载体酸性对镍金属催化剂芳烃加氢抗硫性能的影响

制备了不同酸性载体γ-Al₂O₃、HY、SiO₂-Al₂O₃和Sep(海泡石)负载的镍催化剂,在压力1.0MPa、温度200 ℃和空速2.0 h^-1条件下,用固定床连续流动微反装置对催化剂进行了抗硫性能评价。模型反应物为甲苯-噻吩的混合液,含750 μg·g^-1噻吩硫,用吡啶吸附红外光谱法研究了催化剂的酸性;用CO原位吸附红外光谱法研究了活性金属Ni的电子性能。结果表明,随载体酸性的增强,Ni原子缺电子性增强,催化剂芳烃加氢活性增加,抗硫性能提高。催化剂的抗硫性能主要与载体表面的B酸有关,与L酸无关。     

氧化铈和铈锆固溶体对Pd催化剂抗硫性能影响的研究

采用等体积浸渍法制备了质量分数为1%Pd/γ－Al₂O₃、1%Pd/10%CeO₂/γ-Al₂O₃以及1% Pd/10%Ce_0.6Zr_0.4O₂ /γ－Al₂O₃催化剂,研究了CeO₂和Ce_0.6Zr_0.4O₂ 固溶体对Pd催化剂抗硫性能的影响。利用XRD和XPS技术表征了催化剂的固相结构、表面元素组成和反应后催化剂中硫物种（或表面硫酸盐）的存在形态。利用SO₂-TPD研究了SO₂在催化剂上的吸附和脱附行为。实验结果表明,在催化剂载体中引入CeO₂和Ce_0.6Zr_0.4O₂ 降低了催化剂起燃活性;SO₂ 在Pd/Ce_0.6Zr_0.4O₂ /γ－Al₂O₃催化剂表面上发生化学反应生成Zr(SO₄)₂,其热稳定性大于在Pd/γ－Al₂O₃和Pd/CeO₂/γ－Al₂O₃催化剂表面上的硫酸盐或硫酸盐物种。     

制备方法对镍基芳烃加氢催化剂抗硫性能的影响

用不同方法制备了一系列Ni/γ-Al₂O₃负载型催化剂。在压力1.0 MPa、温度200 ℃、空速2.0 h^－1条件下用固定床连续流动微反装置进行了抗硫性评价。模型反应物是质量分数为750×10^－6噻吩的甲苯-噻吩混合溶液。结果表明,制备方法明显影响催化剂加氢活性和抗硫性能;催化剂活性差异主要取决于活性组分Ni在载体上的结构特征。     

工艺条件对Ni/Al2O3和Ni/CeO2-Al2O3催化剂在甲烷自热重整制氢反应中催化性能的影响

采用共沉淀法制备γ-Al₂O₃载体和不同Ce添加量的CeO₂-Al₂O₃载体,然后用浸渍法制备Ni负载质量分数10%的Ni/γ-Al₂O₃和Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂。在固定床微反装置中考察了反应温度、原料气配比和CH₄空速等工艺条件对Ni/γ-Al₂O₃和Ni/Ce₃₀Al₇₀O_δ催化剂在甲烷自热重整制氢反应中催化性能的影响。结果表明,添加Ce的催化剂催化性能有较大提高,在Ni/Ce₃₀Al₇₀O_δ催化剂上,反应温度750 ℃时, CH₄转化率94.3％,与Ni/Al₂O₃催化剂相比,提高20％。Ni/γ-Al₂O₃和Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂的CH₄转化率均随反应温度的升高而增大。原料气中n(O₂)∶n(CH₄)和n(H₂O)∶n(CH₄)的增加均能提高各催化剂的CH₄转化率。但n(O₂)∶n(CH₄)和n(H₂O)∶n(CH₄)的变化对各催化剂的催化性能的影响不同。随着n(O₂)∶n(CH₄)的增大,产物中n（H₂）∶n（CO）降低,n（CO₂）∶n(CO＋CO₂)升高;而n(H₂O)∶n(CH₄)增大时,产物中n（H₂）∶n（CO）和n（CO₂）∶n(CO＋CO₂)均升高。随着CH₄空速的增加,Ni/Al₂O₃催化剂上CH₄转化率、n（H₂）∶n（CO）和n（CO₂）∶n(CO＋CO₂)均较大程度下降;而在Ni/Ce₃₀Al₇₀O_δ催化剂上,随着CH₄空速的增加,CH₄转化率、n（H₂）∶n（CO）和n(CO₂）∶n(CO＋CO₂)变化不大。     

Ce1-xCuxO2-x/Al2O3催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以γ-Al₂O₃为载体，采用共浸渍法制备了负载型Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂（x=0～1）以及不同Ce_0.2Cu_0.8O_1.2含量的Ce_0.2Cu_0.8O_1.2/Al₂O₃催化剂，采用XRD、TPR等现代分析测试手段对催化剂的结构进行了表征，评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明，Ce_1-xCu_xO_2-x/Al₂O₃催化剂中Ce和Cu的摩尔比显著影响催化剂的催化性能，在载体γ-Al₂O₃表面，Ce和Cu形成了固溶体，从而提高了Cu的分散性，改变了Ce和Cu的氧化还原性能，提高了催化剂的甲烷催化燃烧性能，并且Ce和Cu之间存在着协同作用.     

