Pd-Ce/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd-Ce/γ-Al2O3催化剂,并对其进行了透射电镜(TEM),X-射线衍射(XRD)和X-光电子能谱(XPS)表征。此催化剂的甲烷燃烧活性评价结果表明,还原处理大大提高了催化剂活性;Ce的添加有利于CH4的燃烧反应。活性组分在载体γ-Al2O3上呈高分散状态,添加Ce后生成钙钛矿类化合物能够提高催化剂的活性。     

基于工业化应用视角的低浓度甲烷催化燃烧催化剂研究进展

甲烷是具有快速增温效应的短寿命强势温室气体,我国以井工开采为主的煤矿开采方式使煤矿甲烷成为我国能源活动甲烷排放的最主要来源,但目前针对低浓度甲烷仍没有高效的利用方式。甲烷催化燃烧可在较低温度下将甲烷完全转化为二氧化碳,是一种高效、环保的利用方式,有利于减少资源能源浪费,兼具环境、安全和能源效益。甲烷分子具有较高的结构稳定性,尤其是低浓度甲烷在温和条件下催化燃烧更具挑战性。基于工业应用视角,围绕实际工况条件对催化剂的要求,重点从催化剂的活性、热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性等4个方面的研究进展进行综述,分析甲烷催化燃烧催化剂应用面临的难点及未来发展趋势,旨在为开发适用于工业化应用的乏风瓦斯甲烷催化燃烧催化剂研究提供参考借鉴。     

ZrO2含量对CuO/YSZ-Al2O3催化剂催化甲烷燃烧性能的影响

为获得高活性和高温稳定性好的甲烷燃烧催化剂,采用溶胶凝胶法制备了CuO/YSZ-Al2O3催化剂。通过改变ZrO2在YSZ-Al2O3载体中的含量制得不同ZrO2含量的CuO/YSZ-Al2O3催化剂,并考察ZrO2含量对催化剂催化甲烷燃烧性能的影响,同时利用BET、XRD等测试手段对催化剂进行了表征。结果表明,ZrO2在载体中存在最佳含量,当ZrO2质量分数为32.5%时,催化剂的活性和高温稳定性最好;该催化剂经1 000 ℃、5 h老化后,仍具有较高的比表面积和高温稳定性,是一种性能优异的甲烷燃烧催化剂。     

Pd/CeO2催化剂上甲烷低温催化燃烧的研究--制备方法对催化剂性能的影响

分别用浸渍法(IM)、沉积-沉淀法(DP)和共沉淀法(CP)制备了甲烷低温燃烧Pd/CeO2催化剂,并与常用的Pd/Al2O3催化剂作了对比.结果表明,沉积沉淀法制得的Pd/CeO2催化剂对甲烷的氧化活性最高,使甲烷的起燃温度(10℃)和完全转化温度分别比Pd/Al2O3降低了83℃和110℃.XRD及XPS分析表明,Pd/CeO2催化剂的活性与CeO2上晶格氧的活动能力及Pd-CeO2之间的相互作用有关.N-DP催化剂上Pd-CeO2相互作用最强,即存在较强的SMSI效应,导致其活性最高.     

Co/Ce-M-O催化剂甲烷催化燃烧性能与表征

采用浸渍法制备了Co/Ce-M-O(M=La,Zr,Ca,Mg,Bi)系列催化剂,考察了其对CH4的催化燃烧性能,通过BET、XRD、H_2-TPR和Raman等测试手段对催化剂进行了表征。结果表明,在Ce O_2中掺入La时CH_4的起燃温度明显降低,催化剂具有高活性与稳定性,这主要是由于掺La后Ce O_2晶格缺陷度增大,从而造成氧空位增加;此外,在反应过程中La促进了Co_3O_4在载体表面高度分散。     

以YSZ-γ-Al2O3为载体的催化剂催化甲烷燃烧性能研究

以溶胶凝胶法制备(NiO、CuO、CeO2)/ZrO2-γ-Al2O3和(NiO、CuO、CeO2)/YSZ-γ-Al2O3催化剂.分别考察了负载3种不同单一活性组分对载体的催化甲烷燃烧性能的影响,并以BET、XRD、H2-TPR等测试法,对催化剂进行了表征.实验结果表明,经Y2O3改性载体的催化剂性能较佳.其中CuO...     

