碱金属改性的MnCu/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了MnCu复合金属氧化物负载量不同的MnCu/γ-Al_2O_3催化剂。考察了不同碱金属(Na、K、Rb)改性对MnCu/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O反应性能的影响。采用XRD、BET、H2-TPR、XPS和SEM等手段表征催化剂。结果表明,对于MnCu/γ-Al_2O_3催化剂,适宜的MnCu复合金属氧化物负载量为20%(Cat-20),此时添加碱金属K、Rb使Cat-20催化剂Mn—O键和Cu—O键弱化,降低了催化剂的还原温度,提高了Mn4+/Mn3+原子比,从而有利于提高Cat-20催化剂催化分解N_2O反应性能。当添加K、Rb的质量分数分别为6%时,Cat-20-K(6)和Cat-20-Rb(6)均具有相对较高的催化分解N_2O反应活性,其对应的N_2O完全转化的反应温度分别为510℃和500℃,而Na的添加对催化剂活性影响较小。     

基于CaAl-LDHs前体的蒽醌降解物再生固体碱催化剂

以尿素为沉淀剂,采用水热合成法在球形γ-Al_2O_3载体表面原位合成Ca Al-NO_3-LDHs(LDHs:层状复合金属氢氧化物),焙烧后得到Ca Al-LDO/γ-Al_2O_3固体碱催化剂(LDO:层状双金属复合氧化物)。采用XRD,SEM,BET,CO_2-TPD方法对催化剂进行了表征,并考察了催化剂对蒽醌降解物的再生性能。表征结果显示,当Ca O负载量低于20%(w)时,催化剂仍保持较高的比表面积和丰富的孔结构,且表面碱量随Ca O负载量的增加而增加;当Ca O负载量超过20%(w)时,催化剂的比表面积减小,孔道被堵塞,表面碱量降低。实验结果表明,Ca O负载量为20%(w)的0.20-Ca Al-LDO/γ-Al_2O_3催化剂对蒽醌降解物的再生性能最佳,与浸渍法制备的0.20-Ca O/γ-Al_2O_3和水热合成法制备的0.20-Mg Al-LDO/γ-Al_2O_3催化剂相比,0.20-Ca AlLDO/γ-Al_2O_3催化剂的蒽醌降解物再生活性分别提高了76.9%和18.0%。     

Cu/m-ZrO_2和Cu/γ-Al_2O_3对乙醇还原氨化制乙腈反应催化性能的比较

合成了Cu/m-ZrO_2催化剂,采用NH_2-TPD、CO_2-TPD、XRD、H_3-TPR和N_2O分解等手段对其进行了表征,考察了不同Cu负载量的Cu/m-ZrO_2和Cu/γ-Al_2O_3催化乙醇氨化还原合成乙腈效果,NH_3-TPD和CO_2-TPD结果表明,m-ZrO_2同时拥有酸中心和碱中心,而γ-Al_2O_3仅具有酸性中心。XRD和H_2-TPR进一步确定Cu/m-ZrO_2上存在高分散和集聚态2种CuO,而Cu/γ-A1_2O_3上可能存在CuO和CuAl_2O_4 2种Cu物种,催化效果与CuO状态密切相关。在低Cu负载量(如质量分数5%)的条件下,在催化乙醇氨化还原合成乙腈的反应中,Cu/m-ZrO_2比Cu/γ-Al_2O_3具有更高的催化活性和稳定性。     

MgO添加对Ag/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂催化燃烧丙烷的影响

采用分步浸渍法制备了一系列掺杂的Ag/MgO(x)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂,利用BET,XRD,TEM,XPS等分析方法对催化剂进行表征,并考察了催化剂催化燃烧丙烷的性能。实验结果表明,添加MgO能够影响活性组分Ag的化学状态,与Ag/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂相比,添加MgO虽然明显抑制了Ag/MgO(x)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂表面Ag粒子的分散,但能够显著提高Ag0和活性氧物种的含量,从而提高了银基催化剂在丙烷催化燃烧反应中的活性。当MgO的负载量为15%(w)时,在305℃时丙烷转化率达90%,表明该催化剂具有较好的活性。     

