Al_2O_3载体对丙烷脱氢制丙烯Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂性能的影响

以七种拟薄水铝石为原料得到不同Al_2O_3载体,一步制备了Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂并应用于丙烷脱氢制丙烯反应。借助XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和热分析等表征手段研究了Al_2O_3载体的物理结构、Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂的表面酸性特征及催化剂的积碳行为。实验结果表明,与γ-Al_2O_3相比,θ-Al_2O_3的比表面积和孔体积较小,平均孔径较大,表面酸中心数量较少,酸强度较弱;氧化铝载体的孔道特征能够直接影响到丙烷脱氢催化剂的性能,只有使用平均孔径较大且孔体积较大的氧化铝载体制备的Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂才能在丙烷脱氢制丙烯反应中表现出优异的催化性能。     

Ni/TiO_2-Al_2O_3裂解汽油一段选择加氢催化剂的研究

分别以Al_2O_3和TiO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Ni负载量相同的裂解汽油一段选择加氢催化剂Ni/Al_2O_3和Ni/TiO_2-Al_2O_3;采用X射线衍射、低温N_2物理吸附、压汞法和氢程序升温还原等方法对载体和催化剂进行了表征,并对催化剂的活性和选择性进行了评价。表征结果显示,TiO_2-Al_2O_3载体中TiO_2的晶相为β-TiO_2,Al_2O_3为无定形相;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近70%,而Ni/Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近50%;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的还原温度低于Ni/Al_2O_3催化剂。催化剂的评价结果表明,在反应温度65℃、反应压力2.8 MPa、液态空速4 h~(-1)、H_2与裂解汽油体积比为500:1的条件下,Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的加氢活性和选择性高于Ni/Al_2O_3催化剂。     

复合载体TiO_2/Al_2O_3的合成与表征

采用改进的溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO_2/Al_2O_3复合载体,研究了模板剂十二烷基胺的用量对TiO_2/Al_2O_3复合载体孔结构的影响,通过XRD,TEM和BET等对TiO_2/Al_2O_3复合载体进行了表征。实验结果表明,随着模板剂十二烷基胺用量的增加,复合载体的比表面积和孔容/孔径均有不同程度的增加,模板剂的最佳用量(以硝酸铝的质量计)为0.5%。XRD分析结果表明,复合载体中的TiO_2和Al_2O_3分别以锐钛矿和γ-Al_2O_3晶型存在,为没有痕量的金红石相,表明TiO_2高度分散在Al_2O_3表面。     

用于富氢气体中一氧化碳优先氧化的大孔结构-整体式CuO-CeO_2/Al_2O_3催化剂的性能

以聚苯乙烯为模板剂,通过填充铝溶胶,焙烧制备了大孔结构-整体式Al_2O_3载体,再通过浸渍法制备大孔结构-整体式CuO-CeO_2/Al_2O_3催化剂,利用SEM,XRD,H_2-TPR等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的CO优先氧化(PROX)性能。表征结果显示,大孔结构-整体式CuO-CeO_2/Al_2O_3催化剂中CuO处于高分散状态,主要以粒径为200 nm的聚集体均匀分布在载体孔壁上;催化剂用于PROX过程中时,在反应温度140~160℃,气态空速21 000 h~(-1)下可将富氢气体中CO浓度降低至100×10~(-6)以下。该方法可实现反应器的小型化。大孔结构-整体式CuO-CeO_2/Al_2O_3催化剂的活性组分负载厚度薄,孔道四通八达(更弯曲),具有更低的扩散限制;催化剂的选择性大于破碎后的催化剂,说明催化剂仍然存在扩散阻力,具有改进的空间。     

Ni/Al_2O_3催化剂上甲烷自热重整制合成气反应

以Al_2O_3为载体制备了Ni/Al_2O_3催化剂,利用XRD和N_2吸附等方法对催化剂进行了表征,考察了催化剂在甲烷自热重整制合成气反应中的催化性能,并研究了反应过程及再生过程中催化剂结构的变化规律。表征结果显示,随Ni负载量的增加,还原态Ni/Al_2O_3催化剂的比表面积和孔体积均逐渐减小。平均孔径则随Ni负载量的增大呈先增大后减小的趋势。实验结果表明,Ni/Al_2O_3催化剂进行甲烷自热重整反应时,当催化剂上Ni负载量较低,反应达到稳定状态所需的过渡期较长。在甲烷自热重整反应开始初期,催化剂上Ni粒子会发生一定程度的聚集,但反应3 h后,Ni粒子的结构趋于稳定。Ni/Al_2O_3催化剂经5次再生后,性能未发生明显变化,但随再生次数的增多,反应达到稳定状态所需时间逐渐延长。Ni/Al_2O_3催化剂较适宜的Ni负载量(w)为5%~11%。     

