逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中载体对氧化铬催化剂性能的影响

研究了在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中担载型氧化铬催化剂的活性,考察了多种载体对于催化剂反应性能的影响。结果表明,不同的载体所担载的氧化铬催化剂具有不同的催化性能。其中二氧化硅担载的氧化铬催化剂具有较高的乙烷转化率和乙烯选择性,在700℃时分别达到30.7%和96.5%。CO₂的作用是通过与H₂反应促进乙烷脱氢、并减少催化剂表面积炭。运用XRD、TPR、 XPS、UV-DRS和微量吸附量热技术对催化剂体相与表面结构、表面酸性和铬物种价态等进行了表征,结果显示催化剂表面酸中心适当的强度、数量和分布有利于乙烷的活化和催化转化,Cr³⁺和Cr⁶⁺物种是反应的活性中心。     

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中助剂对Cr/SiO2催化剂性能的影响

分别制备了以Mn、Ce、Cu、Zn、K等为助剂的Cr/SiO2催化剂,考察了助剂在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应中对Cr/SiO2催化剂反应性能的影响。结果表明,高温下Mn的加入有利于催化活性的提高,Cr-Mn/SiO2催化剂显示了较好的催化活性。在740℃、n(CO2)/n(C2H6)=7的条件下,乙烷转化率为47%,乙烯选择性为99%。XRD、XPS、UV-DRS和TPR技术的表征表明催化剂表面存在Cr3+、Cr6+、Mn4+物种,Mn的加入使得催化剂还原性能增强,有助于反应过程中氧化还原循环的进行,提高了反应活性。     

Ni/HAp逆水煤气变换催化剂

逆水煤气变换反应可以使CO_2生成更有价值的CO,被认为是目前最有应用前景的CO_2转化反应之一。本文采用浸渍法制备不同镍含量的Ni/HAp催化剂,通过XRD、TPR对催化剂进行了表征,并测试了其逆水煤气变换反应性能。结果表明,1%Ni/HAp催化剂中NiO颗粒较小,NiO与载体具有较强的相互作用,具有较高的逆水煤气变换反应活性和选择性;高含量的Ni/HAp中含有大颗粒NiO,NiO与载体相互作用较弱,反应中容易生成甲烷,降低了逆水煤气变换反应的选择性。     

逆水煤气变换催化剂的制备及反应性能

为解决逆水煤气变换反应环境下催化剂抗还原性和稳定性较差的问题,采用浸渍法和共沉淀法制备了Mn基催化剂,对逆水煤气变换反应进行了热力学分析和催化剂初步筛选,初步考察了不同反应温度、反应压力、氢碳体积比和气体空速下的催化活性和反应选择性,并进行了催化剂稳定性评价和物化表征。结果表明,与浸渍法相比,共沉淀法制备的催化剂性能较好。适宜的逆水煤气变换反应条件为550~600℃,常压~0.5 MPa,氢碳体积比1~1.5,空速10 000~15 000 h-1。在入口温度580℃,压力0.5 MPa,氢碳体积比1.5和气体空速6 000 h-1的条件下,CO2转化率达45%,CO选择性为90%。催化剂500 h稳定性良好,这主要是由于形成了稳定的Mn基尖晶石活性相。     

MoVTeNbOx催化剂应用于乙烷氧化脱氢制乙烯的研究进展

乙烷氧化脱氢制乙烯是非常有应用前景的乙烯生产途径，MoVTeNbO_x催化剂具有活性高、氧化还原能力强等特点，是当前低碳烷烃氧化脱氢的研究热点。本工作系统综述了MoVTeNbO_x复合金属氧化物在乙烷氧化脱氢制乙烯反应中的应用研究情况，包括催化剂晶相结构与活性中心、催化剂制备和催化乙烷转化的影响因素及反应性能优化提升等方面。研究多金属氧化物催化剂活性中心的调控策略，实现各组分氧化物相互作用的最优化，优化制备条件，通过助剂调控策略提高催化剂氧化还原能力及表面V⁵⁺含量，进而提高乙烷氧化脱氢活性和运行稳定性，为催化剂的规模化生产和工业应用奠定基础，是当前的主要研究方向。最后展望了MoVTeNbO_x复合金属氧化物催化剂在氧化脱氢领域的发展前景。     

