Pd－Cu／Al_2O_3双金属及其单金属催化剂的TPR特性

采用程序升温还原技术研究Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３双金属及其单金属催化剂的还原特性以及热处理气氛和温度对Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３双金属催化剂还原性能的影响。发现不同金属负载量的Ｐｄ／Ａｌ＿２Ｏ＿３和Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的还原性能有明显的差异，Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的ＴＰＲ峰形和峰位与相应的单金属催化剂的ＴＰＲ曲线亦有明显的差异，其还原峰位发生位移。同时还发现热处理气氛对Ｐｄ－Ｃｕ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂的还原性能有明显的影响。讨论了负载于Ａｌ＿２Ｏ＿３载体上的Ｐｄ－Ｃｕ双金属及其单金属催化剂在还原过程中金属与载体、金属与金属间的相互作用以及热处理条件对其还原性能的影响。     

浸渍液添加竞争吸附组分对所制备的Pd-Pt/Al_2O_3催化性能的影响

在浸渍液中添加不同量的盐酸、醋酸或柠檬酸,采用等体积浸渍法制备了厚蛋壳型Pd-Pt/Al_2O_3催化剂,采用紫外吸收光谱、金相显微镜、低温氮气吸附-脱附、XRD、H_2-TPR、TEM手段表征所制备Pd-Pt/Al_2O_3催化剂,研究不同种类酸与浸渍液中金属离子的相互作用,及其对催化剂活性组分壳层厚度、分散状况和还原性质及加氢脱烯烃催化活性的影响。结果表明,盐酸、柠檬酸与PdCl~(2-)_4、PtCl~(-2)_6相互作用,醋酸不与它们发生作用;浸渍液中加入这3种酸可以改善活性组分在载体上的分散状况,使Pd-Pt粒径分布趋于集中;活性组分壳层厚度随3种酸加入量的增加而增厚。存在最适宜的盐酸、醋酸、柠檬酸添加量,使制备的Pd-Pt/Al_2O_3催化剂获得最佳加氢脱烯烃活性。Pd-Pt/Al_2O_3的催化性能取决于Pd-Pt粒子粒径分布的集中程度,壳层厚度影响较小。     

活性组分对Pd-Pt/Al_2O_3混合芳烃选择加氢脱烯烃催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法,通过改变Pd/Pt质量比和负载量,制备了一系列Pd-Pt/Al_2O_3催化剂,研究了Pd/Pt质量比和活性组分负载量对催化剂性能的影响。采用TEM和H_2-TPR技术对活性组分的分散情况及还原性质进行了表征。实验结果表明,Pd/Pt质量比和负载量均影响金属粒子的分散度和粒径大小以及烯烃加氢活性;小粒径和高金属分散性的催化剂具有较高的烯烃双键加氢反应活性;在所考察的Pd-Pt负载量范围内,随活性金属负载量的增加,催化剂的烯烃加氢活性逐渐增加;Pd-Pt负载量对催化剂烯烃加氢活性的影响大于Pd/Pt质量比。     

钯铂催化剂的除氢活性及其表面性质

研究了Pd-Al_2O_3,Pt-Al_2O_3,Pd-Pt-Al_2O_3催化剂的除氢活性。试验结果表明,Pd-Pt-Al_2O_3双金属催化剂的除氢活性,抗硫性和抗CO性能较Pd-Al_2O_3,Pt-Al_2O_3单金属催化剂好。稳定性试验和工业试验表明,Pd-Pt-Al_2O_3双金属催化剂具有良好的稳定性和工业应用效果。采用TEM,TPR,IR和ESCA对催化剂表面性质进行研究的结果表明,Pd-Pb-Al_2O_3双金属催化剂的表面性质和Pd-Al_2O_3,Pt-Al_2O_3单金属催化剂的不同。Pd-Pb-Al_2O_3双金属催化剂中两种金属之间可能发生相互作用并形成金属簇的新相。     

添加助剂对高分散负载催化剂Pt/Al_2O_3、Pt-Sn/Al_2O_3抗积炭性能的影响

利用程序升温氧化(TPO)、程序升温还原(TPR)、NH_3-TPD,结合正丁烷脱氢反应,考察了添加碱金属元素锂以及不同的稀土元素 Y、La、Pr、Nd、Sm、Yb 后,对 Pt/Al_2O_3、Pt-Sn/Al_2O_3高分散负载型催化剂抗积炭性能的影响,发现锂可以明显地调变载体表面的强酸中心,减少载体表面积炭。同时,通过与金属铂的相互作用,也减少了金属表面的积炭。而这几种稀土元素在本实验条件下对催化剂的抗积炭性能影响不大。     

