间苯二甲腈加氢制间苯二甲胺催化剂研究

采用浸渍法制备了间苯二甲腈加氢合成间苯二甲胺所用的催化剂。详细考察了负载金属类型、金属负载量(质量分数)、载体类型、焙烧温度、还原温度等条件对催化剂性能的影响。结果表明,采用Ni/Al_2O_3催化剂,当镍负载量为10%,焙烧温度为723 K,还原温度为773 K时,催化剂的反应性能最好,间苯二甲腈转化率为99%,间苯二甲胺选择性为98%。     

溶胶-凝胶法制备Ni/ZrO2对甲烷干重整的催化性能

采用溶胶凝胶法制备负载型催化剂Ni/ZrO_2,考察金属Ni负载量对甲烷干重整反应的催化性能的影响。利用XRD,N_2吸附,SEM和H_2-TPR等手段表征Ni/ZrO_2样品。与金属镍催化剂相比,金属镍掺杂的催化剂Ni/ZrO_2具有更高的催化活性,随着金属镍的掺杂量的增加先增大后减小,镍负载量为9%的催化剂Ni(9)/ZrO_2的催化性能最好,这归因于ZrO_2能够较好的分散金属镍粒子以及增大对CO_2的吸附能力,从而有利于抑制高温还原烧结和增加催化甲烷干重整反应活性位。     

Ni/ZrO2催化剂的制备及甲烷分步水蒸气重整反应性能

采用沉淀法制备了ZrO₂载体,进一步采用浸渍法制备了不同Ni负载量的Ni/ZrO₂催化剂。通过XRD、N₂物理吸附、H₂-TPR和H₂-TPD等表征手段对Ni/ZrO₂催化剂的物理结构和化学特性进行了研究,探讨了活性金属Ni物种的状态,并计算了Ni粒子的大小。随着Ni负载量的增加,Ni/ZrO₂催化剂的比表面积逐渐减小,金属Ni的分散度逐渐减小,Ni粒子尺寸逐渐增大,低温H₂脱附峰所占比例逐渐增大。当Ni负载量为10.2%（质量分数）时,Ni/ZrO₂催化剂上ZrO₂晶粒的平均尺寸和Ni粒子的尺寸大小均接近30nm。进一步考察了Ni/ZrO₂催化剂在甲烷分步水蒸气重整反应中的催化性能。结果表明,Ni负载量在一定范围内的Ni/ZrO₂催化剂对于甲烷分步水蒸气重整反应具有良好的催化性能,Ni负载量过高或过低均不利于甲烷的转化。当Ni负载量为10.2%时,载体ZrO₂粒子和金属Ni粒子尺寸匹配,Ni/ZrO₂催化剂表现出最佳的甲烷转化活性和稳定性。     

UiO-66基催化剂的制备及其在CO甲烷化中的应用

煤制天然气技术具有良好的经济和环境效益,其中CO甲烷化是煤制天然气过程的重要环节之一。本研究以UiO-66材料为载体制备了一系列具有不同Ni负载量的Ni/UiO-66催化剂,采用XRD, BET, TG, SEM, TEM, XPS等表征方法对载体和催化剂的物相结构、织构性质、热稳定性和元素分布情况进行考察,并对各催化剂上CO加氢性能进行了考察。研究结果表明,Ni金属高度分散于UiO-66载体上,且对金属有机骨架材料的物相结构和晶体形貌无显著影响。在CO甲烷化反应过程中,随Ni负载量逐渐增加,各Ni/UiO-66催化剂的起活温度逐渐降低;在相同反应温度(320℃)下,不同催化剂上Ni负载量由10%增加到30%,其CO转化率由10.7%提升到89.7%;当Ni含量为20%时,催化剂在反应过程中具有良好的稳定性。同时,Ni基催化剂上CO转化率远高于具有相同金属负载量的Fe基和Co基催化剂,表明Ni作为活性金属在合成气制甲烷反应过程中具有优异的催化性能。     

负载型Ni基CO甲烷化催化剂研究进展

负载型Ni基催化剂是应用于CO甲烷化反应的重要催化剂,其金属分散度、活性位结构和化学组成是决定催化剂活性与稳定性的关键因素。综述了金属Ni活性中心结构、载体与助剂对负载型Ni基催化剂甲烷化反应活性和稳定性的影响,在提高催化剂活性的基础上,为开发低成本的负载型Ni基催化剂具有重要意义。     

Ni-P/ZrO_2非晶态合金催化剂的制备及硝基苯液相加氢性能

通过金属诱导化学镀法制备了负载型Ni-P/ZrO_2非晶态合金催化剂,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差热分析(DSC)、比表面积-孔径分布等测试方法对催化剂进行物相表征,以硝基苯液相加氢制苯胺为探针反应考察了所制备催化剂的加氢性能。结果表明,负载后的Ni-P非晶态合金催化剂的粒径明显减小,同时其热稳定性得到明显提高。由于Ag的诱导作用,使活性组分Ni-P定向沉积,Ni-P/ZrO_2中Ni-P粒子高度分散。在硝基苯加氢反应中,当Ni的负载量为30%、催化剂质量为0.17 g、反应温度为383 K、氢气分压为2.0 MPa下反应120 min,硝基苯的转化率和苯胺的选择性均为100%。     

