助剂对活性炭负载钴催化剂氨合成活性的影响

采用四槽高压连续流动反应器研究了添加助剂Ba、K和Sm对活性炭负载钴催化剂氨合成活性的影响,结果发现,添加助剂Ba、K和Sm可以提高催化剂的氨合成活性,其中,Ba的促进效果最好,Ba与Co物质的量比为0.3时,催化活性最高。在Ba-Co/AC催化剂中,助剂Sm的加入降低了催化剂的氨合成活性,而少量K助剂(K与Co物质的量比为0.25～0.5)可以提高其催化性能,在10 MPa、10 000 h^-1和450 ℃条件下,双助剂催化剂的氨合成活性可达120 mmol·(g·h）^-1,进一步增加K的量,其氨合成活性下降。     

钌基氨合成催化剂的TPD/R研究

运用程序升温脱附／还原（TPD／R）技术，研究了不同材质制备的活性炭表面性质，并与其负载的钌基氨合成催化剂活性进行关联。同时，采用H2－TPD和N2－TPD手段考察了一系列钌基催化剂；研究了助剂对H2、N2吸附的影响。研究结果表明：活性炭表面性质随材质的不同有较大的差异，导致其负载钌基催化剂活性的不同，而助剂的加入也极大地影响了H2和N2的脱附性能，特别是助剂K使催化剂的低温H2吸附量显著提高，脱附温度从283℃降低到166℃，使N2的脱附量也明显增加，且脱附温度从420℃降到385℃。     

氨合成钌基催化剂的研究进展

近年来,钌基氨合成催化剂因其高活性、高稳定性和反应条件温和成为研究热点。综述国内外氨合成钌基催化剂的研究进展,重点介绍钌基催化剂载体、助剂和前驱体对氨合成反应性能的影响。石墨化程度高、导电性能良好的碳载体或氧化物与碳的复合载体是氨合成反应的良好载体;碱金属和碱土金属类助剂通过改变活性金属表面静电场,起到电子助剂的作用,并且碱土金属对反应的促进作用优于碱金属,稀土金属Sm能够抑制碳载体的甲烷化反应;与Ru Cl3相比,Ru3(CO)12是氨合成反应的理想前驱体。简介以电子化合物为载体的钌基氨合成体系,负载钌的高比表面积电子化合物C12A7:e-是强大的电子供体,能够提高氮气在钌上的解离程度,并能可逆地储存氢,有效抑制氢吸附对钌表面的毒害,从而大大提高氨合成反应活性。进一步开发温和条件下非贵金属高效氨合成催化剂将具有重要的理论和现实意义。     

钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究

介绍了钌基氨合成催化剂的最新研究进展,结合密度泛函理论计算综述了钌基氨合成催化剂的作用机理,包括钌表面对氮分子的吸附活化以及钌基氨合成催化剂上的氨合成反应动力学模型方面的研究成果。对氧化物载体的制备方法、修饰和复合手段、助剂种类及其在催化反应中的作用机理等进行了总结,探讨了钌基氨合成催化剂理论研究以及氧化物催化剂体系目前存在的问题。     

钌基氨合成催化剂助剂研究进展

钌基氨合成催化剂由于具有低温、低压活性高的优点,而被誉为第二代氨合成催化剂.为了进一步节约能源,降低能耗,达到工业化的要求,国内外许多学者都在对钌基催化剂进行研究.而钌基催化剂中助剂的加入对催化剂活性有着非常大的影响.本文介绍了助剂的研究现状,对助剂的种类及其在催化反应过程所起的作用进行了总结,并介绍了助剂与载体之间的作用以及助剂我持次序的研究现状,旨在为我国进一步开发研制低温低压新一代氨合成催化剂提供参考.     

氯代硝基苯催化加氢制备氯代苯胺的研究进展

综述了近年来氯代硝基苯催化加氢制备氯代苯胺的研究进展。对铂基、钯基、钌基和镍基非均相催化剂的结构和催化性能进行了比较,讨论了催化剂助剂抑制脱氯副反应的机理。铂基催化剂活性和选择性较高,但是铂金属价格昂贵,且不能完全避免脱氯副反应;钯基和镍基催化剂活性好,但脱氯严重,通常需要引入脱氯抑制剂或使其形成非晶态合金提高产物的选择性;钌基催化剂的活性比铂基、钯基、镍基催化剂低,但选择性高,如何提高钌基催化剂的催化活性是今后的研究方向。     

钌基氨合成催化剂的研究进展

钌基氨合成催化剂是一种在低温和较低压力下仍具有较高活性的负载型催化剂。综述了新型钌基氨合成催化剂的催化机理、国内外研究进展和工业应用情况,分析了催化剂中母体化合物、载体和促进剂等因素对催化剂活性的影响。钌基催化剂虽性能优良,但成本昂贵,因此探索新的活性组分、新的助剂与载体,研制出性能优良的钌基或非钌基催化剂是发展方向。     

