正戊醛自缩合合成2-丙基-2-庚烯醛催化剂的研究进展

<正>戊醛自缩合合成2-丙基-2-庚烯醛反应是工业生产2-丙基庚醇的重要步骤之一,针对该反应中液体碱催化剂所带来的生产成本高、产物选择性低、环境污染严重等缺点,着重分析了固体碱催化剂和固体酸催化剂的研究状况,指出了提高固体碱催化稳定性以及固体酸催化活性和选择性是今后的努力方向。并对开发具有高催化性能的酸碱双功能固体催化剂进行了展望。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

γ-Al_2O_3催化间甲酚和丙烯烷基化合成百里香酚

采用固定床反应装置,以γ-Al2O3为催化剂,以间甲酚和丙烯为原料合成了3-甲基-6异丙基苯酚,实验考察了催化剂孔径、原料空速、反应温度等对反应性能的影响。确定的最佳反应条件为:以平均孔径为7.48nm的大孔γ-Al2O3为催化剂,反应温度为250℃,间甲酚与丙烯的摩尔比为1∶2,空速为0.87mL/(g·h),在此条件下,间甲酚转化率为78.8%,产物选择性为92.6%,收率为73.0%。     

γ-Al_2O_3非均相催化碳酸乙烯酯水解合成乙二醇

以球形γ-Al2O3为非均相水解催化剂,在固定床反应器内研究了碳酸乙烯酯(EC)水解合成乙二醇(EG)的过程。通过一系列条件实验考察了反应温度、LHSV、n(H2O)∶n(EC)及反应压力对EC水解反应的影响,确定了非均相催化EC水解合成EG的较佳工艺条件:即反应温度170～180℃、LHSV=0.8～1.5 h-1、n(H2O)∶n(EC)=1.7～3.0、反应压力1.0～1.8 MPa,在此条件下,EC转化率达到98.4%,EG选择性为100%。500 h的催化剂稳定性实验及其表征结果显示,γ-Al2O3催化剂孔结构保持良好,能够维持高效、稳定的催化活性,为EC水解合成EG实现工业化生产提供了可行依据。     

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%。     

Ni-Mo-W/γ-Al_2O_3与Ni-Mo/γ-Al_2O_3、Ni-W/γ-Al_2O_3催化剂的减压渣油加氢处理性能比较

以科威特减压渣油为原料,在高压固定床反应器上,对Ｎｉ－Ｍｏ－Ｗ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂和Ｎｉ－Ｍｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３、Ｎｉ－Ｗ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂进行了加氢工艺的性能评价比较试验,用以检验催化加氢性能的反应包括加氢脱硫（ＨＤＳ）、加氢脱氮（ＨＤＮ）、加...     

γ-Al_2O_3载体改性的研究

为了研制出性能优良的新型ＣＯ耐硫变换催化剂，采用中和成胶法制备出γ－Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３—ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３—ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３—ＭｇＯ—ＴｉＯ２等不同体系的载体，详细考察了制备工艺对载体性能的影响，选择出耐硫变换催化剂最适宜的载体。     

γ-Al_2O_3结晶度测定方法的研究

一、前言γ-Al_2O_3是最常用的吸附剂和催化剂载体.其结晶度通过测量被测样与外标样400衍射峰积分强度比的方法获得,外标样γ-Al_2O_3结晶度采用“三点高度角度差乘法”结合本方法进行标定.仪器为D/MAX-ⅢAX射线衍射仪,CuK_α辐射.本研究工作解决了标准样品的选择、衍射峰低角度一侧背底     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化菜籽油酯交换合成生物柴油

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱K2CO3/γ-Al2O3催化剂,并将其用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对生物柴油收率的影响。实验结果表明,采用K2CO3负载量(质量分数)为20%、在600℃下焙烧5h的K2CO3/γ-Al2O3催化剂,当催化剂与菜籽油的质量比为0.03,甲醇与菜籽油的摩尔比为12∶1,在60℃下反应1h后,生物柴油的收率高达93.6%。用X射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关。     

