铁改性Cu/Zn/MgO催化剂对合成气制低碳醇的影响

采用共沉淀-浸渍法制备了Fe改性的Cu/Zn/Mg O催化剂,研究了其CO加氢制低碳醇的催化性能。采用低温氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR和CO-TPD表征了Fe的添加对催化剂的影响。结果表明,Fe的加入形成了Mg Fe2O4相,有助于Fe、Mg物种的分散。适量Fe增强了催化剂表面对CO吸附强度,有利于C2+醇的合成。当Fe加入量n(Fe)/n(Cu)=0.15时,总醇中C2+醇质量分数w(C2+醇)由未加Fe时的19.6%增加到59.7%,C2+醇时空收率由23.3 g/(kgcat·h)增加到45.3 g/(kgcat·h)。     

用于低碳混合醇合成的Fe/CuZnSi催化剂研究

采用沉淀-浸渍方法制备了Fe/CuZnSi催化剂,发现在浸渍Fe过程中生成FeZn2 Cu3 O6.5晶体,它在焙烧过程中分解形成CuO晶体,有利于Cu和Fe相互均匀分布,提高催化剂的CO加氢反应活性,CO转化率主要决定于催化剂中的Fe含量,催化剂中的Cu与Zn质量相等时,液态产物中的醇含量明显增加,C2+醇约占总醇质量的50％.     

活性金属负载量及配比对CuFe双金属催化剂催化合成混合醇的影响

采用液相还原法制备了CuFe双金属催化剂，考察了活性金属负载量及Cu、Fe摩尔比对催化剂反应活性和C₂₊混合醇选择性的影响，分析了活性金属负载量、Cu/Fe摩尔比、催化剂结构及反应性能间的构-效关系，优化了催化剂的制备配方。结果表明，活性组分负载量的增大有助于提高催化剂的反应活性，但过量的金属负载量会导致活性组分发生团聚，影响总醇及C₂₊混合醇的选择性；Cu/Fe摩尔比的增大抑制了催化剂的反应活性，但有助于增强CO吸附能力及Cu、Fe间的协同效应，提高产物中醇类及C₂₊醇的选择性。综合考虑CO转化率、总醇及C₂₊醇选择性，液相还原法制备CuFe双金属催化剂较适宜的活性组分总负载量为30%、铜铁摩尔比为3.0。     

焙烧温度对Cu-Ce/MgO催化合成气制低碳醇性能的影响

采用并流共沉淀法在不同焙烧温度下制备Cu-Ce/Mg O催化剂,考察焙烧温度对其催化CO加氢合成低碳混合醇反应性能的影响,并借助X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(N2-adsorption)等手段对催化剂的结构进行表征。结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂中Ce O2晶粒增大,催化剂比表面积减小;在CO加氢反应中,焙烧温度的适当升高明显增加了催化剂活性组元之间的相互作用,使催化剂活性及低碳醇选择性明显升高;450℃的焙烧温度下,CO的转化率为54.51%,醇的选择性达到38.40%。     

合成气制低碳醇钼基催化剂助剂的研究进展

钼基催化剂具有独特的抗硫性和抗积炭性,在合成气制低碳醇催化体系中最具发展前景。钼基催化剂催化性能受助剂的影响较大。碱金属的加入能明显提高催化剂对醇的选择性,但使CO转化率下降;碱金属盐中阴离子种类对反应活性影响显著;将Co、Ni、Rh等加入碱金属掺杂的催化剂中,可以提高C2+醇的选择性;助剂Rh有利于醇选择性的提高,但反应条件苛刻,成本较高。不同类型催化剂的催化反应机理不同,与表面物相种类有关。选择适当助剂,有望得到性能优良的CO加氢合成低碳醇钼基催化剂。     

