成型TiO_2负载型纳米碳纤维催化材料的制备与表征

采用成型TiO2为载体,以甲烷为碳源,镍铜双金属催化剂,改变反应温度以及碳氢比(CH4/H2摩尔比),生长纳米碳纤维(CNF),制备出结构化复合纳米碳纤维催化材料-生长在成型TiO2上的纳米碳纤维材料(CNF/TiO2).扫描电镜(SEM)和物理吸附仪(BET)表征结果表明,CNF粗细均匀、直径～70 nm,而且与其他传统催化剂载体(活性炭)相比几乎没有微孔.并以CNF/TiO2为载体,采用浸渍法负载金属钯,制备出结构化纳米碳纤维负载型钯催化剂(Pd/CNF/TiO2),以苯乙烯加氢为模型反应进行活性评价,结果表明,其催化活性明显优于成型活性炭负载型Pd催化荆.结构化纳米碳纤维具有比表面适中,且不含微孔,是一种优良的催化剂载体,可望用于受内扩散制约的气液固三相催化反应.     

2,2-联吡啶的合成工艺研究

以直径Al₂O₃为载体负载的Pd-Ni合金催化剂，固定床为反应器，采用吡啶合成2,2-联吡啶。系统的考察了Pd含量、Ni含量，催化剂用量、原材料摩尔比、反应温度的影响，筛选出合适的反应条件。反应的最优条件为Pd含量25%,Ni含量7.6%,反应温度500℃条件下，催化剂用量7%条件下，此时2,2-联吡啶的收率达40.9%。该工艺操作简单，安全性高，收率高，适合工业化生产。     

可降解材料聚酮液相聚合催化体系的研究

在钯、双齿配体 2 ,2′-联吡啶和强酸等组成的催化剂的作用下 ,通过苯乙烯和一氧化碳在液相中交替共聚反应 ,合成出可降解材料聚酮。研究了催化剂助剂铜盐种类与用量、氨基磺酸和三氟化硼乙醚等对催化活性的影响。结果表明催化剂具有较好的摧化活性 ,催化活性高达 5 81 38g( STCO)·g-1·(Pd)·h-1。液相聚合的产物聚酮为一氧化碳与苯乙烯的线性交替共聚物 ,对甲苯磺酸铜具有助催化作用     

金属有机骨架材料NH_2-UIO-66(Zr)及其后修饰材料的合成

以2-氨基对苯二甲酸为有机配体,无水四氯化锆为金属前驱体,DMF为溶剂,通过溶剂热法合成具有优良稳定性的氨基取代的金属-有机骨架材料NH_2-UIO-66(Zr)。通过XPS和SEM表征其构成和微观形貌,SEM图显示为不规则的颗粒状物质,孔径在2~9μm。进一步在NH_2-UIO-66(Zr)上负载了Pd纳米颗粒形成Pd@NH_2-UIO-66(Zr)材料,金属有机骨架材料结构特征均保留下来,在催化剂方面有很好的发展潜力。     

铝促进的SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂上正戊烷低温异构化

轻质烷烃 (C4 -C6 )骨架异构化是生产优质高辛烷值清洁汽油组分的重要反应。目前工业上应用的烷烃异构化催化剂主要有两类:一类是低温型Pt-Cl/Al2O3催化剂,异构化温度一般在 110 ~150℃,活性高,由于此类催化剂含氯化物助剂,对反应环境要求苛刻,要求原料中硫和水分含量必须在1×10-6以下,并且需要在原料中补充有机氯化物,异构化产品中含有相当量的氯化氢,对设备的腐蚀较严重。另一类是中温型Pt(或Pd) /分子筛系列催化剂,需在较高温度 (250~280℃)下反应。烷烃骨架异构化反应属于轻度放热反应,受平衡限制,低温对异构产物有利。SO2-4 /…     

Pd/PA-Ca催化剂低温催化苯甲醛氧化制备苯甲酸

以植酸钙(PA-Ca)为载体、H2Pd Cl4为前驱体、甲醇为还原剂,制备了PA-Ca负载Pd的Pd/PA-Ca催化剂,对其进行XRF、BET、SEM、TEM、XRD和XPS表征,并用于苯甲醛氧化制备苯甲酸反应,考察催化剂用量、反应温度和溶剂种类对催化剂催化性能的影响。结果表明,催化剂中负载Pd质量分数为1.03%,钠质量分数为1.05%;合成的PA-Ca载体为晶化程度较低的介孔材料,比表面积为18.85 m~2·g~(-1);催化剂活性物种为Pd0和PdO。在催化剂用量n(苯甲醛)∶n(Pd)=2 000∶1、乙腈作溶剂、O_2压力101.325 k Pa(流速20 m L·min~(-1))、反应温度30℃和反应时间4 h条件下,苯甲醛转化率为83%,苯甲酸选择性为100%;催化剂具有较好的稳定性,可循环使用3~4次。     