氧化铈上负载不同金属(铁、钴、镍、钯)复合催化剂对甲烷完全氧化的性能研究

以氧化铈为载体,借助沉积沉淀法负载不同金属(铁、钴、镍、钯),继而研究其甲烷燃烧的反应性能。结果表明,负载金属钯的催化剂效果最佳,其在反应温度为350～600℃表现出极佳的催化活性。金属氧化物与氧化铈载体间的协同作用在该催化反应中有着很大的影响。进一步通过氢气程序升温还原手段对比不同催化剂中交界面处的晶格氧在反应中起到的作用。     

氧化铈上负载不同金属(铁、钴、镍、钯)复合催化剂对甲烷完全氧化的性能研究

以氧化铈为载体,借助沉积沉淀法负载不同金属(铁、钴、镍、钯),继而研究其甲烷燃烧的反应性能。结果表明,负载金属钯的催化剂效果最佳,其在反应温度为350～600℃表现出极佳的催化活性。金属氧化物与氧化铈载体间的协同作用在该催化反应中有着很大的影响。进一步通过氢气程序升温还原手段对比不同催化剂中交界面处的晶格氧在反应中起到的作用。     

乙醇蒸汽重整Pd/γ-Al2O3催化剂制氢

通过对不同Pd负载量、温度以及寿命的考察,评价了负载型Pd/γ-Al2O3催化剂在乙醇蒸汽重整制氢的催化反应中的性能。试验表明较高的Pd负载量或者较高的反应温度可以获得理想的氢气选择性。在650℃反应温度下,对含Pd为5%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂进行考察获得了最高的氢气选择性136%。而且在反应温度为750℃条件下,含Pd为1%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂对氢气的选择性可以达到110%。通过NH3-TPD,TGA分析手段对催化剂进行表征分析。     

浸渍改性NiO/ACF催化剂低温催化还原再生水中溶解氧的研究

为消除城市再生水输送过程中溶解氧(DO)对管道的腐蚀,利用等体积浸渍法制备了NiO/ACF催化剂,并用于催化碳酰肼还原再生水中溶解氧。在反应温度为45℃条件下,考察了活性金属种类、负载量和焙烧温度对催化除氧性能的影响并探讨了催化反应机理,同时利用BET、XRD和SEM对催化剂进行表征分析。结果表明,选用Ni为最佳活性金属,在ACF上成功负载了金属Ni,引入了活性组分NiO,且没有破坏ACF的有序结构。金属Ni质量分数为10%、焙烧温度为350℃时,NiO/ACF催化剂表现出优异的催化性能,反应55 min后DO去除率可以达到91.11%。     

负载型Cu O用于制备3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的研究

通过沉积沉淀法制备出负载型CuO催化剂,并用于[3-(三乙氧基硅基)丙基]氨基甲酸乙酯催化热分解制备3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。通过XRD、XPS和TEM等手段对负载型CuO进行一系列的表征。对催化剂的制备方法、煅烧温度、反应的裂解温度等进行了探索。结果表明,在以沉积沉淀法制备的负载型CuO催化剂中,煅烧温度为450℃,裂解温度为210℃。通过对CuO催化的固定床进行热分解,异氰酸酯基硅烷的产率达到98. 9%,选择性达到99. 2%。对催化剂进行稳定性测试表明,连续使用10次未出现明显失活。     

脱氢芳樟醇选择性加氢合成芳樟醇

研究制备了负载型双金属Pd-Bi/Al2O3催化剂,用于固定床中脱氢芳樟醇选择性加氢生成芳樟醇的反应。考察了催化剂中活性组分Pd的负载量,以及在不同反应温度下Pd与Bi的原子配比对反应活性和选择性的影响。实验结果表明,当催化剂中Pd负载量为0.6‰,Pd/Bi原子比为1,在反应温度90℃和反应压力1.5MPa时,反应转化率为95.7%,生成芳樟醇的选择性达到85.3%。     

Au-Ru/TiO2催化硝基苯和苯甲醛一锅法合成N-苄基苯胺

采用沉积-沉淀法制备出一系列Au-Ru/TiO2双金属催化剂,用于硝基苯与苯甲醛一锅法加氢反应合成N-苄基苯胺。考察了Ru负载量对Au-Ru/TiO2加氢性能的影响,并采用X射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂进行表征。结果表明,Au和Ru产生协同作用共同促进加氢作用。负载Ru质量分数为1.5%的催化剂具有最好的加氢活性和N-苄基苯胺选择性。优化的N-苄基苯胺合成工艺条件为：催化剂用量占硝基苯质量的15%,溶剂为甲苯,氢压1.1 MPa,反应温度80 ℃。此条件下,硝基苯转化率100%,N-苄基苯胺选择性88.2%     

