Ni-NiO/γ-Al2O3催化四氢糠醇制备吡啶的性能研究

研究了催化剂Ni-NiO/γ-Al2O3催化四氢糠醇(THFA)与氨气在固定床反应器中制备吡啶的工艺,并对催化剂的结构进行了表征。评价不同含量催化剂Ni-NiO/γ-Al2O3对四氢糠醇与氨气反应合成吡啶及其主要副产物的催化效果,考察了温度、氨醇摩尔比、液时空速等对该催化反应的影响。确定催化剂Ni-NiO/γ-Al2O3的催化效果为：随着催化剂组分Ni-NiO含量的升高,吡啶与异喹啉的含量随之升高,而哌啶的含量随之降低;在350℃~550℃,随着温度的升高,吡啶的含量随之升高,而副产物哌啶的含量随之降低,异喹啉在400℃含量较高。     

ZSM-5分子筛固定床催化合成聚甲氧基二甲醚

通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）和吡啶吸附-红外光谱（Py-IR）等对不同硅铝比（SiO₂/Al₂O₃）的ZSM-5分子筛粉末催化剂进行表征。在间歇反应器中,本文对比了不同硅铝比ZSM-5分子筛粉末催化三聚甲醛和甲缩醛合成聚甲氧基二甲醚（PODE）的催化活性,结果表明硅铝比为400的ZSM-5分子筛粉末具有最高的PODE_2~8的收率和选择性。然后,采用挤条成型法,在ZSM-5分子筛粉末（SiO₂/Al₂O₃=400）中加入硅溶胶黏结剂和甲基纤维素黏结剂,制备得到ZSM-5成型催化剂,硅溶胶添加量和甲基纤维素分子量影响成型催化剂强度。采用ZSM-5成型催化剂,以固定床为反应器,反应温度和反应空速在所考察的范围内对三聚甲醛（TOX）的转化率和PODE的选择性影响较小。在85℃、压力1MPa、空速为5h^-1的条件下进行了240h催化性能考察,成型催化剂催化性能稳定,三聚甲醛的转化率高于90%,PODE_2~8的选择性达到95%以上。     

负载型Pt-Fe/Al2O3催化剂用于室温催化氧化甲醛

采用胶体沉积法制备不同载体（Ni₂O₃、Co₃O₄、TiO₂、Al₂O₃）的Pt-Fe/MeO_x催化剂用于甲醛室温催化氧化。活性测试表明,以γ-Al₂O₃为载体的Pt-Fe/Al₂O₃催化剂具有较高的催化活性,在25℃时甲醛的转化率可达到100%,而且Pt-Fe/ Al₂O₃催化剂还表现出良好的稳定性。采用各种表征技术对Pt-Fe/Al₂O₃的形貌、价态及氧化还原性等物理化学性质进行了研究,结果表明：Pt-Fe/Al₂O₃催化剂中Pt物种和Fe物种在Al₂O₃载体的表面上均匀分散;二者之间存在着较强的相互作用,在Al₂O₃载体的表面上形成一些类似Pt-O-Fe活性物种,有效促进了Pt-Fe/Al₂O₃催化性能,从而显示出较高的氧化活性。     

新型合成气甲烷化催化剂La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3的制备与性能

针对常规合成气甲烷化催化剂高热结构稳定性差、活性低、适应性差等不足,本文创新地引用稀土金属氧化物La₂O₃复配过渡金属氧化物ZrO₂作为多功能复合助剂,利用反向沉淀法制备了新型合成气甲烷化催化剂La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃,同时制备催化剂Cr₂O₃-Ni/Al₂O₃作为参照组。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）表征了催化剂的微观结构,并利用N₂吸附仪（BET）测量催化剂经高温水热处理前后的微孔结构参数,以考察催化剂的高热结构稳定性。结合国内某大型煤制天然气项目工艺特征和运行实践,应用Aspen Plus软件模拟了四段甲烷化工艺理论平衡值。基于自主固定床合成气甲烷化评价实验装置,考察了反应压力、空速和原料气H₂O(g)含量等因素对La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃催化性能的影响,并开展了1000h长周期寿命评价实验。结果表明,La₂O₃-ZrO₂-Ni/Al₂O₃比Cr₂O₃-Ni/Al₂O₃具有更优的高热结构稳定性;可使CO和CO₂反应达到或接近催化剂床层出口温度下的理论平衡状态,呈现显著的宽温活性;活性组分NiO晶粒尺寸介于7~10nm,分散度较高;对反应压力、空速和原料气H₂O(g)含量的变化不敏感,具有良好的操作弹性;1000h反应后仍能保持较高的活性和稳定性。     

