氧化铬催化剂催化氟化1,1,1-三氟2-氯乙烷性能研究

采用沉淀法制备了晶相Cr_2O_3催化剂,用浸渍法在晶相Cr_2O_3载体上负载无定型Cr_2O_3(所得催化剂以α-Cr_2O_3/Cr_2O_3表示),并考察了2个催化剂对1-氯-2,2,2-三氟乙烷(HCFC-133a)制备1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的氟氯交换反应性能的不同影响。结果表明,Cr_2O_3催化剂的活性较低但却很稳定,α-Cr_2O_3/Cr_2O_3由于少量高价铬的引入,使得起始活性高于Cr_2O_3催化剂。H2-TPR分析表明,α-Cr_2O_3/Cr_2O_3催化剂中高价态Cr含量明显高于Cr_2O_3催化剂。高价铬在反应过程中容易流失,导致α-Cr_2O_3/Cr_2O_3催化剂催化活性下降。结合XRD和反应活性可以发现,α-Cr_2O_3比晶相Cr_2O_3有着更高的催化活性。     

丙烷脱氢制丙烯Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活研究

以三氧化二铝为载体,通过浸渍法制备了Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂并应用于丙烷脱氢制丙烯反应,研究Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的失活原因。借助XRF、强度测试、BET、XRD、TPD、TPR、UV、TG等表征手段考察了新鲜催化剂和使用后催化剂的物性、晶型、酸性、组分作用、价态及积炭的变化。结果表明,随着Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂的长时间使用,活性组分三价铬离子和氧化铝晶相发生变化且催化剂表面的活性组分三价铬离子逐渐由催化剂表面进入催化剂的体相,导致晶型转变,进而导致催化剂的活性降低。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化连续双酯交换反应体系制备生物柴油

以γ-Al_2O_3为载体、K_2CO_3为活性组分,采用等体积浸渍法制备K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱,并以此为催化剂催化菜籽油-甲醇-碳酸二甲酯连续双酯交换反应制备生物柴油。考察并优化了催化剂制备条件及反应参数,结果表明,在反应温度65℃、油/酯/醇摩尔比1∶1∶8、K_2CO_3负载量60%、催化剂用量30%条件下反应30 min,粗生物柴油产率可达99.0%以上,与其他文献所报道的非均相固体碱催化剂相比,K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有较高的催化活性。结果发现,K_2CO_3与γ-Al_2O_3发生相互作用生成强碱性物质是催化剂具有较高催化活性的主要原因;同时,对K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化剂的重复性进行考察,发现将反应后的催化剂经过处理再焙烧后继续用于催化连续双酯交换反应,其粗生物柴油产率仍可达到85.0%以上。     

Fe_2O_3/沸石催化剂非均相类Fenton湿法脱硝实验研究

为开发一种简单经济的湿法脱硝新工艺,采用浸渍法制备沸石载体负载Fe_2O_3的非均相类Fenton催化剂,并对其进行表征,同时考察了H_2O_2浓度、初始pH、催化剂质量浓度和反应温度对Fe_2O_3/沸石催化剂非均相类Fenton湿法脱硝效率的影响。结果表明,Fe_2O_3/沸石催化剂具有较大的比表面积,载体结构没有改变,活性组分Fe_2O_3均匀分散在载体上; Fe_2O_3/沸石催化剂具有明显的催化活性; H_2O_2浓度、初始p H、催化剂质量浓度和反应温度在最佳条件下,NO的脱除效率达52%;催化剂具有较好的稳定性,循环使用5次依然有48%左右的NO脱除效率。     

二氧化硫氧化用钒催化剂的进展

自1875年铂催化剂制备硫酸工业化以后,人们继续寻求SO_2氧化的新催化剂。单纯的V_2O_5活性不高;但因工业制V_2O_5常有少量碱金属盐作为杂质存在,含有这种杂质的V_2O_5活性成倍增高,碱金属的助催化作用很快被发现,于是而有钒催化剂问世。     

复合金属氧化物催化热解木质素制备芳香族化合物

以Fe_2O_3、La2O3和Ti O2为原料,利用固相反应法制备钙钛矿型复合氧化物La Ti0.2Fe0.8O3·Fe_2O_3(Fe_2O_3-LTFO),通过XRD和SEM对其结构和晶型进行表征,并将Fe_2O_3-LTFO作为催化剂,在固定床反应器中考察对木质素的催化热解制备芳香族化合物的催化性能。结果表明,以Fe_2O_3-LTFO为催化剂时,液相产物产率可达24%,产物主要有苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、邻苯二酚类和其他芳香基化合物。Fe_2O_3-LTFO进行氧化再生后仍具有较高活性,且结构和晶型未发生明显变化,催化剂可以循环使用。     

高效介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3低温催化氧化甲醛性能研究

以介孔CeO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂,该系列催化剂对甲醛的低温催化氧化反应有显著的催化效果。考察了催化剂中Co_3O_4的质量分数对催化剂的催化性能的影响。实验结果表明,当Co_3O_4的质量分数为8%时,催化剂在60℃使甲醛完全氧化为CO_2和H_2O。同时,对样品进行了程序升温还原(H_2-TPR)表征,发现介孔8%Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较强的还原能力。     

B_2O_3负载量对MoO_3/CeO_2-Al_2O_3耐硫甲烷化性能的影响

考察B_2O_3负载量对于MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂对耐硫甲烷化活性的影响,利用BET、XRD、TEM、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的耐硫甲烷化活性随B_2O_3负载量增加呈现先升高后降低的变化规律;当B_2O_3负载量为0.5%时,催化剂的耐硫甲烷化活性最高,CO转化率达到55%。结合表征分析,发现添加B_2O_3会影响催化剂载体的结构和表面酸度,从而影响活性组分的分散程度,进而影响MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂的耐硫甲烷化性能。催化剂的晶化程度太高或单位面积上的强酸量太多均不利于甲烷化反应;较好的活性组分分散度有利于催化剂甲烷化活性的提高。     

