NTP再生La改性多级孔HZSM-5及催化提质生物油的试验研究

以氧气为气源，利用低温等离子体（NTP）喷射系统，在不同温度下对结焦失活的La改性多级孔HZSM-5分子筛进行再生，采用TG、XRD、Py-IR及N₂吸附-脱附等测试技术对再生前后催化剂的理化性质进行表征，并利用再生催化剂进行在线催化提质生物油试验。结果表明，再生温度为250℃时，失活La改性多级孔HZSM-5分子筛再生效果最好，去除了97.4%的积炭，其表面结晶度、酸性、比表面积和孔容恢复程度最高。再生温度上升至300℃时，O₃分解较多，此时O₃分解已经成为积炭氧化分解的限制因素，排气中CO₂和CO浓度峰值减小，失活催化剂再生效果有所下降。再生温度为250℃时，再生催化剂催化性能恢复最好，制得的生物油高位热值最大（36.48 MJ/kg），烃类含量最高（40.51%），其理化性质与新鲜催化剂制得的生物油理化性质最接近。     

Na2CO3处理制备复合孔ZSM-5分子筛及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

通过不同浓度的Na₂CO₃溶液处理合成的HZSM-5分子筛,并采用X射线衍射、N₂低温物理吸附和X射线荧光光谱分析仪对溶液处理前后的样品进行了表征。表征结果显示,适量浓度的Na₂CO₃溶液处理HZSM-5,能够形成介孔-微孔复合孔道,增加了分子筛介孔容积和外比表面积;同时不会明显破坏HZSM-5的MFI结构,从而保持较好的高温热稳定性。在上述碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-K/HZSM-5分子筛催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着Na₂CO₃溶液浓度的增加,催化剂的初始活性增加,而稳定性先增加后减少。当采用Pt-Sn-K/HZSM-5（1.8）分子筛催化剂用于丙烷脱氢反应,其呈现了良好的脱氢活性和稳定性：反应100h后,其丙烷化率为35.53%,相比初始活性仅下降了2.8个百分点,丙烯选择为98.4%,基本保持不变。     

铌改性HZSM-5分子筛催化环己烯水合反应研究

采用草酸铌氨为改性剂,研究了担载不同铌含量的Nb/HZSM-5分子筛的表面酸性以及环己烯水合反应的催化活性和选择性。XRD和BET分析表明：Nb₂O₅在HZSM-5呈高度分散状态,适宜负载量时,改性Nb/HZSM-5分子筛保持较好的结构特征; Py-TPD分析表明：铌组元的引入,避免了脱羟基作用使沸石分子筛的酸性降低,增加了分子筛的骨架稳定性。 结果表明,在Nb₂O₅负载量6% (质量分数,下同), 450 ℃焙烧4 h 的条件下,催化剂活性最高,环己烯转化率达到14.7%,环己醇选择性为99.7%。     

NTP再生La改性多级孔HZSM-5及催化提质生物油的试验研究

以氧气为气源,利用低温等离子体(NTP)喷射系统,在不同温度下对结焦失活的La改性多级孔HZSM-5分子筛进行再生,采用TG、XRD、Py-IR及N_2吸附-脱附等测试技术对再生前后催化剂的理化性质进行表征,并利用再生催化剂进行在线催化提质生物油试验。结果表明,再生温度为250℃时,失活La改性多级孔HZSM-5分子筛再生效果最好,去除了97.4%的积炭,其表面结晶度、酸性、比表面积和孔容恢复程度最高。再生温度上升至300℃时,O_3分解较多,此时O_3分解已经成为积炭氧化分解的限制因素,排气中CO_2和CO浓度峰值减小,失活催化剂再生效果有所下降。再生温度为250℃时,再生催化剂催化性能恢复最好,制得的生物油高位热值最大(36.48 MJ/kg),烃类含量最高(40.51%),其理化性质与新鲜催化剂制得的生物油理化性质最接近。     

Na2CO3基吸附剂颗粒制备及其脱碳性能

采用挤压-滚圆法制备Na₂CO₃基CO₂吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO₂吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na₂CO₃基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明：不同载体的Na₂CO₃基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂（Na₂CO₃/Al₂O₃）的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂（Na₂CO₃/CA）机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na₂CO₃/Al₂O₃是最为合适的CO₂吸附剂,并进一步研究不同Na₂CO₃负载量的影响。研究发现随着Na₂CO₃负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO₂脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na₂CO₃基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO₂脱除。     

