V-Fe/活性炭复合纳米催化剂脱硝性能的研究

采用高压水热法,制备了V2O5-Fe2O3复合纳米粒子,通过改变高压水热溶剂控制纳米粒子形貌。SEM和XRD测试结果表明：以H2O2为溶剂所得的B-V2O5-Fe2O3为棒状结构,且黏附有细小球状颗粒;以NH3?H2O为溶剂制得的Q-V2O5-Fe2O3为球状结构,两种形貌的复合纳米粒子结晶度均较好。利用H2O2和HNO3联合氧化法对商品化柱状活性焦(AC)进行改性得到改性活性焦（HAC）,并以此负载载体等体积浸渍负载不同形貌的复合纳米粒子制备出B-V-Fe/AC和Q-V-Fe/AC催化剂。在烟道温度为200 ℃、空速为6 000 L/(kg?h)、催化剂用量为10 g、混合气体总流速为1 L/min（其中φ(O2)=5%,φ(NO)=0.05%,φ(NH3)=0.05%）的条件下,评价了各催化剂的脱硝性能。结果表明：B-V-Fe/AC催化剂脱硝性能最佳,B-V2O5-Fe2O3负载量为1.0%时,脱硝率最高达到69.42%,比HAC和Q-V-Fe/AC分别提高了 17.75百分点和1.69百分点。     

分子筛载体对Pt-Sn-Na三组分丙烷脱氢催化剂性能的影响

采用等体积分步浸渍法,分别以不同n(SiO_2):n(Al_2O_3)的ZSM-5和β分子筛以及以一定比例机械混合的ZSM-5和β分子筛为载体,制备负载型Pt-Sn-Na三组分丙烷脱氢催化剂,在固定床微型反应装置上对制备的催化剂进行了丙烷脱氢性能评价,并采用NH_3-TPD方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,以n(SiO_2):n(Al_2O_3)=100的ZSM-5分子筛和n(SiO_2):n(Al_2O_3)=80的β分子筛进行机械混合得到的混合分子筛为载体,制备的Pt-Sn-Na/ZSM-5-β催化剂的丙烷脱氢性能较好,在n(H_2):n(C_3H_8)=1:1、C_3H_8的重时空速2 h~(-1)、反应压力0.1 MPa、反应温度600℃的条件下,丙烷转化率约为28.0%,丙烯选择性大于等于98.6%。     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化反应过程——工艺条件的考察

在加压连续淤浆床反应器中,研究了以HTS新型钛硅分子筛催化环己酮、H_2O_2和氨反应一步合成环己酮肟的氨肟化新工艺,考察和分析了进料组成、反应温度、反应物料的平均停留时间和催化剂用量对环己酮氦肟化反应的影响规律。实验结果表明,适宜的反应条件为:进料中N(H_2O_2)/n(环己酮)=1.05～1.10、n(NH_3)/n(环己酮)=1.7～2.0,反应压力0.3 MPa,反应温度75～85℃,物料的平均停留时间65～75min,钛硅分子筛催化剂质量分数为2.5%左右,溶剂为叔丁醇与水的混合溶剂(体积比1.5～2.5)。在此条件下,环己酮转化率大于98%,环己酮肟选择性大于99.5%,H_2O_2,有效利用率不低于90%。     

高性能环氧树脂二氧化双环戊二烯的制备

以H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2为催化剂,H_2O_2为氧源催化氧化双环戊二烯环制备了高性能环氧树脂二氧化双环戊二烯。考察了催化剂用量、反应物料比、反应温度、反应时间及反应溶剂等条件对环氧化反应的影响。适宜的工艺条件为:三氯甲烷为溶剂,0.5 g负载量30%的H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2为催化剂,n(C_(10)H_(12)):n(H_2O_2)= 1:3,反应温度60℃,反应时间12 h。在此条件下,反应物的转化率可达到68.9%,二氧化双环戊二烯的选择率达到97.2%.该催化剂重复使用3次后,催化活性依然保持很好。产物经质谱分析为目标产物,并利用红外光谱、微孔测量仪对催化剂结构、性能进行了表征。     

陈化时间对沉淀铁催化剂的费托合成性能影响

采用连续共沉淀方法制备了Fe-Cu-K-SiO_2催化剂,并考察了陈化时间对催化剂的结构和织构性质的影响。采用X射线衍射、N_2吸附和程序升温还原(H_2-TPR)和X射线荧光光谱(XRF)等表征手段研究了不同陈化时间的催化剂样品的织构。结果表明,陈化时间在0.5～3.0h时,催化剂的主要物相是α-Fe_2O_3。随着陈化时间的缩短,催化剂的α-Fe_2O_3晶粒减小,比表面积逐渐增加,并且助剂铜趋于表面,使催化剂中α-Fe_2O_3易于还原。催化剂在n(H_2)/n(CO)=1.5、GHSV=3000 h~(-1)、p=1.6MPa、T=240℃下的固定床费托(F-T)合成反应评价结果表明,缩短陈化时间可明显提高催化剂的CO转化率。     

