NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

催化湿式氧化中负载型催化剂制备

采用浸渍法制备了负载型催化剂CuO/γ-Al_2O_3和Fe_2O_3/γ—Al_2O_3,以甲基橙为代表化合物,考察了制备因素对催化活性的影响,结果表明,CuO/γ-Al_2O_3的活性高于Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,催化湿式氧化甲基橙2 h,脱色率接近100%。正交试验和稳定性研究表明,焙烧温度对催化活性影响较大,350℃焙烧,催化剂活性组分Cu溶出较少,且重复使用情况较好。采用SEM和XRD等手段对CuO/γ-Al_2O_3进行表征,发现其活性组分分散度良好。     

NiO/Al_2O_3基催化剂的TPR特性研究

NiO/Al_2O_3基催化剂用于替代贵金属催化剂,被广泛应用于石油和石化领域生产过程的加氢、脱硫和脱氮。采用TPR方法,研究不同Ni含量NiO/Al_2O_3及不同载体的催化剂还原特性。结果表明,NiO/Al_2O_3催化剂在10%H_2-Ar气氛下,还原温度范围较宽,为(300~800)℃,其中,(500~600)℃还原速率最大;随着NiO含量的增加,起始还原温度降低,还原耗氢量按比例增加;以MgO为载体的NiO催化剂还原呈现双峰特征,以SiO2和TiO2为载体的NiO催化剂的初始还原温度比NiO/Al_2O_3催化剂降低(100~200)℃。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

低温深度脱除液相丙烯中微量CO负载型催化剂的研究

以廉价的拟薄水铝石为原料,采用等体积浸渍法,制备负载型CuO-MOx-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H_2-TPR、CO-TPD等表征,考察了载体焙烧温度、助剂改性(Co、Zn、Fe、Zr)及组分相互作用对CO脱除性能的影响。结果表明,拟薄水铝石经400~800℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10~(-6)脱除低至9.0×10~(-8),连续反应1500min,稳定性良好,具有较好的工业应用前景。     

低温深度脱除液相丙烯中微量CO负载型催化剂的研究

以廉价的拟薄水铝石为原料,采用等体积浸渍法,制备负载型CuO-MOx-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H_2-TPR、CO-TPD等表征,考察了载体焙烧温度、助剂改性(Co、Zn、Fe、Zr)及组分相互作用对CO脱除性能的影响。结果表明,拟薄水铝石经400⁸00℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10800℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10^(-6)脱除低至9.0×10(-6)脱除低至9.0×10^(-8),连续反应1500min,稳定性良好,具有较好的工业应用前景。     

载体焙烧温度对Ni/SiO2-Al2O3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的Si O2-Al2O3为载体,采用浸渍法制备Ni/Si O2-Al2O3催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH3-程序升温脱附和H2-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/Si O2-Al2O3催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在(400~800)℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面Si O2聚集,暴露的Al3+增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400℃时,Ni/Si O2-Al2O3催化剂表现出最佳的水热稳定性。     

钴基催化剂的制备及性能评价

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备F-T合成钴基催化剂,在F-T合成小型固定床反应装置评价催化剂。考察并优化了钴源、焙烧温度、钴负载量、反应温度和原料气空速等工艺条件对催化荆活性和F-T合成产物收率的影响,测试了Co/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性。结果表明,最佳制备条件:以硝酸钴为钴源,焙烧温度400℃,钴负载质量分数10%。在温度230℃、压力2 MPa、原料气组成n(H_2)∶n(CO)=2和反应空速1 800 h~(-1)的条件下,进行60 h运转实验,CO转化率可达69.1%,C_5~+烃收率高达89.6%。     

载体焙烧温度对Ni/SiO2-Al2O3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的SiO₂-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH₃-程序升温脱附和H₂-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在(400~800) ℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面SiO₂聚集,暴露的Al³⁺增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400 ℃时,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂表现出最佳的水热稳定性。     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

镍盐的焙烧温度对Ni-Cu/ZrO_2-CeO_2-Al_2O_3催化剂在甲烷自热重整制氢中的影响

以Na2CO3为沉淀剂,在pH为9的沉淀条件下,采用并流沉淀法制备催化剂载体,考察了催化剂的活性组分前驱体Ni(NO3)2的焙烧温度(550、650和750℃)对Ni-Cu/ZrO2-CeO2-Al2O3在甲烷自热重整制氢反应的影响,并采用SEM方法表征了催化剂的表面结构。结果表明,Ni(NO3)2的焙烧温度对Ni-Cu/ZrO2-CeO2-Al2O3催化剂上的NiO颗粒分散性及催化剂的低温活性有很大的影响,650℃焙烧生成的催化剂上的NiO颗粒较小,分布均匀,分散性好,在反应温度650～850℃内,该催化剂的活性明显高于焙烧温度为550℃和750℃制备的催化剂。     

气相氟化四氯乙烯的ZnF2/Al2O3催化剂

采用浸渍法制备了ZnO/Al2O3催化剂,考察了载体Al2O3的焙烧温度对催化剂性能的影响。并对催化剂进行了X射线衍射（XRD）、Raman光谱、氨气程序升温脱附（NH3-TPD）和BET表征。结果表明：随着Al2O3焙烧温度升高,从900 ℃开始,?-Al2O3逐渐向?-Al2O3和α-Al2O3转变,1100 ℃焙烧样品中?-Al2O3的XRD峰强度达到最大。当温度继续升高,?-Al2O3将转变成α-Al2O3。Al2O3载体经过1100 ℃焙烧制得的ZnF2/Al2O3催化剂催化性能最高,当反应温度为300 ℃时,四氯乙烯的转化率为45.7%,HCFC-123(2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷)和HCFC-124(2-氯-1,1,1,2-四氟乙烷)的总选择性为48.2%。     

