CO+H2经F-T反应途径选择性合成汽油馏分异构烷烃

采用两段串联固定床反应器,以Co/SiO₂ 作为F-T合成催化剂,以β分子筛负载金属作为加氢裂解/异构化催化剂,研究了从合成气经F-T反应途径一步法选择性合成汽油馏分异构烷烃的反应性能。结果表明,两段固定床系统的F-T合成产物主要为C₁～C₁₀烃,而且异构烷烃的选择性较高（I/C⁺₄≈70%）。同时,钯盐前驱体对0.5%Pd/β的加氢裂解/异构化反应性能有很大影响。保持金属总负载质量分数为0.5%,在Pd/β中引入少量Pt或Ni,可以明显改善催化剂活性和稳定性。     

加入有机溶剂合成超微A型沸石

超微A型沸石分子筛是目前重要的环保吸附、离子交换及催化材料。采用水热合成法，利用廉价的工业原料水玻璃作硅源，合成了超微A型沸石分子筛。在分子筛晶化步骤前，加入一定量有机溶剂四氢呋喃、乙醇和丙酮等，促进分子筛的成核及晶体的生长，使得分子筛的晶化时间缩短，晶粒度减小。对合成产物用XRD、SEM、IR和激光粒度仪等进行了物相、形貌、结构及粒度分析，吸附量采用水中铵氮法测定。结果表明，当合成原料配比取n（Na₂O）∶n（Al₂O₃）∶n（SiO₂）∶n（H₂O）=3∶1∶2∶185、晶化温度85 ℃,晶化时间8 h、加入四氢呋喃与Al2O3物质的量比为0.75∶1时，沸石结晶粒度由普通沸石的2 μm以上减小为350 nm以下；吸附效率较普通沸石大大提高。     

多维NaY分子筛的水热稳定性研究

引入功能梯度化设计概念,合成了表面多维化的NaY分子筛,采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、比表面积、微反活性和小型流化床催化剂评价装置(ACE)等表征分子筛及其催化剂老化前后的性能。结果表明,由多维NaY分子筛制备的稀土Y型分子筛REY-D, 其水热稳定性低于常规NaY分子筛所制得的REY-C分子筛。当分子筛与基质结合后,结果相反,多维NaY分子筛催化剂的老化活性高于常规NaY分子筛所制得的催化剂,且随着老化时间的延长,效果更明显。ACE选择性测试结果表明,采用多维NaY分子筛所制得的催化剂汽油收率高,而重油和柴油收率低,且汽油产品中烯烃含量低,液化气中的低碳烯烃含量高。     

二氧化碳催化加氢合成二甲醚的研究

以自然界广泛存在的二氧化碳为原料，催化加氢制甲醇和二甲醚具有重要的经济价值。采用CNJ202工业合成甲醇催化剂和HZSM-5沸石分子筛为原料制得二氧化碳加氢一步法合成甲醇及二甲醚双功能催化剂。测试结果表明，在实验条件下，该催化剂合适的配比是HZSM-5/ CNJ202=0.5（wt），焙烧温度550℃。还原条件是在以N₂为载气，2% H₂气氛中，于250℃、常压下还原6小时，催化剂粒度和一定变化的操作空速对二甲醚选择性无明显影响，提高反应温度有利于增大二甲醚的选择性。     

碳化钼催化剂的喹啉加氢脱氮反应性能

用程序升温还原法在CH4/H2气氛中将MoO₃碳化制备了Mo₂C催化剂, 并对Mo₂C催化剂进行了XRD和BET表征。以喹啉/环己烷溶液为模型化合物, 通过高压微反评价实验考察了Mo2C催化剂的喹啉加氢脱氮活性。结果表明, MoO₃在CH₄/H₂气氛中程序升温至终点温度675 ℃,并在此终点温度下还原碳化150 min,可制得高纯度的β-Mo2C。当还原碳化温度高于675 ℃,随着还原碳化温度的升高,Mo₂C催化剂的比表面积降低, 表面积炭增多, 导致喹啉加氢脱氮活性下降。而当还原碳化时间少于150 min时,MoO₃未能充分转化为Mo2C,导致喹啉加氢脱氮活性较低。因此,较适宜的Mo2C催化剂的合成条件为：还原碳化温度675 ℃,还原碳化时间150 min。在反应压力3.0 MPa、 空速8 h-1、H₂与原料液体积比500∶1以及 氮含量为1 000 ng·μL^-1的喹啉/环己烷溶液中, Mo2C催化剂的喹啉加氢脱氮活性明显高于MoS₂和MoO₃催化剂。Mo₂C催化剂在反应温度360 ℃的喹啉加氢脱氮转化率达到58.69%,表现出较高的喹啉加氢脱氮活性。     

