乙炔法合成氯乙烯用无汞催化剂的制备与优化

采用浸渍法制备了四氯化锡为主要活性组分的无汞催化剂,在固定床反应器上评价了该催化剂活性。结果表明,以四氯化锡为主要活性组分的催化剂中加入助剂可明显提高稳定性,催化剂中加入稀土元素稳定性最高,多组分复合催化剂活性和稳定性明显高于单一和双组分催化剂。筛选制备了SnCl_4-CuCl_2-BiCl_3-CeCl_3/C催化剂,在反应温度为120℃,空速为90 h~(-1),V(HCl)/V(C_2H_2)=1.1的条件下进行正交优化,结果表明,22%Sn Cl_4/6%CuCl_2/10%BiCl_3/2%CeCl_3/C催化剂初始转化率可达95.1%,选择性为99.5%。     

乙炔氢氯化新型低汞催化剂的制备与优化

以HgCl2作为基本活性组分,添加贱金属氯化物BiCl3、KCl、CeCl3等作为助剂,乙炔氢氯化新型低汞催化剂的基础配方为5%HgCl2+5%BiCl3+1%KCl+1%CeCl3,将各组分混合溶解,采用超声波辅助浸渍法一步浸渍制备新型低汞催化剂。     

固体超强酸SO_4~(2-)/V_2O_5-Bi_2O_3的制备及其催化合成乙酸正丁酯

采用化学沉淀法、煅烧法和浸渍法制备出了SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂,并采用乙酸正丁酯的酯化合成反应作为探针反应,同时考察了影响SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分摩尔比例n(V2O_5)∶n(Bi_2O_3)=1∶1,浸渍液(NH4)2SO_4浓度为2 mol/L,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h,乙酸正丁酯合成酯化率为90.91%。     

铜铋复合盐催化剂在乙炔氢氯化中的应用

以Bi-Cu氯化盐或磷酸盐为主要活性组分,用等体积浸渍法将活性组分负载在ZSM-5分子筛上,制备了铜铋复合盐无汞催化剂,研究了Bi-Cu氯化盐的配比、磷酸加入量对催化剂活性的影响,考察了焙烧前后的催化活性与稳定性的差异,用无水乙醇代替水作溶剂制备浸渍液,比较了浸渍液的溶剂对催化剂活性的影响。结果表明,催化剂制备的最佳铜铋负载量分别为(wt)15%和20%,加入适量的磷酸能提高催化剂的活性,焙烧后生成磷酸盐能提高催化剂的活性与稳定性,在T=180℃、GHSV(C2H2)=519 h-1、V(HCl)/V(C2H2)=1.05:1的反应条件下,最高的初始活性是工业汞的2.42倍,反应2 h后催化活性依然高于工业汞。用水作溶剂配置浸渍液,少量水解产物Bi OCl在催化剂焙烧转变成磷酸盐时起到非常重要的作用,失活的最主要原因是积炭。     

CWAO法处理噻螨酮生产废水的催化剂研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分,通过加入第二活性组分MnO2和掺人电子助剂La2O3,研制出适用于催化湿式氧化(CWAO)法处理噻螨酮生产过程中产生的高浓度有机废水(CODcr 15 730 mf/L)的复合催化剂.考察了浸渍液中各组分浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响.确定了最佳制备条件.试验结果表明,该复合催化剂在处理此种有机废水时表现出较好的催化活性和稳定性.在230℃,氧气分压为2.5 MPa和pH为7.3的条件下,催化湿式氧化该废水,在120 min内,CODCr去除率达到96.1%,而在相同条件下未加催化剂的湿式氧化CODCr去除率只有50.3%.     

镍基氨分解制氢催化剂的制备及性能

用浸渍法制备Ni/Al_2O_3和Ni/xMo-Al_2O_3催化剂,以氨分解为模型反应,考察Ni负载量、焙烧温度、溶剂和助剂等合成条件对催化剂催化性能的影响,通过XRD和TG-DTG表征方法对催化剂进行表征。结果表明,最佳合成条件:Ni负载质量分数为16%,焙烧温度350℃,采用丙酮为溶剂制备的Ni/Al_2O_3催化剂具有较好的催化活性。500℃添加质量分数3%的助剂Mo可以使Ni/Al_2O_3催化剂的活性显著提高39%,Ni/3%Mo-Al_2O_3催化剂的氨分解率达93.5%。     