MoO2/g-C3N4催化剂的制备及其氧化脱除模拟油中的硫化物

采用高温煅烧MoO₂和g-C₃N₄混合物制备了不同MoO₂含量的MoO₂/g-C₃N₄催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和N₂吸附脱附对催化剂的结构和性能进行了表征。以MoO₂/g-C₃N₄作为催化剂,H₂O₂为氧化剂,离子液体为萃取剂研究了反应体系的氧化脱硫性能。这项研究中考察了不同煅烧温度下制得的催化剂、负载量、氧化剂使用量、催化剂加入量、反应温度、萃取剂使用量、反应时间、硫化物类型等不同反应参数对脱硫率的影响。结果表明,在H₂O₂的使用量为0.2mL,MoO₂/g-C₃N₄加入量为0.03g,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体1.0mL,反应温度为70℃,反应时间60min的最佳工艺条件下,24%-MoO₂/g-C₃N₄催化剂脱硫率可以达到94.8%,催化剂循环使用5次后活性没有明显下降。此外,研究了MoO₂/g-C₃N₄在离子液体中的催化氧化反应机理。     

Cr2O3/SiO2催化苯酚与碳酸二乙酯邻位烷基化反应

以Cr(NO₃)₃?9H₂O为前体,采用等体积浸渍法制备了一系列不同Cr₂O₃负载量的Cr₂O₃/SiO₂催化剂;在固定床连续微反装置上,考察了Cr₂O₃/SiO₂催化剂对苯酚与碳酸二乙酯邻位烷基化反应的催化性能;采用XRD、NH₃-TPD、CO₂-TPD和吡啶吸附、红外等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,随着Cr₂O₃负载量的增加,苯酚的转化率和邻乙基苯酚的选择性均逐渐增加;当Cr₂O₃负载量达到7.5%时,苯酚的转化率和邻乙基苯酚的选择性均达到最大值,分别为48%和67%。催化剂的表征结果表明,L酸中心是苯酚邻位烷基化反应的活性中心,苯酚转化率和邻乙基苯酚选择性的变化主要是由催化剂的酸、碱中心数目变化引起的。     

助催化剂Sn、Ga、In和K对丙烷脱氢催化剂Pt/Al2O3

用廉价的丙烷脱氢制丙烯是解决丙烯供应紧张问题的途径之一,研究优异性能的丙烷脱氢催化剂具有重要意义。采用分步浸渍法制备不同类型的丙烷脱氢催化剂Pt/Al₂O₃,在固定床反应器中考察助催化剂Sn、Ga、In和K对催化剂性能的影响。结果表明,Pt-Sn/Al₂O₃催化剂性能略优于Pt-Ga/Al₂O₃和Pt-In/Al₂O₃,并且比较稳定。在Pt-Sn/Al2O3催化剂中加入适量K,可有效改善催化剂性能,但高温条件下积炭严重,有待深入研究和改进。     

MoO3/γ-Al2O3在四氢糠醇合成吡啶中的应用

研究了以四氢糠醇(THFA)和氨气为原料,MoO3/-γA l2O3为催化剂经气固相接触催化合成吡啶的反应。采用XRD、XPS、BET对催化剂进行了表征,气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行了分析,确定了主产物吡啶。考察了反应温度、MoO3负载量、四氢糠醇流量、催化剂用量对反应的影响。结果表明,负载量为10%的MoO3/γ-A l2O3经固定床反应器,反应温度为500℃,n(THFA)∶n(NH3)=1∶5时,四氢糠醇的转化率达95.47%,吡啶的选择性达74.82%,吡啶的收率达71.44%。     

水滑石法制备渣油加氢催化剂

用离子交换法合成钼酸盐阴离子柱撑镍铝水滑石,并进一步合成了渣油加氢催化剂（MoO₃-NiO/Al₂O₃）。通过XPS检测发现MoO₃以单分子层存在于催化剂孔道中,其饱和分散容量为4.69μmol/m²。通过XRD分析显示中间产物水滑石结构晶形完好,且置换后晶粒尺寸有所增大。采用低温氮气吸附法研究了不同阶段产物的比表面积、孔容和孔体积的变化规律。采用固定床反应器以沙轻常压混合渣油为原料进行催化剂评价,发现水滑石法制备的催化剂较浸渍法制备的催化剂在金属脱除率、脱硫率、脱氮率和脱残炭率等方面初活性有明显提高,但活性衰减较快,寿命相对较短。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