ZSM-5分子筛酸性能和孔结构的协同作用对C5烯烃催化裂解性能的影响

采用不同浓度碱液处理制备了具有不同酸性质的多级孔HZSM-5分子筛，并考察其酸性能与孔结构变化对催化裂化(FCC)汽油中C₅烯烃催化裂解性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、N₂吸附脱附、氨气程序升温脱附技术(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)和扫描电镜(SEM)等表征手段研究了HZSM-5分子筛的结构、形貌、酸性质和孔道性能。研究结果表明，适宜浓度的碱液处理可以提高HZSM-5分子筛的强Br?nsted (B酸)酸量和介孔体积，显著提高C₅烯烃转化率和乙烯、丙烯的收率。当碱液浓度为0.2 mol·L^-1,HZSM-5分子筛强B酸中心和介孔体积之间的协同作用促进了C₅烯烃的高效转化，转化率为84.8%(质量分数)，乙丙烯总收率为86.0%(质量分数)，分别比未处理的HZSM-5分子筛增加4.4%和15.5%。     

大豆油制备生物柴油K2CO3/SiO2固体碱催化剂性能研究

采用浸渍法制备了K₂CO₃/SiO₂固体碱催化剂，运用X射线粉末衍射仪对催化剂进行了分析表征。探究了反应时间、K₂CO₃负载量、醇油物质的量比、焙烧温度、催化剂用量和焙烧时间6个因素对生物柴油产率的影响。探究结果显示，在大豆油制取生物柴油时，最优的条件是：K₂CO₃负载量70%、焙烧温度600℃、焙烧时间4 h、反应时间是4 h、催化剂用量3%、醇油物质的量比9∶1。此时产物的产率是94.7%。     

碳酸钠浓度对AZ31B镁合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

为了改善镁合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能，向环保型NaOH–Na₂SiO₃–Na₂B₄O₇基础电解液中添加Na₂CO₃，在AZ31B镁合金表面制备阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和动电位极化曲线法，研究了Na₂CO₃质量浓度(≤30 g/L)对AZ31B镁合金表面阳极氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构和耐蚀性的影响。结果表明：AZ31B镁合金阳极氧化组织由Mg O相和Mg₂Si O₄相组成，基本不受Na₂CO₃浓度的影响。随着Na₂CO₃浓度的增大，AZ31B镁合金阳极氧化膜表面微孔尺寸先减小后增大，氧化膜厚度呈现“先增大，后减小，再增大”的变化趋势。Na₂CO₃可显著提高阳极...     

Zn/HZSM-5分子筛催化棕榈油多产芳烃的研究

HZSM-5分子筛可用于脂肪酸酯催化转化生产芳烃、低碳烯烃等过程。未经过处理的HZSM-5分子筛芳烃产率较低,使用过渡金属改性后的HZSM-5分子筛酸性质发生了改变,能够提高芳烃的收率。以等体积浸渍法对HZSM-5分子筛进行改性,制备了不同锌含量的 Zn/HZSM-5分子筛,并进行了 XRD、XRF、XPS、NH₃-TPD、SEM、TEM、Py-IR、N₂物理吸附-脱附等多种表征,结果表明锌的引入没有改变 HZSM-5的晶体结构,锌物种能均匀分布在 HZSM-5分子筛表面及孔道。棕榈油催化转化实验结果显示Zn含量（质量分数）为3% 的 Zn/HZSM-5有最好的催化效果,芳烃在液相烃类所占比例（质量分数）为87.92%,芳烃收率（质量分数）为59.44%。     

微氧条件下改性活性炭对羰基硫的吸附性能

以工业4^#活性炭（AC4）为载体,制备KOH改性活性炭,对比研究了KOH、Na₂CO₃、KI改性活性炭在相同条件下吸附净化羰基硫（COS）的性能,为KOH＞Na₂CO₃＞KI;考察了反应条件对吸附净化COS气体的影响;并对空白活性炭、新鲜改性活性炭和吸附后改性活性炭作SEM-EDS表征分析。结果表明,质量分数为10%的KOH是最佳浸渍液,反应温度60 ℃、氧含量1.0%为改性活性炭的最佳反应条件。结合SEM-EDS表征分析表明：改性活性炭孔结构的变化和表面活性物质的生成使其对COS的吸附净化效果增强。     