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。     

氧化镧助剂对镍/二氧化硅催化剂结构和加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了La₂O₃改性的Ni/SiO₂催化剂,考察了La₂O₃的引入方法对Ni/SiO₂催化剂催化间二硝基苯加氢制间苯二胺反应性能的影响,并采用XRD、TPR和XPS等表征技术对催化剂的物化性质进行了研究.结果表明,La₂O₃的添加顺序对Ni/SiO₂催化剂的物化性质和加氢性能影响非常明显.当镧以先于镍浸渍方式引入时,将大大削弱载体与镍物种之间的相互作用,镍晶粒度变小,分散度增加,催化剂的活性显著提高,间二硝基苯转化率和间苯二胺收率分别达到97.1%和93.5%.在以镍和镧共浸方式制备的催化剂中,La₂O₃的存在也使Ni/SiO₂催化剂的反应性能有所改善,但效果没有镧先于镍浸渍方式突出.当以先浸镍后浸镧的方式加入助剂时,催化剂中的镍晶粒增大,分散性变差,催化剂的活性大幅度下降.     

氧化铼负载于介孔氧化铝催化剂丁烯歧化性能

用溶胶-凝胶法合成介孔氧化铝（meso-Al₂O₃）载体,浸渍Re₂O₇后制备了一系列Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂,研究了Re₂O₇负载量对催化剂物化性质的影响,考察了Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂在1-丁烯与2-丁烯歧化反应中的性能,并与Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂进行了对比。表征结果表明：随着Re₂O₇负载量的增加,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂的BET比表面积和孔体积逐渐减小,酸量逐渐增多;铼基催化剂几乎只存在L酸;与Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂相比,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂的L酸量更多、酸性更强。Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂在丁烯歧化制丙烯反应中表现出优异的催化性能,在反应温度60℃、质量空速1 h^-1、常压的反应条件下,丁烯初始转化率约为54%,优于传统的Re₂O₇/γ-Al₂O₃催化剂。当m（Re₂O₇）∶m（Al₂O₃）为0.2时,Re₂O₇/meso-Al₂O₃催化剂歧化性能最佳,丙烯选择性维持在55%左右,稳定时间约为120 h。     

Co-M/Al2O3上环己烷的选择性氧化研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co-M/Al₂O₃(M=Cu，Zn，Ni)催化剂。在没有任何有机溶剂或助剂的条件下，研究了以空气为氧化剂的环己烷选择性氧化。所制备四种催化剂的活性为Co-Ni/Al₂O₃ >Co/Al₂O₃ >Co-Zn/Al₂O₃ >Co-Cu/Al₂O₃。在Co-Ni/Al₂O₃中Co、Ni的质量分数分别为4.0%和3.0%时活性最好。以Co-Ni/Al₂O₃为催化剂，在4.5 MPa、443 K下反应120 min，环己烷转化率达9.9%，环己酮和环己醇的总选择性达94.6%，n(酮)∶n(醇)为2.8。Co-Ni/Al₂O₃催化剂连续使用五次后活性基本不变。     

载体对Ni基催化剂催化蒽醌加氢活性的影响

研究了载体对Ni基催化剂用于蒽醌法制备H₂O₂加氢活性的影响,同时对比了骨架镍的催化活性,考察Ni负载量对催化剂活性的影响。结果表明,负载在SiO₂上的催化剂比负载在γ-Al₂O₃上的催化活性高,对于Ni/SiO₂催化剂,Ni负载质量分数28.57%～50%时,加氢活性较高,按单位质量纯Ni上H₂O₂产量计算,Ni/SiO₂优于骨架镍催化剂,Ni负载量过高时,加氢活性降低。2-乙基蒽醌在Ni/SiO₂催化剂上的加氢为结构敏感型反应,当Ni在SiO₂的分散度达到约18%时,催化活性较佳。     

超细镍基负载型催化剂成型工艺条件研究

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、硝酸镍为主要原料,采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)实验室放大制备10 kg工业中试用催化剂粉料，加胶粘剂A进行挤条成型。催化剂前躯体的物化性能用BET、XRD、TG-DTA、TEM及强度测试仪进行表征，用固定床连续流动微反装置，考察催化剂苯加氢生成环己烷的催化性能。研究结果表明，催化剂的强度随胶粘剂的含量增大而增大，当胶粘剂含量达到13％时，NiO/SiO₂-TiO₂体系产生了新的晶相。胶粘剂的含量对催化剂的催化性能影响很小，该催化剂应用于苯加氢制环己烷实验中，苯转化率均为100％，环己烷的选择性均达到99.0％以上。     

