金属沸石催化剂(下)

三、单功能金属沸石催化剂在一定条件下,含金属沸石可作为单功能催化剂,沸石起活性金属载体的作用。但由于金属组分的状态与沸石结构和组成有关,因此催化剂的性质在很大程度上由载体的类型确定。(一)氢化与脱氢。在乙烯加氢反应中,含Ⅷ族金属的 X 和 Y 型沸石较丝光沸石活性高。相同组成的 Y 沸石,离子交换法比浸渍法有更高的活性。加氢活性顺序是:Pt-NaY>Pd-Na>>Ni-NaY。铂催化剂的加氢活性约比钯催化剂高一倍。在烯烃加氢反应中,镍沸石催化剂选择性较差,除加氢外,还常常发生双键转移,顺—反异构及骨架异构等。     

沸石封装金属纳米颗粒提高多相反应催化性能研究进展

金属和沸石分子筛是两种广泛应用于氧化还原和酸催化反应的重要催化剂,然而,金属纳米颗粒的团聚和烧结效应通常会导致反应过程中催化性能的损失。而具有均一孔道、结构多样性以及比表面积大等优点的沸石分子筛由于缺乏金属活性位极大地限制了其在催化反应中的活性和应用范围,因此,在沸石内部封装具有催化活性的金属纳米颗粒具有重要意义。综述重点介绍了近年来沸石封装金属纳米颗粒(金属@沸石)催化剂的研究进展,通过使用带有有机基团的稳定剂或晶种法等封装金属或金属氧化物的方法,有效地结合了金属颗粒的高活性以及分子筛载体的高选择性,提高反应活性的同时体现了金属-酸位点的协同催化性、选择性、抗浸出性和抗烧结性等优异性能,这些优势使得此类催化剂具有良好的工业应用前景。     

N-对甲苯基丙烯酰胺和乙醇在多孔硅铝沸石上的高效迈克尔加成反应研究

以不同类型的酸性多孔沸石分子筛(ZSM-5、Beta、USY和MOR)为催化剂,在没有强碱添加剂的条件下实现N-对甲苯基丙烯酰胺和乙醇的迈克尔加成反应.利用X射线衍射、N2-物理吸附和NH3-程序升温脱附技术对沸石催化剂进行表征,并考察了不同类型的多孔沸石对反应活性和选择性的影响.结果表明,酸性多孔Beta沸石分子筛具...     

热分析质谱联用技术在催化材料研究中的应用

介绍了热分析质谱联用技术(TG-DSC/DTA-MS)以及近几年来该技术在催化材料研究中的应用进展,包括在金属催化剂、金属氧化物催化剂、沸石分子筛与多孔材料等方面的应用.     

催化膜技术的研究及其进展

业已发现,催化剂和膜结合对较快和更特殊的反应大有作为。催化膜反应器(CMR)系将均相催化剂与选择性渗透膜结合在一起。这种催化膜结构可能有以下三种:(1)多孔膜:该膜可起催化剂作用,催化剂可浸渍在其内表面;(2)无孔膜:该膜也可充当催化剂,催化剂可浸渍在其内外表面;(3)无孔或多孔惰性膜管:     

铁基氨气选择性催化还原(NH3-SCR)催化剂性能的研究进展

氨气选择性催化还原(NH₃-SCR)技术被广泛应用于净化废气中的NO_x。介绍了多种以氧化铁作为主要活性成分的NH₃-SCR催化剂的性能以及掺杂改性金属对氧化铁的低温活性的影响。阐述了金属氧化物、碳基材料、沸石等载体材料对反应催化活性的影响并对比了不同载体的特点。在研究铁基催化剂表面NH₃-SCR反应和硫化中毒机理的基础上,对改良氧化铁催化剂以增强其抗硫能力的可行方案进行了探讨。     

