性

煤快速热解/循环流化床燃烧/催化反应器耦合分级转化工艺易于操作维护，经济效益显著，是实现煤炭资源清洁、高效利用的有效途径之一。但由于煤快速热解工艺产生的焦油油质偏重、污染元素含量较高，造成催化剂频繁失活及再生，因此制备了一种廉价高效的非再生性催化剂。在固定床催化反应装置上，以低温煤焦油为原料，以天然白云石为研究对象，考察催化剂煅烧温度及改性方式对煤焦油催化裂解特性的影响。在催化剂最佳制备条件下制备了1%Ni/2%Fe-白云石催化剂，考察了反应温度对煤焦油催化裂解的影响。结果表明，随煅烧温度升高，促进白云石主要组分CaCO₃和MgCO₃转化为CaO和MgO活性物质，天然白云石催化剂活性逐渐升高后趋于稳定，最佳煅烧温度为750℃;单独引入Fe后并未促进焦油裂解，同时引入Ni和Fe,明显改善了天然白云石催化剂的催化活性，最佳改性方式为1%Ni/2%Fe-白云石；助剂Fe的引入保护了活性组分Ni的硫中毒失活，同时引入Ni和Fe缓解了催化剂的烧结现象，且Fe作为助剂可减缓催化过程中积碳的产生，Ni改性后白云石催化剂促进了脂肪族化合物及含硫化合物的裂解，...     

焙烧温度对双金属催化剂甲苯加氢重整反应催化性能的影响

以类层柱Ni-Co/Mg(Al)O水滑石为前驱体,经不同温度焙烧制备了系列焦炉煤气中焦油模型化合物甲苯加氢重整制合成气催化剂. 在常压、反应温度800℃、水/碳摩尔比0.7和体积空速12000 h-1的条件下,在35 h评价时间内850℃焙烧的催化剂可完全转化甲苯,CH4和CO的平均产率分别为34%和66%,而低于750和高于950℃焙烧的催化剂活性较差. 850℃焙烧时催化剂比表面积较大,形成了尖晶石和固溶体,活性金属与载体间的相互作用较强,还原后活性金属颗粒小且均匀分布. 催化剂上有少量须状碳生成,绝大部分积碳可被H2消除,积碳是可逆过程.     

CeO_2形貌对甲醇水蒸汽重整CuO/CeO_2催化剂的影响

通过改变焙烧气氛,通过水热法合成不同形貌的CeO_2纳米材料,再通过浸渍法将其制备成CuO/CeO_2催化剂,并应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明:空气气氛下焙烧得到的纳米棒状结构的CeO_2负载CuO制备的CuO/CeO_2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO_2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO_2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260℃、n(水)/n(甲醇)=1.2、甲醇气体空速为800h–1时,甲醇转化率可达100%。     

凹凸棒石黏土在催化裂化催化剂中的应用研究

研究了凹凸棒石黏土经过不同方法改性其结构及形貌的变化,借助扫描电镜(SEM)、红外光谱、氮气吸附等表征手段对改性后的凹凸棒石黏土进行表征,并将其应用于催化裂化催化剂的制备。实验结果表明,改性后的凹凸棒石黏土比表面积增大,产生了B酸和L酸,结构疏松;与未添加凹凸棒石黏土的催化剂相比,添加凹凸棒石黏土的催化剂显示了突出的重油转化能力和良好的产品选择性,是一种可应用于催化裂化领域的基质材料。     

不同晶粒形貌ZSM-5分子筛的表征及催化甲苯歧化反应

制备不同晶粒形貌的ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM和NH_3-TPD对合成的分子筛催化剂进行表征,并用于甲苯歧化反应考察其催化性能。结果表明,制备的ZSM-5分子筛具有六角板状、棒状和球状3种晶粒形貌,棒状分子筛暴露较多的(101)晶面,六角板状分子筛暴露较多的(020)晶面,棒状分子筛具有较高的强酸量。在甲苯歧化反应中,ZSM-5分子筛催化剂暴露(101)晶面越多,产物扩散可能性越大,导致甲苯转化率提高,强酸量增加使副反应发生可能性增大,降低二甲苯选择性。     