催化湿式氧化高浓度十二烷基苯磺酸钠废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分通过对Co3O4的复合和掺入电子助剂CeO2的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)废水的复合催化剂。考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明制备的催化剂在合适的条件使CODCr去除率达到88.4%。     

Ti/Zr助剂掺杂VPO催化正丁烷选择性氧化制顺酐

采用有机相法制备钒磷氧(VPO)催化剂,并在合成过程中加入Ti/Zr助剂,使用微型固定床反应器评价其催化正丁烷选择性氧化制顺酐的性能,考察了不同助剂元素及其化合物形式和添加量对催化剂性能的影响,分析了添加助剂对催化剂晶相及微观形貌的影响. 结果表明,加入助剂未改变催化剂的晶相结构,但促进了活性相(VO)2P2O7生成,且使反应后催化剂微观形貌发生改变,片层更破碎,活性相暴露,同时生成了利于反应的微量V5+;助剂金属Ti和Zr与V元素间的相互作用对催化剂表面P浓度及V价态都有一定影响;与不加助剂的VPO催化剂相比,相同反应条件下,Ti/Zr助剂修饰的VPO催化性能显著提高,摩尔比Zr/V为1.5%的Zr(NO3)4为助剂的催化剂的催化性能最佳,稳定状态下正丁烷的转化率高达99.1%,顺酐收率为54.4%.     

黏土掺混型烟气脱硝蜂窝催化剂的制备及性能

在NH3-SCR脱硝保证催化剂活性前提下,在蜂窝体成型过程中添加高含量的黏土与助剂来减少SCR催化剂活性组分的使用量,可降低烟气脱硝SCR催化剂的成本.考察了不同黏土与成型助剂对蜂窝体物理性能的影响,优化了助剂的添加比例.将优化的黏土成型工艺及参数应用于掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的制作,通过模拟烟气评价催化活性,比较了催化剂的添加量对掺混黏土型蜂窝SCR脱硝催化剂的催化活性及抗硫抗水稳定性的影响.结果表明:以黏土为基本载体的蜂窝SCR催化剂具有较高的催化活性,在固定氨氮比0.8,空速4 050h-1的条件下,自制催化剂2%V2O5-5%WO3/TiO2掺混70%(质量分数)黏土A制得的蜂窝催化剂在250℃时的脱硝率为89%,活性温度窗口为250℃～450℃.170h的抗硫抗水实验中仅在250℃时活性稍有降低,但一直稳定在77%以上,可满足中低温脱硝催化剂的应用要求.     

低浓度CH_4燃烧催化剂制备及其反应性能研究

采用化学共沉淀-凝胶工艺制备纳米γ-Al_2O_3载体,氧化钾(K_2O)、氧化镁(MgO)、氧化铈(CeO_2)为催化助剂,PdO为催化剂活性组分,浸渍法负载催化剂组分。研究了活化升温速率、助剂种类及助剂加入方式对催化剂性能的影响。结果表明,富氧气氛下经缓慢氧化活化后的催化剂表现出较高的活性;浸渍法添加助剂的催化剂活性高于共沉淀法加入助剂的催化剂;助剂K_2O、MgO和CeO_2均能够提高催化剂活性,除K_2O外,催化剂活性随着助剂的含量增加而增大,其中20%CeO_2的催化剂表现出较高的催化活性。     