丁二酸二甲酯加氢制备γ-丁内酯

实验以丁二酸二甲酯为原料、甲醇为溶剂,在复合铜基催化剂Cu-ZnO-ZrO_2/Al_2O_3作用下,催化加氢制备γ-丁内酯。考察了反应温度、压力、氢酯摩尔比、液时空速和溶剂质量比等因素对加氢反应的影响。结果表明:在反应温度为200℃、压力为3.0 MPa、n(H_2):n(C_6H_(10)O_4)=150、丁二酸二甲酯液时空速为0.5 h、溶剂质量比为4:1的条件下,丁二酸二甲酯的转化率达到100%,γ-丁内酯的选择性达90%。     

浸渍法制备高选择性1-丁烯齐聚催化剂Fe_2O_3·SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3

通过分步浸渍法制备Fe_2O_3·SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化剂,并用于催化1-丁烯齐聚反应,考察了催化剂制备条件和反应条件对催化性能的影响,并与Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3催化剂进行性能比较。结果表明,在0.96 MPa、60℃、液时空速为5h-1的反应条件下,采用Fe负载量为6%、SO_4~(2-)负载量为1.2 mmol/g(γ-Al_2O_3)的Fe_2O_3·SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化剂,1-丁烯齐聚反应的转化率达到68.0%,二聚物选择性为95.0%。α-Fe_2O_3是催化1-丁烯齐聚反应的活性组分,并能提高二聚体选择性;此外,α-Fe_2O_3晶相与SO2-4的相互作用对其催化1-丁烯齐聚反应的活性有重要影响,γ-Al_2O_3与SO_4~(2-)的相互作用也对催化活性有一定的影响。Fe负载量为6%的Fe_2O_3·SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化活性最高,此时NH_3-TPD结果显示,催化剂只存在较弱的酸中心和适中的酸量。     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

3-甲基-2-丁烯醛液相加氢反应

采用NaOH溶液处理活性炭(AC)载体,负载Pt后制备了Pt/AC催化剂,对催化剂进行了N₂吸附-脱附、FTIR、TPT-MS、TEM和H₂-TPR表征,测定了催化剂的金属分散度;并将Pt/AC催化剂用于3-甲基-2-丁烯醛加氢反应,考察了NaOH处理对催化剂性能的影响。实验结果表明,NaOH处理使AC载体的比表面积略有降低,孔径增大,表面羧酸含氧基团数量增加,活性Pt金属纳米颗粒的分散度增大,粒子尺寸减小。催化剂的反应性能与表面金属粒子分散度相关,考虑原料中甲基的空间位阻效应,当Pt纳米粒子尺寸达到3～5 nm时,催化剂活性较高,C=O键优先于C=C键加氢,不饱和醇选择性较高。经8%(w)NaOH溶液处理的AC载体制备的Pt/AC-8催化剂的Pt纳米粒子尺寸为2～5 nm,3-甲基-2-丁烯醛转化率达99.54%、3-甲基-2-丁烯醇选择性为96.06%。     

Ni_2P/Al_2O_3脱氢催化剂再生方案研究

用于催化脱氢反应的Ni_2P/Al_2O_3催化剂易于积炭失活。针对这一问题,设计并研究了其再生方案。失活后的Ni_2P/Al_2O_3催化剂在不同温度下烧炭后,以次磷酸铵(NH_4H_2PO_2)为补磷剂,对其进行补磷。采用热重-差示热分析(TG-DTA)确定失活催化剂烧炭温度,采用X射线衍射(XRD)表征烧炭后催化剂表面活性相变化,采用低温N_2吸附-脱附表征烧炭后催化剂孔结构变化;并以环己烷为模型化合物评价再生催化剂的脱氢催化性能。结果表明,700℃烧炭后Ni_2P/Al_2O_3催化剂表面大部分积炭被烧除,同时表面部分活性组分转化为NiO;然后以NH_4H_2PO_2为补磷剂,采用浸渍法补磷,当n(P)/n(Ni)=1时,补磷后催化剂催化环己烷脱氢反应的转化率为99.21%、苯产率为97.78%,此种烧炭-补磷再生催化剂的脱氢催化活性和目的产物选择性最佳。     

(NH_4)_(10)W_(12)O_(41)·6H_2O/γ-Al_2O_3催化脂肪醇脱水制烯烃的工艺研究

采用催化剂(NH_4)_(10)W_(12)O_(41)·6H_2O/γ-Al_2O_3催化脂肪醇脱水制C_(10)α-烯烃,考察了催化剂活性成分含量和反应条件的影响。结果表明,反应的最佳条件为:催化剂负载(NH_4)_(10)W_(12)O_(41)·6H_2O质量分数为14%,空速为0.3h~(-1),反应温度为220℃。在此条件下,脂肪醇脱水转化率达到最高值90%,C_(10)α-烯烃的收率达到80%。     

