氧化铝负载的钴基费托合成催化剂失活机理

Co/Al_2O_3催化剂在费托合成反应中具有良好的反应性能。采用浸渍法制备了Co/Al_2O_3催化剂,使用搅拌釜反应器在220℃,2.0 MPa,10 000 h~(-1),H_2/CO=2.0(体积比)合成气条件下对催化剂的费托合成反应性能进行了评价,评价结果表明随着反应的进行,催化剂的活性逐渐降低,CH_4选择性逐渐升高。为研究Co/Al_2O_3催化剂在费托合成反应中的失活机理,采用N_2物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及程序升温加氢(TPH)对不同时间反应后的催化剂进行了表征。表征结果表明在费托合成反应过程中随着反应时间的延长,Co/Al_2O_3催化剂的孔结构没有发生显著变化,催化剂中部分CoO相被进一步还原为活性相金属Co。此外,在反应过程中活性相金属Co的晶粒尺寸逐渐发生烧结长大,催化剂表面的积碳量快速的增加。因此,活性相金属Co的烧结与催化剂表面的碳沉积应当是本研究中Co/Al_2O_3催化剂在费托合成反应过程中发生失活的主要原因。为改进催化剂抗烧结能力,对Al_2O_3载体的孔结构进行调控,进而控制催化剂中活性相金属Co的晶粒分布,减少易于发生烧结的小晶粒金属Co的生成。此外,通过进一步改进催化剂的配方,成功开发了具有高耐烧结性与抗积碳能力的Co基费托合成催化剂。在搅拌釜反应器中对改进后的催化剂进行了1 800 h的费托合成性能测试,在整个反应过程中催化剂表现出高稳定性与低甲烷选择性。     

陈化条件对合成NaA分子筛的影响

以水玻璃为硅源、偏铝酸钠为铝源,通过水热合成法制备NaA分子筛并探究陈化条件对合成NaA分子筛的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析手段表征合成样品的物相、结晶度、形貌和粒径大小.结果表明:在碱度为n(H2O)/n(Na2O)=30、100℃晶化1h的条件下,最佳陈化温度为30℃,陈化时间为24h,在最佳条件下合成的A型分子筛晶型完整、粒度分布均匀、平均粒径约为500 nm.     

废铝基/钯催化剂碱性浸出废液制备拟薄水铝石的研究

以废铝基/钯石油催化剂经钠化焙烧-碱性浸出的废液为对象, 研究了偏铝酸钠CO₂中和法在不同制备条件下对拟薄水铝石产品性能及微观结构的影响。结果表明:反应终点pH和陈化温度决定着拟薄水铝石的颗粒形貌, 反应终点pH、陈化温度和陈化时间共同决定着拟薄水铝石颗粒的大小。在反应终点pH=10.5、陈化温度90℃、陈化时间4 h的条件下可以得到比表面积达到282 m2/g、胶溶指数达到96.2%的纯净无杂晶的拟薄水铝石产品。      

海泡石族凹凸棒土原位晶化合成 NaY分子筛

以焙烧凹凸棒土、高岭土为原料, 采用水热原位晶化法成功合成了NaY分子筛。通过XRD、SEM、N₂吸附-脱附等测试手段对所合成的样品进行了表征分析, 并着重考察了物料配比和晶化温度对分子筛相对结晶度的影响。研究结果表明: 在原位晶化体系中, 随n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的减小, 其相对结晶度增大; 体系中适当的碱度[n(Na₂O)/n(SiO₂)和n(Na₂O)/n(H₂O)]能提高分子筛的相对结晶度; 其中n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为影响分子筛结晶度的主导因素。最主要的动力学因素为晶化温度, 随晶化温度的升高, 产品的相对结晶度显著提高, 晶化温度升至100 ℃时, 得到相对结晶度较高的NaY分子筛晶体。     

阜新天然沸石制备分子筛的研究

以天然沸石为原料,采用有机胺水热合成法制备了沸石分子筛,研究了陈化时间、晶化温度、晶化时间对沸石分子筛晶化效果的影响.结果表明,以天然沸石为原料、正丁胺为模板剂,最佳陈化时间为12h、晶化时间48h、晶化温度170℃,在水热体系中制备出了平均孔径为1.54 nm、相对结晶度为96.34％的沸石分子筛,利用XRD、SEM...     