磷对Re基催化剂上丁烯自歧化反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同磷含量的Re2O7/γ-Al2O3催化剂,同时以混合丁烯为原料,在固定床反应器上考察了该催化剂在混合丁烯自歧化反应中的催化性能,并采用XRD、NH3-TPD、H2-TPR、N2吸附和TG等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,磷的引入增加了催化剂的酸量和不易还原Re物种的含量,有利于提高催化剂在丁烯自歧化反应中的稳定性。当磷含量为8%(相对于载体质量)时,催化剂的比表面积下降明显,反应稳定性降低。以5%P-1%Re2O7/γ-Al2O33(磷含量5%(w),Re2O7负载量1%(w))为催化剂,在80℃、1.0 MPa、n(1-丁烯)∶n(2-丁烯)=3、混合丁烯WHSV=1.2 h-1、催化剂用量4.9 g的条件下,混合丁烯自歧化反应连续进行55 h,丁烯转化率达到50%以上,丙烯收率达到12%以上。     

混合丁烷在Cr/Al_2O_3催化剂上的脱氢性能

以Cr/Al_2O_3为催化剂催化混合丁烷脱氢,采用SEM技术对催化剂进行表征,考察了反应温度和液时空速对混合丁烷脱氢性能的影响,并分析了正丁烷脱氢反应的产物分布。表征结果显示,Cr/Al_2O_3具有较好的球形形态,粒径36~135μm。实验结果表明,Cr/Al_2O_3对混合丁烷脱氢具有较高的催化活性,在反应温度540℃、液时空速2.5 h~(-1)时,100%(w)正丁烷的转化率达30%以上,正丁烯选择性接近80%;在反应温度540℃、液时空速2.5 h~(-1)时,混合丁烷中正丁烷含量(w)为40%~100%时的转化率达30%以上,丁烯选择性达90%以上;在反应温度540~560℃、液时空速2.0~2.5 h~(-1)时,混合丁烷中正丁烷含量低于40%(w)时的转化率为33%~45%,丁烯选择性达90%以上。正丁烷脱氢反应产物中反丁烯的选择性最高,顺丁烯次之,1-丁烯最低。     

WO_3/MSU催化剂的制备、表征及其1-丁烯歧化性能研究

采用自制的高比表面MSU介孔分子筛为载体,制备了系列歧化催化剂,对其进行XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR和29Si MAS NMR表征,并评价了其1-丁烯歧化反应性能。结果显示高比表面载体和合适的WO3负载量有利于提高活性组分在载体表面的分散度,从而抑制了烯烃双键异构化反应,提高歧化反应的活性和选择性。在400℃、0.5MPa,1-丁烯的质量空速为10h-1的反应条件下,1-丁烯自动歧化反应的转化率可达50%,目标产物(乙烯+丙烯+己烯)选择性达80%以上。     

Ag助剂对Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂催化环戊二烯选择加氢性能反应的影响

以TiO_2-Al_2O_3复合氧化物为载体,Ni为主活性组分,依次考察了Ni的负载量、助剂金属(Co、Cu、Zn、La和Ag)的种类和含量对催化剂催化环戊二烯选择加氢反应的影响。实验结果表明,5种助剂中,Ag可以最大程度地提升Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的选择加氢活性和提高环戊二烯的转化率及环戊烯的选择性。催化剂的Ni负载量为15%,Ag助剂的加入量为3.0%时,在反应温度45℃、反应压力0.5 MPa、氢/烃(摩尔比)1.2、液体体积空速8.0h~(-1)的条件下,环戊二烯的转化率大于92.5%,环戊烯的选择性大于91.5%。催化剂在200h稳定性考察实验中,呈现较好的稳定性。BET测试结果表明,Ag-Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的比表面积为142.7m~2/g,孔体积为0.41mL/g,孔集中分布在4~9nm之间,最可几孔径为7.1nm;XRD测试结果表明,Ag助剂的加入使NiO的晶粒变小并在载体表面分散的更均匀,而使TiO_2的晶粒变大并在载体表面聚集,减弱了NiO与载体中TiO_2的相互作用;TPR测试结果表明,Ag助剂的加入使催化剂的氢还原峰向低温方向移动了80℃以上,使催化剂更容易还原活化。     