MgO负载钯催化剂催化Suzuki偶联反应

采用浸渍-还原的方法制备负载型催化剂—Pd/MgO,通过电感耦合等离子体发射光谱分析(ICP-AES)、X射线衍射分析(XRD)等手段对催化剂的结构、组成以及Pd含量进行了表征。分别考察溶剂、碱、反应温度及时间等条件对所制备的Pd/MgO催化剂催化Suzuki偶联反应收率的影响,筛选出最适宜的反应条件。实验结果表明:在对溴苯乙酮与苯硼酸的比例为1∶1.5,2mmol碳酸钾,甲醇与水的比例为10∶2,加入钯含量为7.28×10~(-3)mmol的催化剂,60℃下反应1h,Suzuki反应收率可达98%以上。     

基于MOF衍生制备Pd-CeO2催化剂及其催化氧化性能

为提高负载型Pd基催化剂对低浓度CO氧化反应的催化活性,在金属有机框架(MOF)组装过程中引入Pd,并利用后续热解衍生制备出了Pd-CeO₂催化剂。通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和拉曼光谱(Raman)等对催化剂进行了表征,然后在固定床中考评了其催化CO氧化反应的性能。结果表明：基于MOF衍生的制备方法可有效防止负载型Pd-CeO₂催化剂中Pd的团聚和流失,并在热解衍生过程中促使Pd与CeO₂之间产生金属-载体相互作用,提高了表面氧空穴浓度,使得Pd-CeO₂催化剂在162℃下催化CO氧化反应达到90%的转化率。     

Pd催化剂上乙酰丙酸与腈还原胺化制吡咯烷酮类化合物

采用柠檬酸络合法,通过调整CeO2含量(x=5％、10％、20％、30％)(以Al2O3的质量计,下同)制备出一系列xCeO2-Al2O3复合氧化物,以此为载体用沉积-沉淀法制备了Pd负载量(以Al2O3的质量计,下同)为5％的5％Pd/xCeO2-Al2O3催化剂.采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、XPS对催化剂的物化性质进行了表征,探讨了催化剂对生物质基乙酰丙酸与腈类化合物"一锅法"还原胺化合成N-取代基-5-甲基-2-吡咯烷酮类化合物的催化性能.结果表明,在温和的反应条件下(90℃、1.5 MPa H2),催化剂5％Pd/10％CeO2-Al2O3上乙酰丙酸与苯甲腈反应5 h,N-苄基-5-甲基-2-吡咯烷酮收率高达87.5％.在该催化剂上,乙酰丙酸(酯)与其他多种腈类化合物反应同样获得了较高的吡咯烷酮类化合物收率(76.3％～87.4％).催化剂5％Pd/10％CeO2-Al2O3循环4次后,活性无明显下降.     

K修饰Pd/MgO-Al_2O_3催化剂气相催化丙酮加氢缩合制备MIBK研究

以PdMgAl水滑石为前体制备了Pd/MgO-Al_2O_3催化剂,再浸渍K_2CO_3制备了K改性的Pd/MgO-Al_2O_3催化剂,并用于丙酮气相一步法合成甲基异丁基酮反应。采用XRD、BET、TPD、TG-DTA等技术表征了催化剂,并测试了常压下丙酮加氢的活性。结果显示,掺加K后催化剂的酸性减低、碱性增加,提高了催化剂的活性,在反应温度140℃,氢酮比为1∶1,液空速为4.8 m L·g_(cat)~(-1)·h~(-1)时,丙酮的转化率达到49%,MIBK的选择性达到70%。稳定性测试结果表明催化剂反应80 h后活性降低,主要由于积碳引起,550℃焙烧再生后催化剂基本恢复到新鲜催化剂的活性。     

Co-Cu-Ce-Fe/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的性能

以等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载的Co、Cu、Ce和Fe氧化物催化剂,利用正交试验设计实验条件,采用XRD、BET和H_2-TPR等对催化剂进行表征,并考察活性组分对催化剂催化分解N_2O活性的影响。结果表明,催化剂具有尖晶石结构,其BET比表面积随着金属氧化物负载量增加而降低。催化剂中铜的氧化物可以降低还原峰温度,进而明显提高催化活性,Co和Fe的加入对活性有一定的提高,Ce对催化活性没有明显影响。     

催化剂制备与研究 水热老化温度对Fe-Beta型分子筛NH3-SCR商业催化剂的影响

Fe-Beta型商业用分子筛催化剂经过不同温度水热老化处理后,测试其NH₃-SCR反应活性与选择性,并利用NH₃-TPD、O₂-TPD、H₂-TPR、BET、XRD和SEM等对样品的物化性能进行表征,考察不同水热老化温度对催化剂性能的影响及其作用机理。结果表明,水热老化导致催化剂的中低温度段活性下降,不同老化温度对催化剂性能的影响并不相同,呈现出两个不同阶段。较低水热老化温度下,催化剂表面吸附氧物种的能力、表面酸性位以及氧化能力的降低导致低温段活性降低;老化温度升至900 ℃后,催化剂微孔结构崩塌,比表面积大幅度减小,催化剂颗粒与表面Fe的氧化物物种出现严重团聚是导致催化剂中低温段性能大幅度降低的原因。     