反应控制相转移催化剂催化氯丙烯环氧化合成环氧氯丙烷

以 H_2O_2为氧化剂,用反应控制相转移催化剂(磷钨杂多酸季铵盐)催化氯丙烯进行环氧化反应合成了环氧氯丙烷,考察了反应条件对环氧化反应的影响。结果表明,在乙腈溶剂中,催化剂回收困难,而在氯仿溶剂中,催化剂容易回收。在氯仿溶剂中环氧氯丙烷的选择性较低,通过加入适量的助剂 K_2HPO_4能抑制环氧氯丙烷的水解而提高环氧氯丙烷的选择性。氯丙烯环氧化反应的适宜条件为:以氯仿为溶剂,K_2HPO_4用量(相对于总反应物的质量分数)0.04%,反应温度50℃,反应时间4 h,m(氯内烯):m(H_2O_2)=5.0,m(催化剂):m(H_2O_2)=1.0。在此条件下,H_2O_2的转化率为96.4%,环氧氯丙烷的选择性和收率分别为89.4%和86.2%。该催化剂的稳定性好,回收的催化剂性能接近新鲜催化剂。     

热解条件对CuCe-O/γ-Al2O3催化性能的影响北大核心CSCD

采用柠檬酸络合法制备了一系列的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂,利用XRD,H_2-TPR,BET,SEM等手段对不同热解温度、热解气氛下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂进行表征,并在连续固定床微反装置上评价了CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂的CO氧化性能。实验结果表明,改变热解温度及热解气氛对CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的比表面积及形貌特征影响较小,CuCe-O/γ-Al_2O_3试样中CuO在γ-Al_2O_3载体表面呈高度分散状态,弱氧气氛增强了CuO/CeO_2两相间的相互作用,加剧了Ce^(3+)从CuO中获取氧的趋势,提高了氧化铜的氧化还原能力,相应的H_2-TPR还原温度向低温区偏移;在15%(φ)空气+85%(φ)N_2热解气氛及230℃热解温度下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3试样具有优良的CO氧化活性,表明适宜的热解条件可以增强CuO/CeO_2两相的相互作用,进而提高CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的氧化还原能力。     

浸渍顺序对Pt-W/Al_2O_3催化剂物化性质和催化性能的影响

改变Pt、W前体盐的浸渍顺序,采用分步浸渍法制备了2个系列的Pt-W/Al_2O_3催化剂,并采用H_2-TPR、H_2脉冲化学吸附、XRD、XPS等技术,考察金属含量、金属盐浸渍顺序对催化剂物化性质及其催化甘油氢解性能的影响。结果表明,先浸渍(NH_4)6H_2W12O_40的Pt-W/Al_2O_3系列催化剂的H_2化学吸附量、催化甘油氢解的转化率和1,3-丙二醇选择性均高于先浸渍H_2PtCl_6·6H_2O的Pt-W/Al_2O_3系列催化剂的;且2个系列的Pt-W/Al_2O_3催化剂催化甘油氢解的转化率和1,3-丙二醇收率均随着WO_3含量的增加而先增加后减少,当WO_3质量分数为5%时,甘油转化率和1,3-丙二醇收率最高。这些变化规律主要归因于WO_3对Pt的分散作用、Pt-W的协同作用、合适的W负载量所形成的多钨酸物种提供了更多Br?nsted酸位等结构因素。2%Pt-5%W/Al_2O_3催化甘油氢解可获得59.6%的甘油转化率和43.3%的1,3-丙二醇选择性。     

TS-1分子筛催化H_2 O_2环氧化苯乙烯制环氧苯乙烷

以 TS-1分子筛为催化剂、H_2O_2为氧化剂、尿素为助剂,进行了苯乙烯环氧化反应制环氧苯乙烷的实验。考察了 n(尿素):n(H_2O_2)、n(苯乙烯):n(H_2O_2)、催化剂用量、溶剂丙酮用量和反应温度对苯乙烯环氧化反应的影响;又考察了水热改性、硅烷化改性、有机碱改性3种改性方法制备的 TS-1催化剂的催化性能。以正丁胺改性的TS-1催化剂的催化性能最佳,苯乙烯环氧化反应的最佳条件:25 mmol苯乙烯,n(尿素):n(H_2O_2)=0.50,n(苯乙烯):n(H_2O_2)苯=3.0,0.15 mol 正丁胺改性的TS-1分子筛0.10 g,丙酮10 mL,反应温度60℃,反应时间10 h。在此条件下,苯乙烯的转化率为28.92%,环氧苯乙烷的选择性为77.59%,H_2O_2的利用率为96.98%。     

