COS水解催化剂表面碱分布与活性的研究

用非水滴定法,Hammett系列指示剂测定了COS水解催化剂表面上的碱强度分布。结果发现,碱金属与碱土金属氧化物对γ-Al_2O_3表面的碱强度分布和碱量有调变作用,但调变结果稍有不同,碱金属氧化物对碱量的增加较为明显;碱土金属氧化物对碱强度的增加较为明显,且碱强度H_0≥6.8的碱量与COS水解催化剂在55℃下的活性有较好的线性关系。     

添加助剂对高分散负载催化剂Pt/Al_2O_3、Pt-Sn/Al_2O_3抗积炭性能的影响

利用程序升温氧化(TPO)、程序升温还原(TPR)、NH_3-TPD,结合正丁烷脱氢反应,考察了添加碱金属元素锂以及不同的稀土元素 Y、La、Pr、Nd、Sm、Yb 后,对 Pt/Al_2O_3、Pt-Sn/Al_2O_3高分散负载型催化剂抗积炭性能的影响,发现锂可以明显地调变载体表面的强酸中心,减少载体表面积炭。同时,通过与金属铂的相互作用,也减少了金属表面的积炭。而这几种稀土元素在本实验条件下对催化剂的抗积炭性能影响不大。     

改性β分子筛用于半再生重整催化剂的研究

将改性的β分子筛用于固定床半再生重整催化剂的研究。结果表明，在重整催化剂中引入适量、适当硅铝比的β分子筛，可以改善催化剂的性能；β分子筛上引入适量的磷，可以调变β分子筛的酸分布，使β分子筛的强酸中心向中强酸和弱酸转化；引入改性的口分子筛，可以为催化剂提供部分酸性，减少反应过程中的补氯量；加入改性G分子筛对催化剂的比表面积、孔体积和金属分散度没有明显改变，但对孔径分布有一定的影响，使半径大于0．5nm的孔有所增加。     

Mo系催化剂的酸度、TPR特性与加氢脱氮性能

采用吡啶吸附法及TPR研究了Mo-Ni-Al_2O_3催化剂的组成对酸度、还原特性及脱氮性能的影响。实验表明,催化剂的加氢脱氮性能与其所具有的中、强酸酸度及低温还原的MoO_3量有关。在MoO_3/Al_2O_3体系中,加入助剂NiO可提高中、强酸酸度,降低易还原MoO_3的还原温度,增加低温还原量;在γ-Al_2O_3上单浸Mo或Ni,易生成Al_2(MoO_4)_3和NiAl_2O_4,这两种物相对氮杂环脱氮不利。选择合适的Mo、Ni含量,可减少上述两种物相的生成,并得到适宜的酸度,有利于提高催化剂的脱氮性能。     

磷镁改性ZSM-5型沸石催化剂的催化活性与酸性

用氨的热失重及吡啶的中毒实验研究了PHZSM-5/Al_2O_3及PMgHZSM-5/Al_2O_3沸石催化剂的酸性,发现改性后的HZSM-5型催化剂的强酸中心减弱,弱酸中心变化不大,并且经P、Mg改性后的酸分布变化比P改性后要明显,实验结果说明这主要是由于P或P、Mg进入了沸石的孔道内,并占据孔口的强酸中心部位以及发生孔口部分阻塞的缘故,这一效应抑制了对-甲乙苯异构化反应,从而提高了甲苯乙基化的对位选择性。     

磷镁改性ZSM-5型沸石催化剂的催化活性与酸性

用氨的热失重及吡啶的中毒实验研究了 PHZSM-5/Al_2O_3及 PMgHZSM-5/Al_1O_3沸石催化剂的酸性,发现改性后的 HZSM-5型催化剂的强酸中心减弱,弱酸中心变化不大,并且经 P、Mg 改性后的酸分布变化比 P 改性后要明显,实验结果说明这主要是由于 P 或 P、Mg 进入了沸石的孔道内,并占据孔口的强酸中心部位以及发生孔口部分阻塞的缘故,这一效应抑制了对-甲乙苯异构化反应,从而提高了甲苯乙基化的对位选择性.     