改性HZSM-5对甲醇制汽油反应性能的影响

对HZSM-5分子筛改性是提高甲醇制汽油反应催化性能的有效方式,分别用非金属、稀土金属及水热处理对HZSM-5分子筛催化剂进行改性,考察改性方法对HZSM-5分子筛酸性、孔径和比表面积等性质的影响,同时对改性HZSM-5分子筛催化剂催化甲醇制汽油的汽油收率和芳烃含量等指标进行比较。结果表明,经La改性的催化剂可明显提高汽油收率,水热处理的催化剂反应产物汽油中的均四甲苯含量大幅增加。改性催化剂对反应的影响可一定程度验证相关理论。     

不同金属助剂对HZSM-5分子筛催化分解甲硫醇性能的影响

采用浸渍的方式制备不同系列金属（Cr、La和Na）改性HZSM-5催化剂,并研究其对甲硫醇催化分解活性的影响以及分析相关性能差异的原因。通过XRD、BET、SEM、NH₃-TPD、CO₂-TPD、H₂-TPR和XPS等表征手段对催化剂的物化性质进行测定,结果表明：不同系列金属改性HZSM-5对甲硫醇表现出不同的催化活性及影响效果,其中Cr和La改性HZSM-5能明显提高催化剂的催化活性,在500℃下可实现甲硫醇的完全催化转化,这主要归因于Cr的引入提高了催化剂的氧化还原能力,从而促进甲硫醇的催化分解;La的引入增加了催化剂表面的碱性位点,有利于甲硫醇在催化剂表面的吸附和活化。而Na改性HZSM-5表现出较差的催化活性,主要是由于过多Na的添加严重破坏了HZSM-5的骨架结构,从而导致催化剂的催化稳定性能降低。     

La/Zn/HZSM-5催化剂上的甲醇芳构化研究

Aromatization of methanol over co-impregnated La/Zn/HZSM-5 zeolite catalyst was studied.The selectivity of aromatics and BTX(benzene,toluene,and xylene)reached 64.0%and 56.6%,respectively,using La/Zn/HZSM-5 at 437°C,0.1 MPa and methanol WHSV(weight hourly space velocity)=0.8 h-1.Catalytic results showed that the La species was a very good promoter,increased selectivity of aromatics,and prolonged the catalyst lifetime on stream.The effects of the SiO2/Al2O3 ratio in zeolite,Zn and La loading,WHSV,reaction temperature, water content in the feed and H2 pretreatment of catalysts on the catalytic performance were studied in detail. Characterizations of the catalysts by thermogravimetric analysis(TGA),NH3-TPD(temperature programmed desorption),SEM(scanning electron micrograph),N2 adsorption-desorption,XRD(X-ray diffraction)and XRF (X-ray fluorescence),were carried out to understand the structure and discuss the aromatization performance of La/Zn/HZSM-5 zeolite catalyst.     

改性HZSM-5甲醇制丙烯催化剂的研究

系统地研究了不同硅/铝比HZSM-5分子筛负载的La、Mg、Ce、P改性剂对甲醇制丙烯催化剂催化性能的影响。实验表明,La、Mg、Ce改性剂对HZSM-5催化剂合成丙烯选择性有良好的促进作用,HZSM-5分子筛的水蒸气处理条件、分子筛的硅/铝比及结晶状态对催化剂性能都有重要影响。在共浸渍法制备的1.5%La-3%Mg-HZSM-5(硅/铝=120)催化剂上,在600℃-24 h水蒸气处理条件下,丙烯选择性可达57%。     

