甲醇直接氧化制备二甲氧基甲烷催化剂研究进展

作为一种新型的高性能柴油添加剂,二甲氧基甲烷的研究与生产受到越来越多的关注。论述了气相法甲醇部分氧化直接制备二甲氧基甲烷的机理,通过对甲醇部分氧化直接制备二甲氧基甲烷反应所用的Re、Ru、Mo、V等不同系列的催化剂的研究进展的综述,比较了各催化体系的特点;介绍了液相法甲醇直接氧化制二甲氧基甲烷的研究进展。最后对甲醇直接氧化制备二甲氧基甲烷提出了建议。     

合成二甲氧基甲烷技术研究进展

二甲氧基甲烷作为用途广泛的化工原料,其合成技术在不断创新与发展。根据反应原料和工艺流程的不同对二甲氧基甲烷合成技术进行了概述与简评,该技术包含甲醇与甲醛催化缩合制备二甲氧基甲烷、甲醇与多聚甲醛反应制备二甲氧基甲烷、甲醇一步法制取二甲氧基甲烷、离子液体电催化氧化甲醇制取二甲氧基甲烷、二甲醚氧化生成二甲氧基甲烷、二溴甲烷合成二甲氧基甲烷、合成气制备二甲氧基甲烷、甲醇与二氧化碳反应制取二甲氧基甲烷等。醇醛缩合制备二甲氧基甲烷仍是当前主流的生产工艺,甲醇一步法制取二甲氧基甲烷工艺因在环境和投资上有优势而被广泛研究,是最具工业化前景的新技术,该技术尚需突破的是兼具氧化还原性与酸性的双功能催化剂。     

钒钛催化剂制备方法对甲醇氧化制二甲氧基甲烷反应性能的影响

分别用快速燃烧法(RC)、共沉淀法(CP)、浸渍法(IM)和机械混合法(PM)制备了钒钛催化剂,并将其应用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷的反应中.同时采用X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附(BET)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD),H_2程序升温还原(H_2-TPR)等多种手段对催化剂进行了表征.结果表明RC催化剂上钒的分散度最高,酸中心数最多,同时氧化还原能力较强.甲醇氧化反应结果表明.RC催化剂上甲醇转化率和DMM选择性最高,这可能与RC上较高的钒分散度,较强的氧化还原能力和较多的酸性中心数有关.     

气相催化氧化法烟酸的绿色合成研究

以3-甲基吡啶为原料,用V2O5／TiO2系催化剂,采用气相氧化法一步合成烟酸。水与3-甲基吡啶分开进料,通入催化剂床层后混合进行反应。实验考察了V2O5／TiO2用量、助剂、反应温度、进水量及空速等因素对催化剂活性的影响。当V2O5负载量为25％,反应温度320～340℃,3-甲基吡啶空速0．15～O8h^-1,空气、水、3-甲基吡啶的进料摩尔比为110：100：1时,烟酸的产率达到90％以上。     

直接甲醇燃料电池甲醇电氧化催化剂研究的新动向

概述了直接甲醇燃料电池甲醇电氧化催化剂最近的一些研究情况。电化学沉积法和采用有机金属前驱体、有机溶剂中还原金属化合物制备催化剂的方法可以有效地控制催化剂组成、分布、颗粒大小；铂—金属大环化合物对甲醇的电催化氧化具有很好的催化活性，金属碳化物和钙饮矿类氧化物是可能代替责金属铂而作为直接甲醇燃料电池阳极催化剂的非责金属材料。     

RuAg/TiO2-C催化剂的制备及对甲醇的电催化氧化性能

采用改性溶胶凝胶法和水热合成法制备了掺C多孔纳米TiO2,并以其为载体制备了一种RuAg/TiO2-C甲醇催化剂。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X射线能谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行了表征,测定了其对甲醇的电催化氧化性能。实验结果表明,RuAg的负载和C的掺杂能提高TiO2对甲醇的电催化性能,RuAg/TiO2-C对甲醇电催化的循环伏安曲线中未见甲醇氧化中间产物的氧化峰,0.544 V处有一个较大的甲醇氧化峰,其峰电流密度5.8 mA/cm2,RuAg/TiO2-C比商用PtRu/C催化剂具有更高的催化活性和抗毒性,RuAg合金的负载以及RuAg合金与掺C多孔纳米TiO2载体之间较强的相互作用是其对甲醇催化性能提高的主要因素。     

RuAg/TiO2-C催化剂的制备及对甲醇的电催化氧化性能

采用改性溶胶-凝胶法和水热合成法制备了C掺杂多孔纳米TiO2,以其为载体制备了一种RuAg/TiO2-C催化剂.采用XRD、TEM、EDS、XPS及电化学分析对催化剂的结构和性能进行了表征,测定了其对甲醇的电催化氧化性能.结果表明,RuAg的负载和C的掺杂提高了TiO2对甲醇的电催化性能,RuAg/TiO2-C对甲醇电...     