负载型MoO3催化剂结构与催化酯化性能研究

以SiO2和Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备了MoO3质量分数为1%～30%的负载型MoO3催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)等对催化剂的结构和性能进行了表征,以乙酸乙酯的合成为模型反应评价了催化剂的催化酯化性能。结果表明,MoO3/SiO2和MoO3/Al2O3催化剂对酯化反应具有较好的催化活性和选择性,对于MoO3/SiO2催化剂,适宜的MoO3负载量为5%。催化剂的多孔结构和弱酸中心有利于酯化反应的进行。     

MoO_3-Ce_2O_3-MgO/γ-Al_2O_3在四氢糠醇合成吡啶中的应用

研究了以四氢糠醇(THFA)为原料,MoO3-Ce2O3-MgO/γ-A l2O3为催化剂,经气固相接触催化合成吡啶的反应。采用BET对催化剂进行了表征,气相色谱对反应产物进行了分析。考察了反应温度、MoO3-Ce2O3-MgO负载量、四氢糠醇流量对反应的影响。并考察了催化剂的使用寿命。结果表明,负载质量分数为10%MoO3-3%Ce2O3-2%MgO的催化剂,用固定床反应器,反应温度为550℃,n(THFA)∶n(NH3)=1∶4时,四氢糠醇的转化率为99.12%,吡啶的选择性为87.09%,吡啶的反应收率达到86.32%。     

Co－Mo－K／Al_2O_3系耐硫变换催化剂硫化过程的研究

以工厂实用的加有ＣＳ２的半水煤气为硫化气源，采用ＴＧ、ＤＴＡ、ＳＥＭ、ＥＤＳ、ＸＲＤ等表征技术，对Ｃｏ－Ｍｏ－Ｋ／Ａｌ２Ｏ３系耐硫变换催化剂的各个组份及其组合试样进行了恒温硫化及程序升温硫化实验研究。全面考察了温度对硫化过程的影响．比较了不同活性组份的硫化行为，探讨了各组份在硫化过程中的作用。     

MoO3/TiO2催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能

以介孔氧化钛晶须成型材料为载体,通过浸渍法制备不同MoO3负载量的MoO3/TiO2加氢脱硫催化剂. XRD分析表明,介孔氧化钛晶须成型载体为纯锐钛矿相,MoO3负载量为7.2%(w)的催化剂未出现MoO3的衍射峰;BET分析显示,负载7.2%(w) MoO3后,氧化钛晶须成型载体的比表面积和孔容能保持原来的80%以上. 活性评价结果表明,未经预硫化的MoO3/TiO2催化剂直接应用于二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫反应时,在温度280~300℃、氢分压2.0 MPa、体积空速4 h-1、H2/油体积比600的条件下,DBT转化率达100%. 将模型溶液中硫含量由400′10-6 g/g降至10′10-6 g/g以下,催化剂表现出较高的活性,且在一定条件下运行1000 h未出现失活迹象.     

助剂和制备方法对V2O5/Al2O3催化性能的影响

用浸渍法制备了负载型MxOy-V2O5/Al2O3催化剂,同时考察了不同的制备方法对MoO3-V2O5/Al2O3催化剂的性能影响。用BET、H2-TPR、TPD平衡法等考察了催化剂的比表面积、氧化还原性能、表面氧脱附性能,结果表明,添加变价助剂Mo、Fe和Cr氧化物会增加供氧数目,提高α-蒎烯转化率。MoO3-V2O5/Al2O3催化剂表面O 2-和O-物种较多,活性也较好,桃金娘烯醛收率较高。MoO3-V2O5/Al2O3催化剂的制备方法影响其催化性能,表面化学改性法制备的催化剂表面具有较多O2-和O-物种,有利于催化剂的活性提高,α-蒎烯的转化率达88.9%,桃金娘烯醛的收率为79.1%。     

凹凸棒黏土脱硫催化剂选择氧化H_2S的研究

以1.0 mol/L盐酸改性活化的凹凸棒黏土为载体,采用单因素法对脱硫催化剂的活性剂进行筛选,采用正交实验,对脱硫催化剂选择氧化H2S气体进行研究。利用IR技术对脱硫反应前后和再生后的样品进行表征。结果表明,脱硫催化剂的最佳活性剂及其含量为：凹凸棒黏土70%,TiO210%,Fe2O310%,Al2O35%,MnO25%,在脱硫温度240℃,硫化氢流量200 mL/min,氧硫比1.8的工艺条件下,脱硫催化剂对H2S有很高的去除率,并且H2S可被选择性的氧化为单质硫,生成的单质硫质量最大可以占到催化剂的18.4%,硫容大于24.0%。     