新型CaO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3脱硫剂实验研究

采用分步浸渍法制备CaO Fe2 O3 /γ Al2 O3 复合负载型SO2 脱硫剂 ,质量硫容为 7 7% ,再生率为 88%。引入Fe组分改变了脱硫剂活性物质与SO2 的反应途径 ,使得在SO2 脱除率、脱除速率、硫容等方面有了显著提高。分步浸渍法制备 ,有利于提高脱硫剂SO2 的脱硫性能。所制备的脱硫剂最佳脱除SO2 温度为 6 0 0℃ ,再生温度为 5 5 0℃ ,在CH4再生条件下 ,再生产物为S。在一定工程条件下可与燃煤锅炉及特殊化工装置配合     

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。     

甲醛 丙酮催化缩合合成甲基乙烯基酮

以硅胶为催化剂,丙酮和甲醛可经常压缩合反应合成甲基乙烯基酮。本文探索研究了催化剂添加组份和硅胶细孔平均孔径对缩合反应的效应。实验结果表明,选用适当的硅胶催化剂,在适宜的反应条件下,产物甲基乙烯基酮收率可达65％以上,反应选择率可接近90％。并且硅胶可多次再生,重复使用,催化活性并无明显减退。     

制备条件对KF/MgO-Al_2O_3催化正丁醛自缩合反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备了负载型KF催化剂,考察了载体种类和制备条件对催化剂性能的影响。适宜的制备条件是:以MgO-Al_2O_3为载体,KF负载量为15.0%(质量分数),在600℃焙烧5h。其中,MgO-Al_2O_3是以硝酸镁和硝酸铝为前驱体(n(Mg)/n(Al)为3∶1)、在N2气氛中500℃焙烧4h制备而成。以此条件下制备的KF/MgO-Al_2O_3为催化剂,催化正丁醛自缩合合成辛烯醛的反应,正丁醛的转化率为96.8%,辛烯醛的收率和选择性分别为84.5%和87.3%。     

γ-Al_2O_3向δ-Al_2O_3转化产物转化度的表征方法研究

本文论述了γ-Al_2O_3晶相转变与400衍射峰形变化的对应关系。在此基础上,以400衍射峰对称度R/L=1(R/L 为衍射峰高角一侧与低角一侧宽度之比)为原点,R/L 最大值为终点,作R/L～T_x 工作曲线。通过测量样品的R/L 值来表征γ-Al_2O_3向σ-Al_2O_3转化产物的转化度T_x.     

Ni_2O_3-MnO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3非均相催化剂的制备、表征及其催化性能

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了负载型Ni2O3-MnO2-CeO2/γ-Al2O3非均相催化剂,通过TG-DSC,XRD,SEM等手段对催化剂的物化性质、晶相结构和表面形貌进行了表征;同时考察了反应体系的pH、有效氯含量、反应温度和催化剂负载量对催化剂催化分解NaClO活性的影响。实验结果表明,催化剂适宜的煅烧温度为450℃;反应体系为中性或弱酸性及较高的有效氯含量和反应温度都有助于催化分解NaClO。正交实验结果表明,Ni2O3,MnO2,CeO2的负载量(w)分别为35%,6%,2%时催化剂催化分解NaClO的效果最好,分解率达83.49%,且催化剂的稳定性良好,再生后可恢复活性。在处理有机废水的实验中,使用Ni2O3-MnO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂,COD去除率达73.34%。     

MoO_3-NiO/γ-Al_2O_3体系中镍对MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散量的影响