铁基多孔材料SCR催化剂的研究进展

综述了以单金属铁或复合金属铁为活性中心，以三种典型的多孔材料碳基材料、沸石、金属有机骨架材料为载体的催化剂的实验研究。对Fe负载后的SCR催化性能进行了分析，催化剂主要存在抗硫抗水性能弱和金属有机骨架材料高温稳定性差等问题。可以采用前驱体处理，复合其他金属等方法进行改进，改善铁基多孔材料催化剂的催化性能。     

一步酯交换法合成碳酸二甲酯催化剂研究进展

综述了一步酯交换法合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展,阐述了所用催化剂的组成、性质和催化活性,从反应产物分析推测了反应机理。适宜孔径的碱性沸石分子筛等多孔材料将是合成多相催化剂载体的首选材料。制备高活性、高选择性、高稳定性的多相催化剂将是今后催化剂研究的方向。     

不同载体负载Pd催化剂的苯甲醛加氢性能

研究了氧化物载体及惰性载体,如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)及高温脱氧活性炭载体(AC-1100)负载Pd催化剂上的液相苯甲醛(BAL)加氢制苯甲醇反应性能。结果表明,酸性载体氧化铝及碱性载体氧化镁负载的Pd催化剂,苯甲醛与醇类溶剂在载体表面吸附,并缩合生成缩醛。而在惰性载体如二氧化硅(SiO2)、SiC、Si3N4及AC-1100载体表面,则可以避免此副反应,有利于保持Pd粒子的金属态,从而获得较高的苯甲醇(BAOL)选择性。Si3N4在保持较高活性的同时,具有最高的BAOL选择性。     

含铁Y沸石的表面金属有机化学制备及其催化性能研究

采用表面金属有机化学法制备的Fe/Y沸石催化剂(记作Fe/Y-G)与液相浸渍法制得的Fe/Y沸石样品(记作Fe/Y-Ⅰ)相比对CO氧化表现出更为优异的催化性能,在623 K下反应时Fe/Y-G样品的催化活性是Fe/Y-Ⅰ催化剂的3倍,催化剂结构表征结果表明,CO催化氧化活性与Y沸石表面铁的微观结构密切的联系,以Fe-O-Al结构形式存在于Y沸石表面的孤立铁可能是CO催化氧化的活性中心.     

改性丝光沸石催化剂上合成2,6-二异丙基萘

采用盐酸处理以及水热处理结合酸处理两种方法对氢型丝光沸石(HM)进行脱铝改性,制备了一系列脱铝HM催化剂,并以脱铝HM沸石为载体负载磷钨杂多酸(PW),制备负载杂多酸催化剂,用XRD、FT-IR和NH3-TPD等手段对这些催化剂的结构及酸性质进行了表征,在100mL间歇式不锈钢高压反应釜中对其在萘的异丙基化反应中的催化性能进行了考察。结果发现,随着脱铝深度的增加,HM沸石的酸量下降,酸强度降低,将PW负载于脱铝HM沸石载体上,其酸性质得到改善。上述催化剂的异丙基化反应结果表明,脱铝HM沸石的活性和2,6-DIPN选择性均大大高于未经改性的HM沸石;将PW负载于脱铝HM沸石上,其活性均有不同程度的上升,但对2,6-DIPN的选择性有所下降。催化剂的表征和反应结果显示,催化剂的活性和选择性与其孔结构和酸性质密切相关。     

多孔材料负载型催化剂催化氧化VOCs的研究进展

从不同类型催化剂的设计和结构出发，重点介绍了由多孔材料设计制备VOCs催化氧化催化剂的研究进展，包括金属有机框架（MOF）、沸石分子筛、多孔碳等载体及其衍生物在VOCs催化降解上的性能及相关比较，并阐述了该类催化剂增强氧化机理。最后，阐述了VOCs催化氧化技术面临的问题和未来发展方向。     

气相催化合成CF_3I的催化剂载体研究

CHF3和碘在金属盐催化下合成三氟碘甲烷(CF3I),研究了载体对CHF3催化合成转化率和CF3I选择性的影响,发现多孔氟化铝(PAF)作为载体时,反应转化率为17.5%,对CF3I的选择性高,达到62.9%,反应前后催化剂的BET比表面积测试和等离子发射光谱(ICP)分析发现,活性炭作为载体的催化剂反应后比表面积降低,活性物流失达到45%;而PAF作为载体的催化剂,活性物流失程度较低,高温裂解CHF3的实验表明,PAF能够促进CHF3的裂解和CF2卡宾的岐化。     