CeO_2改性的镍基白云石催化剂催化苯甲腈蒸汽裂解的反应

以煅烧处理后的白云石、CaO、MgO为载体制备了负载型镍基催化剂,在石英管固定床反应器中考察了其催化苯甲腈蒸汽裂解的反应特性,并用XRD、H_2-TPR、BET等方法对催化剂的物化性质进行了表征,分析了金属镍在不同载体表面的负载特性和差异,发现金属镍可与MgO形成稳定的(Ni,Mg)O固溶体相,而掺杂CeO_2的改性可促进金属镍在催化剂表面的分散,提升了催化剂的低温催化活性。三种载体负载的催化剂催化裂解实验表明,Ni/白云石催化剂对于苯甲腈的转化效率最高。与未掺杂的相比,10%CeO_2掺杂的催化剂在500℃下苯甲腈的转化率提高了21.5%,在650℃下苯甲腈的转化率趋于100%。采用15%Ni/10%CeO_2/白云石催化剂,考察了苯甲腈与蒸汽的水碳比和空时对反应的影响。当水碳比高于1.2时,对于苯甲腈的转化率没有明显的影响,但会影响到最终产物的分布。增大反应的空时,有利于提升苯甲腈的转化率,特别是减少了HCN和NH_3在产物中的浓度。     

乙酰丙酮钴(Ⅱ)对甲苯液相空气氧化反应的催化性能

以乙酰丙酮钴(Co(acac)₂)为催化剂,在1 L高压搅拌反应釜中研究了其对甲苯液相空气氧化反应的催化性能和反应产物分布,考察了催化剂用量对甲苯转化率和苯甲酸收率的影响,并考察了不同温度下不同催化剂用量时的催化剂寿命。结果表明,Co(acac)₂催化甲苯液相氧化是平行连串的复杂反应,Co(acac)₂的催化活性存在"催化-抑制转换"现象,适宜的催化剂用量为0.0044%(质量分数);催化剂的寿命随反应温度变化存在一个最大值,165℃时催化剂寿命最长,反应温度较低(<165℃)时催化剂更容易失活;在165℃、Co(acac)₂用量为0.0044%时,反应4 h,甲苯转化率为19%,苯甲酸收率为80%;与醋酸钴、环烷酸钴等钴盐催化剂相比,Co(acac)₂催化剂具有用量少、催化活性时间长的优点,可有效地减缓钴盐结垢现象,Co(acac)₂催化剂对甲苯液相空气氧化反应具有良好的催化性能。     

硫酸镓/凹凸棒石黏土固体酸催化剂的制备及其催化性能

采用凹凸棒石黏土负载硫酸镓(Ga2(SO4)3)制备了Ga2(SO4)3/凹凸棒石黏土固体酸催化剂,采用红外光谱及X衍射光谱等对催化剂结构进行了表征。通过乳酸丁酯的合成考察了催化剂的较优制备条件和催化性能,并对相应催化反应进行了动力学研究。结果表明催化剂的较优制备条件是:凹凸棒石黏土经1.2mol/L硫酸溶液酸化处理,Ga2(SO4)3负载量为5.7%,焙烧温度350℃,焙烧时间2.5h。在较优酯化反应条件下,平均酯化率为95.5%。动力学研究表明反应为准一级反应,表观活化能为45.072kJ/mol,378K时反应速率常数为2.35×10--2 min--1。     

USY分子筛催化甲苯与叔丁醇烷基化性能研究

采用USY分子筛催化剂气相催化甲苯与叔丁醇的烷基化反应。利用NH3-TPD、XRD、BET等方法对催化剂进行表征,探讨了氢化及水热改性处理对催化剂结构及物性参数的影响。考察了反应条件对该烷基化反应甲苯转化率和PTBT选择性的影响,和改性处理对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,氢化及水热处理并未改变其结构,但微孔数量降低,比表面积下降。氢化后USY的酸性增强,水热处理后酸性略有增加。氢化及水热处理对催化性能提高3%~5%,同时提高了催化剂的稳定性和有效使用寿命。在反应温度120℃,空速1 h~(-1),甲苯/叔丁醇为2的条件下,反应45 h内甲苯转化率维持在30%左右,PTBT选择性高于80%。     

铈锆固溶体催化剂催化燃烧甲苯的研究

采用3种不同方法制备了铈锆固溶体催化剂,考察了铈锆摩尔比、焙烧温度、空速对催化剂催化甲苯活性的影响,采用XRD、BET、SEM检测了催化剂的结构形貌。结果表明,溶胶-凝胶法制得的催化剂去除甲苯效率最高。铈锆固溶体催化剂的铈锆摩尔比为0.6∶0.4时,焙烧温度为550℃,出现最大的比表面积为87.3 m2/g,此时催化甲苯的效率最高。Ce0.6Zr0.4O2催化剂连续反应120 h仍能保持较高的催化活性。通过XRD分析,Zr4+能进入二氧化铈晶格中形成立方萤石结构的铈锆固溶体,增加了晶格缺陷,提高了二氧化铈催化活性。     