Cu/Zn比对CuO/ZnO/ZrO_2催化CO_2加氢合成甲醇性能的影响

研究了不同Cu/Zn摩尔比对CO2加氢合成甲醇催化性能的影响。采用草酸凝胶共沉淀法制备了一系列不同Cu/Zn摩尔比的Cu O/Zn O/Zr O2催化剂,考察不同温度及Cu/Zn摩尔比对催化性能的影响,并结合X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对催化剂的结构和性质进行表征。结果表明:适宜的Cu/Zn摩尔比可以提高催化剂的反应性能。在513 K,2.0 MPa,n(H2)/n(CO2)=3/1和GHSV=4 800 h-1反应条件下,当R(Cu/Zn)=4时,Cu O/Zn O/Zr O2催化剂反应性能最好,CO2转化率高达17.8%,甲醇选择性高达67.8%。     

负载型CuO-NiO催化剂 催化合成Guerbet十六醇性能

以正辛醇为原料,考察了催化剂载体种类、Cu O-Ni O负载量和n(Cu O)∶n(Ni O)摩尔比对Guerbet十六醇催化合成反应的影响,在此基础上,以优选的30%Cu O-Ni O/Ca CO3(Cu O-Ni O负载量,即Cu O与Ni O所占质量百分数,为30%;n(Cu O)∶n(Ni O)=1∶2)为催化剂,进一步优化了反应条件(反应温度、反应时间和催化剂用量)。结果表明,Cu O-Ni O/Ca CO3-KOH催化体系能有效地催化正辛醇合成Guerbet十六醇,在Cu O-Ni O/Ca CO3、KOH投料量分别为0.10%和3.0%(催化剂投料量为催化剂质量与正辛醇质量百分比)时,240℃下反应1 h,Guerbet十六醇的收率和选择性分别为83.5%和87.3%。     

Cu/Ni超细混合催化糠醛加氢合成2-甲基四氢呋喃的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Cu/Ni超细混合催化剂,并用于糠醛液相加氢制2-甲基四氢呋喃反应。考察了Cu/Ni摩尔比,Na2CO3溶液浓度等催化剂制备条件,以及合成反应中反应压力、反应时间、反应温度等反应条件对糠醛转化率和2-甲基四氢呋喃选择性的影响。结果表明：催化剂制备条件为Cu/Ni摩尔比为5/5,Na2CO3溶液浓度为1.0 mol/l;合成反应条件为反应压力8 MPa,反应时间3.5 h,反应温度180 ℃;产品经气相色谱检测分析,糠醛的转化率为100%,2-甲基四氢呋喃的选择性为64.52%。     

过渡金属改性的Pt/n-Al_2O_3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝(n-Al2O3)负载的Pt-M(M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn)双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M/n-Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt/n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe/n-Al2O3(中性)催化剂中Pt、Fe的含量均为0.3%时,在70℃,2 MPa氢气条件下反应1.5 h,肉桂醛的转化率为100%,肉桂醇选择性高达84.8%。     

急冷骨架铁费托合成催化剂的研究

利用急冷方法制备了骨架Fe50Al50合金催化剂,详细研究了其物化性质以及引入金属Mn和K对催化剂物化性质和费托合成催化性能的影响。与传统Raney Fe催化剂相比,急冷Fe催化剂具有较大的比表面积、孔体积,较小的平均孔径,双孔分布中的大孔孔径相对较小,铁的晶粒较小,具有更多桥式CO活性吸附中心。与相近组成的沉淀铁催化剂对比结果表明:急冷FeMnK催化剂具有较小的比表面积和平均孔径,更大的颗粒密度,更高的F-T合成反应活性。在543 K、1.5 MPa、2.0 NL/(g-Fe.h)、H2/CO比为1的反应条件下,在1000 h运转期内,CO转化率达到了90%以上,甲烷选择性为7%左右,C5+选择性为70%左右。     

用于低温液相合成甲醇的Cu/MgO/ZnO催化剂

采用并流共沉淀法制备了不同Cu:(Mg+Zn)及Mg:Zn摩尔比的铜基催化剂Cu/MgO/ZnO,用于低温液相甲醇的合成,并对比了Cu/ZnO及Cu/MgO催化剂,分析了催化剂中载体MgO的作用. 结果表明,MgO的引入有利于催化剂中Cu+的生成并均匀分散在载体中,可提高催化剂的催化活性. 以合成气CO+H2为原料,在443 K和5.0 MPa条件下,采用液体石蜡作溶剂,考察了催化剂的催化性能. 结果表明,Cu/MgO/ZnO催化剂的活性优于Cu/ZnO和Cu/MgO催化剂,且当Cu:Mg:Zn=2:1:1时催化性能最好,此时合成气中CO的转化率为63.56%,甲醇的选择性为99.09%,时空收率为5.413 mol/(kg×h). 分析了Cu/MgO催化剂在高温反应条件下的失活现象,认为铜烧结是其失活的主要原因.     