硅藻土水热合成X型分子筛

以硅藻土为原料,采用水热法合成X型分子筛,并考察了陈化时间、陈化温度、晶化时间、晶化温度、水钠比及钠硅比对X型分子筛晶相和静态饱和吸水量的影响,采用XRD、SEM、TG等手段对产品的理化性能进行表征。结果表明,X型分子筛的优化合成工艺条件为:晶化温度110℃,晶化时间5 h,陈化温度30℃,陈化时间30 min,水钠比(H_2O与Na_2O摩尔比)40,钠硅比(Na_2O与SiO_2摩尔比)1.4。合成的X型分子筛具有良好的结晶性能,形貌似立方八面体,且粒径均匀,热稳定性能与工业X型分子筛相近。     

不同硅铝比微米级HZSM-5分子筛的合成及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

HZSM-5分子筛是甲苯甲醇烷基化制对二甲苯技术中常用的催化剂之一。本研究在引入晶种调节HZSM-5分子筛形貌的同时,改变分子筛合成前驱体溶液硅铝比调控分子筛酸性位,采用一步法直接制备孔结构和酸性质均适宜的微米级HZSM-5催化剂。通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜、NH₃程序升温脱附、吡啶红外等手段对HZSM-5分子筛的物相组成、孔结构参数、微观形貌、酸性质进行表征分析,考察了其在甲苯甲醇烷基化制对二甲苯反应中的催化性能,探讨了孔结构和酸性质对催化性能的影响。结果表明：在水热晶化方法中,合成溶液中的晶种和铝含量对分子筛的酸性质和形貌结构有显著的影响,其中5μm晶粒的HZSM-5(150)分子筛催化剂因具有更长的扩散路径和更适宜的酸性位,在甲苯甲醇烷基化评价反应中表现出60%的对二甲苯选择性和11%的甲苯转化率。通过对HZSM-5分子筛的孔道和酸性位的精细调节有效提高了对二甲苯选择性,为择形催化剂的设计提供新的方法和思路。     

内蒙古某煤矸石制备沸石试验

煤矸石作为一种巨量固体废弃物,研究其开发利用途径,对建设环境友好、资源节约型国家具有重要意义。以内蒙古某煤矸石为原料、模拟稀土生产的氨氮废水为吸附对象,采用碱熔-陈化-晶化工艺,研究了焙烧温度、陈化过程液固比、陈化时间、晶化时间对合成沸石吸附模拟废水中氨氮性能的影响。结果表明,在焙烧温度为600 ℃、陈化过程的液固比为14 mL/g、陈化时间为20 h、晶化时间为1 h条件下合成的煤矸石沸石对模拟废水中的氨氮具有较好的吸附性能,对应的氨氮吸附量为3.74 mg/g,去除率达74.80%。产品的SEM和XRD分析表明,碱熔使煤矸石组成发生了改变,碱熔产物经陈化-晶化,获得了结晶度较好的煤矸石合成沸石,该沸石属于A型沸石。     

碳纳米管辅助制备CuZnAl催化剂对其结构和催化CO加氢性能的影响

本文采用完全液相法制备了一系列碳纳米管改性的CuZnAl催化剂,并在浆态床反应器中测试了催化剂的CO加氢催化性能,用XRD、N₂吸附、H₂-TPR、NH₃-TPD等方法对催化剂进行表征。结果表明,引入碳纳米管辅助制备催化剂对其结构和性能有重要影响,利于催化剂中生成难还原Cu⁺、较多数量的弱酸以及中强酸,适量碳纳米管的加入有利于C₂⁺OH产物的生成。     

利用铁尾矿制备多相复合材料的研究

以攀枝花选钛尾矿为主要原料,活性炭为还原剂,采用碳热还原氮化法,实现合成与烧结一体化,烧结制备了Fe₃Si-Ti(C,N)复合多相材料,探索了一条低成本利用尾矿合成复合多相材料的新途径。借助X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）对烧结体的物相、显微形貌及成分进行了分析,并对样品的力学性能进行了研究。XRD结果表明,产物主晶相为Fe₃Si和Ti(C,N)。通过SEM和EDS可知,生成的Ti(C,N)相富集在Fe₃Si相的周围。样品的体积密度和表面洛氏硬度随着温度的升高而升高。当合成温度为1 500 ℃、保温时间为4 h时,所得的烧结体具有较高的体积密度（ρ=4.331 g/cm³）和表面洛氏硬度（HR15N=85.0）。     

