催化湿式氧化中负载型催化剂制备

采用浸渍法制备了负载型催化剂CuO/γ-Al_2O_3和Fe_2O_3/γ—Al_2O_3,以甲基橙为代表化合物,考察了制备因素对催化活性的影响,结果表明,CuO/γ-Al_2O_3的活性高于Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,催化湿式氧化甲基橙2 h,脱色率接近100%。正交试验和稳定性研究表明,焙烧温度对催化活性影响较大,350℃焙烧,催化剂活性组分Cu溶出较少,且重复使用情况较好。采用SEM和XRD等手段对CuO/γ-Al_2O_3进行表征,发现其活性组分分散度良好。     

负载型铜催化剂的三效催化性能及应用

采用等体积浸渍法制备了以CeO2、Al2O3以及CeO2/Al2O3为载体的负载型CuO催化剂及其老化样品,采用XRD和H2-TPR等技术对老化前后催化剂的结构和氧化还原性能进行了表征。结果显示,对于老化前后的CuO/CeO2/Al2O3催化剂,CuO均能够很好地分散在载体上,即CeO2/Al2O3具有较好的抗烧结能力。考察了不同载体、CeO2和CuO负载质量分数对CuO/CeO2/Al2O3样品三效催化性能的影响,并将制得的CuO/CeO2/Al2O3催化剂与贵金属三效催化剂Pd/CeO2/Al2O3相比较,考察了高温焙烧之后的CuO/CeO2/Al2O3老化样品对CO、C3H6和NO的三效催化性能。结果表明,以10%CeO2/Al2O3为载体,CuO负载质量分数为7%的CuO/CeO2/Al2O3催化剂对汽车尾气脱除催化反应具有较高的催化活性;与Pd/CeO2/Al2O3比较,CuO/CeO2/Al2O3具有更好的低温活性,CO、HC和NOx的起燃温度分别为130℃、250℃和250℃,在350℃三种原料气的转化率均达到90%;老化实验表明,CuO/CeO2/Al2O3具有较好的抗老化性能。     

活性炭负载催化剂臭氧催化氧化处理印染废水研究

以堇青石蜂窝陶瓷、硅藻土、活性氧化铝和活性炭作为载体、金属氧化物(FexOy、CuO、NiO、MnxOy、BaO)作为催化活性组分,对臭氧催化氧化印染废水进行了试验对比,并对影响载铁型活性炭催化剂臭氧催化氧化印染废水的因素进行了研究。结果表明,载铁型的催化剂活性相对较高,当焙烧温度为750℃时,催化性能最好。利用载铁型活性炭催化剂,在臭氧质量浓度为10mg/L、pH值为6、反应时间为60min的条件下,催化氧化具有最佳的效果,COD去除率达86%;催化剂的重复利用性好,连续使用12次,COD的去除率仍可达64%。     

Pd/CuO-Ce0.5Mn0.5O2催化剂氧化羰基化合成碳酸二苯酯

采采用2种CuO引入方法制备了CuO-Ce0.5Mn0.5O2载体,再通过沉淀法负载活性组分Pd得到了0.5%Pd/CuO-Ce0.5Mn0.5O2催化剂,以XRD, SEM, BET等手段对催化剂进行了表征. 将该催化剂用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯的反应,考察了引入CuO对催化剂催化活性的影响. 结果表明,采用溶胶-凝胶法添加不同含量的CuO时,载体的孔结构及活性组分在载体表面的分散都得到了不同程度的改善;在CuO添加量为9%(w)的条件下,反应在温度75℃、压力5 MPa下进行12 h,碳酸二苯酯收率可达17.06%.     

CWAO法处理噻螨酮生产废水的催化剂研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分,通过加入第二活性组分MnO2和掺人电子助剂La2O3,研制出适用于催化湿式氧化(CWAO)法处理噻螨酮生产过程中产生的高浓度有机废水(CODcr 15 730 mf/L)的复合催化剂.考察了浸渍液中各组分浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响.确定了最佳制备条件.试验结果表明,该复合催化剂在处理此种有机废水时表现出较好的催化活性和稳定性.在230℃,氧气分压为2.5 MPa和pH为7.3的条件下,催化湿式氧化该废水,在120 min内,CODCr去除率达到96.1%,而在相同条件下未加催化剂的湿式氧化CODCr去除率只有50.3%.     