以RuCl3为前驱体的无氯Ru/Al2O3氨合成催化剂的制备

用等体积浸渍法制备了一种以RuCl₃作为钌母体，分别以γ-Al₂O₃和δ,θ-Al₂O₃为载体的负载型无氯Ru/Al₂O₃氨合成催化剂。该催化剂用水合肼还原，以Sm(NO)₃和Ba(NO₃)₂作助剂。催化剂各组分n(Ru)∶n(Ba)∶n(Sm)=1∶0.55∶1.6。用N₂物理吸附、XRD、XRF和CO化学吸附等方法对载体和催化剂进行表征。结果表明，以δ,θ-Al₂O₃为载体的催化剂，其氨合成活性高于以γ-Al₂O₃为载体的催化剂的活性；用水合肼还原并用热碱液和纯水洗涤的催化剂不残留Cl^-，Ru金属分散度高，其氨合成活性与用无氯钌前驱体制备并用H2还原的催化剂的活性相当，在压力10.0 MPa，空速10 000 h^-1的反应条件下，475 ℃转化率为81.2%，在500 ℃时转化率可以达到100%。而用H₂还原以RuCl₃作为钌母体的Ru/Al₂O₃催化剂时，因还原后催化剂上有Cl^-残留，其催化活性较低。     

K_2O-CuO-Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯的催化性能研究

以Cr2O3为活性组分,K2O和CuO为助剂,γ-Al2O3为载体制备负载型催化剂,并考察了其对异丁烷直接脱氢制异丁烯的催化活性。探讨了活性组分Cr2O3及助剂K2O、CuO对催化剂活性的影响,结果表明,金属Cr含量与催化活性直接相关,K对催化剂选择性有改进作用。实验结果还表明了该催化剂适用于高空速下的催化反应。对含不同助剂的Cr系催化剂进行了N2吸附-脱附、XRD等表征。N2吸附-脱附发现催化剂比表面积与异丁烷脱氢的初始活性存在一定的对应关系;XRD的表征说明各组分能很好地分散负载在载体上;其中,在优化的反应条件温度853 K、空速1000 h-1下,K2O-CuO-Cr2O3/Al2O3催化剂有最佳的异丁烷的转化率和异丁烯的收率,分别达64.76%和57.24%。     

活性炭负载钌基氨合成催化剂的制备

利用浸渍法制备了活性炭负载钌基氨合成催化剂,讨论了影响钌分散度与氨合成催化活性的若干因素. 研究发现,若活性炭载体具有较大的比表面和较好的孔结构将有利于活性组分的分散. 同时,在浸渍之前,样品需在100～200 ℃干燥6～8 h. 催化剂各组分浸渍后对载体的表面结构影响不同,实验发现,Ba的添加可能为Ru的分散提供了合适的表面,而K主要填充于载体中孔并和Ru充分接触,并为Ru提供电子.同时要控制母体钌水溶液的pH值,并选用合适的浸渍顺序,方能达到较好的效果.     

钌基氨合成催化剂氢氮吸附性能的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the chemisorption and desorption of hydrogen and nitrogen, dispersion of metallic Ru and catalytic activity of active carbon (AC) supported ruthenium catalyst for ammonia synthesis have been studied by means of pulse chromatography, temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters K, Ba and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly, and particularly, potassium exhibited the best promotion on the activity because of the strong electronic donation to metallic Ru. Much higher activity can be obtained for Ru/AC catalyst with binary or triple promoters. The activity of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption of hydrogen and nitrogen. The high activity of catalyst could be ascribed to strong dissociation of nitrogen on the catalyst surface. Strong adsorption of hydrogen would inhibit the adsorption of nitrogen, resulted in decrease of the catalytic activity. Ru/AC catalyst promoted by Sm2O3 shows the best dispers     

抑制碳负载钌基氨合成催化剂甲烷化的研究

The effects of promoters K, Ba, Sm on the resistance to carbon-methanation and catalytic activity of ruthenium supported on active carbon (Ru/AC) for ammonia synthesis have been studied by means of TG-DTG (thermalgravity-differential thermalgravity), temperature-programmed desorption, and activity test. Promoters Ba,K, and Sm increased the activity of Ru/AC catalysts for ammonia synthesis significantly. Much higher activity can be reached for Ru/AC catalyst with bi- or tri-promoters. Indeed, the triply promoted catalyst showed the highest activity, coupled to a surprisingly high resistance to methanation. The ability of resistance of promoter to methanation of Ru/AC catalyst is dependent on the adsorption intensity of hydrogen. The strong adsorption of hydrogen would enhance methanation and impact the adsorption of nitrogen, which results in the decrease of catalytic activity.     