钼负载型催化剂上乙烯与2-丁烯歧化制丙烯

通过研究不同载体负载Mo催化剂的乙烯和2-丁烯歧化制丙烯的反应性能,考察K、Mg和La等金属助剂和P、B、F和Cl等非金属助剂对Mo基催化剂活性和稳定性的影响,表明K、Mg和La有利于提高催化剂的稳定性。在此基础上,研制出在较低反应温度下具有较高活性和选择性的Mo/Z催化剂,在固定床反应器、60～70℃、1 0MPa和乙烯/2-丁烯摩尔比1 5～3的条件下,MgMo/Z上的乙烯和2-丁烯歧化反应连续进行120h,2-丁烯转化率为60%～90%,丙烯选择性达90%以上。     

纳米CeNi/Al_2O_3催化剂的结构和性能

利用H2+Ar等离子体法制备具有Ce壳的纳米Ni粒子,并用球磨法负载到载体Al2O3上制得CeNi/Al2O3催化剂。同时用浸渍法制备CeNi/Al2O3催化剂。利用SEM,BET,XRD,TPR等方法,对两种催化剂进行了表征。实验证明焙烧后纳米CeNi粒子被完全氧化,且分布在载体表面,在280℃能完全还原;而浸渍法制备的催化剂的活性组分和载体结合力较强,难以还原。在还原温度低于500℃时,纳米CeNi/Al2O3催化剂的苯加氢活性高于浸渍法制备的催化剂。     

磷助剂对K_2WO_4/Al_2O_3催化合成甲硫醇的影响

采用溶胶凝胶法,并引入不同含量的磷助剂,制备了K_2WO_4/P_xAl_2O_3催化剂,采用XRD、N_2吸附-脱附、FTIR、原位吡啶吸附FTIR和NH_3/CO_2-TPD等技术,考察磷含量对催化剂结构和酸碱性质及催化甲醇与硫化氢反应性能的影响。表征结果显示,随磷含量(w)由0.5%增至4.0%,催化剂的比表面积变化不大,而平均孔径和孔体积略有增加,催化剂活性组分的晶粒变小;含磷助剂的催化剂表面不含B酸,随磷含量的增加,催化剂的表面酸强度先增强后减弱,而碱量降低;在磷含量为1%(w)时,催化剂的活性最高,比不含磷的催化剂高约2.3%。     

焙烧温度对Al2O3载体及Pd／Al2O3催化剂性能的影响

采用CO2气体成胶制备了Al2O3载体,考察了载体焙烧温度对载体和相应Pd／Al2O3催化剂物理化学性质及催化性能的影响,并采用X射线衍射、BET等技术对载体及催化剂性能进行了表征。结果表明,随焙烧温度的升高,载体的比表面积、孔容减小,平均孔径逐渐增大,孔分布较集中。所制得的拟薄水铝石较纯净。400—800℃焙烧时,Al2O3载体只有γ—Al2O3晶型;1050℃时,主要以θ-Al2O3为主;到1250℃已完全转变为α—Al2O3。Pd／Al2O3催化剂均具有较高的双烯加氢活性和选择性,其中以970℃和1050℃焙烧载体制备的催化剂为最优。     

固体碱KF/Al_2O_3的制备及其酯交换催化性能

采用浸渍法制备了KF/Al_2O_3固体碱催化剂,并应用在大豆油与甲醇的酯交换反应中,探索了催化剂制备条件和酯交换反应条件;采用SEM,XRD,TG-DTA等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,当KF负载量(基于Al_2O_3载体的质量)为40%时,在773 K下焙烧3 h,可制得催化活性较高KF/Al_2O_3催化剂。XRD与TG-DTA表征结果显示,KF/Al_2O_3催化剂的活性是因KF与Al_2O_3经高温焙烧产生了新的晶相K_3AlF_6。在n(甲醇):n(大豆油)=12:1、催化剂用量(基于大豆油的质量)为3%、回流状态下反应3 h,生物柴油的收率可达83.7%。     

