基本有机化学工业

TQ221.11TQ426.8200612105La掺杂的Ni/γ-Al2O3用于甲烷部分氧化反应机理〔刊〕/叶季蕾,段华超…(天津大学化工学院工业催化与工程系)∥天然气化工.-2006,31(2).-34~38用共沉淀法制备镧改性的Ni/γ-Al2O3催化剂催化甲烷部分氧化反应,表现出较高的活性和稳定性。BET,TPR和XRD表征说明镧的加入提高了催化剂的比表面积,降低了催化剂活性组分还原温度,提高了载体稳定性。最后提出一种在La-Ni/γ-Al2O3催化剂上甲烷部分氧化反应的机理。图7表1参12(许德联摘)TQ221.21TQ426.8200612106乙烯齐聚催化剂的研究进展〔刊〕/介素云,张树…(…     

不同载体的镍基催化剂在甲烷部分氧化反应中的催化行为

考察了不同载体(SiC、Al2O3、SiO2、Si)负载的Ni基催化剂在甲烷部分氧化反应中的活性和稳定性。结果表明,30h内Ni/Si和Ni/SiO2催化剂的活性下降很快,而以SiC和Al2O3为载体的催化剂则具有非常高的活性和稳定性。对Ni/SiC和Ni/Al2O3催化剂,考察了它们在264h内的活性和稳定性,并对其进行表征。评价结果显示,长时间运转后Ni/SiC比Ni/Al2O3具有更好的活性和稳定性,积炭量明显少于Ni/Al2O3。     

甲烷部分氧化制合成气反应中Ni基催化剂的研究

在固定床流动反应器中,在反应温度800℃、空速1 0×105h-1、n(CH4)/n(O2)/n(N2)为2/1/1的条件下,测定了质量分数为10%Ni/α-Al2O3、10%Ni/γ-Al2O3催化剂用于甲烷部分氧化制合成气的活性和稳定性。结果表明,一定反应条件下,10%Ni/α-Al2O3催化剂的活性和稳定性均高于10%Ni/γ-Al2O3催化剂。10%Ni/γ-Al2O3催化剂经800℃还原和800℃反应后的比表面积下降以及催化剂在反应过程中的积碳都是导致催化剂稳定性下降的原因。     

耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整用镍系催化剂碱金属与碱土金属改性研究

在考察了多种过渡金属和稀土金属的基础上,选择了铈作为助剂,制备了Ni-Ce/Al2O3催化剂,系统地考察了碱金属如钠和钾,碱土金属如镁、钙、锶和钡对于耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应的影响,认为碱金属的加入降低了催化剂的稳定性,碱土金属的加入不仅提高了催化剂活性,而且提高了催化剂的稳定性。     

不同载体铈基催化剂部分氧化甲烷制合成气研究

研究不同载体(TiO2,MgO和Al2O3)负载的铈基催化剂在熔融盐中利用晶格氧直接部分氧化甲烷制合成气。结果表明:反应温度升高对10%CeO2/MgO催化剂的CH4转化率和H2选择性影响较小,且反应开始阶段几乎检测不到CO的存在;在反应温度825℃前10%CeO2/Al2O3催化剂的CH4转化率、H2选择性和10%CeO2/MgO催化剂相差不大,但随反应温度的升高CH4转化率、H2选择性远高于10%CeO2/MgO催化剂,并且10%CeO2/Al2O3催化剂具有最大的比表面积;10%CeO2/TiO2催化剂的活性较小,其CH4转化率、CO和H2选择性都低于10%CeO2/Al2O3催化剂。研究800℃反应温度下3种催化剂的氧化-还原循环性能,结果表明:5次循环反应后10%CeO2/MgO、10%CeO2/TiO2和10%CeO2/Al2O3催化剂均出现衰减现象,衰减程度分别为31.4%、14.8%和6%。10%CeO2/Al2O3催化剂表现出较好的热稳定性。     

改性的Ni基催化剂上CO甲烷化性能的研究

采用浸渍法制备了NiO/Al2O3,NiO/TiO2-Al2O3,NiO-La2O3/Al2O3,NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,考察了4种催化剂的CO甲烷化性能,并利用TG-DTG方法表征催化剂表面的积碳量。实验结果表明,NiO/TiO2-Al2O3,NiO-La2O3/Al2O3,NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,即TiO2和La2O3改性的NiO/Al2O3催化剂的CO甲烷化反应活性均有所提高,其中NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂的活性、稳定性和抗积碳能力最好;采用NiO-La2O3/TiO2-Al2O3催化剂,CO甲烷化反应的适宜条件为:反应温度450℃、反应压力1.5 MPa、GHSV=10 000 h-1,在此条件下,CO转化率为99.5%,CH4收率和选择性均为98.1%。     