VMo/γ-Al_2O_3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al_2O_3和VMo Mg/γ-Al_2O_3催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al_2O_3和3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上出现C—O键的温度比3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

添加Ni对Cu基催化剂乙炔选择性加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Cu/Al_2O_3及Cu-Ni/Al_2O_3催化剂,将其应用于乙炔选择性加氢反应。结果表明,与Cu/Al_2O_3催化剂相比,Cu-Ni/Al_2O_3催化剂的加氢活性及乙烯选择性(当反应出口尾气中乙炔物质的量分数减少到0.003%时)明显提高。通过对Cu与Ni的浸渍顺序考察发现,先浸渍Ni制得的Cu-Ni/Al_2O_3催化剂活性有所下降,但乙烯选择性提高;通过对Ni含量的考察发现,当Ni质量分数为2%时,催化剂性能最佳。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

催化臭氧化处理抗生素废水催化剂的制备

采用浸渍法制备催化剂,考察了活性组分、载体种类、浸渍液金属离子含量及配比、焙烧温度和时间等因素对催化剂活性的影响,以筛选出活性较高的催化剂,并对催化剂进行了表征。结果表明,在浸渍液Cu~(2+)浓度1.25mol/L,Fe~(3+)、Cu~(2+)浓度比为1:1,焙烧温度500℃、时间5 h条件下制备具有较高的活性的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,连续7次循环使用后,COD去除率稳定,可达44%以上,且铁铜离子量浸出较少,证明其具有良好的稳定性。在优化条件下制备的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,与载体γ-Al_2O_3相比,催化剂比表面积、孔容有所减少,孔径增加,负载的活性组分Cu O、Fe_2O_3的质量分数分别为9.676%、10.84%。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3对制药二级生化出水的深度处理研究

采用浸渍法将Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性催化剂。采用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水,考察催化剂投加量、pH值、双氧水投加量、臭氧流量等对废水中COD去除率的影响。结果显示,在催化剂投加量3 g/L,废水pH为9,双氧水投加量1 mg/L,臭氧流量1.0 L/min条件下,COD去除率达到85.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到83%以上,证明催化剂稳定性良好。     

长链烷烃(n-C_(10～12))脱氢制单烯烃催化剂的研究Ⅱ.Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂上C_(12)脱氢反应行为

采用真空浸渍法制备Pt-Sn/MgAl_2O_4和Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂。对两种催化剂进行C_(12)脱氢催化性能评价比较,并使用BET、XRD、CO吸附、TPR、NH_3-TPD和TG等手段对催化剂进行表征。NH_3-TPD测定结果表明,Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂具有较弱的酸性。Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂的初始转化率(21.6%)比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂初始转化率(22.6%)低,但其单烯烃选择性(83.9%)比后者(73.6%)高。     

甲苯催化氧化制备苯甲醛的合成研究

采用水热晶化法制备了SBR-15分子筛,探讨了不同金属作为催化剂和助剂时的催化剂活性。结果表明,1.5%Mn_2O_3-5%Fe_2O_3-SBR-15分子筛催化剂的催化活性最优,在常压、反应温度90℃的条件下,甲苯的转化率为13.98%,苯甲醛的选择性为48.32%。BET的表征结果表明,添加少量的Mn_2O_3(1.0%),能较小程度地增加Fe_2O_3-SBR-15分子筛催化剂的比表面积。催化剂的热稳定性结果表明,72h内,催化剂对苯甲醛的选择性一直保持在40%以上,甲苯的转化率随反应时间的增加逐渐下降直至失活。     

Co/Al_(2)O_(3)固定床费托合成催化剂水热稳定性研究

考察不同水热条件对Al_(2)O_(3)载体、Co/Al_(2)O_(3)催化剂稳定性的影响。表征结果表明,在苛刻水热条件下,即使高温焙烧的Al_(2)O_(3)载体也存在水热不稳定性现象。在接近工业固定床费托合成条件下运行,蛋壳型Co/Al_(2)O_(3)催化剂水热稳定性好。少量Co、Si改性能明显提高载体水热稳定性。     

CF_3CFH_2脱HF反应Lewis酸催化剂失活的研究

在CF_3CFH_2脱HF制三氟乙烯的反应工艺中,如何解决催化剂失活是一个重要的研究难题。在固定床反应器上分别考察Al_2O_3催化剂和经活化的NiF_2/AlF_3催化剂用于CF_3CFH_2脱HF反应的稳定性,其中Al_2O_3催化剂的反应稳定性较差,而在Al_2O_3添加NiO改性并经活化后制备的NiO/Al_2O_3催化剂,其稳定性明显提高。通过X射线衍射(XRD)、N_2吸脱附法(BET)、NH3程序升温脱附(NH_3-TPD)、热重分析法(TG)和激光拉曼光谱(Raman)技术的表征,研究认为Al_2O_3催化剂活性下降的原因是催化剂表面的HF腐蚀作用和结焦双重因素所致。而经HF活化处理的NiO/Al_2O_3催化剂失活的主要原因是它的表面结焦现象。另外,NiF_2/AlF_3催化剂在连续300h反应的稳定性试验中,发现催化剂晶粒的缓慢增长现象,这也是导致催化剂活性下降的次要因素。总之,不同Lewis酸催化剂用于CF_3CFH_2脱HF反应的失活原因主要有三个方面:HF侵蚀、结焦和缓慢烧结。最后,NiF_2/AlF_3催化剂经再生之后,其反应活性恢复比率可达到87.2%。