Platinum-tin/Alumino-silicate Catalyst Preparation and Characterization

Abstract

Kaolinite and bentonite clay materials were used as support for preparing Pt, Sn, and platinum-tin (Pt-Sn) catalysts. The preparation of different catalysts (either mono- or bi-metals) was carried out via the conventional impregnation technique using a rota-evaporator. For preparing Pt or Sn catalysts, either chloroplatinic acid or tin chloride solutions were used. For bi-metal catalysts, a complex solution of both metal precursors (Pt and Sn) was used. All catalysts were physically characterized using different techniques: X-ray diffraction analysis, differential scanning calorimetry, and transmission electron microscope. The analyses clarify the role of the type of support and the effect of adding tin on Pt catalyst. The structure of support clay materials plays a significant role in controlling the interaction occurring between the impregnated metals and the clay support materials.     

Pd/Al2O3-TiO2催化剂的制备条件

 以含K₂O的Al₂O₃-TiO₂复合物为催化剂载体,考察了浸渍液pH值、浸渍液浓度、浸渍时间和焙烧温度对Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂颗粒的蛋壳厚度、Pd粒子粒径等的影响。采用BET、TEM等方法对所制备的催化剂进行了表征,选择较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂进行了C₄馏分选择加氢活性评价。结果表明,随着浸渍液pH值的减小,催化剂颗粒的蛋壳厚度增加;浸渍溶液的浓度越高,浸渍时间越长,越有利于金属在催化剂内层的分布;浸渍液的pH值并不会影响Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂Pd粒子最终的大小。催化剂焙烧温度越高,Pd粒子的平均直径越大,Pd的分散度越小。在反应温度40℃、压力1.5 MPa、体积空速8.0 h^-1、氢/炔摩尔比2.5的条件下,较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂催化C₄馏分加氢的炔烃转化率73%、丁二烯选择性85%、丁二烯损失率2.5%。     

埃洛石固载铂催化剂的制备、表征及活性

用H_2O_2对天然纳米管状埃洛石进行纯化处理,用纯化后的埃洛石负载氯铂酸制得埃洛石固载铂催化剂。通过SEM,TEM,FTIR,BET,XPS等技术对纯化后的埃洛石及其固载铂催化剂进行了表征;探讨了埃洛石固载铂催化剂催化苯乙烯与四甲基二硅氧烷进行硅氢加成反应的活性。表征结果显示,纯化后的埃洛石呈现纳米管状结构,管体清晰,纳米管管长0.5～1.5μm,管外径90～190 nm,管内径10～20 nm,比表面积为51.83 m~2/g,孔体积为0.388 cm~3/g,平均孔径为30 nm;埃洛石固载铂催化剂中钠的粒径小于5 nm,铂金属的价态为+4价;与传统的均相Speier催化剂相比,埃洛石固载铂催化剂具有较高的催化活性。     

新型深度加氢脱硫催化剂的制备与表征

 对采用分步浸渍法制备的 NiO-MoO₃/γ-Al₂O₃氧化态前驱物进行了硫化、程序升温碳化（TPC）、TPC 后再硫化等处理,并进行了 XRD、XPS 表征;将所得的硫化物、碳氧化物和硫化的碳氧化物催化剂进行了二苯并噻吩的加氢脱硫（HDS）活性评价,并与一种现有的工业催化剂进行了比较。结果表明,对碳氧化物催化剂的硫化处理可以促进碳氧化物催化剂的活性稳定性;这种促进作用源于硫化时部分L酸位向B酸位的转变,所导致的金属的C、S活性物相在临氢时既具有较高的活性位密度和B酸位数目,又保持了一定程度的碳氧化物所具有的加氢活性。     

抗硫中毒Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂 Ⅱ.汽油自热重整反应性能和催化剂表征

以硫含量为500 μg/g 的零售汽油为原料,考察了水与碳的摩尔比、O_2与碳的摩尔比、反应温度和汽油重时空速对 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂自热重整性能的影响,得到了优化的反应条件,并在优化条件下考察了 Pt/CeO_2Al_2O_3催化剂自热重整高含硫汽油的稳定性。实验结果表明,在水与碳的摩尔比为5、O_2与碳的摩尔比为0.35、800℃、汽油重时空速0.9 h~(-1)的优化条件下,零售汽油转化率可达100%,产物中 H_2的摩尔分数为69.0%,CH_4的摩尔分数为1.0%,且催化剂的稳定性很好。氢-程序升温还原表征结果显示,被还原的 Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂中 CeO_2表面晶格氧在 O_2中比在水蒸气中容易恢复,因此,自热重整反应中积碳的消除和有机硫的转化能快速进行,从而使催化剂具有良好的稳定性和抗硫中毒性。     