NH3-TPD研究固体超强酸的表面酸性以及水溶脱后酸性变化

用NH3-TPD研究了自制的ZrO2/SO42-、ZrO2-TiO2/SO42-、ZrO2/SO42-ZSM-5 3种固体超强酸的表面酸性,以及用水溶脱后的酸性变化.发现各个催化剂都具有3个酸中心弱酸中心、强酸中心、超强酸中心.10h水溶脱后超强酸中心的酸量有不同程度的减少,但依然有一定的超强酸中心.尤其是负载于分子筛的超强酸催化剂,稳定性相对较好.     

用程序升温氨脱附研究SO_4~(2-)/ZrO_2超强酸催化剂的酸性质

用程序升温氨脱附研究了Ｈ２ＳＯ４的浓度、焙烧温度、氨水的浓度和锆前体的晶型等制备参数对ＳＯ４２－／ＺｒＯ２催化剂的酸性质的影响。结果表明，当Ｈ２ＳＯ４的物质的量浓度不大于１．０ｍｏｌ／Ｌ时催化剂表面主要为一种强酸中心。随着Ｈ２ＳＯ４浓度的增大，表面酸性质发生了明显改变，不仅酸强度减弱，而且总的酸量减少。当Ｈ２ＳＯ４的物质的量浓度增至２．０ｍｏｌ／Ｌ时表面主要为一种弱酸中心。焙烧温度不高于７７３Ｋ时，表面主要为一种强酸中心，且酸量大。随着温度的升高，逐渐向多种强度的酸中心并存转化，且强酸中心数量减少。用浓氨水制得的催化剂存在多种强度的酸中心，且酸量大。用稀氨水时催化剂表面主要为一种强酸中心。用Ｈ２ＳＯ４处理晶型ＺｒＯ２时得不到超强酸。     

ZnSO_4/Al_2O_3催化剂上异丁烯齐聚反应的研究

利用等体积浸渍法制备负载型ZnSO_4/Al_2O_3催化剂并用于异丁烯齐聚催化反应研究,采用XRD、NH_3-TPD、Py-IR、N_2吸附-脱附、SEM等表征方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸盐负载量对催化剂的表面酸性、催化反应活性及产物分布的影响。实验结果表明,在Al_2O_3载体表面,当ZnSO_4负载量低于15%(w)时具有良好的分散度,表面酸中心主要是以L酸为主,B酸数量较少,且B酸中心数量随着焙烧温度降低而逐渐减少;当焙烧温度低于350℃时,催化剂表面B酸中心消失,较高的硫酸盐分散度和L酸中心数量有利于提高催化活性和二聚体产物的选择性。     

甲苯和丙烯在硼改性蒙脱土催化剂上的烷基化

本文采用常压固定床积分反应器进行了甲苯和丙烯在硼改性蒙脱土催化剂上的烷基化.考察了工艺条件对反应的影响,并采用X射线粉末衍射、BET比表面测定、氨吸附程序升温脱附等测试方法探讨了硼改性对蒙脱土结构和表面酸性的影响。结果表明,甲苯丙烯烷基化的邻对位选择性很高,副产物极少。硼的改性使蒙脱土层状结构的层间距缩小,比表面下降;强酸减弱,弱酸略增强。Ⅰ类酸位的酸量随B_2O_3含量的增加而增加,并与烷基化活性成平行关系,该反应在100℃和15m％B_2O_3/蒙脱土催化剂上的活性最大。     