新型含USL分子筛柴油加氢精制催化剂的研究

制备了NiW/Al₂O₃-USL系列催化剂,采用XRD、NH₃-TPD、UV-vis DRS(紫外-可见漫反射光谱)以及BET比表面积分析等多种技术对催化剂的基本物性进行表征,并以柴油为原料,在高压加氢微反装置中进行催化剂的加氢脱硫(HDS)活性评价。结果表明,在相同反应条件下具有适宜USL添加量的NiW/Al₂O₃-USL^-1催化剂的加氢脱硫效果优于参比的商业加氢催化剂,并且所得柴油产品硫含量<10 μg·g^-1,满足世界燃油规范IV类的标准。     

制备条件对Pd-BaO/δ,θ-Al2O3催化蒽醌氢化制备过氧化氢性能的影响

研究了浸渍条件和还原剂种类对蒽醌氢化制备过氧化氢Pd-BaO/δ,θ-Al₂O₃催化剂性能的影响。结果表明,当浸渍液温度60 ℃和pH＝3.5时,催化剂上钯金属的分散度较高,钯粒子较小,催化剂活性较高。使用不同还原剂也会影响催化剂的Pd分散度和粒子大小,其中,以水合肼和H₂还原得到的催化剂有较高的活性比表面积、分散度和较小的粒子尺寸,而经硼氢化钾还原的催化剂的分散度偏低。水合肼还原得到的催化剂的活性较高,H₂还原的催化剂活性次之,以硼氢化钾还原的催化剂活性最差。     

NiMo/ZrO2-Al2O3柴油深度加氢脱硫催化剂的研究

以ZrOCl₂·8H₂O和Al₂O₃为原料,采用包覆法制备了一系列不同ZrO₂含量的ZrO₂-Al₂O₃复合载体,并用等体积浸渍法负载活性金属,制备了相应的NiMo/ZrO₂-Al₂O₃加氢脱硫催化剂,以柴油为原料考察了催化剂的加氢脱硫活性,利用XRD、N₂吸附和UV-Vis DRS等技术对催化剂及载体的基本物性进行了表征。结果表明,在催化剂载体中引入适量的ZrO2,保持了Al₂O₃载体的孔道结构,降低了活性金属和载体的相互作用,有利于提高催化剂的柴油加氢脱硫活性,当载体中ZrO₂质量分数为10%时,催化剂表现出最高的催化活性,脱硫率达99.25%,产品中硫低于10 μg·g^－1,满足柴油欧-Ⅳ的硫含量标准。     

MoO3改性SO42-/Al2O3-ZrO2固体酸的制备和表征

以硝酸锆为锆源、硝酸铝为铝源,采用共沉淀法制备了Al₂O₃-ZrO₂复合载体,通过MoO₃改性和H₂SO₄浸渍法制备了MoO₃改性的SO₄^2-/Al₂O₃-ZrO₂催化剂。用XRD和FT-IR对催化剂进行表征,用元素分析仪测定硫含量,用乙酸和正丁醇的酯化反应对其催化活性进行考察。结果发现,当MoO₃添加质量分数达12.0%时,出现MoO₃衍射峰,表明适当的MoO₃可以单层分布在催化剂表面,从而稳定SO₄^2-的存在。FT-IR分析结果表明,催化剂具有固体酸的特征峰。在MoO₃添加质量分数为8.0%和焙烧温度650 ℃时,催化剂的催化活性达最大值,催化活性与硫含量的增加不一致。     

Nickel-containing catalysts for hydroprocessing of aromatic oils

A series of nickel-containing catalysts was prepared by a sequence of impregnation and calcining steps using a γ-alumina support. The calcined catalysts were reduced in a flow of hydrogen and mixtures of hydrogen with hydrogen sulfide. Both the calcining temperature and nickel loading strongly influenced the hydrogenation activity. The changes in surface species which resulted from some of the preparation steps were identified by spectroscopy. The catalysts containing nickel without molybdenum were quickly poisoned by sulfur, but a certa in sulfur tolerance was achieved by a two-step impregnation and calcining procedure. Improved hydrogenation activity and high hydrogenation vs. hydrocracking selectivity of nickel—molybdenum catalysts were obtained with relatively low loading of molybdenum and high loading of nickel. A three-step impregnation and calcining procedure appeared to produce the most effective catalysts.     

发泡镍负载CuO/ZnO/Al2O3对甲醇水蒸汽重整的催化作用

以三维网状多孔发泡镍为载体，制备了负载CuO/ZnO/Al₂O₃的催化剂，研究了催化剂对甲醇水蒸汽重整制氢气的催化作用，考察了催化剂的制备方法、重整反应温度、催化反应器液体空速对催化反应以及催化剂稳定性的影响。结果表明，通过预先在发泡镍上包覆一层Al₂O₃，能够提高催化剂负载的均匀性，所制备的催化剂具有很好的低温初活性和选择性。在反应温度为220 ℃，液体空速为7.2 h^-1的条件下，甲醇初始转化率为98.36%，CO₂选择性为98.4%，产品气中CO摩尔分数为0.41%。通过40 h的连续实验，甲醇转化率始终维持在80%以上，产品气中CO摩尔分数保持在0.5%，CO2的选择性维持在98%。