丙烷CO_2氧化脱氢制丙烯研究进展

丙烷氧化脱氢反应不受热力学平衡限制,焓变小于零,为放热反应,可节省能源。但氧化脱氢制丙烯因为有O2存在,导致丙烷和丙烯深度氧化,使丙烯选择性下降。可通过以下途径改进:(1)通过添加助剂或改变活性组分限制丙烯的深度氧化;(2)改变反应气氛,用氧化性较弱的氧化剂(如CO2和N2O等)代替O2。近年来,在低碳烷烃脱氢领域以CO2为氧化剂的研究较多,CO2可以避免深度氧化。综述在丙烷氧化脱氢反应中通过引入CO2,将丙烷直接脱氢反应与逆水煤气反应进行偶合,打破了丙烷直接脱氢反应平衡,消除积炭,提高催化剂稳定性,推动反应向生成丙烯的方向进行,丙烯收率提高;在低温(270℃)区域,副反应可提高丙烷CO2氧化脱氢反应的丙烯平衡收率,丙烷二氧化碳脱氢反应的催化剂体系主要包括铬系催化剂、镓系催化剂、钒系催化剂及其他催化剂。     

四氯乙烷催化脱氢生产四氯乙烯催化剂研究——沉淀剂浓度对催化剂性能的影响

以氢氧化钠为沉淀剂,制备系列Cu-Zn-Ca-Zr-O复合氧化物催化剂,考察沉淀剂浓度对催化剂形貌及催化性能的影响,通过XRD、SEM、TEM、TPR、BET和XPS等对催化剂进行表征。结果表明,沉淀剂浓度对催化剂形貌和孔径均有影响,制备的催化剂中,分散在载体表面的氧化铜起主要催化作用,是催化活性中心。考察催化剂对四氯乙烷脱氢制备四氯乙烯反应的催化性能,结果表明,在反应温度310℃、空速0.5 h-1和沉淀剂质量浓度10%条件下,催化剂催化四氯乙烷脱氢的活性最高,四氯乙烷转化率为80.0%,四氯乙烯选择性为96.0%。     

PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂应用于乙烷脱氢反应研究

采用阴离子交换法合成了一系列不同Zn和Pt含量的PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂用于乙烷脱氢反应。实验结果表明,在水滑石载体中掺杂少量的Zn对乙烷脱氢反应有明显影响。当Zn含量为2%（质量）时Pt基催化剂活性性能最优,在550℃时乙烷初始转化率达到27.1%,2 h平均转化率为21.6%。BET和SEM结果表明PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂比PtSn-MgAlO催化剂比表面积更大,TEM结果显示,PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂和PtSn-MgAlO催化剂的金属颗粒的平均直径分别为（1.49±0.31）nm 和（2.0±0.23）nm,说明Zn的掺杂在一定程度上改变了催化剂的结构,能减小Pt颗粒的尺寸,更好地分散Pt颗粒,从而改善乙烷催化脱氢反应性能。此外,考察温度对乙烷脱氢反应性能影响,发现温度越高乙烷初始转化率越高,但催化剂越易失活;考察Pt负载量对乙烷脱氢反应性能的影响,发现增加Pt含量并不能使乙烷转化率得到相应倍数的增加,即增加Pt含量反而使Pt的利用率降低了,因此适量降低PtSn-Mg(2-Zn)AlO催化剂中Pt含量对研究乙烷脱氢反应有深远意义。     

K掺杂对Co-CeO2催化剂逆水煤气变换反应性能的影响

CO_2的大量排放对环境的影响日益严重,CO_2的转化和利用成为一个重要的研究课题。逆水煤气反应能将CO_2转化为更有价值的CO,是最有应用前景的二氧化碳催化转化反应之一。通过共沉淀法方法制备了一系列K掺杂的Co-CeO_2催化剂,并将其用于逆水煤气变换反应。研究发现掺杂K后对催化剂的选择性、转化率都产生了影响,对催化反应选择性的影响尤其显著。K助剂能够有效抑制CH_4副产物的产生;随着K掺杂量的提高,催化剂的CO选择性明显提高。     

乙烷脱氢催化剂研究进展

乙烯是重要的有机化工原料,随着乙烯需求量的不断增加以及石油资源的日益匮乏,乙烷脱氢已成为乙烯增产的重要途径。乙烷脱氢制乙烯受到越来越多的关注,乙烷脱氢催化剂逐步改善。本文首先介绍了近年来国内外乙烷脱氢制乙烯的研究现状,然后从催化剂制备方法、性能以及应用等方面对乙烷催化脱氢催化剂和乙烷氧化脱氢催化剂的研究进行了总结,并对其进行了系统分类。催化脱氢是低碳烷烃转化为烯烃的有效途径,烯烃选择性高,受到热力学平衡限制,能耗较高。氧化脱氢由于氧化剂的引入打破了热力学平衡限制,能够有效抑制焦炭的生成,减少能量消耗。然而,深度氧化反应难于控制,乙烯的选择性低。因此,选取合适的催化脱氢催化剂,尽可能提高乙烷单程转化率、降低能耗是乙烷脱氢的关键。