湿混捏法CoMo/Al_2O_3催化剂用于Claus反应尾气加氢转化反应

采用湿混捏法制备了C laus反应尾气加氢CoM o/A l2O3催化剂;以SO2的加氢反应和CS2的水解反应为指标反应,考察了CoM o/A l2O3催化剂对C laus反应尾气的加氢转化活性,并与浸渍法CoM o/A l2O3催化剂进行对比;考察了湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂的Co和M o含量及反应条件对C laus反应尾气加氢转化活性的影响。实验结果表明,在同等金属含量的条件下,湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂的SO2加氢和CS2水解活性比浸渍法CoM o/A l2O3催化剂的活性高;湿混捏法CoM o/A l2O3催化剂较适宜的M oO3的质量分数为10.0%、CoO的质量分数为2.0%;较适宜的C laus反应尾气加氢转化反应温度为260~300℃,空速为1 250~1 750h-1。在此条件下,SO2加氢和CS2水解转化率可达100%。     

制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

分别采用均匀沉淀法、沉淀法和浸渍法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,在常压固定床反应器中评价了Ni/Al_2O_3催化剂在乙醇水蒸气重整制氢反应中的性能;采用X射线衍射和低温N_2物理吸附法对Al_2O_3载体和Ni/Al_2O_3催化剂进行了表征;考察了载体焙烧温度及时间、催化剂制备方法、Ni负载量和催化剂还原时间等制备条件对Ni/Al_2O_3催化剂性能的影响。实验结果表明,以600℃下焙烧2 h的Al_2O_3为载体、采用浸渍法负载质量分数10.0%的Ni、在500℃焙烧1 h且在650℃下还原1 h的Ni/Al_2O_3催化剂的活性和选择性最好。在500℃、重时空速9 6 h~(-1)、水与乙醇的摩尔比为3:1的反应条件下,乙醇转化率达100%,产气速率为83.0 mL/min,H_2选择性为63.6%。     

添加表面活性剂和高聚物对MoO_3-V_2O_3/Al_2O_3乙烷氧化脱氢催化剂性能的影响

MoO_3-V_2O_5/Al_2O_3是乙烷氧化脱氢制乙烯的催化剂。将MoO_3、V_2O_5等制成的全活性催化剂添加不同的表面活性剂或高聚物,与活性氧化铝混合研磨,制成复合催化剂。用沉降法、扫描电镜、和气相色谱法分别测定催化剂的分散度、形貌、活性和选择性。试验结果表明、添加表面活性剂或高聚物能不同程度地提高催化剂的活性和选择性,其中以添加聚乙二醇的效果最好。     

Al_2O_3-TiO_2复合载体用于乙炔选择加氢反应

采用共沉淀法制备了A l2O3-T iO2复合载体(简称复合载体),研究了该复合载体负载Pd后制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂在乙炔选择加氢反应中的催化性能。考察了复合载体合成条件(复合载体中T iO2的含量、中和反应温度、沉淀终点pH、A lC l3的质量浓度、沉淀物老化时间)对Pd/A l2O3-T iO2催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,复合载体的最佳合成条件为:T iO2质量分数30%,中和反应温度40℃,沉淀终点pH=9,A lC l3的质量浓度0.20g/mL,沉淀物不老化。采用最佳条件下合成的复合载体所制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂(Cat-02)的选择性大于85%,乙炔转化率达到90%以上,优于Pd/A l2O3催化剂。与工业催化剂G-58C相比,Cat-02在活性上还有一定差距,但具有更好的选择性。     

Ni/Al2O3-MO在裂解汽油加氢反应中的应用

以Al_2O_3-MO为载体制备了一种新型的裂解汽油一段加氢催化剂Ni/Al_2O_3-MO,考察了催化剂的活化温度、不同镍盐前驱体、还原温度以及不同金属含量对催化剂的活性及选择性的影响。与参比剂相比,Ni/ Al_2O_2-MO催化剂具有较高的活性和选择性,经1 500 h稳定性实验后,Ni/Al_2O_3-MO催化剂的双烯加氢率仍保持在90%左右。