La取代对甲烷燃烧催化剂钡铁六铝酸盐性能促进作用的研究

用碳酸铵水溶液共沉淀法制备Ba1-xLaxFeAl11O19-δ六铝酸盐型催化剂,以甲烷燃烧为探针反应考察催化剂的氧化活性.甲烷催化燃烧的结果表明,La部分取代Ba可以提高催化剂的甲烷燃烧活性,随La取代量的增加,催化剂的起燃温度发生规律性变化,镧、钡之间存在最佳配比,其中活性最好的催化剂为Ba0.2La0.8FeAl11O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃温度仅有495℃(V(CH4)/V(O2)/V(N2)=1/4/95).XRD和SEM结果表明,不同含量镧搀杂的材料经1200℃/5h焙烧呈现典型的六铝酸盐结构特征,不同温度的焙烧实验表明,搀杂镧能够促进六铝酸盐相的形成.Diffuse UV-Vis表征催化剂结构中铁呈+3价,DiffuseUV-Vis和FTIR表征结果表明,Ba、La、Fe之间存在协同作用.     

具有镁铝尖晶石壳层镍基甲烷化催化剂制备及性能

通过用葡萄糖络合镁溶液浸渍球磨为纳米颗粒的拟薄水铝石的方法制得具有镁铝尖晶石壳层的Mg Al2O4@γ-Al2O3复合载体,然后以硝酸镍作为催化活性组分,镧、钴、锰的硝酸盐作为助剂,采用浸渍法制备了一系列具有镁铝尖晶石壳层的镍基催化剂。利用XRD和BET对催化剂进行了表征,并在固定床反应器中评价了催化剂的合成气甲烷化反应性能和长期稳定性,考察了镍含量、不同助剂等对催化剂结构和性能的影响。结果表明,制备Mg Al2O4@γ-Al2O3复合载体中,一定的镁含量会在γ-Al2O3颗粒表面形成Mg Al2O4壳层,镁含量太高时还会出现Mg O物相。在Ni O质量分数为7.5%~44.8%的范围内,催化剂表现出了很好的催化性能,添加镧助剂的催化剂具有更高的催化活性,其中11.2%Ni O-2.6%La2O3/Mg Al2O4@γ-Al2O3催化剂在常压和240℃条件下,CO转化率为98.9%,CH4选择性为97.0%,并且在260℃~700℃反应温度范围内,经过多次升、降反应温度和1150h的长期稳定性测试,表现出了很好的稳定性和耐热冲击性能。     

载体织构对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂结构和甲烷化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了4种不同γ-Al2O3为载体的负载型Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,通过BET、XRD和H2-TPR等表征手段对载体和催化剂进行了表面微观结构分析,并考察了其低温浆态床催化CO甲烷化反应的活性和稳定性。结果表明,载体γ-Al2O3的表面织构性质对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂活性物质Ni的分布和甲烷化活性影响较大。比表面积和平均孔径分别为192m2/g和5.8nm的γ-Al2O3载体具有较好的低温浆态床CO甲烷化活性,有利于活性组分的分散,且与γ-Al2O3表面作用较强的β-NiO含量较多,还原后活性物质Ni晶粒较小,形成的活性中心数量多,甲烷化活性及稳定性较好,CO的平均转化率和CH4平均选择性分别达到97.0%和89.0%。而以比表面积较大的高硅γ-Al2O3载体制备的催化剂,游离态α-NiO含量较多,还原过程中容易迁移和团聚,形成较大的Ni晶粒,催化剂的活性和稳定性均差,CO的初始转化率为85.5%,反应17h后活性急剧下降。     

助剂对钼基催化剂耐硫甲烷化性能的影响

以仲钼酸铵(AHM)和硫粉为原料,利用热分解法制备了非负载型钼基催化剂,并考察了添加三种助剂对钼基催化剂耐硫甲烷化性能的影响。结果表明,添加Co助剂抑制了甲烷化反应活性,添加Zr、Al助剂既维持了催化剂原有活性又提高了催化剂的稳定性。进一步考察了不同Al2O3添加量对钼基催化剂反应性能的影响,发现m(Al2O3)/m(AHM)为0.2时所制备的钼基催化剂的稳定性最好。采用BET、XRD、TEM技术对催化剂进行了表征,发现添加Al2O3可以提高MoS2的分散度,防止MoS2的聚集,这是导致催化剂稳定性提高的主要原因。     

固体碱催化剂上生物油催化酯化改质

采用湿混法制备了以γ-A l2O3为载体的固体碱催化剂(M gCO3/γ-A l2O3,Na2CO3/γ-A l2O3,CaCO3/γ-A l2O3,K2CO3/γ-A l2O3),将K2CO3/γ-A l2O3催化剂用NaOH溶液浸渍得到K2CO3/γ-A l2O3-NaOH催化剂。以乙酸和乙醇的酯化反应为模型反应,对所制备的固体碱催化剂的酯化反应活性进行了评价,并在筛选出的酯化反应活性较高的K2CO3/γ-A l2O3催化剂上,对生物油催化酯化改质进行了研究。实验结果表明,生物油经催化酯化改质后,运动黏度显著降低,流动性增强,稳定性提高;改质后生物油的pH由2.60升到5.35,运动黏度降低了86.2%,热值提高了45.8%;同时,改质后的生物油中酸类物质含量减少、酯类物质含量增加,挥发性和难挥发性的有机羧酸转化为酯。     

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。     

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...     