Carbon-supported Ru catalyst with lithium promoter for ammonia synthesis

The electronegativity of Li is much higher than that of Na or K, but the ammonia synthesis activities of Li-promoted Ru/AC catalysts were comparable to the values of Ru catalyst promoted with K, which were much higher than those over Ru catalyst with Na promoter. The presence of Li increased the catalytic activity by changing the chemisorption properties such as hydrogen adsorption and nitrogen adsorption for carbon-supported Ru catalysts, rather than affecting the sizes of Ru particles or the electron density of Ru metal.     

Influence of Citric Acid on Size Distribution of Ru Particles and the Catalytic Activities of the Ru/AC Catalysts

Citric acid (CA) was used to modify graphited activated carbon (AC) for improving size distribution of Ru particles and catalytic activity of the Ru/AC catalyst. The influence of CA on the texture of AC and Ru/AC, Ru distribution and catalytic activity were investigated. TEM, TGA, TPD-MS, CO pulse chemisorption and N₂ physisorption indicate that CA modified AC creates more functional groups and thus more homogeneous dispersion of Ru nanoparticles. TEM images show most of the Ru particles were ca. 2–2.5 nm for the CA4 + Ru4/AC catalyst. The increase of ammonia synthesis activity for Ru–Ba–K/AC catalyst is more than 16% when the content of CA in AC is 4 wt.% at 673 K and 10,000 h^?1.     

苯选择性加氢Ru/TiO_2催化剂载体晶型效应研究

以不同晶型的TiO_2为载体采用化学还原浸渍法制备了三种Ru/TiO_2催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附、透射电镜(TEM)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段研究了催化剂的物理化学性质,考察了其在苯选择性加氢反应中的催化性能。结果表明:苯选择性加氢活性与Ru/TiO_2催化剂的Ru粒子分散度有关,Ru粒子分散度越高,催化活性越高;而环己烯选择性与Ru/TiO_2催化剂的酸量呈负相关,Ru/TiO_2-P催化剂的酸量最低,对环己烯的吸附量最低,在相同转化率下苯加氢生成环己烯的选择性最高。动力学分析表明,苯加氢生成环己烯的反应速率常数(k_1)与环己烯加氢生成环己烷的反应速率常数(k_2)的比值与环己烯收率呈近似正相关。     

磷、柠檬酸改性对MoW/Ni/Al2O3催化剂性质及加氢脱氮性能的影响

采用等体积浸渍法制备了以γ-Al₂O₃为载体,Ni、Mo、W为活性金属组分的三金属催化剂,考察了磷改性、柠檬酸改性以及磷-柠檬酸组合改性对催化剂性质、加氢脱氮性能和脱氮选择性的影响。通过NH₃-TPD、Py-IR、H₂-TPR、XPS和HRTEM对催化剂进行表征,结果表明：磷改性不但提高了催化剂的表面弱酸量,而且提高了金属的硫化性能,促进碱性氮和非碱性氮的脱除,但磷改性导致金属活性相的堆垛层数偏高、分散度下降;柠檬酸改性降低了催化剂活性金属氧化物的硫化温度,提高了催化剂的加氢活性,但对氢解性能基本没有影响,表现为非碱性氮脱除性能的提高;而磷-柠檬酸组合改性,不但提高了催化剂的氢解性能,而且改善了其加氢活性,使催化剂对焦化蜡油中碱性氮和非碱性氮的脱除率均得到大幅提升,分别达到80.1%、54.9%。     

沉淀剂对Ru/MgO-CeO2氨合成催化剂催化性能的影响

以K<,2>RuO<,4>为钌前驱体,通过共沉淀法制备了Ru/MgO-CeO<,2>氨合成催化剂.考察了5种不同沉淀剂对Ru/MgO-CeO<,2>催化剂的结构和性能的影响,并运用X射线衍射(XRD)、CO吸附、N<,2>物理吸附和H<,2>程序升温还原(H<,2>-TPR)等技术对催化剂进行了表征,讨论了沉淀剂对氨合...     

活性炭表面改性对钌基氨合成催化剂的影响

研究了活性炭经HNO₃进行表面改性后对Ru/AC催化剂的影响。利用表面官能团滴定、N₂物理吸附和CO化学吸附方法对催化剂进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价。结果表明,活性炭经适量的HNO₃改性处理后,中孔有所增加,更主要的是增加了表面羧基,使活性炭的亲水性得到提高,从而提高了以水溶液浸渍法制备的Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度;但过量HNO₃的改性处理会使活性炭表面不稳定基团增加,这些不稳定基团会降低Ru/AC催化剂的活性以及Ru的分散度。用5 mol·L^-1的HNO₃进行改性处理可以达到最优的效果。     

表面分散剂对Ru/AC氨合成催化剂的影响

采用表面分散剂处理Ru／Ac氨合成催化剂的钌盐浸渍液,研究了表面分散剂对钌催化剂活性、分散度及耐热性的影响,结果表明合适的表面分散剂能有效提高钌催化剂的Ru金属分散度从而提高催化性能。