Ag助剂对Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂催化环戊二烯选择加氢性能反应的影响

以TiO_2-Al_2O_3复合氧化物为载体,Ni为主活性组分,依次考察了Ni的负载量、助剂金属(Co、Cu、Zn、La和Ag)的种类和含量对催化剂催化环戊二烯选择加氢反应的影响。实验结果表明,5种助剂中,Ag可以最大程度地提升Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的选择加氢活性和提高环戊二烯的转化率及环戊烯的选择性。催化剂的Ni负载量为15%,Ag助剂的加入量为3.0%时,在反应温度45℃、反应压力0.5 MPa、氢/烃(摩尔比)1.2、液体体积空速8.0h~(-1)的条件下,环戊二烯的转化率大于92.5%,环戊烯的选择性大于91.5%。催化剂在200h稳定性考察实验中,呈现较好的稳定性。BET测试结果表明,Ag-Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的比表面积为142.7m~2/g,孔体积为0.41mL/g,孔集中分布在4~9nm之间,最可几孔径为7.1nm;XRD测试结果表明,Ag助剂的加入使NiO的晶粒变小并在载体表面分散的更均匀,而使TiO_2的晶粒变大并在载体表面聚集,减弱了NiO与载体中TiO_2的相互作用;TPR测试结果表明,Ag助剂的加入使催化剂的氢还原峰向低温方向移动了80℃以上,使催化剂更容易还原活化。     

Cu-Co-Al复合氧化物在N_2O分解反应中的催化活性

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法和高温焙烧法制备了系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物催化剂,并采用浸渍法制备了相应的K改性催化剂,将这些催化剂用于N2O分解反应,考察了催化剂组成和K负载量对活性的影响。采用N2物理吸附(BET)、XRD和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂的活性较高。表征结果显示,系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物均为尖晶石型结构。在550℃下N2O连续进行分解反应600 min,有氧无水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4(K与(Cu+Co)的原子比为0.03)催化剂上的N2O转化率分别为77.0%和92.8%;而在有氧有水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂上的N2O转化率分别为14.5%和36.2%。与Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂相比,0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂具有较高的活性和稳定性。     

V_2O_5/γ-Al_2O_3表面酸性和钒价态的调控及其异丁烷脱氢性能

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了负载高分散氧化钒催化剂(V_2O_5/γ-Al_2O_3),并通过K,Ca,Mg对V_2O_5/γ-Al_2O_3的表面酸性及钒价态进行调控,研究催化剂表面酸性改性的变化规律及与异丁烷脱氢活性和选择性之间的构效关系。采用XRD、XPS、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD和H_2-TPR等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,当氧化钒负载量低于7%(w),氧化钒在氧化铝表面处于良好分散状态时,催化剂保持最佳的反应活性和选择性。表征结果显示,碱金属K对V_2O_5/γ-Al_2O_3表面的酸性和V的还原价态具有显著的调节作用,当K添加量(w)为1.5%时,强酸中心几乎被全部抑制,同时保留了适量的弱酸中心,而V的还原价态由2.87+调至3.95+;在1.5%K-V_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢反应340 min后,异丁烷转化率保持在30%以上,异丁烯选择性保持在97%以上。     

热解条件对CuCe-O/γ-Al2O3催化性能的影响北大核心CSCD

采用柠檬酸络合法制备了一系列的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂,利用XRD,H_2-TPR,BET,SEM等手段对不同热解温度、热解气氛下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂进行表征,并在连续固定床微反装置上评价了CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂的CO氧化性能。实验结果表明,改变热解温度及热解气氛对CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的比表面积及形貌特征影响较小,CuCe-O/γ-Al_2O_3试样中CuO在γ-Al_2O_3载体表面呈高度分散状态,弱氧气氛增强了CuO/CeO_2两相间的相互作用,加剧了Ce^(3+)从CuO中获取氧的趋势,提高了氧化铜的氧化还原能力,相应的H_2-TPR还原温度向低温区偏移;在15%(φ)空气+85%(φ)N_2热解气氛及230℃热解温度下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3试样具有优良的CO氧化活性,表明适宜的热解条件可以增强CuO/CeO_2两相的相互作用,进而提高CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的氧化还原能力。     

MgO/γ-Al2O3催化酯交换合成碳酸甲丁酯

通过活性组分和载体筛选制备了MgO/γ-Al_2O_3催化剂,用于碳酸二甲酯(DMC)和正丁醇液相酯交换反应合成碳酸甲丁酯(BMC),并考察了活性组分前驱物、催化剂焙烧温度和活性组分负载量对催化剂活性的影响。结果表明,以Mg(OAc)_2·4H_2O为活性组分前驱物,催化剂焙烧温度为400℃,活性组分MgO负载量为5%时,MgO/γ-Al_2O_3表现出高的酯交换反应催化活性。同时考察了反应温度、原料配比对酯交换反应的影响,适宜的反应温度为100℃;物料配比n(DMC):n(正丁醇)=3:1时,正丁醇的转化率达到98.4%,BMC的选择性为91.9%,收率为90.4%。催化剂重复实验表明催化剂重复使用性能良好。     