负载型钴铜双金属氮化物催化氨分解研究

Co and Mo bimetallic nitrides supported on Mg（Al）O, MgO and γ-Al2O3 were prepared in temperatureprogrammed reactions with NH3. The surface morphology, chemical composition and catalytic activity for NH3 decomposition on the supported Co and Mo bimetallic nitrides were studied by X-ray diffractometer （XRD）, NH3 temperature-programmed desorption and mass spectrometer （NH3-TPD-MS）, temperature-programmed desorption and mass spectrometer （TPD-MS）, H2 temperature-programmed surface reaction （H2-TPSR） and activity test. The phases of Co3Mo3N and MoN could be formed on Mg（Al）O, MgO and Al2O3 during the nitridation, and they might be more uniformly dispersed on Mg（Al）O and MgO than on γ-Al2O3. Transition metallic nitrides are generally considered as potential catalysts for hydrogen-involving reactions due to the entrance of hydrogen atoms into subsurface and the lattice of metallic nitrides. The diffusion of nitrogen in the bulk and the structure transformation of Co and Mo nitride compounds occur during NH3-TPD, but the supported Co and Mo bimetallic nitrides are not easily reduced at H2 atmosphere. Co3Mo3N/Mg（Al）O catalyst exhibits the highest activity, while Co3Mo3N/Al2O3 exhibits the lowest activity for NH3 decomposition. Furthermore, the catalytic activity of Co and Mo bimetallic nitrides is not only much higher than that of supported single metallic nitride, but also highly dependent upon the surface acidity and BET surface area of support.     

Ni-NiO/γ-Al_2O_3催化四氢糠醇制备吡啶

采用捏合挤条法制备了催化剂Ni-NiO/γ-Al2O3,用SEM、XRD、BET等方法对催化剂进行了表征,并将催化剂应用于四氢糠醇(THFA)与氨气在固定床反应器中制备吡啶。考察了Ni-NiO负载量、温度、氨醇摩尔比等因素对催化反应的影响,结果表明,随着催化剂组分Ni-NiO负载量的升高,吡啶的收率随之升高,而哌啶的收率随之降低,异喹啉收率在Ni-NiO质量分数为20%时达最高;在350～550℃,随着温度的升高,吡啶的收率随之升高,而副产物哌啶的收率随之降低,异喹啉在400℃收率较高;当氨醇摩尔比为3∶1时,吡啶与异喹啉的收率较高,2∶1时哌啶收率较高。     

Cobalt catalysts for Fischer–Tropsch synthesis: The effect of support,precipitant and pH value

In this report,Co-based catalysts supported on ZnO,Al_2O_3 and ZrO_2 as well as the ZrO_2 derived from different precipitants and different pH values were prepared by co-precipitation method.Their catalytic Fischer–Tropsch synthesis(FTS)performance was investigated in a fixed-bed reactor.The results revealed that Co catalyst supported on ZrO_2 exhibited better FTS catalytic performance than that supported on ZnO or Al_2O_3.For the Co/ZrO_2catalyst,different precipitants showed the following an activity order of NaOHNa_2CO_3NH_4OH,and the best pH value is 13.The catalysts were characterized by N_2adsorption–desorption,XRF,XRD,H_2-TPR,H_2-TPD and TEM.It was found that the main factor affecting the CO conversion of the catalyst was the amounts of low-temperature active adsorption sites.Moreover,the selectivity of C_5~+hydrocarbons had a positive relationship with the peak temperature of the weak hydrogen adsorption sites.The higher the peak temperature,the higher the C_5~+selectivity is.     

制备邻苯基苯酚的Ni-Cr-Al催化剂研究

采用共沉淀法制备Ni—Cr—Al催化剂,考察了Al2O3含量对反应活性和选择性的影响,利用X射线衍射、程序升温脱附（H2-TPD、Nn3-TPD、CO2-TPD）等手段对催化剂进行了表征,并与反应结果关联。研究表明,催化剂中Al2O2含量显著影响催化剂的酸碱性和活性组分的分散度,同时也影响催化剂吸附氢能力,从而影响催化剂的活性和选择性。共沉淀法制备的Al2O3含量为30％的催化剂活性组分分散度最高,具有适宜的酸、碱性和吸氢能力,因而反应转化率和选择性比其他Al2O3含量催化剂更高,该催化剂在液相空速0．12h^-1、H2空速33mL／g·h、反应温度340℃的条件下进行反应,环己烯基环己酮转化率达99．6％,邻苯基苯酚（OPP）选择性达84．1％。