不同形貌纳米CuO催化氧化风化煤制取腐植酸的研究

分别采用超声辅助热沉淀法和水热法制备了片状纳米CuO(Cu O-s)和棒状纳米CuO(CuO-r)催化剂。以X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)手段对产物进行了表征。考察了两种形貌的纳米CuO催化剂在碱性条件下催化氧化风化煤制取腐植酸的活性。利用元素分析、红外光谱和E_4/E_6值分析研究了腐植酸产物的结构和性质,讨论了两种形貌的纳米CuO催化氧化对腐植酸产率、元素组成和官能团种类的影响。结果表明,两种形貌的纳米CuO均可显著提高腐植酸的产率,以CuO-r催化活性最高。与仅加入H_2O_2相比,加入CuO-r催化剂,腐植酸产率可提高16.36%,并且催化氧化所得腐植酸与天然腐植酸具有相似的元素组成和结构特征。     

催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的催化剂研制

以非贵金属Cu、Fe、Mn、Ce为主要活性成分和TiO2、γ-Al2O3为载体制备催化剂,在高温高压下进行催化湿式氧化处理糖蜜酒精废液的试验,考察了载体、焙烧温度、成分配比对催化剂催化活性与稳定性的影响。结果表明:催化剂Fe-Mn/γ-Al2O3(摩尔比3:1:1)的催化效果好,金属离子溶出量低,且连续使用效果也较好。     

纳米CuO的制备、表征及其应用

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶体CuO及其复合氧化物粉体,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)和二次粒度分布对CuO粉体进行表征,考察了温度、载体类型及CuO负载量对气体灵敏度和催化活性的影响．结果表明,焙烧温度为50℃,CeO2为载体及CuO负载量为12％时,制得的复合氧化物对CO气体有良好的气敏特性,并对CH4燃烧具有较好的催化特性。     

催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

以铜、锰为活性成分和微波辐射法制备的γ-Al2O3为载体,制备了CuO/MnO2/γ-Al2O3复合催化剂,考察了成分配比、浸渍时间对催化剂催化活性的影响,研究了氧气分压、催化剂投加量、反应温度和反应时间对催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液过程的影响规律。结果表明:CuO/MnO2/γ-Al2O3催化剂是催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的可选催化剂;当进水CODCr的质量浓度为10×104mg/L时,适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.5～4.7倍,催化剂的投加量以10g/L为佳;在360℃下反应10min,处理水可达到《污水综合排放标准》GB9878-1996的一级标准。     

Cu-Mn/ZSM-5催化剂的制备及其催化降解酸性红的研究

通过浸渍法制备出Cu-Mn/ZSM-5催化剂,用于催化氧化降解水中偶氮染料酸性红。对合成的催化剂进行了材料表征,研究了废水p H值、反应温度、催化剂投加量、H2O2浓度、载体选择和活性组分负载量对催化氧化降解酸性红的影响。结果表明:p H值为4,反应温度为70℃,催化剂投加量为1.0 g/L,H2O2浓度为0.10mol/L是较佳反应条件。针对质量浓度为200 mg/L的酸性红溶液,催化去除率能够达到99%。通过对不同载体制备的催化剂进行比较,可以看出ZSM-5作为载体制备的催化剂活性最高。不同的活性组分负载量中,Cu-Mn/20ZSM-5催化剂催化活性最好。Cu-Mn/ZSM-5催化剂经过多次重复使用后,催化活性依然保持在较高水平。     

CuO/HZSM-5催化溴甲烷芳构化制备芳烃

采用等体积浸渍法制备了不同负载量（1%~7%）的CuO/HZSM-5催化剂,在固定床反应器中研究了不同反应温度、溴甲烷流量以及CuO负载量对溴甲烷芳构化催化性能的影响。采用SEM、XRD、N₂吸附脱附、TEM、XPS、TG、DSC、NH₃-TPD等技术对反应前后的催化剂进行表征。XRD 结果显示活性组分CuO 在HZSM-5上具有很好的分散性,并且反应后Cu晶型不变。NH₃-TPD 结果显示3%的CuO 负载后,催化剂强酸量增加。在CuO 负载量为3%,温度为360℃,反应空速为240 ml·g^-1·h^-1 条件下得到最高的芳烃收率（22.3%）。XPS 结果显示反应后在催化剂上主要的积炭为石墨碳。催化剂稳定性测试结果表明反应40 h内催化活性没有明显下降。     