Pd/C催化剂上葡萄糖催化氧化反应

以活性炭作载体,制备了Pd/C催化剂,通过活性评价实验,考察了催化剂的制备条件对催化剂性能的影响,同时探讨了反应的工艺条件。结果表明,葡萄糖催化氧化反应适宜温度为333K。以空气鼓泡作为反应体系的混合方式,能有效地增大气泡与溶液和催化剂的接触,降低了反应物种的相间传质阻力,使得催化剂的性能得以充分发挥。在此反应条件下,用H2还原的2%Pd/C催化剂显示出较好的催化活性,反应4h后,葡萄糖的转化率达91 6%,产物选择性为89%。     

负载型钯催化剂上甲烷催化燃烧机理及直接影响活性的因素

通过分析18O2同位素氧化甲烷过程中的产物分布及催化剂的组成,提出负载型钯催化剂上甲烷燃烧反应通过氧化还原机理进行,活性物种为金属钯和氧化钯.利用电子能谱、程序升温还原及氧同位素交换反应测试等对Pd/TiO2-Al2O3、Pd/SnxZr1-xO2和Pd/TixZf1-xO2体系进行了研究,证明还原性及氧交换活性是直接影响负载型钯催化剂甲烷催化燃烧性能的因素.     

LaFeXAl12-XO19催化剂制备及其对甲烷催化燃烧活性的研究

用共沉淀法制备Fe做为活性组分的一系列六铝酸盐催化剂LaFeXAl12-XO19,通过BET、XPS、XRD等实验技术,对催化剂的结构和性质进行了考察。主要考察了Fe的取代量对催化剂结构以及对甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明：催化剂在1200℃焙烧后可以形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较高的催化性能和高温稳定性,铁离子的取代量对于催化剂的特性有较大的影响。由于铁的加入催化剂的活性得到明显提高,其中以LaFeXAl12-XO19催化剂的活性最好。     

纳米Pd/Al2O3催化剂的制备及应用

采用氢电弧等离子体法制备的纳米钯粉制备了纳米Pd/Al2O3催化剂,并在重整后加氢反应中研究了其催化活性和选择性。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）显示,纳米Pd/Al2O3催化剂的其表面排列有序、呈蜂窝状,其载体的内部没有钯存在,而浸渍法所得的壳型Pd/Al2O3催化剂载体内部有钯的存在。在重整后加氢反应中,纳米Pd/Al2O3催化剂显示出较高的催化活性和优异的选择性能。     

原位红外研究Pd／Al_2O_3催化CO氧化反应

用原位红外技术研究了Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３催化ＣＯ氧化反应，对ＣＯ吸附态的特征以及ＣＯ氧化反应中ＣＯ和Ｏ２的配比进行了试验，获得Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３吸附多重谱带和它在２８５～３７３Ｋ温区范围内的变化情况。由此证明，Ｐｄ与Ａｌ２Ｏ３发生了相互作用。根据桥型谱带在ＣＯ和Ｏ２共吸附于不同温度时的变化，确定了转化反应较快的ＣＯ和Ｏ２配比为２：１。     

NiO/Al_2O_3上添加La_2O_3对甲烷部分氧化制合成气的影响

在固定床流动反应装置上研究了NiO/Al_2O_3催化剂及其添加La_2O_3对甲烷部分氧化制合成气的影响.主要考察了催化剂的引发温度、催化活性和积炭问题.并利用TPR和XRD技术对这些性能进行了关联.结果表明,焙烧温度升高,NiO与Al_20_3之间作用增强,使引发温度升高.添加La_20_3后削弱了Ni0与Al_2O_3的作用,形成了新相LaNiO_3,有利于引发反应.在NiO/Al_2O_3上添加2%(mass)La_2O_3则具有最佳的催化活性,并在一定程度上增加了催化剂的抗积炭能力.     