硅烷化和有机弱碱改性Mo/HZSM-5对甲烷无氧芳构化催化性能的影响

催化剂的形态及晶粒的组装对其催化性能有重要影响,采用硅烷化处理对Mo基催化剂表面酸性进行毒化制备了核壳型（Mo基催化剂@Silicalite-1）复合材料;采用四丙基氢氧化铵或正丁胺有机弱碱对Mo/HZSM-5进行刻蚀,然后经过脱硅再结晶分别制备了表面富硅型中空结构Mo/HZSM-5微球和表面富硅、核内含有多级孔道的Mo/HZSM-5微球。采用XRD、TEM、N₂等温吸脱附和NH₃-TPD对催化剂结构进行表征,并考察了三种不同后处理方法对Mo基催化剂在甲烷无氧芳构化反应中催化性能的影响。硅烷化和有机碱处理均能够调变Mo/HZSM-5催化剂的表面酸性,而经有机碱处理以后,催化剂结晶度、介孔比表面积和孔容均具有不同程度的增加,三种不同后处理方法均能改善Mo/HZSM-5催化剂的反应稳定性,对产物的分布也产生了显著影响。     

改性催化剂对甲苯烷基化反应的影响探讨

引入几种金属和非金属元素作为改性剂,发现采用硅铝比为400的含镧分子筛为最佳分子筛母体,能形成体积较大的镧氧四面体,与硅氧四面体和铝氧四面体共同形成沸石骨架,改变了分子筛的孔径结构,增大了邻、间、对二甲苯间扩散速率的差别,有利于对二甲苯选择性的提高。选择镁为改性元素,随着氧化镁含量的增加,甲苯对位选择性逐渐上升。当氧化镁计算含量为20%时,甲苯的转化率为19.7%,对位选择性为90.6%。该催化剂体系可以满足以甲苯和甲醇为原料直接合成高纯度对二甲苯的需要。     

乙酰丙酸改性对HZSM-5甲醇芳构化催化剂性能的影响

利用葡萄糖水解原位产生的乙酰丙酸对HZSM-5分子筛进行改性,通过X射线衍射、X射线荧光分析、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜、NH3-TPD、Py-Fourier透射红外光谱、热分析等手段对催化剂进行表征,在固定床微型反应器上评价催化性能.结果表明:改性后的HZSM-5在保留完整晶相结构的基础上产生了微孔-介孔结构,酸...     

多级孔HZSM-5分子筛的制备及其催化丙烷脱氢反应性能

以十八水合硫酸铝、硅溶胶、四丙基氢氧化铵(TPAOH)、硝酸铵(NH_4NO_3)为原料,合成硅铝物质的量比为100的HZSM-5分子筛。采用乙酸钠溶液处理HZSM-5分子筛后加入TPAOH溶液进行二次晶化,通过对处理前、后的HZSM-5分子筛负载Pt,制得Pt/HZSM-5催化剂用于丙烷脱氢反应。利用XRD、SEM、XRF、BET、NH_3-TPD和H_2化学吸附对处理前、后的HZSM-5分子筛进行了表征,考察了不同浓度的TPAOH溶液对HZSM-5分子筛的晶体结构、表面形貌、孔结构、表面酸性及丙烷脱氢性能的影响。结果表明,采用乙酸钠溶液处理后的HZSM-5分子筛在TPAOH溶液中发生了二次晶化,不仅形成了微孔-介孔多级孔结构,还能调变分子筛的表面酸性;当TPAOH溶液浓度为0.3 mol/L、晶化温度为170℃、晶化时间为24 h时,得到的Pt/HZSM-5催化丙烷的初始转化率和丙烯选择性均达到最高值,分别为34.2%和99.0%。     

钙负载量对Ca/HZSM-5甲醇制烯烃催化性能的影响

以浸渍法制备不同负载量的Ca/HZSM-5催化剂,并采用NH_3-TPD和Py-IR对改性前后样品进行表征。在连续流动固定床反应装置上,详细考察了其甲醇制烯烃(MTO)的催化性能。催化评价结果表明,Ca改性提高了催化稳定性与低碳烯烃(C_2~=～C_4~=)选择性,但负载过多的Ca不利于甲醇制烯烃反应,Ca负载量存在最佳值,约为6%。关联评价结果与酸表征数据,发现HZSM-5上几乎所有的B酸与Ca物种作用后,催化性能达到最佳。通过与Na/HZSM-5和2Ca/1Na/HZSM-5催化性能的比较,探讨了Ca在催化反应中的作用,提出Ca物种与B酸结合形成了催化活性中心,参与甲醇的催化转化。