BaTiO_3负载Ni-Co双金属催化剂催化CH_4/CO_2重整反应

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co添加量的Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂,并在固定床反应装置上考察了在973~1073K温度范围内这些催化剂对CO2重整CH4反应的催化活性。实验结果表明,Ni、Co质量负载均为5.0%的Ni-Co/BaTiO3催化剂活性最好。TPR、TPD和XPS表征发现,与单金属催化剂Ni/BaTiO3相比,Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂具有更高的催化活性,更好的脱附和抗积炭性能,而且更容易还原。     

二氧化铈对贵金属加氢脱硫催化剂的改性作用

采用浸渍法制备了CeO_2改性的Ru/Al_2O_3、Pd/Al_2O_3加氢脱硫催化剂,分别考察了硫化态和还原态贵金属催化剂对噻吩加氢脱硫反应性能的影响,并运用XRD、TPR、TPR-S等手段对催化剂进行表征。结果表明,CeO_2的改性导致还原态Pd/Al_2O_3催化剂初始活性提高了26%,但硫化态Ru/Al_2O_3催化剂活性下降。CeO_2对Pd/Al_2O_3催化剂的改性机理在于Pd与Ce发生了强相互作用,所生成的Ce~(3+)成为了新的不同于B酸的噻吩吸附活化中心。而在Ru/Al_2O_3中,CeO_2增强了Ru-S键,导致活性中心硫空穴的减少。     

Ag改性Pd基催化剂的C_4烃选择加氢性能

研究了Ag改性Pd/Al_2O_3催化剂的碳四烃选择加氢性能,考察了助剂Ag及其负载量对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,Ag助剂能明显改善Pd/Al_2O_3催化剂的选择加氢性能,提高丁二烯加氢转化率和丁烯-1收率;采用Ag负载量0.3%(w)的Pd-Ag/Al_2O_3催化剂,在温度40℃、氢气压力2.0 MPa、氢气/丁二烯摩尔比20的条件下,产物中剩余丁二烯含量小于10×10~(-6)(w)、丁烯-1收率达96.8%。采用H_2-O_2滴定、XPS、EDX及H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。表征结果显示,双金属Pd-Ag/Al_2O_3催化剂上金属间存在较强相互作用,改变了Pd在催化剂上的几何分布状态及电子性质;引入Ag使Pd催化剂上金属Pd的分散度及电子云密度降低,β-PdH生成量减小。Pd-Ag/Al_2O_3催化剂的催化加氢行为得到改善,丁二烯转化率和丁烯-1收率同时增加。     

Ag改性Pd基催化剂的C_4烃选择加氢性能北大核心CSCD

研究了Ag改性Pd/Al_2O_3催化剂的碳四烃选择加氢性能,考察了助剂Ag及其负载量对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,Ag助剂能明显改善Pd/Al_2O_3催化剂的选择加氢性能,提高丁二烯加氢转化率和丁烯-1收率;采用Ag负载量0.3%(w)的Pd-Ag/Al_2O_3催化剂,在温度40℃、氢气压力2.0 MPa、氢气/丁二烯摩尔比20的条件下,产物中剩余丁二烯含量小于10×10^(-6)(w)、丁烯-1收率达96.8%。采用H_2-O_2滴定、XPS、EDX及H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。表征结果显示,双金属Pd-Ag/Al_2O_3催化剂上金属间存在较强相互作用,改变了Pd在催化剂上的几何分布状态及电子性质;引入Ag使Pd催化剂上金属Pd的分散度及电子云密度降低,β-PdH生成量减小。Pd-Ag/Al_2O_3催化剂的催化加氢行为得到改善,丁二烯转化率和丁烯-1收率同时增加。     