Cu-ZnO/HZSM-5催化剂的制备、表征及催化性能

采用共沉淀沉积法制备了不同Zn含量的Cu ZnO/HZSM 5双功能催化剂,利用XRD、BET、H2 TPR等手段进行表征,并应用于CO2加氢合成二甲醚的反应中。考察了Zn含量对催化剂前驱体晶相结构以及对焙烧后催化剂的比表面积、平均晶粒大小、还原性能以及催化活性等的影响。研究结果表明,催化剂中w(Zn)=28%时,前驱体中含有较多的绿铜锌矿和单斜绿铜锌矿晶相,焙烧后的催化剂比表面积较大,CuO与ZnO的平均晶粒较小,还原峰温度较低,催化活性较高。     

CoMoP-EG/ Al2O3催化剂的表征及其柴油加氢精制催化性能

在CoMoP共浸渍液中加入乙二醇(EG)制备CoMoP-EG/γ-Al2O3系列催化剂。采用UV-Vis、TG/DTG、FT-IR、低温N2吸附、H2-TPR、HRTEM等手段对其进行表征,并以直馏柴油为原料,采用高压微反装置评价催化剂的加氢脱硫和加氢脱氮活性。结果表明,浸渍液中的乙二醇未与活性金属离子形成新的配合物。乙二醇与载体发生相互作用形成Al-O-C键,减弱了活性组分与载体的相互作用,提高了活性组分的分散性。与未加乙二醇制备的硫化态CoMoP/γ-Al2O3相比,硫化态CoMoP-EG/γ-Al2O3催化剂中MoS2晶粒的堆垛层数增加,片层长度减少,有利于Ⅱ型Co-Mo-S活性相的形成。在反应温度350℃、氢分压6.0 MPa、空速1.5h-1、氢/油体积比400条件下,采用最佳乙二醇加入量制备的CoMoP-EG/γ-Al2O3催化剂,可使直馏柴油的硫质量分数由13298μg/g降至6μg/g,氮质量分数由169.7μg/g降至0.4μg/g。     

Preparation,Characterization, Evaluation,and Regeneration of a Novel Hydro-upgrading Catalyst

A non–noble metal hydro-upgrading catalyst was prepared using modified zeolites as acidic component, and catalytic performance evaluation was also carried out between the hydro-upgrading catalyst and the reference catalyst, which is a commercial catalyst. The evaluation results revealed that under the pressure of 8.0 MPa, the diesel product yield of the hydro-upgrading catalyst was 98.8 m%, cetane index increment was 7.3 units, diesel yield of the reference catalyst was 98.3 m%, and the cetane index increment was 7.2 units; under the pressure of 6.0 MPa, the diesel product yield of the hydro-upgrading catalyst was 99.1 m%, cetane index increment was 6.1 units, diesel yield of the reference catalyst was 98.7m%, and the cetane index increment was 5.3 units. In addition, preparation repeatability, activity stability, and regeneration performance tests of the hydro-upgrading catalyst were carried out.     

负载型纳米Pt催化剂的制备及其催化合成对氨基苯酚

针对硝基苯加氢合成对氨基苯酚(PAP)反应,于反相微乳液体系中,采用重新分散沉积负载法和改进的微乳-溶胶凝胶负载法制备了不同Pt粒径的Pt/SiO2催化剂,考察了Pt粒径对反应活性及选择性的影响。实验结果表明,采用改进的微乳-溶胶凝胶负载法制备的Pt/SiO2催化剂,Pt粒子在载体表面分散得更均匀,且粒径较小。在Pt/SiO2催化剂制备过程中加入一定量的草酸及改变H2PtCl6溶液浓度,均对Pt粒径有一定的调控作用。以制备的不同Pt粒径的Pt/SiO2为加氢反应催化剂、以S2O82-/ZrO2固体酸为重排反应催化剂进行硝基苯加氢合成PAP反应。实验结果表明,随Pt粒径的减小,硝基苯转化率及PAP的选择性均明显提高,当Pt粒径为5.1nm时,PAP的选择性最高,为48.5%。     