硫酸锰氧化法制备四氧化三锰的研究

研究了从软锰矿制备硫酸锰, 在碱性溶液中, 以过氧化氢为氧化剂, 制备高比表面优质四氧化三锰的新工艺。探讨了反应温度、氧化剂的用量、分散剂乙醇添加量、溶液的酸度等条件对产物结构的影响, 筛选出具有良好晶型、较大比表面的Mn₃O₄的最佳反应条件。对制得的四氧化三锰样品进行了价态分析和XRD结构表征, 产物的粒径分布集中在0.24 μm附近, 比表面积SBET 为26.3 m²/g, 锰含量为71.88%。     

SiO2在费托合成沉淀铁基催化剂中作用的研究进展

煤基费托合成工艺中浆态床反应器的广泛应用对沉淀铁催化剂的稳定性和强度提出了更高的要求。实践证明,结构助剂,尤其是硅,能够提高沉淀铁催化剂的稳定性和强度。基于国内外目前对于费托合成沉淀铁催化剂中助剂SiO2的最新研究进展,重点从SiO2源、加入方式和SiO2含量三个方面总结分析了硅对费托合成沉淀铁催化剂反应性能和强度的影响。认为不同硅源对同一沉淀铁催化剂体系的作用仍值得进一步加以研究。根据不同加硅阶段将加硅方式分两类--沉淀硅和黏结剂硅,分别总结了它们在沉淀铁催化剂中的作用。由于SiO2与铁具有较强的相互作用,SiO2的含量也并非越高越好,因此应根据特定的催化剂体系确定最优含量。另外,对SiO2在煤基费托合成沉淀铁催化剂的工业应用中的研究提出了一点建议。     

用内蒙古煤系高岭土制备NaY分子筛

为探索采用煤系高岭土合成NaY分子筛的可行性,以内蒙古煤系高岭土为原料,采用水热合成法进行了NaY分子筛合成条件研究。试验确定的NaY分子筛的合成条件为导向剂的加入量为8%、导向剂老化时间12 h、n(Na₂O)：n(Al₂O₃)=5.5、晶化时间12 h、晶化温度95 ℃。对最佳合成条件下获得的NaY分子筛样品进行分析表明,合成样品具有典型的NaY分子筛的X射线衍射峰和红外振动谱线,合成的NaY分子筛颗粒均匀,粒径集中在2 μm左右,结晶度和纯净均较高。     

Ce、Zr共掺杂提高Cu-ZSM-5催化分解NO性能及抗K中毒能力

将NO在Cu-ZSM-5催化剂的作用下直接分解为环保、清洁的N₂和O₂是最具经济效益的脱硝手段。高温烟气中存在大量的碱金属，但碱金属会使催化剂催化活性降低、使用寿命大大缩短，并使催化剂造成不可逆的失活。通过离子交换法制备MZ5催化剂(M=Cu、Ce、Zr、CuCe、CuZr、CuCeZr),采用初湿浸渍法将K离子负载到MZ5催化剂。脱硝实验结果表明：在最佳反应温度550℃下，相比于CuZ5,CuCeZrZ5催化剂的NO转化率由原来的53%提高到58%,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由53%降到52%;相比于KCuZ5,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由39%提高到52%。采用ICP、SEM、XRD、BET、XPS、H₂-TPR和O₂-TPD等表征手段对催化剂元素含量、微观形貌、骨架结构、孔隙规律、铜物种种类、化学吸附氧、铜离子还原温度和活性物种中氧气的脱附温度等进行分析。结果显示：Ce、Zr的引入不会对催化剂的骨架结构、结晶度和晶粒尺寸造成损伤；Ce、Zr的引入促进催化剂形成更多的氧空位和...     

煤矸石制备4A分子筛工艺研究

将煤矸石进行粉碎、酸洗、煅烧等预处理后,与氢氧化钠、氧化铝按比例混合,采用超声波辅助胶化、晶化等工艺措施,合成出了4A分子筛.利用XRD、SEM等手段对4A分子筛样品进行测试和表征,结果表明:利用超声波辅助胶化,4A分子筛的最佳晶化温度为90℃,晶化时间为3h.     