采用浸渍法制备了一组 NiO/γ-Al_2O_3样品,经550℃焙烧24小时,由 UV 漫反射光谱测定结果表明,当镍含量低于它在γ-Al_2O_3表面上的分散阈值(0.09g NiO/100m~2)时,镍处在氧的四面体和八面体两种配位中,以“表面镍尖晶石”的形式存在,当镍的含量超过此阈值时,同时出现 NiO 的特征谱带,以这些镍含量不同的 NiO/γ-Al_2O_3样品再浸渍上钼,制备了几组含镍一定量而 MoO_3载量不同的样品(450℃,24小时),应用 X 射线衍射,X 射线光电子能谱以及 UV 漫反射光谱等方法进行研究.结果表明:在 MoO_3-NiO/γ-Al_2O_3体系中,助催化剂 NiO会提高 MoO_3在γ-Al_2O_3表面的分散量,单层上处在八面体配位的镍或剩余的晶相 NiO 都能与 MoO_3相互作用,并有助于 MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散,MoO_3在γ-Al_2O_3表面的最大分散量随 NiO 的含量的增加而增加.     

MoO_3-NiO/γ-Al_2O_3体系中镍对MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散量的影响

采用浸渍法制备了一组NiO/γ-Al_2O_3样品,经550℃焙烧24小时,由UV漫反射光谱测定结果表明,当镍含量低于它在γ-Al_2O_3表面上的分散阈值(0.09g NiO/100m~2)时,镍处在氧的四面体和八面体两种配位中,以“表面镍尖晶石”的形式存在,当镍的含量超过此阈值时,同时出现NIO的特征谱带,以这些镰含量不同的NiO/γ-Al_2O_3样品再浸渍上钼,制备了几组含镍一定量而MoO_3载量不同的样品(450℃,24小时),应用X射线衍射,X射线光电子能谱以及UV漫反射光谱等方法进行研究。结果表明:在MoO_3—NiO/γ-Al_2O_3体系中,助催化剂NiO会提高MoO_3在γ-Al_2O_3表面的分散量,单层上处在八面体配位的镍或剩余的晶相NiO都能与MoO_3相互作用,并有助于MoO_3在γ-Al_2O_3表面分散,MoO_3在γ-Al_2O_3表面的最大分散量随NiO的含量的增加而增加。     

Pd-Ce/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了Pd-Ce/γ-Al2O3催化剂,并对其进行了透射电镜(TEM),X-射线衍射(XRD)和X-光电子能谱(XPS)表征。此催化剂的甲烷燃烧活性评价结果表明,还原处理大大提高了催化剂活性;Ce的添加有利于CH4的燃烧反应。活性组分在载体γ-Al2O3上呈高分散状态,添加Ce后生成钙钛矿类化合物能够提高催化剂的活性。     

γ-Al_2O_3上钼镍存在形式与催化性能的关系

本文用漫反射光谱法研究了MoO_3-NiO/γ—Al_2O_3催化剂上钼和镍的存在形式及其影响因素,并把钼和镍的存在形式与加氢脱氮、加氢脱硫活性进行了关联。提出了预测催化剂活性的方法。     

硫化型催化剂NMS/γ-Al_2O_3的催化加氢性能研究

以过渡金属盐-四硫代钼含硫酸铵为钼源,采用等体积浸渍法制备了以Mo-Ni为主要活性组分的硫化型加氢精制催化剂NMS/γ-Al2O3。以高氮催化柴油为原料,在实验室100 m L高压加氢装置上考察了该催化剂的加氢反应性能,并与传统氧化型催化剂NMO/γ-Al2O3进行了对比。结果表明,在反应温度350℃、氢分压6.5 MPa、氢油体积比500、体积空速1.0 h-1的工艺条件下,NMS/γ-Al2O3对催化柴油的脱硫率为99.7%,脱氮率为96.3%,脱硫活性略高于NMO/γ-Al2O3,脱氮活性优势明显。NMS/γ-Al2O3表面Mo S2平均堆积层数和平均晶片长度分别为4.0层和3.6 nm,Ni-Mo-S相主要以Ⅱ型活性相存在,活性位密度较高,这可能是该催化剂加氢性能优异的主要原因。