PtAu/ZrO_2催化甘油选择性制备乳酸

采用溶胶-沉积法制备了Pt Au/ZrO_2系列催化剂,在惰性气体气氛下用于催化甘油选择性制备乳酸。研究不同反应温度下,不同单金属负载和不同比例Pt Au双金属负载催化剂的催化活性以及不同气氛下催化剂重复使用性能,对催化剂进行BET、AAS和TEM等表征。结果表明,在浓度1.1 mol·L-1甘油水溶液10 m L、(1∶1)Pt Au/ZrO_2催化剂用量0.132 g、反应温度160℃、氮气压力1.4 MPa和反应时间6 h条件下,甘油转化率90%,乳酸选择性93.7%。催化剂重复使用性能实验验证了氧气气氛下催化剂活性保持良好。     

SBA-15的改性及催化文冠果油制备生物柴油

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用直接合成法和后合成法镀饰Al后再负载碱金属盐KNO₃,制得负载型固体碱催化剂KNO₃-AlSBA-15和KNO₃-Al-SBA-15。用XRD、BET、SEM以及CO₂-TPD对催化剂进行表征。结果表明：在SBA-15上镀饰Al可以保护分子筛的介孔结构;进一步负载KNO₃,能够增强催化剂的碱性。将其应用于催化文冠果油酯交换制备生物柴油,结果显示催化剂KNO₃-Al-SBA-15的催化活性最好,优于传统均相催化剂,所得生物柴油产率可达92%,重复使用多次仍具有较好的催化效果。     

3,5-二甲基苯酚甲基化合成2,3,5-三甲基苯酚的铁系催化剂研究

研究了3,5-二甲基苯酚甲醇气相催化甲基化合成2,3,5-三甲基苯酚的铁系催化剂。以Fe₂O₃为主催化剂,并通过添加Cr₂O₃、MgO、MnO、PbO₂和ZnO等为助催化剂进行性能调变。考察了催化剂组成、助催化剂含量和催化剂负载量对活性的影响。结果表明,Fe₂O₃为主催化剂,MnO和Cr₂O₃为助催化剂,Fe₂O₃、 MnO 和Cr₂O₃物质的量比为1∶0.1∶0.02,负载主、副催化剂质量分数10%效果最佳。催化剂用XRD、BET和TPD进行了表征。     

焙烧温度对Au/Fe2O3-ZrO2水煤气变换催化剂的影响

采用共沉淀法制得Au/Fe₂O₃-ZrO₂水煤气变换催化剂。研究了焙烧温度对催化剂的水煤气变换反应性能的影响。并对样品进行了BET、XRD和TPR表征。结果表明，焙烧条件对催化剂的结构和催化活性均有显著影响，焙烧温度越高，催化剂载体结晶度越大，被还原的难度越大，催化剂对低温水煤气变换反应的催化活性越低。Au/α-Fe₂O₃-ZrO₂催化剂的最佳焙烧温度为300 ℃。在此温度下焙烧的催化剂，其载体主相为无定形态，催化活性较好。     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

新型异丁烷脱氢催化剂性能

对异丁烷脱氢催化剂YBD-101和国外某催化剂L进行性能比较。采用XRD和BET研究催化剂的物相结构和比表面积,固定床反应器考察两种催化剂的异丁烷脱氢催化活性和产物选择性。结果表明,催化剂YBD-101较催化剂L具有Cr2O3颗粒细小和比表面积大等特点。在反应温度(500~620)℃和空速(1.0~2.0)h-1条件下,催化剂YBD-101的异丁烷转化率高于催化剂L8个百分点,产物选择性高于催化剂L 3个百分点。催化剂YBD-101的活性稳定性优于催化剂L,再生周期明显延长,具有较好的经济效益和社会效益。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。     

整体式Mn基低温脱硝催化剂研究

采样硝酸锰和乙酸锰两种Mn的前体制备以堇青石为基体的整体式脱硝催化剂,并进行了氨选择性催化还原NO反应(NH₃-SCR)和BET、XRD、XPS等表征。以硝酸锰为前体的催化剂具有更好的低温脱硝活性,在反应温度150～250℃的范围内,MnN/TiO₂/CC催化剂的脱硝率接近100%;而当反应温度超过250℃后,MnA/TiO₂/CC催化剂比MnN/TiO₂/CC催化剂具有更高的脱硝活性。表面Mn活性位和弱酸位多是MnN/TiO₂/CC催化剂低温SCR活性好的主要原因。