稳定的钌基离子液体催化液相乙炔氢氯化

为了有效提高液相乙炔氢氯化反应的催化活性和催化稳定性,制备了一种新型钌(Ru)基离子液体,作为该反应液相体系的催化剂,考察了离子液体中阳离子的种类对催化活性的影响,筛选出一种活性最佳阳离子对应的盐酸盐,通过使用N-甲基吡咯烷酮和HCl一步制得[Hnmpo]Cl。随后对[Hnmpo]Cl-RuCl₃催化反应的工艺条件进行优化,筛选出最适宜反应条件为:反应温度170℃,乙炔空速50 h^-1,进料比V(HCl)/V(C₂H₂)=1.15,反应前通HCl活化时长为30 min,乙炔转化率可达89.6%,氯乙烯选择性超过99.5%,并且反应140 h之内均无下降趋势。通过TGA、FTIR、ESI-MS和XPS等表征和理论计算,证实该离子液体的阴阳离子间存在较强的相互作用,并确认了其具体存在形式,反应过程积碳量仅为0.51%,体现出较强的稳定性。随后制备了(0.007 5 mol·L^-1)RuCl₃-(0.022 5 mol·L^-1)SnCl₂/[Hnmpo]Cl双金属离子液体催化剂,在同样的最适宜反应条件下,进行了寿命测试,结果显示反应700 h,乙炔转化率仍在96.1%以上。通过ICP-OES、XPS和UV-Vis等表征和理论计算,发现活性物种Ru在反应前后几乎无任何损失,发现体系内高价态的Ruⁿ⁺(3≤n≤4)含量保持较高水平是决定催化稳定性的关键。计算表明,SnCl₂的引入给Ru提供了新的Cl原子配位,增强了离子液体对HCl的吸附和活化能力,稳定了Ru的价态,防止活性位C₂H₂过量引起还原失活,因此双金属离子液体有着更优异的催化活性和稳定性,并根据DFT计算提出了循环催化反应机理。     

Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂在VOC净化处理中的催化性能

采用浸渍法制备Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂,考察贵金属Pd和Pt负载量、助剂种类及负载量、空速对催化甲苯燃烧活性的影响。结果表明,适宜的贵金属负载量和助剂可极大提高Pd-Pt/Al_2O_3催化剂活性,当Pd和Pt质量分数分别为0.05%和0.005%、助剂Ce质量分数为1%时,Pd-Pt-Ce/Al_2O_3催化剂在低温条件下表现出较好的催化性能。空速对催化剂的催化活性影响较为明显,适宜的空速低于20 000 h-1。     

助剂对4-甲氧基苯酚一步加氢制备4-甲氧基环己酮用Pd/C改性研究

以不同助剂改性自制的Pd/C催化剂,考察催化剂改性对4-甲氧基苯酚加氢性能影响。结果表明,EDTA·2Na改性对催化剂性能影响较小;NaNO_2和ZnCl_2改性后,催化剂活性明显降低,但催化剂选择性提高;Na HCO_3、Na_2CO_3和Na_2B_4O_7改性后,催化剂活性和选择性均显著提高;Na_2B_4O_7-ZnCl_2改性,Pd/C效果最好,4-甲氧基环己酮选择性大于97%,催化剂具有良好稳定性。     

乙炔氢氯化过程中铜基催化剂的制备及催化性能

采用球形活性炭为载体,制备了用于乙炔氢氯化反应的载Cu催化剂, 并采用TEM进行了表征。在常压固定床反应器中考察了溶剂、酸洗液、Cu的负载量、焙烧温度对Cu/C催化剂性能的影响。结果表明, 以1 mol/L盐酸为溶剂,1 mol/L H₃PO₄为活性炭酸洗液,Cu的负载量为15%,焙烧温度为500℃时,该催化剂具有较高的分散度和反应活性。空速180 h^-1、V(HCl)/V(C₂H₂)=1.1、Cu的负载量为15%、温度180℃时,乙炔氢氯化反应的转化率可达68%以上, 氯乙烯选择性不低于99.5%,同时具有较好的稳定性; 在空速为540 h^-1时, 其催化活性会因活性组分的团聚结晶而降低。     

合成氯乙烯低汞催化剂制备

采用不同工艺条件制备氯乙烯低汞催化剂,利用固定床反应器对催化剂进行活性评价,筛选转化率和选择性较高的催化剂制备条件。结果表明,与等体积浸渍法相比,由于过饱和浸渍法制得的催化剂负载更多的Hg Cl2,在反应前期,催化剂活性较低,随着反应时间的延长,催化剂被完全激活,活性超过等体积浸渍法制备的催化剂。浸渍时间、水浴温度和溶液p H均影响活性炭对Hg Cl2的吸附量,在浸渍时间6 h、水浴温度60℃和p H=1条件下,控制Hg Cl2质量分数为5.35%,120℃干燥20 h制备的催化剂具有较理想的活性。复合助剂的加入有助于提高催化剂活性与热稳定性,当n(Hg Cl2)∶n(Ce Cl3)∶n(KCl)=1∶1∶1时拥有更高活性,添加更多助剂堵塞活性炭孔道,降低催化剂活性。     