Mo系催化剂的酸度、TPR特性与加氢脱氮性能

采用吡啶吸附法及TPR研究了Mo-Ni-Al_2O_3催化剂的组成对酸度、还原特性及脱氮性能的影响。实验表明,催化剂的加氢脱氮性能与其所具有的中、强酸酸度及低温还原的MoO_3量有关。在MoO_3/Al_2O_3体系中,加入助剂NiO可提高中、强酸酸度,降低易还原MoO_3的还原温度,增加低温还原量;在γ-Al_2O_3上单浸Mo或Ni,易生成Al_2(MoO_4)_3和NiAl_2O_4,这两种物相对氮杂环脱氮不利。选择合适的Mo、Ni含量,可减少上述两种物相的生成,并得到适宜的酸度,有利于提高催化剂的脱氮性能。     

Pd、Pt及其双金属催化剂的表面特性和催化活性

发现由ESCA技术测得的Pd-Pt/Al_2O_3催化剂的表相Pt原子浓度低于体相浓度,Pd/Pt比低者其表相Pd原子浓度高于体相浓度,EPMA测定结果表明,表相Pd和Pt原子浓度均高于体相浓度。经CO处理后其表相Pd原子浓度降低,而Pt原子浓度却有所增高,可见Pt原子向催化剂表相的富集作用更为明显。从吸附的CO红外光谱也可证明,金属向催化剂表相的富集作用以CO在Pd-Pt/Al_2O_3上与Pt的键合能力比与Pd的键合能力强。H_2的低温和中温TPD峰面积与催化剂的Pd/Pt比和除H_2活性有着密切关系。     

微量铂、钯对Cr/ZrO2催化剂结构与性能的影响

采用等量浸渍法制备了一系列Ｃｒ－Ｍ／ＺｒＯ２双金属及单金属氧化物催化剂。ＣＯ氧化活性的测定结果表明,贵金属Ｐｄ和Ｐｔ与Ｃｒ之间具有明显的协同催化作用。在Ｃｒ－Ｐｄ／ＺｒＯ２和Ｃｒ－Ｐｔ／ＺｒＯ２上,ＣＯ１００％转化的温度较在Ｃｒ／ＺｒＯ２上分别下降了约２２０℃和１３０℃。ＸＲＤ和ＴＰＲ结果表明,Ｃｒ／ＺｒＯ２中Ｃｒ以表相和体相的Ｃｒ２Ｏ３存在,体相的Ｃｒ２Ｏ３与载体ＺｒＯ２间发生了强相互作用,从而抑制了ＺｒＯ２晶粒间的烧结和ｔ－ＺｒＯ２→ｍ－ＺｒＯ２的相变,微量Ｐｔ或Ｐｄ的加入使催化剂的还原性能发生明显变化,催化剂的还原性增强。对微量Ｐｔ和Ｐｄ在Ｃｒ／ＺｒＯ２中的作用做了一些探讨     

负载型Pd-CuO/γ-Al_2O_3双金属催化剂上O_2-TPD-MS的特性

运用ＸＲＤ、ＴＰＤ－ＭＳ及色谱－微反流动法等手段，研究了Ｐｄ－ＣｕＯ／γ－Ａｌ２Ｏ３双金属催化剂物相结构、表面氧性能及对催化活性的影响。结果表明，双金属催化剂中由于Ｐｄ－ＣｕＯ间的相互作用，使催化剂活性组份的表面分散状态发生了变化。研究还表明不同的Ｐｄ／ＣｕＯ比对ＣＯ和ＣＨ４的氧化具有不同的活性，可通过调变活性组份含量比，改善催化剂上氧的吸、脱附行为，从而起到提高活性的作用。     

Pd呈特定分布的Pd/Al_2O_3催化剂的制备及其表面性能

浸渍液的浓度、酸度和浸渍时间可影响H_2PdCl_4浸入Al_2O_3的深度。采用不同的竞争吸附剂和浸渍条件制得了Pd呈特殊分布的Pd/Al_2O_3催化剂。用光学照相法宏观地表征了Pd在Al_2O_3上的分布,用电子探针技术微观地表征了Pd的这种分布。Pd/Al_2O_3催化剂的表面特性和Pd的分布形式有关。TPR试验表明,Pd呈特定分布的 Pd/Al_2O_3催化剂的T_m值具有如下次序:蛋壳型>蛋白型>均匀型>蛋黄型。催化剂的H_2-O_2反应活性具有类似的次序。用TEM法测定的Pd/Al_2O_3催化剂的Pd粒度次序为:均匀型<蛋壳型<蛋白型<蛋黄型。     