氢氟酸处理对β沸石催化剂烷基化反应的影响

用不同浓度的HF溶液对β沸石催化剂进行处理,当HF浓度较低时,催化剂的晶格外物种和不稳定的骨架铝被溶解,桥形羟基被F取代,孔体积和比表面积增加,总酸量减少。随着HF浓度的继续增加,强B酸变化不明显,强L酸量增加,这是因为强B酸主要来源于缺陷处硅羟基,强L酸是由AlF3或其它铝物种的形成。深度氟化的催化剂孔体积和比表面积均减少,此时β沸石被溶解。催化剂寿命主要取决于催化剂的比表面积和孔体积,而不是酸量。当氟质量分数为0 5%时,催化剂的孔体积和比表面积最大,此时催化剂寿命提高约30%。     

固体碱碱性质对丙二醇甲醚合成反应的影响

以M gO、CaO及M g-A l复合氧化物为催化剂,考察了固体碱碱性质对环氧丙烷法合成丙二醇甲醚的影响。利用CO2程序升温脱附法对M gO、CaO及M g-A l复合氧化物的表面碱性质进行了表征,结果表明,M gO、CaO及M g-A l复合氧化物分别具有中强碱位、强碱位和弱碱位;催化活性测试结果表明,具有中强碱位的M gO的催化活性较佳,环氧丙烷转化率达到71.07%;而具有强碱或弱碱位的CaO及M g-A l复合氧化物的催化效果不佳,环氧丙烷转化率分别为37.26%和35.08%。用L iOH或A l2O3改性M gO,调变M gO表面的中强碱位数量,得到M gO表面中强碱位的变化规律,将催化活性与中强碱位数量进行关联,二者表现出较好的线性关系,表明中强碱位为该反应的催化活性中心。     

催化剂积炭对甲醇制低碳烯烃效果的影响

 采用热重法、NH₃-TPD和低温氮静态容量吸附法（BET）对不同积炭量的甲醇制低碳烯烃（MTO）催化剂分析表征,发现随着积炭量增加,催化剂上的强酸量逐渐减少,而弱酸量变化较小,表明积炭优先在强酸位上生成;微孔比表面积、微孔体积随积炭量增加而线性降低,对其线性回归发现积炭在催化剂上为单分子层孔内吸附。催化剂积炭量增加,MTO 反应的甲醇转化率先基本保持不变,然后急剧下降,而低碳烯烃选择性先增加后降低。综合分析酸表征结果与甲醇转化效果表明,催化剂的中酸和弱酸即可使甲醇有效转化,过高的酸强度对甲醇转化率影响不大,还会导致积炭量快速增加及低碳烯烃发生二次反应,但过低的酸强度又无法使甲醇有效转化,因此适宜的积炭量可实现最高的低碳烯烃选择性。     

Al_2O_3-TiO_2复合载体的制备与表征

采用共沉淀法制备了A l2O3-T iO2复合载体,采用BET法、压汞法、扫描电子显微镜、X射线衍射、吡啶吸附-程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱法对A l2O3-T iO2复合载体进行了表征。讨论了焙烧温度对A l2O3-T iO2复合载体的比表面积、孔径分布及晶型的影响,观察了A l2O3-T iO2复合载体的形貌,同时对A l2O3-T iO2复合载体的表面酸性进行了研究。实验结果发现,随焙烧温度的升高,A l2O3-T iO2复合载体的比表面积减小、孔体积和平均孔径增大;A l2O3-T iO2复合载体中T iO2的存在降低了A l2O3晶型的转变温度,而A l2O3的存在则升高了T iO2的晶型转变温度,提高了T iO2的热稳定性;A l2O3-T iO2复合载体表面具有较低的酸性,且只有L酸中心;A l2O3-T iO2复合载体为球状微粒。     

载体预处理及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响

考察了载体预焙烧和La_2O_3改性及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响。结果表明,随着催化剂焙烧温度的升高,CuO与Al_2O_3之间的固相反应加强,CO氧化活性下降。γ-Al_2O_3经过高温预焙烧后,可减弱CuO与Al_2O_3之间的相互作用。La_2O_3对γ-Al_2O_3载体改性后,降低了催化剂的CO氧化活性。XPS和DSC结果表明La_2O_3的存在稳定了催化剂表面上的Cu以Cu~(2+)状态存在,阻碍了CuO在CO氧化反应中的还原氧化循环。     