蒽醌加氢钯催化剂载体改性研究

针对Pd/Al2O3催化剂载体的改性进行研究,将1 000℃焙烧后的氧化铝粉末与未焙烧的活性氧化铝粉末按不同比例混合和焙烧制备载体,采用等体积浸渍法制得负载Pd的Pd/Al2O3催化剂。采用XRD、BET、NH3-TPD和HOT对载体以及催化剂进行表征,并考察催化剂的蒽醌加氢性能。结果表明,提高载体中焙烧后氧化铝粉末的比例,导致载体中γ-Al2O3减少和δ-Al2O3增多,载体酸性降低,Pd分散度变大,从而提高了催化剂氢化效率。当焙烧后氧化铝质量分数为40%时,分散度和活性表面积达到最大,晶粒度最小,氢化效率最高,催化活性最佳。     

助剂对Ni/γ-Al2O3催化剂活性和抗水合性能的影响

采用浸渍法制备了不同种类助剂改性的Ni-M/γ-Al₂O₃催化剂,通过XRD、低温氮气物理吸附和FT-IR等手段对改性前后的催化剂进行表征,并考察催化剂在1,4-丁炔二醇加氢反应中的活性和抗水合性能。结果表明,在所选助剂中,SiO₂的引入使催化剂维持了较高的加氢活性,同时,显著提高了Ni/γ-Al₂O₃催化剂的抗水合性能,γ-Al₂O₃表面Si-O-Al的形成是SiO₂抑制γ-Al₂O₃发生水合的直接原因。     

ZrO2-Al2O3复合氧化物对负载Ni基催化剂合成甲烷的性能影响

采用并流沉淀法制备了不同配比的ZrO2-Al2O3复合氧化物,并通过浸渍法制备了10% Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,考察了复合氧化物载体的水热稳定性及ZrO2与Al2O3的配比对合成气制甲烷Ni基催化剂性能的影响。研究结果表明：ZrO2的添加能在一定程度上抑制Al2O3的水解反应,这可能是ZrO2与Al2O3形成固溶体所致。随着ZrO2含量增加,复合氧化物载体的水热稳定性先降低后升高,当ZrO2与Al2O3质量比为0.24时,载体的水热稳定性最好。不同配比的ZrO2-Al2O3复合氧化物负载Ni基催化剂的稳定性与载体的水热稳定性变化是一致的,说明载体的抗水热能力增强,催化剂结构更稳定,催化剂的活性稳定性相应增加。     

甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究

采用浸渍法制备不同组成催化剂Ni-M/γ-Al₂O₃（M=Zr、Co、Mg、Nd）,通过固定床反应装置考察不同助剂、助剂含量和反应温度对催化剂活性的影响,并对催化剂进行X射线衍射表征。结果表明,14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃的催化活性较好,随着反应温度的升高,甲烷转化率和CO收率均升高,反应温度升至800 ℃时,甲烷转化率达97.54%。采用共沉淀法制备载体、浸渍法制备的催化剂14Ni/MgO-Al₂O₃,在反应温度800 ℃、压力1.013 kPa、n(CO₂)∶n(CH₄)=1.2和催化剂用量0.5 g条件下,CO收率高于14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃催化剂,但甲烷转化率略低。     

载体γ-Al_2O_3的改性对担载型催化剂La_(0.8)K_(0.2)-Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/γ-Al_2O_3碳烟催化燃烧性能的影响

采用混合法制备La0.8K0.2Mn0.95Cu0.05O3/γ-Al2O3担载型钙钛矿型催化剂,担载前载体于0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行浸渍改性。运用程序升温氧化对各担载型催化剂进行活性评价,考察载体改性时间对催化剂活性的影响。采用XRD和FTIR对催化剂进行了表征,结果显示,改性后的担载型催化剂能够保持良好的钙钛矿结构;与6 h和24 h的相比较,发现载体γ-Al2O3经过12 h浸渍改性后,混合法制备的担载量为20%的担载型催化剂表现出较好的催化活性,将碳烟的起燃温度降至389℃,该温度在柴油车排气温度范围内。     

CeO2助剂对Ni基催化剂甲烷化性能的影响

甲烷化工艺是煤制天然气的关键技术,甲烷化催化剂则是甲烷化技术的核心。Ni基催化剂具有活性高、选择性好和价格低廉等优点,但易积炭,积炭堵塞催化剂孔道,覆盖表面金属活性位,导致催化剂失活。稀土类金属氧化物（如CeO₂、La₂O₃等）对Ni基催化剂的活性、稳定性、抗积炭性能以及活性组分的分散有明显的促进作用。采用共沉淀法制备了CeO₂-La₂O₃复合氧化物载体,负载Ni后用于CO甲烷化反应,利用N2物理吸附、XRD、H₂-TPR、XPS和TG等对催化剂结构进行表征。结果表明,Ni/CeO₂-La₂O₃中CeO₂的添加主要发挥了电子助剂的作用,CeO₂的存在提高了催化剂表面Ni0周围的电子密度,促进Ni物种的还原,同时还能提高催化剂的抗积炭能力,使催化剂表现出更好的甲烷化活性与稳定性。在V（H₂）∶V（CO）=1、反应温度450 ℃、空速24 000 h^-1和常压下,Ni/CeO₂-La₂O₃催化剂的CO转化率达82.7%。