环境友好催化剂催化葡萄糖水解的研究

研究了n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=20～25的ZRP-5分子筛（催化剂1）、n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=30的ZRP- 5分子筛（催化剂2）、甲酸、液态水四种催化剂分别催化葡萄糖水解。研究发现,葡萄糖水解机理复杂,产物众多,水解主产物为乙酰丙酸(LA),同时还有5 羟甲基糠醛(HMF)、果糖、乳酸、甲酸、呋喃甲醛等副产物生成。不同的催化剂对葡萄糖的转化率影响不大,但各个反应产物收率相差很大。HMF的生成比较容易,而LA的生成相对困难。ZRP-5分子筛催化剂对LA具有良好的选择性。     

CCl4加氢脱氯合成CHCl3的研究进展

CCl₄加氢脱氯合成CHCl₃是一条具有工业前景的新型合成路线。论述了Pt/Al₂O₃催化剂Pt粒径、前驱体、反应压力、n(H₂)∶n(CCl₄)和惰性气体等因素对气相催化CCl₄加氢脱氯反应的影响。     

甲苯/酸性离子液体两相中顺酐选择性加氢生成四氢呋喃的研究

在甲苯/离子液体两相催化体系中,以三苯基膦和三氯化钌活化生成的配合物为催化剂,研究了顺酐选择性加氢生成四氢呋喃的反应,考察了离子液体、反应时间、反应温度、反应压力、顺酐与催化剂物质的量比以及离子液体用量对加氢反应的影响,同时考察了离子液体的循环使用。在453 K、12 h、4 MPa和n(PPh₃)∶n(RuCl₃)＝3∶1的条件下,反应的转化率和选择性分别为100%和962%。由于催化剂“负载”于离子液体中且产物不溶于离子液体,通过简单的相分离即可分离催化剂和产物。离子液体催化体系重复使用5次后,其催化活性基本不变。     

ZSM-22分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的研究

通过浸渍法对ZSM-22分子筛进行SiO₂和La₂O₃改性,制备了一系列催化剂。采用固定床微型连续流反应器对催化剂的反应性能进行了评价。考察了ZSM-22、SiO₂和La₂O₃改性ZSM-22对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响。实验发现,ZSM-22催化甲苯甲醇烷基化反应的产物中,对二甲苯的选择性远高于间位和邻位异构体的选择性,而改性后的催化剂上目标产物对二甲苯的选择性得到提高,但反应活性下降。随SiO₂和La₂O₃负载量的增加,甲苯的转化率逐渐降低,对二甲苯选择性逐渐提高,其中,以La₂O₃改性后对二甲苯选择性提高较明显。SiO₂和La₂O₃复合改性后,甲苯的转化率高于La₂O₃单独改性的结果,而对二甲苯选择性与La₂O₃单独改性结果相近,并且,二甲苯的选择性略有提高。     

Bi-β分子筛合成条件的研究

以四乙基氢氧化铵为模板剂、偏铝酸钠为铝源、硅胶粉为硅源、硝酸铋为铋源,在碱性条件下,水热法合成了Bi-β分子筛,该分子筛在苯乙烯氧化制苯甲醛的反应中有较好的催化活性。通过改变硅源和晶化时间,调节模板剂、偏铝酸钠和硝酸铋的用量,寻找到较佳的合成条件：n（SiO₂）∶n（Al₂O₃）＝30,n（SiO₂）∶n（Bi₂O₃）＝100,n（TEA⁺）∶n（SiO₂）＝0.5,晶化温度145 ℃,晶化时间3天,对合成条件的影响因素进行了探讨。     

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。     

纳米NaY分子筛的合成

在合成NaY分子筛时，向合成体系中添加少量的吐温系列表面活性剂(吐温20,吐温40,吐温60)可以显著地降低分子筛的晶粒尺寸。这是由于吐温系列表面活性剂在体系的强碱作用下发生皂化反应，生成聚氧乙烯山梨酸糖醇酐和酸钠皂，有利于降低NaY分子筛的表面能。但棕榈酸钠和硬脂酸钠在高含量Al³⁺的合成体系中，会形成不溶于水的棕榈酸铝和硬脂酸铝, 因此，吐温40和吐温60在合成纳米分子筛中的作用不如吐温20。在添加吐温20合成纳米分子筛时，较适宜的合成条件为：晶化温度90 ℃，晶化时间17 h，吐温20的添加量n(吐温20)/n(Al₂O₃)=0.2%。产品的粒度约75 nm，产率≥92%，硅铝比为3.46。     