WO_3负载量对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用V_2O_5/WO_3-TiO_2作为脱硝催化剂,考察活性组分V_2O_5和助剂WO_3负载量对催化剂脱硝活性和抗硫抗水性能的影响。结果表明,3%V_2O_5/x WO_3-TiO_2催化剂(x=3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%)上NOx转化率随着WO_3负载量增加而升高,催化剂反应温度窗口不断拓宽。单独通水蒸汽及同时通SO2和水蒸汽对催化剂的毒害作用均较强,表明H2O和NH3的竞争吸附是催化剂抗硫抗水性能较差的重要原因。SO_2与H_2O和NH_3反应生成亚硫酸铵盐和硫酸铵盐,导致催化剂孔隙堵塞,催化活性降低。     

乙炔氢氯化制氯乙烯Pt/C催化剂的性能

以PtCl₄和PtCl₂为活性组分,活性炭为载体,采用浸渍法制备Pt/C催化剂,考察Pt/C催化剂用于乙炔氢氯化制取氯乙烯的催化性能,并采用热重分析、N₂等温吸附-脱附和H₂-TPR等方法对Pt/C催化剂进行表征。结果表明, 加入少量Pt(Ⅱ)（质量分数20%）有利于提高催化剂的初始活性,但加剧了催化剂失活。而活性组分被还原是催化剂失活的主要原因,反应过程中积炭堵塞微孔结构也是导致催化剂失活的原因。     

预处理对Ru/Al_2O_3催化马来酸二甲酯加氢影响

采用吸附-沉淀法制备负载Ru质量分数为1.0%的Ru/Al_2O_3催化剂,以马来酸二甲酯催化加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,详细考察预处理条件对Ru/Al_2O_3催化剂加氢性能的影响,并对其进行XRD、TEM和H2-TPR表征。结果表明,焙烧温度越高,催化剂催化活性越低;直接还原活化所得催化剂活性高于空气中焙烧后还原活化所得催化剂。以甲醇为溶剂,在70℃和1.0 MPa条件下,直接还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率达100%,丁二酸二甲酯选择性约100%。相同时间内,空气焙烧后还原活化所得Ru/Al_2O_3催化剂上马来酸二甲酯转化率接近25%,继续延长反应时间,马来酸二甲酯转化率几乎不变。经高温焙烧还原后,活性组分Ru烧结;直接还原活化后,活性组分Ru高度分散。     

ZrOCl_2-H_2SO_4/γ-Al_2O_3催化剂的制备及对1-丁烯齐聚反应的催化性能

以γ-Al_2O_3为载体,负载Zr OCl_2和H_2SO_4制备Zr OCl_2-H_2SO_4/γ-Al_2O_3催化剂,并用于1-丁烯齐聚反应。采用气相色谱在线分析,确定产物组成,考察制备条件对催化剂催化活性的影响,通过1-丁烯转化率和主产物选择性确定适宜的反应条件。结果表明,在Zr OCl_2和H_2SO_4负载质量分数为4.5%和焙烧温度500℃条件下制备的催化剂,在反应温度140℃、1-丁烯液时空速2 h-1和N2分压1.4 MPa条件下,表现出较好的催化活性,1-丁烯转化率96.77%,产物以二聚体(C8)为主,选择性85.99%。该催化剂失活后容易再生,且催化活性良好,1-丁烯转化率92.73%,C8选择性86.73%。     

含钛高炉渣制备SCR烟气脱硝催化剂

以含钛高炉渣为原料,稀硫酸为溶剂提取钛液,钛液经水解、高温焙烧后制得高比表面积的TiO₂,并以其为载体采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃/ TiO₂催化剂。优化了含钛高炉渣的酸解条件,对所得TiO₂进行了XRD、XRF、BET表征,用自制催化剂评价系统考察了所制备催化剂的脱硝性能及抗硫抗水性能。结果表明：H₂SO₄浓度40%、酸渣比1.5、酸解温度80℃、酸解时间3 h条件下,TiO₂浸出率可达90%,水解产物主要为锐钛型TiO₂,纯度达到74%,含有21.2%无定形SiO₂及少量其他杂质。SiO₂的存在提高了产物的比表面积、孔径,有利于活性组分的负载。以含钛高炉渣基TiO₂为原料制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂相比于以商业TiO₂和TiOSO₄制备的催化剂,在250～450℃具有更高的催化活性,且在300℃具有较好的抗硫抗水性能。