TiO_2改性γ-Al_2O_3基催化剂的中温水解羰基硫活性

中温催化水解羰基硫(COS)是实现气体精细脱硫净化的关键之一。虽然TiO_2的加入可以明显提升γ-Al_2O_3基低温COS水解催化剂的抗硫酸盐中毒性能,但探讨TiO_2物化性质对COS催化水解活性的影响将对制备中温COS水解催化剂至关重要。因此,分别添加商用TiO_2或通过化学沉淀法获得的纳米TiO_2制备出两类TiO_2改性γ-Al_2O_3基中温COS水解催化剂。在固定床装置上,考察了两类催化剂的COS水解转化率随空速、温度、COS进口浓度等因素的变化规律及随O_2存在的气氛效应,并且通过XRD、BET和CO_2-TPD等手段表征了催化剂的物化性质,分析了催化剂物化性质与催化水解活性之间的关系。研究结果表明:两类催化剂的中温(150~350℃)水解COS反应呈一级,在300℃、9000h–1时,COS水解转化率高达97%以上;TiO_2改性γ-Al_2O_3基催化剂具有良好的孔隙结构,降低了内扩散阻力,有利于COS水解产物H2S的传质,即H2S的脱附;化学沉淀法获得的纳米TiO_2改性γ-Al_2O_3基催化剂在含O_2气氛中水解转化率稳定性较好,具有一定的抗氧中毒能力,这表明锐钛矿型TiO_2能更明显提升催化剂的抗氧中毒能力。     

CeO_2-ZrO_2-La_2O_3/Al_2O3催化剂CO_2氧化乙苯脱氢研究

采用沉淀法制备了CeO_2-ZrO_2-La_2O_3/Al_2O_3催化剂,评价其CO_2气氛下的乙苯脱氢性能,并进行了催化剂的寿命实验,探讨了催化剂的失活和再生。最佳反应条件为:反应温度600℃,进料比CO_2∶EB=10∶1,接触时间163 h·g(cat)/mol(EB),反应100 h后,乙苯转化率由最高值47. 4%降为24%。催化剂失活主要原因是过量积炭和催化剂烧结,活性组分Ce⁽⁴⁺⁾的还原在CO_2气氛下乙苯脱氢反应中并不明显。     

CeO_2-ZrO_2-La_2O_3/Al_2O3催化剂CO_2氧化乙苯脱氢研究

采用沉淀法制备了CeO_2-ZrO_2-La_2O_3/Al_2O_3催化剂,评价其CO_2气氛下的乙苯脱氢性能,并进行了催化剂的寿命实验,探讨了催化剂的失活和再生。最佳反应条件为:反应温度600℃,进料比CO_2∶EB=10∶1,接触时间163 h·g(cat)/mol(EB),反应100 h后,乙苯转化率由最高值47. 4%降为24%。催化剂失活主要原因是过量积炭和催化剂烧结,活性组分Ce~(4+)的还原在CO_2气氛下乙苯脱氢反应中并不明显。     

对CeO_2/Cu-Co-O/Al_2O_3催化剂的表征分析及其催化燃烧甲苯的性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了CeO_2/Cu-Co-O/Al_2O_3催化剂。采用SEM、XPS、XRD等技术对催化剂的微观结构和理化性质进行了表征。在固定床反应器上,以甲苯为目标污染物进行了CeO_2/Cu-Co-O/Al_2O_3催化剂的催化燃烧性能研究,考察了焙烧温度对其催化活性的影响。结果表明,所制备的催化剂表面的铜主要以Cu⁽²⁺⁾和Cu(2+)和Cu⁺的化学价态存在,钴主要以Co+的化学价态存在,钴主要以Co⁽²⁺⁾和Co(2+)和Co⁽³⁺⁾的化学价态存在,铈主要以Ce(3+)的化学价态存在,铈主要以Ce⁽⁴⁺⁾的化学价态存在。当焙烧温度达到600℃时,甲苯转化率达到最高,催化活性最佳。     

模板法制备TiO_2-Al_2O_3载体对萘加氢催化剂的影响

采用模板法制备了介孔TiO_2-Al_2O_3载体,以磷酸二氢铵为磷源,硝酸镍为镍源,制备了介孔Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3(简称Ni_2P/TA-n,n为Ti与Al的摩尔比,n=1/20,1/10,1/5)催化剂。采用XRD,N2吸附-脱附,SEM,FT-IR,NH_3-TPD和XPS对催化剂进行了表征,并以萘加氢为探针反应,评价了催化剂性能。结果表明,Ni_2P/TA-n(n=1/20,1/10,1/5)催化剂以层状形式存在,钛的引入使得P和Al的化学环境发生改变,可以抑制六配位的Al O6的生成,而且可以减弱载体中四配位Al~(3+)与负载的金属磷化物之间强的相互作用,有利于Ni_2P相的生成。催化剂具有明显的介孔结构,随n的增加,孔容和比表面积先增加后减小。催化剂以中强酸为主,TiO_2的引入降低了Al_2O_3的酸强度。适宜的介孔孔道、酸性和高的Ni_2P相纯度使Ni_2P/TA-n(n=1/20,1/10,1/5)的催化活性和选择性明显高于以溶胶凝胶法制备的TiO_2-Al_2O_3为载体的Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3(SG)。介孔Ni_2P/TA-1/10的催化活性和选择性最高,分别达到98.7%和80.5%,催化剂在线使用100 h仍具有活性且选择性没有明显变化。     