γ-Al_2O_3负载磷钨酸催化合成乙二醇二甲醚

采用过量浸渍法制备γ-Al_2O_3负载磷钨酸(PW)系列催化剂,并在固定床反应器上考察了系列催化剂对二甲醚(DME)与环氧乙烷(EO)合成乙二醇二甲醚(DMEG)反应性能的影响;优化了PW负载量、反应温度、反应压力、原料配比以及气态空速等反应条件。采用XRD和NH_3-TPD方法表征了催化剂的分散性及酸性。表征结果显示,低PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面高度分散,高PW负载量试样在γ-Al_2O_3表面聚集形成晶体;PW负载量为40%(w)的试样在γ-Al_2O_3表面呈现最大分散,40%PW/γ-Al_2O_3催化剂具有最大酸量。实验结果表明,40%PW/γ-Al_2O_3催化EO与DME合成DMEG反应,在n(DME)∶n(EO)=3、反应温度348 K、GHSV=1 500 h~(-1)、反应压力0.60 MPa的最优反应条件下,EO转化率为100%,DMEG选择性可达52.1%。     

掺杂La_2O_3或CeO_2的V_2O_5/γ-Al_2O_3和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的乙苯脱氢性能

通过掺杂少量的稀土金属氧化物La2O3或CeO2,采用溶胶-凝胶法制备了3%La2O3-17%Fe2O3/γ-Al2O3,3%La2O3-17%V2O5/γ-Al2O3,3%CeO2-17%V2O5/γ-Al2O3催化剂(金属氧化物负载量均为基于载体的质量分数),并用于在CO2气氛下乙苯温和氧化脱氢制苯乙烯的反应。考察了不同催化剂对乙苯和CO2的转化率及苯乙烯选择性的影响。实验结果表明,在常压、600℃、n(CO2)∶n(乙苯)=10∶1、乙苯空速为15mmol/(g.h)、反应时间3h的条件下,3%La2O3-17%V2O5/γ-Al2O3催化剂呈现出良好的乙苯脱氢活性,乙苯转化率和苯乙烯选择性分别为78.0%和98.2%,CO2的初始转化率为5.8%。采用X射线衍射、红外光谱和热重-差热分析表征了反应前后催化剂的体相结构及热失重过程。     

Fe_2O_3-V_2O_5掺杂,Cr_2O_3催化间甲酚甲基化制2,3,6三甲基苯酚

为得到高效低温催化剂,在Fe2O3-V2O5复合氧化物催化剂中添加不同金属氧化物MaOb(MaOb=CeO2,CaO,ZnO,ZrO2,Cr2O3)对其进行改性,制得Fe2O3-V2O5-MaOb催化剂,并将其用于间甲酚甲基化制备2,3,6-三甲基苯酚的反应。实验结果表明,按n(Fe):n(V):n(Cr)=100.0:1.0:0.5的比例添加Cr2O3可有效改善Fe2O3-V2O5催化剂的活性,优化的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂制备条件为:焙烧温度450℃、焙烧时间4 h、沉淀剂为25%(w)氨水。采用优化条件下制备的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂进行间甲酚甲基化反应,适宜的反应条件为:反应温度330℃、进料液态空速0.53 h-1。在优化反应条件下,间甲酚转化率为99.2%,2,3,6-三甲基苯酚选择性为94.6%。     

Mg对Cr2O3/Al2O3催化剂及其丙烷脱氢性能的影响

制备了不同Mg含量的Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂,考察了Mg含量对Cr2O3/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能的影响,并通过低温N2吸附-脱附、XRF、XRD、NH3-TPD、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征。结果表明：MgO的加入能提高丙烷脱氢反应中的丙烯选择性,主要原因是MgO的加入使载体表面酸量减少,调变了催化剂中Cr价态的分布,并使Cr晶粒变小,更好地分散在载体上;Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂中Cr2O3负载量（w）为18%时,MgO负载量（w）为1%~2%较为适宜,催化剂的性能可达到最佳,在反应条件下3 h内,丙烷平均转化率为33%,丙烯选择性为93%。     

再生过程对Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂性能的影响

研究了多次循环再生对固定流化床用YBD-201型异丁烷脱氢Cr/Al_2O_3催化剂的物理性质及催化性能的影响,采用TPO法及烧炭实验确定了失活催化剂的结碳种类及结碳率,对新鲜催化剂及多次再生后的催化剂进行TPR实验。采用TEM,XRD,BET等方法表征了多次再生前后催化剂的物相、微观形貌、比表面积、体积平均粒径及磨耗率等物理性质。表征结果显示,催化剂多次再生后物相没有变化,结构稳定;催化剂的比表面积、粒径分布等物理性质变化不大。实验结果表明,新鲜催化剂中铬的价态更高,多次再生后Cr/Al_2O_3催化剂的催化性能稳定且均可恢复,催化剂的活性保持在50%左右,异丁烯选择性保持在92%左右,可作为流化床异丁烷脱氢催化剂循环使用。     