苹果酯的合成工艺研究

以酸化的凹凸棒石黏土为载体,用浸渍法制备了凹凸棒石负载磷钨酸催化剂,并采用XRD、IR和紫外可见分光光度法等手段对催化剂进行了表征。将此用做合成苹果酯的催化剂,考察了反应物的摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间和反应温度等各种因素对苹果酯收率的影响。实验结果表明,凹凸棒石负载磷钨酸催化剂催化活性良好,结构稳定且能够重复使用,并得到较佳工艺条件:n(乙酰乙酸乙酯)∶n(乙二醇)=1.0∶1.5,催化剂用量为2 g,带水剂苯为50 mL,110℃下反应180 min,苹果酯收率可达89.7%。     

低品位凹凸棒石黏土水热合成介孔硅酸盐吸附剂

以低品位凹凸棒石(APT)黏土为原料,在硅酸钠和氯化钙存在的条件下,通过一步水热法制备了新型介孔硅酸盐吸附剂.采用红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和BET孔结构分析等手段表征了吸附剂的结构、形貌和理化性质.结果表明,反应初始Si/Ca比对产物结构和形貌有显著影响,在Si/Ca比为3:1和2:1条件下,APT形成了介孔硅钙石型吸附剂,而在Si/Ca比为1:1和1:2条件下,则形成了1.1 nm铝取代托贝莫来石.在Si/Ca比2:1条件下制备的最优硅酸盐吸附剂比的表面积和表面负电位分别达到了APT黏土的3.42和1.83倍.吸附研究表明,在Si/Ca比为2:1条件下制备的硅钙石型吸附剂对Cd(II)的吸附量达到了136.87 mg/g,是APT黏土吸附量的6.4倍,吸附速率也有明显提高.     

丝光沸石分子筛催化甲苯与叔丁醇气相合成对叔丁基甲苯

丝光沸石作为催化剂,采用气相催化甲苯和叔丁醇合成对叔丁基甲苯,考察了反应条件和碱改性丝光沸石对催化活性的影响。采用XRD、NH3-TPD、FT-IR、比表面积测定等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明:适宜的反应条件为反应温度180℃,进料体积空速4 mL/(g h),原料甲苯与叔丁醇物质的量比2:1,在此条件下,甲苯转化率达到29%,对叔丁基甲苯选择性达到最大值74%。碱改性后消除了催化剂的强酸中心,而增加了弱酸中心,但孔径变大,比表面积变小。催化活性有所提高,甲苯转化率和对叔丁基甲苯选择性分别提高了4%和7%。     

氧化铈形貌对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂性能的影响

采用简单的改变焙烧气氛的方法改变水热法合成的CeO2纳米材料的形貌,得到的CeO2纳米材料再通过浸渍法制备CuO/CeO2催化剂,并将其应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS等对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,纳米棒状结构的CeO2负载CuO后得到的CuO/CeO2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260 °C、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h-1时,甲醇转化率可达100%,重整气中CO摩尔含量为0.16%。     

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

在不添加任何有机胺模板剂情况下,以硅溶胶和铝酸钠为原料通过简单的水热活化-晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛(Z1),在此合成方法上,分别添加蔗糖、木质素、微晶纤维素作为介孔模板剂,合成了三种多级孔ZSM-5分子筛(SZ、LZ、CEZ)。进一步对纤维素和低密度聚乙烯(LDPE)进行共催化裂解研究,考察裂解反应温度和催化剂酸性、孔径对产物分布的影响。结果表明,在450～600℃下使用Z1对纤维素/LDPE进行共裂解,550℃时得到的BTX(苯、甲苯、二甲苯)产率最高(21.6%)。在优化温度下(550℃),使用不同催化剂进行共裂解实验,使用CEZ-10得到的BTX产率最高(26.1%),并有良好的抗积碳能力。与单独裂解LDPE(17.8%)相比,CEZ-10共裂解得到的BTX产率提升了8.3%。结果表明,共催化裂解纤维素和LDPE有助于BTX的生成。