新型苯加氢制环己烷低Ni/Al_2O_3催化剂的研制

用混合杂多酸改性工业γ-Al_2O_3载体,制备了一种低含量Ni/Al_2O_3催化剂(Ni含量在5%以内)。其催化活性、稳定性和选择性均与进口的LO-143型Ni/Al_2O_3催化剂的试验结果基本一致。     

Ag/CeO2-Al2O3催化剂的制备及催化氧化甲醛性能研究

以Al_2O_3和CeO_2-Al_2O_3载体,制备了x%Ag/CeO2-Al_2O_3(x=0.5%、1%和2%)催化剂,并用于催化氧化甲醛。研究发现:Ag的含量对催化剂催化氧化甲醛性能的影响显著,当Ag为1%时,催化剂1%Ag/CeO_2-Al_2O_3在60℃可以将甲醛完全氧化成H_2O和CO_2。H2-TPR和O2-TPD表征揭示:催化剂的低温还原能力和丰富的表面活性氧物种提高了催化剂催化氧化甲醛的性能。     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

柠檬酸引入方式对CoMo/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用改进溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Al_2O_3作复合载体,制备不同柠檬酸引入方式改性的CoMo/TiO_2-Al_2O_3加氢脱硫催化剂。利用低温N_2吸附-脱附、XRD、SEM和H_2-TPR等对催化剂进行表征,并采用固定床反应器对催化剂加氢脱硫性能进行评价。结果表明,后处理法制备的催化剂比表面积相对较大,孔道结构较好,活性金属组分以无定形形态均匀分散在载体表面,一定程度上减弱了其与载体间的相互作用;该催化剂可以延缓Co硫化,并且络合生成较多易于硫化还原的Mo物种,利于MoS_2在催化剂表面的堆叠,生成更多的Co-Mo-S(Ⅱ)活性相,因而相应的CoMo催化剂对噻吩加氢脱硫转化率显著提高。     

Fe修饰Mn-Ce/Al2O3-TiO2催化剂对NO氧化性能的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2与Al_2O_3摩尔比为1∶4的Al_2O_3-TiO_2复合氧化物载体,使用共浸渍法制备了Mn,Ce质量分数分别为10%和2%的Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂,并通过添加不同质量分数的Fe对催化剂进行修饰。在固定床反应装置上进行了催化剂氧化性能的实验。结果表明:在空速为15 000 h~(-1),氧气体积分数为8%时,Fe的添加能够显著提升Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化性能,并在Fe质量分数为4%时,Mn-Ce-Fe(4)/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化活性最优,280℃时NO的转化率达到86%。H_2-TPR实验结果显示,Fe的修饰使Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的还原峰大幅向低温方向移动,改善了催化剂的氧化还原活性。     

TiO_2改性对Ni_2P/α-Al_2O_3催化加氢脱氧性能的研究

以α-Al_2O_3为载体,经(CA-Ni-P-Pd)+TiO_2和(Ni-P-Pd)+(TiO_2-CA)路径,采用程序升温还原法(TPR)制备了负载型磷化镍(Ni_2P)催化剂,采用XRD和H_2-TPR等技术对催化剂结构进行表征,对其催化加氢脱氧性能进行测试。实验结果表明,TiO_2的添加有效降低催化剂氧化物前驱体的还原温度;相比于Ni_2PPd/α-Al_2O_3,TiO_2-CA改性的催化剂中Ni_2P的晶粒均有不同程度的变大。     

加氢精制催化剂载体的研究进展

本文主要从单组分氧化物、复合氧化物以及其它材料等三方面阐述了加氢精制催化剂载体的研究进展,分析了各自的特点。其中单组分氧化物主要为Al_2O_3,TiO_2和ZrO_2;复合氧化物主要包括TiO_2-Al_2O_3、SiO_2-Al_2O_3和TiO_2-SiO_2;其它材料载体着重介绍了MCM-41、KIT、活性炭和碳纳米管。     

MgO-Al_2O_3-TiO_2体系的物相关系

用固相反应方法研究了MgO-Al_2O_3-TiO_2体系的物相关系,发现此体系除MgAl_2O_4与Mg_2TiO_4形成尖晶石型连续固溶体,以及Al_2TiO_5与MgTi_2O_5形成型连续固溶体以外,MgAl_2O_4与Al_2TiO_5也彼此部分地互溶而形成不连续的固溶体。此体系中不存在三元化合物。 还测定了MgAl_2O_4-Al_2TiO_5固溶体的点阵常数与浓度之间的直线关系。用等a_o线表示了MgAl_2O_4-Al_2TiO_5-MgTi_2O_5-Mg_2TiO_4区域尖晶石点阵常数的变化。     