不同方法制备的碳载Pt-TiO_2催化剂对甲醇的电催化氧化

采用TiO2溶胶法,在不同条件下制备了碳载Pt-TiO2催化剂。运用循环伏安法、线性扫描法和计时电流法来检测甲醇在不同方法制备的碳载Pt-TiO2催化剂上的电催化氧化情况。结果发现,在酸性溶液中方法a制备的碳载Pt-TiO2催化剂对甲醇的电氧化有良好的催化活性和稳定性。     

丙烷氧化脱氢负载型催化剂的研究

制备了V2O5/TiO2和V2O5/TiO2 ZrO2负载型催化剂,并对催化剂进行了反应评价和BET、XRD、H2-TPR表征。通过研究验证了利用溶胶凝胶技术制备的负载TiO2催化剂有较好的低温反应活性,在250℃下反应得到2 2%的丙烯收率。对TiO2进行离子掺杂后催化剂活性组分能够和混合氧化物载体进行键合,形成稳定的O—V—Zr键和O—V—Ti键,使催化剂的还原温度从480℃增加到650℃,在350℃下反应得到12%的丙烷转化率和55%的丙烯选择性。     

甲醇氧化重整催化剂的研究

制备并优选了甲醇氧化重整的催化剂 ,实验表明在相同的温度下 ,Pd催化剂、Cr2 O3 ZnO氧化物催化剂和Cu催化剂相比 ,活性、选择性以及氢产率都表现为Cu >Cr Zn >Pd。其中 ,Cu催化剂在低温时、Cr Zn催化剂在高温下表现出良好的活性和选择性 ,而且Cr Zn催化剂的热稳定性较好     

甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂研究

采用共沉淀法制备了不同Mo与Fe原子比的甲醇氧化制甲醛催化剂,在常压固定床反应器上对催化剂进行活性评价,采用BET、XRD和TEM对制备的催化剂进行表征。结果表明, Mo与Fe原子比为2.2~2.8时,催化剂具有较好的活性,(400~450) ℃焙烧的催化剂具有良好的比表面积、适宜的孔容和孔径,形成了较为稳定的MoO₃和Fe2(MoO₄)₃晶相,使催化剂具有更高的活性和选择性。对甲醇氧化制甲醛反应进行研究,结果表明,在反应温度(265~315) ℃,空速(8 500~13 000) h^-1时,甲醇转化率>98%,甲醛收率>93%, 500 h长周期考核,催化剂表现出良好的活性和稳定性。     

3-甲基吡啶一步气相氧化合成烟酸的V2O5/TiO2催化剂研究进展

烟酸作为重要的化工和医药中间体广泛应用于不同领域.相较于传统工艺,3-甲基吡啶气相一步催化氧化合成烟酸的方法具有成本低、污染低、产品质量高等优点,展现出良好的应用前景.目前V₂O₅/TiO₂系列催化剂在3-甲基吡啶的氧化反应中表现出了良好的氧化活性.本文主要分析了催化剂表面的VO_x结构,并概述了载体、制备方法、负载量、焙烧过程和助剂掺杂对结构的影响,探讨催化剂中各组分之间的相互作用,根据相关文献推测3-甲基吡啶氧化的反应机理.但该类催化剂仍然存在反应速率和选择性较低、温度窗口窄、反应过程中放出的热量对催化剂的影响等一些技术问题.文章从催化剂的开发和反应器的设计两方面进行了展望.     