载体比表面积及孔径对Nb_2O_5/α-Al_2O_3催化剂酸性及反应性能的影响

采用浸渍法制备了Nb2O5/α-A l2O3催化剂(简称催化剂)并用于环氧乙烷水合制乙二醇的反应,通过控制α-A l2O3载体中致孔剂的含量来调变载体的孔径、孔分布及比表面积;采用吡啶吸附红外光谱、氨程序升温脱附法研究了载体的比表面积及孔径对催化剂酸性及反应性能的影响。实验结果表明,产物的选择性受扩散因素及催化剂酸性的影响,而催化剂的酸量、酸密度可以通过载体的孔径及比表面积的变化加以调控。比表面积较小及孔径较大的载体对催化剂催化环氧乙烷水合制乙二醇的反应较为有利。当载体的比表面积小于0.80m2/g、孔径为4.00~8.00μm时,在反应温度160℃、反应压力1.5M Pa、n(H2O)∶n(EO)=22、液态空速25h-1的条件下,环氧乙烷的转化率大于99.8%,乙二醇的选择性超过89.9%。     

碱性助剂对负载型固体酸催化剂上异丁烯齐聚的影响

采用浸渍法制备了Al2(SO4)3/SiO2催化剂,用热重-微商热重分析、X射线衍射、氨程序升温脱附和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱等表征手段,研究了催化剂表面活性组分的存在状态,以及添加碱性助剂NaOH对催化剂酸性质的影响。表征结果显示,添加NaOH后,不改变Al2(SO4)3在载体表面的高度分散状态;Al2(SO4)3/SiO2催化剂表面基本为B酸中心,添加NaOH后,部分中强酸中心转化为弱酸中心;在40℃的低温条件下,中强酸中心是催化异丁烯齐聚反应的活性中心。稳定性实验结果表明,添加适量的NaOH后,Al2(SO4)3/SiO2催化剂具有高且稳定的二异丁烯(DIB)选择性,二聚体中DIB的选择性在反应时间70h内始终高达95%。     

大孔径石蜡加氢精制催化剂的制备

采用氨吸附-程序升温脱附(NH3-TPD)、低温N2吸附(BET)、压汞法以及加氢精制活性评价等技术,探索SiO2-Al2O3载体在制备过程中孔结构和表面性质的变化。实验结果表明,采用特殊扩孔剂制备载体,当焙烧温度为700℃时,平均孔径可达到17.3nm,其中孔径大于20nm的孔占总孔体积的13.2%;同时载体表面上的中、强酸中心也全部丧失,均为弱酸中心。采用该载体制备的MoNiP/SiO2-Al2O3石蜡加氢精制催化剂,在MoO3用量减少了约1/4的情况下,比目前工业上使用的催化剂具有更高的脱金属能力和加氢精制活性。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

3Y-TZP/γ-Al_2O_3复合粉体制备方法的探究

以氧氯化锆、硝酸钇、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法(化学沉淀法)在经过扩孔处理的γ-Al2O3基载体上制备了纳米3Y-TZP/γ-Al2O3复合粉末。为有效去除水分,减少粉体团聚,采用正丁醇与粉末混合蒸馏。用XRD、TEM、BET等技术对粉体的进行了表征,各种制备因素对所得粉末的影响被研究。结果表明:纳米复合粉体中ZrO2主要由四方晶相组成,产物粒径普遍在30nm左右;样品经600℃焙烧4h后的比表面积为79.21m2/g,总孔容为0.2816ml/g,平均孔径为14.223nm。由于该粉体具有高比表面性,可提高粉体的室温、高温力学性能和抗低温时效老化能力。