共沉淀法制备Cu/ZnO催化剂用于1,4-丁二醇合成吡咯

采用共沉淀法制备的Cu/ZnO催化剂成功应用于1,4-丁二醇合成吡咯的反应,利用气质、红外光谱对产物进行定性和定量分析,同时采用XRD、H2-TPR、N2O分解对Cu/ZnO催化剂的成分Cu0和ZnO的作用进行分析。实验研究表明,Cu0是该反应的催化活性中心,ZnO起到了分散和稳定铜颗粒的作用,这种作用是由于在催化剂制备过程中形成了CuZn(OH)2CO3和(CuZn)5(OH)6(CO3)2这两种前体导致的。尽管Cu0是该反应的催化活性中心,Cu/ZnO催化剂的催化活性与Cu0的比表面积不呈线性关系,该反应具有晶面敏感性。在常压、280 ℃、1,4-丁二醇的空速为0.46 h?1、氨醇摩尔比为1.1∶1条件下对催化剂进行评价,Cu/Zn摩尔比为1∶1时1,4-丁二醇的转化率为100%,吡咯有较佳的选择性为58%。     

Fe-M(M=V、Cr、Mn)熔铁催化剂的费-托合成反应性能研究

采用高温熔融法制备了一系列Fe_3O_4-FeO基Fe-M(M=V,Cr,Mn)熔铁催化剂,考察了其在n(H_2)/n(CO)=1.5、反应温度320℃、反应压力2.0 MPa和空速11400 h~(-1)条件下的费托合成反应(FTS)催化性能,研究了V、Cr、Mn助剂对Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂FTS催化性能的影响。并结合X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、H_2/CO/CO_2程序升温脱附(TPD)等手段对反应前后催化剂的物化性能进行表征。结果表明,Mn、V、Cr助剂的添加都增加了催化剂表面的碱性,提高了低碳烯烃选择性(C_2~=～C_4~=)。其中,添加V和Cr助剂后的催化剂,CO的转化率都有所降低,C_(5+)高碳烃选择性也大幅度降低。虽然V助剂的添加其产物中低碳烯烃选择性提高最多,但是其CO转化率大幅度下降。而Mn助剂添加后,其CO转化率最高,副产物CH_4选择性最低,且目标产物低碳烯烃选择性升高。因此,Mn是Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂费-托合成反应有利的助催化剂。     

Ti助剂对完全液相法制备CuFe浆状催化剂低温合成低碳醇性能的影响

采用完全液相法制得不同Ti含量的CuFeTi浆状催化剂。通过XRD、H₂-TPR、BET、CO-TPD-MS、NH₃-TPD-MS等进行表征,探究在220℃、3 MPa下低温催化CO加氢合成低碳醇的性能。结果表明,适宜含量的Ti助剂有助于降低Cu⁰晶粒尺寸,增强Cu⁰晶粒的稳定性,提高催化剂中Cu⁺和Fe_xC含量,增强CuFe间的协同作用,显著抑制了水煤气变换反应,降低了CO₂选择性。其中CF-Ti_0.6表现出最佳的催化性能,在220℃、3 MPa下,总醇选择性45.09%,低碳醇占比54.85%,CO₂选择性仅为14.89%。     

Ni_2P/Fe-HAP对苯酚选择性加氢制环己酮的催化性能研究

以Ni Cl2·6H2O、Na H2PO4·2H2O、Fe Cl3·6H2O、低品级羟基磷灰石(HAP)为原料,采用浸渍法和离子交换法制备Ni2P/Fe-HAP催化剂,研究了其催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应活性和选择性。考察了反应温度、反应压力、反应时间、催化剂质量、活性组分负载量、镍磷物质的量的比、焙烧温度、Fe3+浓度对反应活性和选择性的影响,并通过正交实验筛选出最佳反应条件。结果表明,在反应温度为150℃、反应压力为0. 5 MPa、反应时间为3. 5 h、催化剂质量为0. 3 g时,苯酚转化率为65. 73%,环己酮选择性达85. 47%。     