用于苯催化燃烧的CuMnCeZr/Al-Ti整体式催化剂的制备与表征

采用浸渍法制备了CuMn-O_x/JAl_(0.82)Ti_(0.18)O_x/基体(CuMn/Al-Ti),CuMnCe/Al-Ti,CuMnCeZr/Al-Ti3种整体式催化剂.并利用XRD、H_2-TPR、XPS和氮吸附等手段对催化剂进行了表征,考察了各整体式催化剂在催化燃烧苯反应中的性能。实验结果表明,同时添加ZrO_2和CeO_2能明显增大催化剂的比表面积,促进各活性组分的分散和增加表面的氧含量,从而提高催化剂表面的氧化能力;CuMnCeZr/Al-Ti(负载量为18.4%,以Cu和Mn氧化物的总质量分数计)整体式催化剂在259℃下催化燃烧苯时苯转化率达84.0%,表现出最高的低温催化活性。采用超声振荡考察不同涂层涂覆工艺的整体式催化剂的抗脱落性能的结果表明,以先涂覆再焙烧的工艺制得的整体式催化剂的涂层具有较好的抗脱落性能。     

新型TiCl_4/MgCl_2高效聚丙烯催化剂的制备及其结构表征

在卤代烷溶剂中,用镁粉与醇反应制备了可溶性含镁配合物溶液,再从溶剂中析出溶质作为合成催化剂的载体,以TiCl4为活性化合物,制备了新型TiCl4/MgCl2高效聚丙烯催化剂。采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、BET法对载体和催化剂的组成、晶体结构及形貌特征进行了分析表征。表征结果显示,载体的化学结构为ClMg(RO)·ROH;在载钛过程中发生烷氧基镁向氯化镁结构转变,催化剂的晶体结构呈现氯化镁晶体结构的特征。     

纳米NiO/碳纳米管复合催化剂的制备

以碳纳米管(CNTs)为载体,采用化学沉淀法制备了纳米NiO/CNTs复合催化剂;按正交设计进行实验,考察了搅拌转速、NaOH溶液浓度、NaOH溶液的滴加速率和反应温度对催化剂制备的影响,得到最佳的制备条件:搅拌转速150r/min、NaOH溶液浓度0.1mol/L、滴加速率5.0mL/min、反应温度40℃。对在最佳条件下制备的纳米NiO/CNTs复合催化剂进行了X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱和BET比表面积分析。分析结果表明,纳米NiO/CNTs复合催化剂中纳米NiO结晶好、均匀沉积在CNTs载体上,由于CNTs的载体支撑作用,减少了纳米NiO的团聚,使其保持了较小的粒径,且增大了比表面积。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以NaY分子筛为载体,采用乙酸钾(KOA c)为活性组分通过真空浸渍与微波辐射的方法制备了KOA c/NaY负载型固体碱催化剂(简称催化剂),考察了催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与邻甲基苯酚(OC)合成邻甲基苯甲醚(OM)反应的催化性能,采用X射线衍射、N2吸附-脱附和CO2程序升温脱附法对催化剂进行了表征。实验结果表明,真空浸渍有利于KOA c向NaY分子筛的孔内扩散,形成更多的活性中心;微波辐射有利于KOA c在NaY分子筛表面的分散;NaY分子筛负载KOA c后,在表面形成碱性位,且随KOA c负载量的增加催化剂的碱性增强;KOA c负载量为2.00mm ol/g时,催化剂的活性较好,负载量过大会减小催化剂的比表面积和孔体积。在548K、0.6M Pa、气态空速870h-1、以N2为载气、n(N2)∶n(DMC)∶n(OC)=8.6∶1.0∶1.0的条件下,OC转化率高达85.70%,OM选择性高达99.70%。     