放电等离子体驱动光催化降解甲苯研究

制备了负载型催化剂^_Al2O3/Ni和TiO₂/Al₂O₃/Ni。以催化剂作高压电极,采用介质阻挡放电反应器（DBD）降解低浓度的甲苯。研究了有无催化剂、甲苯初始浓度、气体停留时间和吸附性能对甲苯降解的影响。结果表明,负载光催化剂后,甲苯转化率由45.3％提高到82.7％,能量效率由0.85 g·（kW·h）^-1提高到1.73 g·（kW·h）^-1;甲苯转化率随初始浓度提高或停留时间减少而降低;10 kV电压下,等离子体催化表现出较好的协同效应。催化剂的吸附作用促进了甲苯的转化,提高了CO₂的选择性, CO₂与CO的选择性之比由1.96提高到5.64。吸附作用越强,提高越明显。     

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。     

预置晶种合成EU-1／MOR复合分子筛

首次以溴化六甲双铵（HMBr₂）为模板剂、丝光沸石(MOR)为晶种，采用预置晶种法在高浓体系中合成复合分子筛EU-1/MOR。在选定条件下，合适的MOR质量分数≥20%，30≤n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)≤60，晶化时间36 h≤T≤96 h，温度（420～450） K，合成出EU-1/MOR复合分子筛，且结晶度较好。采用XRD、SEM和IR等表征手段对样品进行分析，结果表明，合成出高纯度、高结晶度和具有优良催化性能的EU-1/MOR沸石。     

柴油车尾气四效组合催化剂的研究

提出设计双层组合催化剂净化新技术,即碳黑氧化燃烧催化剂床层和NOx还原催化剂床层的组合,该组合催化剂对柴油机尾气四种污染物的消除具有较高的催化活性。采用浸渍法制备了Al₂O₃负载不同量的La_0.8K_0.2MnO₃和相同负载量、不同K含量的La_1-xK_xMnO₃/Al₂O₃催化剂作为氧化催化剂处理碳烟、CO和HC;采用等体积浸渍法制备Cr/HZSM-5、Mo/HZSM-5、W/HZSM-5三系列催化剂作为还原催化剂处理NOx,并将其进行组合,得到优良的氧化还原组合催化剂,同时处理柴油车尾气中的四种污染物。在模拟柴油车尾气组成条件下,用乙炔代表烃类物质并采用固定床微型反应装置,考察了所制备的双层四效组合催化剂净化柴油车尾气的催化性能。研究发现,负载质量分数为50%的La_0.5K_0.5MnO₃/Al₂O₃和负载量为1.42×10^-4mol·g^-1的W/HZSM-5组合催化剂对于同时消除柴油车尾气NO、碳颗粒、CO和HC有较好的效果。NO还原为N₂的转化率在反应温度范围最高可达79%,同时碳颗粒的燃烧峰值温度为448 ℃,碳颗粒燃烧生成CO₂ 的最大选择性可达98%,乙炔完全转化的温度为364 ℃,从而实现了四种有害物质的同时催化净化。     

轻汽油在HZSM-5分子筛上催化裂解制丙烯的研究

以催化裂化轻汽油（≤75 ℃）为原料,在小型固定床反应器上,考察了反应温度、反应空速、催化剂不同硅铝物质的量比及载体Al₂O₃含量对轻汽油的催化裂解性能及丙烯选择性的影响。实验结果表明,反应温度和空速对催化裂解的产物分布和丙烯收率有较大的影响,高硅铝比催化剂的丙烯选择性比低硅铝比催化剂好,适量Al₂O₃的添加有助于提高丙烯收率。选择合适的反应条件可以有效提高催化剂的裂化性能并能很好抑制氢转移反应的进行,从而提高丙烯的选择性。在550 ℃、0.2 MPa和空速4 h^－1条件下,高硅铝比n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=200］催化剂的丙烯收率为37.56％,当添加30%的Al₂O₃时,丙烯收率增至38.26%。     

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。