Ni/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷水蒸气重整制合成气

采用固定床装置,考察了负载型Ni系列催化剂及反应条件对Ni/γ-Al2O3催化剂的甲烷水蒸气重整反应的影响,并利用XRD和TPR技术对催化剂样品进行表征。结果表明,在空速1 800 h-1,n(H2O)∶n(CH4)∶n(N2)=2.86∶1∶3.28,反应温度700℃的条件下,催化剂Ni含量在9%时反应性能最佳,可得到94.3%的CH4转化率和64.9%的CO选择性。     

Ni/AC催化α-羟基丙酮加氢制1,2-丙二醇反应研究

制备了一系列Ni/AC催化剂,以α-羟基丙酮催化加氢制备1,2-丙二醇为目标反应,系统考察了Ni/AC催化剂的制备条件和反应工艺条件,结果表明催化剂的Ni负载量为15%,在550℃下煅烧4 h、H2气氛400℃还原4 h获得的催化剂为高分散的金属Ni物种,所得催化剂在质量空速1.4 h-1、反应温度280℃、α-羟基丙酮质量分数为50%的最优条件下,转化率达到了70.6%,1,2-丙二醇选择性为96.2%。     

环戊烯水合制备环戊醇

采用浸渍法制备了分子筛负载的磷钨酸催化剂,考察了催化剂的比表面积、结构特征和酸性等物化性质。以环戊烯为原料,研究了负载型磷钨酸催化剂上直接水合制备环戊醇的合成工艺,考察了不同溶剂、反应物配比、反应温度、负载量等对反应的影响,环戊烯水合较佳的工艺条件为:戊烯∶H2O=1∶5(物质的量比),丁醇∶环戊烯=1∶1,催化剂HPW/分子筛质量含量占体系质量的10%,催化剂负载量30%(质量分数),反应温度为100℃,初始压力为1.50 MPa,反应时间6 h,此时环戊烯的转化率为35.4%,环戊醇的选择性可达95.1%。     

负载型钴催化剂作用下的二氧化碳加氢甲烷化

用浸渍法制备了一系列无机氧化物负载的金属钴催化剂,并对其作用于二氧化碳加氢甲烷化反应的催化活性作了研究．结果表明,不同载体负载的钴催化剂具有如下活性变化顺序：二氧化钛＞二氧化锆＞海泡石＞氧化铝、二氧化硅．氧化铝及二氧化硅载体因在焙烧过程中与钴生成难以还原的尖晶石型物种而影响了活性．反应转化率及目标产物选择性均与反应条件有关．在２００ ℃～４００ ℃的范围内,催化剂活性随反应温度上升．在１％～４０％的范围内,催化剂活性随金属负载量上升．第二组分Ⅷ族及非Ⅷ族金属的添加对催化活性具有较大的影响．     

Ni/γ-Al2O3催化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢

以γ-Al₂O₃为原料、碳酸铵为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了Ni/γ-Al₂O₃催化剂,将其应用于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物催化加氢。通过XRD、TEM、XPS、¹HNMR和DSC对催化剂和产物进行了表征。考察了载体种类、Ni理论负载量(以载体质量为基准,下同)、反应条件对SIS加氢反应的影响。结果表明,以γ-Al₂O₃为载体并负载10%的Ni为催化剂、环己烷为溶剂、反应温度为140℃、反应压力为1 MPa、反应时间3.0 h的条件下,催化剂具有最优活性,聚异戊二烯嵌段加氢度达到85%,副反应苯环的加氢度<10%。     

RuNi双活性组分负载型TiO_2催化CO_2甲烷化反应研究

采用共沉淀法制备了一种RuNi双金属负载型催化剂(RuNi/TiO_2),通过XRD、BET、TEM及H_2-TPR表征确定了催化剂的组成及还原性质。考察了RuNi/TiO_2催化剂对CO_2甲烷化反应活性的影响,并对反应温度、RuNi负载量等反应条件进行了优化。结果表明,相较Ru或Ni单组分负载的TiO_2催化剂,双金属负载显著提高了其催化活性,CO_2转化率达到了80%以上,甲烷选择性接近100%,且RuNi/TiO_2催化时反应速率达到了0.55 mol CO_2/(g Ru)·h。同时,通过原位傅里叶红外光谱探究了以H_2O为还原剂时紫外光照射条件下CO_2甲烷化反应机制。     

负载型NiO和CoO催化剂上N2O分解研究

本研究在对多种金属氧化物催化剂进行初步筛选的基础上，研制出以莫来石为载体的负载型NiO、CoO催化剂，考察了分解温度、催化剂组成和负载量对N2O分解率的影响，并对其分解反应动力学进行了研究。结果表明莫来石负载NiO、CoO催化剂对N2O分解有良好的催化性能；其反应速度对N2O均为一级反应；同样负载量下NiO有更好的催化分解活性；这一研究为开发阻力低、催化性能好的工业用蜂窝型规整填料奠定了基础。