非均相类芬顿催化剂Fe/SBA-15的制备及其催化性能的研究

采用浸渍法制备了负载型Fe/SBA-15催化剂,其与H2O2可构成非均相类芬顿催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附分析、IR和TEM等手段对Fe/SBA-15催化剂进行表征。通过降解水中的亚甲基蓝研究催化剂的降解性能,考察催化剂中Fe含量、H2O2初始浓度和溶液初始pH等因素对亚甲基蓝降解率的影响。实验结果表明,Fe/SBA-15催化剂具有介孔结构,孔道均匀,平均孔径为5.534 nm,比表面积为483.5 m2/g;在溶液初始pH=3、H2O2初始浓度20 mmol/L、亚甲基蓝初始浓度2.5 mmol/L,Fe含量为0.9%(w)的Fe/SBA-15催化剂2 g/L、17.5℃和90 min的条件下,亚甲蓝的降解率可达到96.36%;Fe/SBA-15催化剂连续重复使用3次仍具有良好的催化性能。     

空气－氢气火焰原子吸收光谱法测定重整催化剂中低含量锡

提出用原子吸收光谱测定锡的新方法。使用空气－氧气火焰比用空气－乙炔火焰测锡的灵敏度提高了６倍，检测限达０．２３４μｇ／ｍｌ。考察了４种无机酸和２２种金属离子的干扰情况，试验表明加入三氯化铁可以消除多数金属离子的干扰。平行测定８份试样的相对标准偏差为１．８３％，分析结果用三种不同的分析方法进行了验证。本文为低含量锡的测定提供了新方法。     

新型NiL-TiCl_4复合催化剂制备支化聚乙烯

制备了N ,N'-二苯基 - 2 ,3-丁二亚胺镍配合物 [C6 H5 NC(CH3)C (CH3)NC6 H5 ]NiCl2 (简写为NiL) ,NiL与TiCl4 复合负载在MgCl2 -SiO2 载体上 ,组成新型复合催化剂 (NiL -TiCl4) ,用普通AlR3 作助催化剂催化单一乙烯聚合。研究了NiL/TiCl4 摩尔比 ,各种助催化剂Et2 AlCl ,Al(i -Bu) 3 ,AlEt3 对聚合反应的影响。聚合的产物用IR ,13 CNMR方法进行分析表征。结果表明 ,NiL -TiCl4 复合催化剂用普通烷基铝作助催化剂催化单一乙烯聚合 ,制得了具有长短支链的支化聚乙烯     

镓对PtSnNa/ZSM-5催化剂丙烷脱氢反应性能的影响

PtSnNaGa/ZSM-5 catalysts with different contents of Ga were prepared and characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption, hydrogen chemisorption, ammonia temperature-programmed desorption (NH3-TPD), hydrogen temperature-programmed reduction (H2-TPR), and temperature-programmed oxidation (TPO) techniques. The performances of these catalysts for propane dehydrogenation were investigated. The test results indicated that the addition of Ga not only could improve the catalytic stability and propene selectivity, but also could effectively prevent the catalysts from coking. It was found that the PtSnNaGa(0.5 m%)/ZSM-5 catalyst exhibited the best performance in terms of propene selectivity and propane conversion. The high catalytic performance was most probably attributed to the presence of Ga that could strength- en the interaction between metals and the support to stabilize the catalytic active sites.     

甲醇完全氧化Ag/γ-Al_2O_3催化剂的制备及性能表征

分别采用等体积浸渍法和浸渍 沉淀法制备了Ag/γ Al2O3催化剂,在固定床常压连续流动反应器 气相色谱仪组合装置上考察了不同催化剂在甲醇完全氧化中的催化活性,并用XRD、TEM等手段进行了表征。结果表明,以NaOH作为共沉淀剂,采用浸渍 沉淀法制备的Ag/γ Al2O3催化剂负载的Ag含量高,粒子粒径小,分布均匀,且具有最好的甲醇完全氧化活性。     

光敏化Ag/TiO_2催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了Ag/TiO2催化剂,并对该催化剂试样进行了XRD和TEM表征。表征结果显示,纳米Ag/TiO2催化剂颗粒的直径在5～20 nm之间,催化剂中Ag纳米颗粒包裹在TiO2颗粒内部。将Ag/TiO2催化剂在叶绿素提取液中浸泡24 h,制成光敏化Ag/TiO2催化剂。以Cr6+溶液为研究对象,分别在紫外光和可见光下考察了纳米TiO2、纳米Ag/TiO2、光敏化TiO2和光敏化Ag/TiO2催化剂的光催化性能。实验结果表明,与其他3种催化剂相比,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+的性能最好,特别是在可见光下,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+150 min后,Cr6+脱除率达到100.0%。