K助剂对F-T合成直接制低碳烯烃K/Fe催化剂CO加氢性能的影响

采用浸渍法将K添加到氢氧化铁的方法获得F-T合成制低碳烯烃K/Fe催化剂,探讨不同原子比KnFe1(n=0,0.02,0.04,0.08,0.40,1.0)对合成气直接制低碳烯烃CO加氢性能及活性物相变化的影响。并分别通过N2物理吸附、XRD、红外光谱、热重等手段进行表征。结果分析表明:随K含量的增加,低碳烯烃选择性先增加后减少;适当K含量的添加,能促进Fe3O4向Fe5C2转变,当K含量达到n=0.40时,又会抑制Fe3O4向Fe5C2的转变;与纯铁相比,适当含量K添加显著提高了CO转化率、CO_2选择性和C2=~C4=低碳烯烃选择性而降低了CH4的选择性。最佳催化剂(原子比n/n)为Fe:K=1:0.04,CO的转化率为77.33%,CO_2选择性为58.73%,CH4的选择性为12.24%,低碳烯烃选择性28.81%,烯烷比2.38。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

Ni-Mn/Al_2O_3催化剂在浆态床中CO甲烷化催化性能

采用共浸渍法制备了Ni-Mn/Al2O3催化剂,考察了助剂Mn的含量对催化剂结构及浆态床CO甲烷化性能的影响。采用XRD、H2-TPR、BET、TEM、H2-化学吸附等表征对催化剂进行了测试分析,结果表明,Mn助剂的引入能够促进Ni物种在载体表面的分散,减弱Ni物种与载体的相互作用,降低催化剂的还原温度,提高催化剂的比表面积,减小活性金属Ni的晶粒尺寸。随着Mn含量的增加,Ni-Mn/Al2O3催化剂的甲烷化性能先升后降,其中以Mn含量为4%(质量分数)时的催化甲烷化性能最佳,添加过量的Mn导致活性组分Ni被部分覆盖,催化甲烷化性能下降。通过对16Ni4Mn/Al2O3催化剂样品的浆态床反应温度及反应压力的研究发现,当反应温度为280℃、反应压力为1.5 MPa时,催化剂样品16Ni4Mn/Al2O3的CO转化率及CH4选择性分别达到96.2%和88.8%。     

镧改性Cu-Fe/SiO2催化剂对合成气制备低碳醇的影响

采用超声辅助浸渍法制备La-Cu-Fe/SiO2催化剂,考察稀土元素La对Cu-Fe/SiO2催化剂的催化性能影响。通过X射线衍射(XRD),氮气吸附-脱附,CO的程序升温脱附(CO-TBD),程序升温还原(H2-TPR)等测试技术对La-Cu-Fe/SiO2催化剂进行表征,并利用合成气制备低碳醇反应评价其催化性能。试验结果表明,Cu-Fe/SiO2催化剂加入稀土元素La后,有助于改善活性中心的分散程度,增大催化剂的比表面积,提高反应物CO的吸附浓度,减小活性中心的还原损失,从而促进C2 醇的生成,有效降低产物的甲醇含量。     

纳米β-Mo2C催化剂的制备及K改性对合成低碳醇反应性能的影响

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法及程序升温碳化法制备了纳米β-Mo2C催化剂,适宜的碳化温度为(650~700) ℃。考察了K含量对K/β-Mo₂C催化剂织构及CO加氢反应性能的影响,结果表明,适量K助剂的加入能提高催化剂的比表面积和合成醇选择性,过量K助剂与Mo6+物种形成了惰性的钼酸盐（K₂MoO₄和/或K₂Mo₂O₇）,该钼酸盐可能覆盖了CO加氢反应的活性中心,降低了β-Mo2C催化剂的CO加氢反应活性;K含量对总醇收率和C₂₊OH选择性的影响呈火山型变化规律,K与Mo物质的量比最佳为0.2~0.4。