Ni-CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备、表征及其生物质合成气甲烷化性能研究

采用共浸渍法制备了添加不同助剂(CeO_2、ZrO_2、Co_3O_4、Y_2O_3、V_2O_5)的一系列Ni基催化剂,采用XRD、SEM、BET、H_2-TPR等对催化剂的结构进行表征,对Ni含量、助剂含量、浸渍顺序、焙烧温度、还原温度、空速等条件进行优化,并考察了催化剂的生物质合成气甲烷化性能。结果表明:助剂CeO_2、ZrO2、Y_2O_3、V_2O_5的加入均能提高催化剂对CO甲烷化的催化活性,其中6Ni-3CeO_2/Al_2O_3的催化活性、稳定性和抗积碳能力最好;采用6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂,在V(H_2)∶V(CO)∶V(N_2)=0.45∶0.15∶0.40、空速为20 000h-1、常压、350℃下,CO即可完全转化,甲烷选择性达到90%,较6Ni/Al_2O_3催化剂提高了16%,CO完全转化温度较6Ni/Al_2O_3催化剂低50℃。6Ni-3CeO_2/Al_2O_3催化剂的Ni含量明显低于文献报道,应用于生物质合成气催化加氢转化为甲烷,CO转化率达到80.5%,有效地解决了生物质合成气中CO含量高于民用燃气标准的问题。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。     

PtSnLi/Al_2O_3催化剂在丙烷脱氢过程中的氢气选择氧化性能

采用浸渍法制备氧化铝负载三元Pt-Sn-Li催化剂(PtSnLi/A_2O_3),采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和物理吸附(BET)等手段对催化剂进行表征,并在固定床反应器中评价了该催化剂在丙烷脱氢过程中对氢气选择氧化性能。结果表明,PtSnLi/Al_2O_3催化剂对氢气具有良好的选择氧化性,组分Sn和Li的加入能有效提高Pt基催化剂活性和选择性。PtSnLi/Al_2O_3催化剂在常压、550℃和质量空速为1.45 h~(-1)的条件下,氢气的选择氧化性为80%,氧气转化率大于98%,烃类损耗量0.2%。与PtSn/Al_2O_3相比,氧气转化率基本相同,氢气的选择氧化增加了29.2%,烃损耗率降低了0.9%。     

催化臭氧化处理抗生素废水催化剂的制备

采用浸渍法制备催化剂,考察了活性组分、载体种类、浸渍液金属离子含量及配比、焙烧温度和时间等因素对催化剂活性的影响,以筛选出活性较高的催化剂,并对催化剂进行了表征。结果表明,在浸渍液Cu~(2+)浓度1.25mol/L,Fe~(3+)、Cu~(2+)浓度比为1:1,焙烧温度500℃、时间5 h条件下制备具有较高的活性的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,连续7次循环使用后,COD去除率稳定,可达44%以上,且铁铜离子量浸出较少,证明其具有良好的稳定性。在优化条件下制备的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,与载体γ-Al_2O_3相比,催化剂比表面积、孔容有所减少,孔径增加,负载的活性组分Cu O、Fe_2O_3的质量分数分别为9.676%、10.84%。     

VMo/γ-Al_2O_3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al_2O_3和VMo Mg/γ-Al_2O_3催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al_2O_3和3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上出现C—O键的温度比3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

高炉内衬Al_2O_3-SiO_2湿法喷注料的开发和应用

为了研制适合高炉内衬用的Al_2O_3-Si O2湿法喷注料,以矾土为骨料,棕刚玉、硅灰、α-Al_2O_3微粉为细粉,CA70水泥为结合剂制备了Al_2O_3-Si O2浇注料,主要研究了加入α-Al_2O_3微粉、硅灰、水泥、外加剂对其流动性以及经不同温度(分别为110、1 000和1 400℃)处理后常温强度和1 400℃烧后线变化率的影响。结果表明:α-Al_2O_3微粉加入量8%(w)、硅灰加入量5%(w)和水泥加入量7%(w),是配制高炉内衬Al_2O_3-Si O2湿法喷注料的合适加入量;材料泵送性及凝结速度的调整控制是喷射成功的关键,高效减水剂、缓凝剂和速凝剂是调整施工性能的主要外加剂。     

硅改性氧化铝及负载镍基催化剂的制备与表征Ⅱ

以拟薄水铝石粉为原料制备γ-Al_2O_3,采用浸渍法引入Si改性后得到不同Si含量的SiO_2-Al_2O_3载体,采用等体积浸渍法制备Ni质量分数10%的Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂。通过NH3-TPD和H2-TPR考察Si的引入及用量对Al_2O_3载体和Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂性能的影响。结果表明,以浸渍法引入Si后,氧化铝表面的中强酸中心消失,其表面酸强度随着Si含量的增加逐渐减弱;催化剂表面只有弱酸中心存在,Si含量对催化剂酸性的影响规律与载体一致。