重整生成油选择性加氢脱烯烃 Pd基催化剂的研究

 研究了负载在Al₂O₃载体上的贵金属钯(Pd)基催化剂在重整生成油选择性加氢脱烯烃反应中的性能。在高压微反装置上，采用环己烯、甲苯和正庚烷的混合物为模拟油来评价筛选催化剂，并对不同工业原料油进行加氢试验。结果表明，在现有工业上常用的工艺条件下，采用Pd/Al₂O₃催化剂进行重整生成油全馏分的选择性加氢，不能满足产品质量要求。其原因是高沸点馏分强吸附在催化剂表面，从而导致催化剂失活。在适宜的工艺条件下，采用Pd/Al₂O₃催化剂进行连续重整汽油BTX 馏分选择性加氢脱烯烃，可以使加氢汽油满足芳烃抽提进料的质量要求。添加助剂对Pd/Al₂O₃催化剂进行改进，可以大大提高催化剂的稳定性。改进后的双金属Pd基催化剂(Pd+M/Al₂O₃)可用于不同原料的重整生成油（苯(C6)馏分、BTX(C6~C9)馏分、全馏分）的选择性加氢脱烯烃反应。加氢反应产物的溴价小于200mgBr/100g，芳烃损失小于0.5%(质量分数)，且在重整生成油全馏分的选择性加氢过程中该催化剂表现出好的稳定性。     

Pd/Al2O3催化过氧化氢异丙苯的液相加氢反应

 分别以K₂[PdCl₄]和K₂[PdCl₄]与草酸的混合液为Pd前驱体,采用浸渍沉淀法制备了Pd/Al₂O₃催化剂。采用等离子体耦合发射原子吸收光谱(ICP-AES)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)等手段对Pd/Al₂O₃催化剂进行了表征。考察了Pd/Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中的催化活性。结果表明,金属Pd在载体Al₂O₃上呈不均匀分布,并发生团聚,其颗粒直径为5～10nm;催化剂在煅烧及还原过程中,活性金属Pd与载体Al₂O₃发生强烈相互作用,产生了Pd-Al合金。以K₂[PdCl₄]为前驱体制备的Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中显示了较高的二甲基苄醇(CA)选择性,而且在240 h 连续反应过程中,CHP的转化率始终维持在100%,目标产物CA的平均选择性也达到了97.7%。通过对比反应前后反应体系的组成,探讨了CHP液相催化加氢制备CA的反应途径。     

异辛烷蒸汽重整制氢的研究Ⅲ.Gd2O3改性的Pt/CeO2/Al2O3催化剂的性能及表征

在 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂中掺杂 Gd_2O_3制备了 Pt/Gd_2O_3/CeO_2/Al_2O_3催化剂,用氢程序升温还原(H_2-TPR)、X 射线衍射(XRD)和 CO 吸附原位漫反射红外光谱(DRIFTS)方法对 Gd_2O_3改性前后的 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂进行了表征。H_2-TPR表征结果显示,Gd_2O_3改性促进了表面 CeO_2的还原,增强了 Pt-CeO_2间的相互作用;XRD 表征结果显示,这种强相互作用促使催化剂中的 Ce~(4+)向Ce~(3+)转变,有利于 CeAlO_3相的生成,抑制了 Pt 及 CeO_2在高温下的聚集;CO 吸附原位 DRIFTS 表征结果显示,Gd_2O_3改性 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂后,Pt-CeO_2间的强相互作用使 Pt 的缺电子性增强。在含硫300μg/g 的异辛烷蒸汽重整反应中,Pt/Gd_2O_3/CeO_2/Al_2O_3催化剂在250 h 的运行过程中,表现出优异的活性和抗硫中毒稳定性,异辛烷转化率保持在100%,产物中H_2的摩尔分数维持在73%左右,甲烷的摩尔分数维持在1%以下。     

碳三气相加氢催化剂的失活原因

针对乙烯装置C_3气相加氢Pd/Al_2O_3催化剂失活的问题,对新鲜的、失活的和再生的催化剂进行了多种分析,对不同来源的C_3原料气的硫、砷含量进行了测定。分析结果表明,催化剂的失活是砷、硫、铁及积炭等多种因素造成的。对C_3气相加氢工艺提出了改进建议。