硼改性沸石上甲基叔丁基醚气相合成反应

考察了HZSM-5、HY和Hβ等沸石催化剂上气相合成甲基叔丁基醚(MTBE)的反应性能,发现Hβ沸石对MTBE的合成具有比其它沸石更高的活性和选择性.研究了加入粘合剂后催化剂活性和选择性的变化.通过对催化剂的酸性表征,认为L酸中心对MTBE合成具有重要作用.在此基础上,设计制备出了硼改性B2O3/Hβ-Al2O3催化剂,使MTBE产率明显提高,选择性接近100%.讨论了反应性能与催化剂表面酸性的关系.     

丝光沸石在石油加工中的应用

一、丝光沸石用于择形加氢裂化丝光沸石有99％以上表面都在晶穴内,作为催化剂载体的丝光沸石的有效孔径对反应物和产物的形状和大小表现出很大的选择性。载有贵金属铂或钯的氢型丝光沸石有效孔径可调整到5.0～5.5A,可适用直链烷烃进出,而异构烷烃、环烷和芳香烃都被排斥     

由氢、氧直接合成过氧化氢研究新进展

介绍了由氢、氧直接合成过氧化氢研究新进展,研究重点是催化剂的组成和制备,其中包括催化金属的组成和载体的选择以及它们的预处理等。研究结果普遍表明,双金属催化物质(Pd-Au或Pd-Pt)的催化性能优于单金属催化物质(Pd);载体对催化剂性能也有显著影响,大多优选活性炭。在一些研究中,进行了对比实验,得出上述结论。实验中主要考察了催化剂生成H2O2的活性和选择性等。此外,还介绍了一些学者对催化金属颗粒在载体表面的形态结构、分布、粒径(纳米级)等对催化剂催化性能影响的研究。     

含双金属的超稳Y沸石负载SO2-4/ZrO2强酸性催化剂上正庚烷临氢异构化

用超稳Y沸石(USY)负载SO2-4/ZrO2固体超强酸,并以此为载体制备含Pt双金属催化剂,用XRD和H2-TPR表征了催化剂的物化性质,并在常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能.结果表明, USY负载了SO2-4/ZrO2和双金属以后仍能保持沸石原有结构;贵金属Pt、金属助剂以及ZrO2等在USY载体上能够高度分散.在含Pt的催化剂中掺杂了Cr或Al金属助剂以后,正庚烷异构化产物选择性有了明显的提高,且具有更好的稳定性和低温活性;在USY负载SO2-4/ZrO2和0.4%Pt的催化剂上,正庚烷的转化率为42.1%时,异构化产物的选择性只有69.6%,而在掺杂了与Pt摩尔比为5:1的Cr或Al后,正庚烷的转化率分别为44.3%和42.1%时,异构化产物的选择性分别可提高到88.9%和89.5%.     

固体催化剂表面酸度测定方法的改进

前言据有关文献介绍,在石油催化裂化以及其他一些反应中,例如异构化,歧化,氢转移,芳构化等,催化剂的活性与表面酸性有着密切的关系。分子筛、丝光沸石、Al_2O_3、SiO_2-A1_2O_3等是石油化学工业中重要的催化剂和催化剂载体,由于这些催化剂表面存在布郎斯台(Bronsted)酸和路易斯(Lewis)酸,     

双氧水作用下苯羟基化反应的催化剂研究进展

综述了双氧水直接氧化苯制取苯酚的各种类型催化剂。包括过渡金属盐或金属氧化物催化剂、沸石分子筛与杂原子沸石分子筛、杂多酸催化剂等。重点关注各类型催化剂用于苯羟基化反应得到的苯转化率及苯酚选择性,简要分析其应用前景。     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。