加压下La2O3／BaSO4催化剂甲烷氧化偶联反应的研究

研究了La2O3/BaSO4催化剂上甲烷氧化偶联反应的性能。随着压力,反应温度和O2／CH4增加,C2选择性下降。在一定范围内增高CH4空速可以提高C2选择性和C2收率。在0.4MPa,CH4速80000h^-1,780℃,CH4：O2＝8：1的条件下,稳定运转了500h,C2选择性和C2收率分别在62．3％64．6％和11．6％－12．7％之间。XRD分析表明该催化剂的物相基本稳定。     

BaCO_3/La_2O_3催化剂低温甲烷氧化偶联及床层热点效应

以BaCO3和不同的镧化合物作为催化剂组分,分别采用干混法和湿混法制备了BaCO3质量含量为2.5%～15%的BaCO3/La2O3催化剂,在微型固定床反应器上评价了催化剂的甲烷氧化偶联反应性能,考察了反应条件对催化剂性能的影响,以及催化剂床层中的热点效应,采用XRD和TPR对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明,不同方法制备的BaCO3/La2O3催化剂在较低炉温的条件下都具有好的甲烷氧化偶联反应性能,其中湿混法制备的10%BaCO3/La2O3催化剂性能最好,在烷氧比为2,反应气体空速为36000 mL.g-1.h-1的条件下,反应炉温在125℃时甲烷氧化偶联反应仍能平稳进行。存在于催化剂床层的热点是维持甲烷氧化偶联反应的关键。不同方法制备的BaCO3/La2O3催化剂其物相和氧化还原性能也有一定的差别。     

Pd/Al2O3催化过氧化氢异丙苯的液相加氢反应

 分别以K₂[PdCl₄]和K₂[PdCl₄]与草酸的混合液为Pd前驱体,采用浸渍沉淀法制备了Pd/Al₂O₃催化剂。采用等离子体耦合发射原子吸收光谱(ICP-AES)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)等手段对Pd/Al₂O₃催化剂进行了表征。考察了Pd/Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中的催化活性。结果表明,金属Pd在载体Al₂O₃上呈不均匀分布,并发生团聚,其颗粒直径为5～10nm;催化剂在煅烧及还原过程中,活性金属Pd与载体Al₂O₃发生强烈相互作用,产生了Pd-Al合金。以K₂[PdCl₄]为前驱体制备的Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中显示了较高的二甲基苄醇(CA)选择性,而且在240 h 连续反应过程中,CHP的转化率始终维持在100%,目标产物CA的平均选择性也达到了97.7%。通过对比反应前后反应体系的组成,探讨了CHP液相催化加氢制备CA的反应途径。     

改性骨架镍催化3-氯-4-甲基硝基苯加氢制备3-氯-4-甲基苯胺

考察了不同氯化物改性的骤冷骨架镍(QS-Ni)催化剂对3-氯-4-甲基硝基苯(CMNB)选择性加氢制备3-氯-4-甲基苯胺(CMAN)反应的影响。实验结果表明,采用SnCl4.5H2O或SnCl2.2H2O改性时,QS-Ni催化剂的活性提高,且在CMNB完全转化的条件下,CMAN的选择性可达100.0%。同时考察了反应条件的影响,当n(SnCl4.5H2O)∶n(QS-Ni)=1∶8时,在55℃、1.0MPa、7.0g CMNB、25mL甲醇、催化剂用量0.20g的条件下反应100min,CMNB转化率和CMAN选择性均达到100.0%;且延长反应时间,仍能完全抑制脱氯副反应的发生,CMAN的选择性保持在100.0%。     

Fe-P-O体系催化剂上甲烷氧化偶联反应的浓度强制周期振荡研究

采用非稳态强制浓度周期振荡操作,对Fe-P-O体系催化剂上甲烷氧化偶联(OCM)反应的影响进行探讨.采用了三种浓度振荡反应形式,均使OCM反应与稳态操作相比有不同程度的改善,表明强制浓度振荡操作对OCM催化过程有强化作用.     

La_2O_3对Cu/ZnO催化剂性质和CO_2加氢反应性能的影响

运用活性评价、XRD、TPR、CO2 -TPD、CO -TPD等手段 ,探讨了La2 O3对Cu/ZnO催化剂性质和CO2 加氢反应性能的影响。试验结果表明 :催化剂经La2 O3改性后 ,CuO晶粒明显变细 ;CuO -ZnO催化剂还原难度略有增加 ;有利于CO歧化反应进行 ,使催化剂上积炭量增加 ;CO2 加氢生成甲醇的活性增加。