MgO对γ－Al_2O_3结构稳定性及负载Pt－Pd催化剂氧化性能的影响

考察了添加ＭｇＯ对γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３结构稳定性及负截Ｐｔ－Ｐｄ催化剂氧化性能的影响。结果表明，添加ＭｇＯ使γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３在高温下能保持较好的结构稳定性，并在一定程度上阻止了γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３的烧结，提高其耐热性。ＭｇＯ的引人使Ｐｔ－Ｐｄ／γ－Ａｌ＿３Ｏ＿３催化剂对正己烷的氧化活性有明显的提高，对苯和正丁醇的氧化活性有一定程度的提高。     

Co-La/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛选择加氢制备肉桂醇

研究了肉桂醛选择加氢制备肉桂醇的Co-La/γ-Al2O3催化剂,考察了助剂La含量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等对催化剂加氢性能的影响。研究表明,La的加入较大地提高了催化剂的活性,当焙烧温度为823K时催化剂活性最高。在p(H2)为2 0MPa、单位体积肉桂醛的催化剂用量为0 2g/mL、反应时间为1h的条件下,肉桂醛的转化率为17 78%,肉桂醇的选择性为89 18%。Co-La/γ-Al2O3催化剂催化的加氢反应不存在诱导效应,在反应前期(3h)转化率增加较快,肉桂醛的转化率达59 83%,肉桂醇的选择性为92 01%,适宜的催化剂用量为0 24～0 28g/mL。     

Ru-La-O/γ-Al_2O_3复合催化剂上CO选择性氧化脱除及再生

采用分步浸渍法制备了一系列Ru1-Lax-Oy/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中进行CO选择性氧化催化性能研究。考察了催化剂上不同La2O3添加量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响,并通过TPR、XRD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,添加w(La)=10%的Ru1-La10-Oy/γ-Al2O3催化剂在110℃～170℃温度区间具有99%以上的CO转化率,并且催化剂的选择性相对较高。经氮气、氢气及氧气再生处理后的Ru1-La10-Oy/Al2O3催化剂,其催化活性有所不同,其中经氧气处理后的催化剂,表面吸附氧含量较高,活性恢复较好。     

甲烷部分氧化制合成气中助剂对Ni基催化剂性能的影响

在固定床微反应器流动反应系统中,测定了添加助剂铈、镧和钙对催化剂反应性能的影响并对催化剂进行了热失重和比表面的测定,研究结果表明,对于以a Al2O3为载体的镍基催化剂,添加助剂后,CO的选择性和CH4的转化率均有明显提高。而对于以γ Al2O3为载体的镍基催化剂,添加助剂后的效果不如前者那么明显。助剂铈对催化剂的性能改善最好。     

助剂对Pt/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

采用一系列金属氧化物助剂(Ce,Sn,Zn,V,La,C r,Fe,Zr,M n的氧化物)对Pt/γ-A l2O3催化剂进行修饰,通过丙烷催化脱氢反应考察了不同助剂对Pt/γ-A l2O3催化剂脱氢性能的影响。研究结果表明,经修饰的Pt/γ-A l2O3催化剂的脱氢性能有不同程度的改善。加入CeO2,SnO2,ZrO2助剂,Pt/γ-A l2O3催化剂的丙烷脱氢活性显著提高,丙烷的初始转化率分别提高了9.2%,8.2%,8.1%;加入ZnO助剂,丙烯选择性显著提高,丙烯初始选择性高达97%;SnO2助剂对改善Pt/γ-A l2O3催化剂的稳定性效果最好。采用氢气程序升温还原对催化剂进行表征,表征结果显示,金属氧化物助剂经还原后仍以氧化态形式存在,未以单质形式与铂形成合金。     

α-Ni/γ-Al_2O_3催化剂催化一氧化碳甲烷化反应的研究

在连续流动固定床装置上考察了α-Ni/γ-Al2O3催化剂制备方法和反应空速对一氧化碳甲烷化反应的影响。与其他方法制备的催化剂相比,采用研混还原法制备的催化剂活性较高,在n(CO):n(H2)=1:3、常压、593K及空速2500h-1反应条件下,研混还原法制备的w(Ni)为15%的α-Ni/γ-Al2O3催化剂催化一氧化碳合成甲烷的选择性达90%以上,一氧化碳的转化率接近100%。采用BET、XRD及TEM等技术对催化剂进行了表征。     

K与Cr改性Ni-Cu催化剂对月桂腈加氢反应的影响

采用浸渍法制备了γ-Al2O3和SiO2负载Ni-Cu催化剂,用K和Cr进行了改性,用H2-TPD表征了催化剂H2吸附能力,TPR表征催化剂表面Ni的价态,并考察该系列催化剂用于月桂腈加氢反应的性能.结果表明,γ-Al2O3作为载体催化剂H2吸附能力明显高于SiO2作为载体的催化剂,K和Cr联合改性Ni-Cu/γ-Al...