MnO_x/TiO_2-Al_2O_3催化剂在超临界水氧化中的应用

以TiO2-Al2O3为载体、MnOx为活性组分制备了MnOx/TiO2-Al2O3催化剂,通过差热-质谱、X射线衍射、程序升温还原、BET测定比表面积等方法对MnOx/TiO2-Al2O3催化剂进行了表征;考察了MnOx/TiO2-Al2O3催化剂前体的分解过程及MnO2负载量与MnOx/TiO2-Al2O3催化剂活性的关系;以含苯酚、喹啉和氨氮的模拟焦化废水为对象,在连续超临界水氧化装置上评价了该催化剂的性能。实验结果表明,MnOx/TiO2-Al2O3催化剂的最佳制备条件为:以硝酸锰溶液为浸渍液,MnO2负载量(质量分数)10%,120℃下干燥4h,500℃下焙烧2h。与MnOx催化剂相比,MnOx/TiO2-Al2O3催化剂具有较高的比表面积,并在超临界水氧化处理焦化废水过程中表现出了较好的活性。在100h的实验中,MnOx/TiO2-Al2O3催化剂表现出较好的稳定性。     

制备条件对纳米TiO2/ Al2O3复合载体性能的影响

采用改进的溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO2/ Al2O3复合载体，并用XRD、BET和TEM等手段对复合载体进行了表征。讨论了模板剂与硝酸铝的比例对TiO2/ Al2O3复合载体物理性质的影响，观察了TiO2/ Al2O3复合载体的形貌，对不同钛含量对复合载体晶型的影响进行了研究，同时考察了以TiO2/ Al2O3为载体催化剂的选择加氢活性。实验结果表明，改进的溶胶-凝胶法制得的TiO2/Al2O3载体具有较大的比表面积、孔容/孔径及较集中的孔分布。复合载体中的TiO2和Al2O3分别以锐钛矿和γ- Al2O3晶型存在。随着模板剂加入量的增多，TiO2/Al2O3复合载体的比表面积、孔容和平均孔径均逐渐增大，当其与Al(NO3)3的比例为0.5时达到最佳点。不同钛铝比合成的样品中TiO2的衍射峰相对较弱，表明TiO2高度均匀分散在Al2O3的表面。从催化活性评价结果可以看出，以TiO2/ Al2O3复合体负载MoP的催化剂具有较高的选择加氢活性。     

三氧化二钕催化合成对硝基苯甲酸乙酯

以三氧化二钕为催化剂、对硝基苯甲酸和乙醇为原料合成了对硝基苯甲酸乙酯。对催化剂用量、反应时间、酸醇比、带水剂等因素进行了考察,最佳反应条件为：0．015 mol对硝基苯甲酸,n(对硝基苯甲酸)：n(乙醇)=1：6,催化剂用量0．1 g,反应时间3 h,反应温度79～81℃,收率大于89%。     

TiO2-Al2O3复合载体的制备条件对选择加氢反应的影响

采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,研究了该复合载体对负载Ni、Mo制成的NiMo/TiO2-Al2O3催化剂选择加氢性能的影响;考察了复合载体的制备条件对催化剂性能的影响。结果表明,复合载体的最优制备条件为:模板剂与硝酸铝及模板剂与钛酸丁酯摩尔比均为0.5,将钛溶胶缓慢滴加到Al2O3和水的混合物中,n(TiO2)∶n(Al2O3)=0.25,滴定终点pH值为3.5。采用小型固定床反应器,以催化裂化轻汽油为原料,对制备的NiMo/TiO2-Al2O3催化剂进行评价,在反应温度140℃、氢分压2MPa、体积空速3 h-1、氢油体积比35∶1的条件下,二烯烃转化率大于99%,单烯烃转化率小于5%。     

B2O3/TiO2-ZrO2催化剂上环己酮肟的气相Beckmann重排反应

用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物载体，BET，DTA，XRD表征结果表明，该复合载体具有较大的比表面和较好的热稳定性，对于环己酮肟气相Beckmann重排反应制己内酰胺，用复合载体制备的B2O3／TiO2-ZrO2催化剂，比分别以TiO2,ZrO2为载体所制备的B2O3/TiO2和B2O3／ZrO2催化剂具有更高的活性和选择性，实验表明，催化剂表面中等强度的酸位是环己酮肟气相Beckmann重排反应的有效活性中心。