甲醇和乙醇合成异丁醛La-V/TiO_2-SiO_2催化剂的制备及其催化性能

以V_2O_5为活性组分,通过对催化剂活性组分、载体结构和助剂等因素的研究,制备La-V/TiO_2-SiO_2催化剂,在n(甲醇)∶n(乙醇)=4∶1、空速1.5 h-1、氮气流量120 m L·min~(-1)、反应温度360℃和常压条件下,乙醇转化率84%,异丁醛选择性67%。     

钒钛系脱硝催化剂抗硫酸氢铵中毒改进措施研究进展

NH₃选择性催化还原(SCR)技术具有较高的脱硝效率、优良的选择性和实用性,是当前燃煤电厂去除NO_x的主流方法。其中V₂O₅/TiO₂催化剂在中温段(300～450℃)具有较高的脱硝活性和抗硫性,被广泛应用。但是,烟气中的SO₃、NH₃和水蒸气会发生反应生成硫酸氢铵(ABS)和硫酸铵(AS),其中硫酸氢铵在低温条件下因毛细冷凝现象沉积在V₂O₅/TiO₂催化剂表面致其中毒,活性降低。为了改善低温条件下催化剂中毒问题,本文通过分析ABS在催化剂表面的生成机理、对催化剂的危害及催化剂抗ABS中毒改性研究进展,发现钒钛系脱硝催化剂抗ABS中毒改进措施主要集中在抑制硫酸氢铵生成、促进硫酸氢铵分解两方面。最后,总结了合理调控催化剂壁厚、孔径和隔离层等物理结构以及添加MoO₃、BaO、Nb₂O₅、Fe₂     

合成甲醇铜基催化剂及制备工艺研究进展

合成甲醇大型化装置主要使用铜基催化剂,并且铜基催化剂类型、助催化剂和制备工艺等对甲醇收率影响较大。合成甲醇铜基催化剂主要分为Cu-Zn、Cu-Zn-Cr、Cu-Zn-Al、Cu-Zr以及其他类,Cu-Zn-Al催化剂性能优异,是当代甲醇生产技术主要采用的催化剂。碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属和非金属元素对合成甲醇催化剂的活性、选择性和稳定性表现出不同作用。沉淀法、溶胶-凝胶法、燃烧法、机械混合法和骨架合成法等是制备铜基催化剂的有效方法,工业上制备合成甲醇催化剂主要采用沉淀法。针对合成甲醇大型化装置催化剂的开发,提升催化剂的选择性与稳定性是下一步的研究重点。     

Preparation and influence of performance of anodic catalysts for direct methanol fuel cell

This research aims at increasing the utilization of platinum-ruthenium alloy (Pt-Ru) catalysts and thus lowering the catalyst loading in anodes for methanol electrooxidation. The direct methanol fuel cell’s (DMFC) anodic catalysts, Pt-Ru/C, were prepared by chemical reduction with a reducing agent added in two kinds of solutions under different circumstances. The reducing agent was added in hot solution with the protection of inert gases or just air, and in cold solution with inert gases. The catalysts were treated at different temperatures. Their performance was tested by cyclic voltammetry and potentiostatic polarization by utilizing their inherent powder microelectrode in 0.5 mol/L CH₃OH and 0.5 mol/LH₂SO₄ solution. The structures and micro-surface images of the catalysts were determined and observed by X-ray diffraction and transmission electron microscopy, respectively. The catalyst prepared in inert gases showed a better catalytic performance for methanol electrooxidation than that prepared in air. It resulted in a more homogeneous distribution of the Pt-Ru alloy in carbon. Its size is small, only about 4.5 nm. The catalytic performance is affected by the order of the reducing agent added. The performance of the catalyst prepared by adding the reductant at constant temperature of the solution is better than that prepared by adding it in the solution at 0°C and then heating it up to the reducing temperature. The structure of the catalyst was modified, and there was an increase in the conversion of ruthenium into the alloyed state and an increase in particle size with the ascension of heat treatment temperature. In addition, the stability of the catalyst was improved after heat treatment. Translated from Journal of Harbin Institute of Technology, 2006, 38 (4): 541-545 [译自: 哈尔滨工业大学学报]     

MK-121型甲醇合成催化剂的工业应用

陕西咸阳化学工业有限公司的甲醇合成工艺,采用丹麦托普索公司的MK-121型甲醇合成催化剂。介绍了MK-121的工业应用情况,结果显示,MK-121型甲醇合成催化剂初期活性、选择性、稳定性良好,中期活性衰减较快,末期活性和选择性明显变差,末期产品中蜡及杂醇显著增加。生产实践表明,MK-121型甲醇合成催化剂具有良好的活性、选择性及较高的碳效率,但活性衰减较快。