Mg-Al水滑石晶粒生长特性研究

以水镁石和Al(NO₃)₃·9H₂O为镁源和铝源,采用液相共沉淀法合成Mg-Al水滑石,重点考察了溶液中Mg²⁺浓度、晶化时间和晶化温度对Mg-Al水滑石晶体结构、晶粒尺寸及晶面选择性生长的影响规律,并通过XRD,SEM等对合成产物进行了表征。结果表明：提高Mg²⁺浓度,Mg-Al水滑石晶体结构规整性降低,对水滑石层板和层板叠合方向的发育和生长不利,晶粒尺寸减小;在Mg²⁺浓度不变的情况下,固定晶化温度而延长晶化时间,或固定晶化时间而提高晶化温度,Mg-Al水滑石的晶体结构均趋于完整,晶粒尺寸显著增大,其沿a轴方向的生长速率比沿_c轴方向的生长速率快,即［110］晶面的生长速率比［003］晶面的生长速率快。在Mg²⁺浓度为0.12 mol/L,晶化时间为8 h,晶化温度为80 ℃的条件下,制得了粒度达到纳米级的Mg-Al水滑石。     

温度和时间对中低品位磷矿真空碳热还原的影响

以云南某中低品位磷矿为研究对象,以焦粉为还原剂,通过XRD、SEM及EDS等分析手段,探讨了还原温度和保温时间对该磷矿真空碳热还原的影响。结果表明,升高还原温度和延长保温时间均能提高磷矿还原率和磷元素挥发率,且还原温度的影响比保温时间的影响更显著。当保温时间30 min、温度高于1 250 ℃时,磷矿还原率和磷挥发率上升趋势显著,最佳还原温度段为1 250～1 300 ℃。磷矿中的Ca₅(PO₄)₃F首先与SiO₂反应,然后大部分Ca₅(PO₄)₃F和副产物Ca₃(PO₄)₂与C作用,产生P₂单质气体。     

氧化铈高温煤气脱硫剂制备条件对脱硫效率的影响

采用工业硝酸铈Ce(NO₃)₃6H₂O为原料进行热解制取脱硫活性组分CeO₂,然后利用干混法制备CeO2高温煤气脱硫剂。通过BET、XRD、强度仪等测试手段,对脱硫剂的孔容、比表面积、晶型以及机械强度等进行了表征;同时在固定床反应器中考察不同焙烧温度、不同造孔剂含量以及不同黏结剂对脱硫剂脱硫效率的影响。结果表明:在500～800 ℃的范围内,随着焙烧温度的增加,比表面积迅速增大,孔容也大幅度上升,机械强度也呈现增加的趋势,并且脱硫效率也随着焙烧温度的升高而升高;且造孔剂含量的增高,脱硫效率也有增高的趋势,但机械强度有所降低。选用膨润土作为黏结剂更有利于氧化铈脱硫剂的脱硫过程。故合适的焙烧温度、适量造孔剂的加入及选用合适的黏土都可以改善氧化铈脱硫剂的脱硫活性。     

激光烧结原位合成钨精原矿粉/Al-Cu复合材料组织结构及致密性

利用激光束高能量为燃烧热源,引发体系Al热反应与钨精原矿粉中WO₃进行置换,原位自生增强相,制备钨精原矿粉/Al-Cu复合材料。利用OM、SEM、XRD、TEM等研究了激光工艺参数、成分配比和压制压力对复合材料微观结构和致密性的影响规律。结果表明：复合材料由α-Al,α-(Al, W)和中间相构成的多相结构为基体,纳米晶颗粒Al₂O₃为增强相的复杂复合组织构成;随着功率的增加及作用时间的延长,烧结产物组织均匀细化程度明显提高。当激光功率为1 000 W,持续作用时间为30 s时,试样组织晶粒最均匀细小;激光的工艺参数、原始压坯相对密度和成分配比影响烧结产物的致密性。当工艺参数激光功率为1 000 W,持续作用时间为30 s,压坯相对密度为85%,Al/Cu的成分配比为66.8∶33.2时,产物的孔隙率最低为3.67%,合成密度最大为3.58 g/cm³,致密化程度最高。     

浆液外循环过滤分离费托合成浆态床反应器研究开发

通过对低温浆态床费托合成反应工艺特性和反应器性能要求的分析,为有利于蜡抽出系统的设计和维护、催化剂和反应温度在反应器床层的均匀分布,提出了浆液自行外循环固液分离浆态床反应器设想。通过气速对催化剂颗粒沉降、携带的影响,气体分布器对气含率的影响,浆液自行外循环推动力等因素分析,采用流体动力学、传热模型和宏观费托合成反应动力学模拟计算,确定了浆态床反应器的尺寸,以及进料分布器、内取热列管等内构件结构以及气固分离设备的结构,开发出了应用于低温费托合成外循环浆态反应器。