FeMnO/MoNi-ZSM-5复合催化剂合成气直接制芳烃研究

采用共沉淀法制备了FeMnO费托合成催化剂,与MoNi改性ZSM-5复合,制备了FeMnO/MoNi-ZSM-5复合双功能催化剂。在温度310～390℃、压力1.0～5.0MPa、空速976～2650h~(-1)和氢碳比2/3～2的条件下,研究了反应条件对催化剂性能的影响,得到最优的反应条件为:T=370℃,p=4MPa,GHSV=1395h~(-1),n(H_2)/n(CO)=2,BTX和芳烃的总选择性分别达到了47.02%和69.91%。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)和氨程序升温脱附(NH_3-TPD)对复合催化剂进行了表征,金属改性的催化剂比表面积略有减少,催化剂的强酸酸量减少,弱酸酸量增加。     

V_2O_5/γ-Al_2O_3表面酸性和钒价态的调控及其异丁烷脱氢性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了负载高分散氧化钒催化剂(V_2O_5/γ-Al_2O_3),并通过K,Ca,Mg对V_2O_5/γ-Al_2O_3的表面酸性及钒价态进行调控,研究催化剂表面酸性改性的变化规律及与异丁烷脱氢活性和选择性之间的构效关系。采用XRD、XPS、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD和H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,当氧化钒负载量低于7%(w),氧化钒在氧化铝表面处于良好分散状态时,催化剂保持最佳的反应活性和选择性。表征结果显示,碱金属K对V_2O_5/γ-Al_2O_3表面的酸性和V的还原价态具有显著的调节作用,当K添加量(w)为1.5%时,强酸中心几乎被全部抑制,同时保留了适量的弱酸中心,而V的还原价态由2.87+调至3.95+;在1.5%K-V_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢反应340 min后,异丁烷转化率保持在30%以上,异丁烯选择性保持在97%以上。     

四氧化三铁/二氧化硅复合磁性纳米粒子的制备与表征

实验以溶胶-凝胶法,将粒径约10 nm的Fe_3O_4纳米粒子分散在SiO_2凝胶中,制备Fe_3O_4/SiO_2复合磁性纳米粒子。以透射电镜、X射线衍射和磁性能测试对复合纳米粒子进行了表征。结果表明,Fe_3O_4/SiO_2复合纳米粒子呈球形,粒径约46 nm;试样中磁性物质为纳米Fe_3O_4,包履层为非晶SiO_2;Fe_3O_4/SiO_2纳米粒子具有超顺磁性,比饱和磁化强度26 emu/g,磁响应性随Si/Fe摩尔比增加明显下降。该法制备的磁性纳米粒子粒径均匀,分散性良好,并克服了Fe_3O_4粒子制备过程中普遍存在的氧化问题。     

铁柱撑膨润土与H_2O_2联合处理酸性大红模拟染料废水

以天然膨润土为载体,采用离子交换法制备了铁柱撑膨润土(Fe-Bent)催化剂,并与H_2O_2组成类芬顿体系,对酸性大红模拟染料废水进行降解处理;考察了Fe-Bent催化剂用量、H_2O_2浓度、溶液pH、反应温度和反应时间对酸性大红去除率的影响,并对Fe-Bent催化剂进行了XRD表征。表征结果显示,Fe-Bent催化剂中铁以α-Fe_2O_3的形态存在。实验结果表明,在Fe-Bent催化剂用量1.0 g、H_2O_2的浓度6 mmol/L、溶液pH 3.0、反应温度60℃、反应时间80 min的适宜条件下,处理100 mL质量浓度为20 mg/L的酸性大红模拟染料废水,酸性大红的去除率可达94.87%。Fe-Bent催化剂的稳定性较好,循环使用4次后仍具有较高活性。     

负载型双金属催化剂非均相催化甲基橙的氧化分解

以ZnO,Cu(NO_3)_2和MnSO_4等为原料制得ZnO负载铜锰双金属(CMZ)催化剂,并在H_2O_2/NaHCO_3体系中氧化分解甲基橙(MO),通过XPS,AAS,UV-vis等方法分析了CMZ催化剂的组成,考察了反应条件对催化氧化反应的影响,对MO氧化分解原理进行了初步分析。实验结果表明,氧化分解MO适宜的反应条件为:催化剂用量2 g/L,n(H_2O_2)∶n(MO)=160∶1,n(NaHCO_3)∶n(H_2O_2)=1∶1,MO质量浓度20 mg/L,初始pH=8.4,反应温度35℃。在该条件下,反应120min后MO的氧化分解率达到81.17%。该体系适合处理碱性MO废水。