系列催化剂同时脱硫脱硝性能

FCC烟气中的SO₂和NO是主要的大气污染物,选择性催化还原是一种很好的脱除方法。采用浸渍法制备了CuO不同负载量的CuO/γ-Al₂O₃系列催化剂,通过XRD和H₂-TPR对催化剂进行表征,使用常压固定床流动法微型催化反应装置考察催化剂在以CO为还原气时,同时脱硫脱硝的催化活性。结果表明,CuO作为活性组分很好地分散在γ-Al₂O₃载体上,不破坏其结构;不同CuO负载量的CuO/γ-Al₂O₃催化剂具有良好的脱硫脱硝活性,脱硝率超过95.00%,脱硫率最低也能达到80.00%,CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al₂O₃催化剂有最佳的脱硫脱硝活性;以CO作还原剂,CuO/γ-Al₂O₃系列催化剂的活性温度较高,脱硝率在700 ℃达到最大,为97.90%,脱硫率在760 ℃达到最大,为93.34%。CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al₂O₃催化剂可作为一种较好的高温脱硫脱硝催化剂。     

CuO/Bi2O3催化合成3-己炔-2,5-二醇

采用均匀沉淀法在水热体系中制备出CuO/Bi2O3粉体催化剂,讨论了水解过程中pH对生成晶形沉淀的影响,通过TG分析确定合适的焙烧温度。采用XRD、SEM、BET等技术对催化剂进行了表征,结果表明,在400℃下焙烧可得到晶形完善,比表面积较大,平均尺寸0.1～0.5μm的粉体颗粒。在高压反应釜中考察了Bi质量分数、反应温度、乙炔分压、pH对催化活性的影响,得到了催化合成3-己炔-2,5-二醇的适宜反应条件:Bi质量分数12%,反应温度120℃,乙炔分压1.0 MPa,pH=6～7,产物收率达20.10%。     

稀土复合加氢催化剂Cu-Cr-Mo-La/SiO2的制备及其表征

用溶胶-凝胶法制备了一系列Cu-Cr-Mo-La/ SiO2稀土复合加氢催化剂,通过TPR、XRD、TG技术对其进行了表征,并在一定条件下对其催化活性进行了评价.结果表明,在Cu/SiO2催化剂中引入Cr、Mo和稀土La氧化物使催化剂中CuO晶粒变小、分散性变大,提高了催化剂的稳定性及抗结焦能力.Cu-Cr-Mo-La/ SiO2稀土复合加氢催化剂对硝基苯加氢制苯胺具有非常高的选择性和较高的转化率.     

沉淀温度对CO2加氢合成二甲醚催化剂的影响

考察了沉淀温度对二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5的影响,研究结果表明,沉淀温度为343 K时,所制备的催化剂前驱体的晶形完整且晶相组成均一,焙烧后的催化剂中CuO和ZnO的相互分散程度较好,催化剂中氧化铜物种比较容易还原,复合催化剂表面具有较强的酸性中心,对于二氧化碳加氢直接合成二甲醚的催化活性最为理想.     

The catalytic activity for CO oxidation of CuO supported on Ce0.8Zr0.2O2 prepared via citrate method

CuO/Ce_0.8Zr_0.2O₂ catalysts were prepared by citrate method and used for carbon monoxide oxidation. The samples were characterized by XRD, XPS, BET and ICP-AES techniques. The catalytic properties of the catalysts were studied by using a microreactor-GC system. XRD analysis showed Ce_0.8Zr_0.2O₂ was cubic, fluorite structure for all the catalysts. The XPS indicated the valence of Ce atom was +4 and there were reduced copper species presented in the CuO/Ce_0.8Zr_0.2O₂ catalyst. The results showed that the CuO loadings, calcination temperature and calcination time affected the catalytic activity of the catalysts for low-temperature CO oxidation. For comparison, the catalytic activities of CuO/CeO₂ catalysts calcined at different temperatures were also studied. The results indicated that CuO/Ce_0.8Zr_0.2O₂ catalyst had better thermal resistance than CuO/CeO₂ catalyst and had inferior activity than the CuO/CeO₂ catalyst when they were both calcined at 600 °C.     

CuO-ZnO-ZrO_2催化剂的还原性能及其低温CO催化氧化性能

采用共沉淀法制备得到CuO-ZnO-ZrO2催化剂及对比样品CuO-ZnO,通过XRD、BET、XPS、H2-TIR、H2-TPR等表征,考察了ZrO2的添加对CuO-ZnO-ZrO2催化剂的还原性能及其CO催化氧化性能的影响。与CuO-ZnO相比较,CuO-ZnO-ZrO2催化剂的比表面积增大、CuO和ZnO粒子的平均粒径减小、表面Cu粒子含量增多、还原性能得到显著提高,表明ZrO2的添加有利于提高CuO分散度,存在更多与ZnO相互作用的CuO微粒。TPR的还原动力学研究进一步证实了ZrO2对CuO还原性能的促进作用。在CO催化氧化反应中,CuO-ZnO-ZrO2样品的催化活性最高,并且还原温度对该催化剂的CO催化氧化性能影响显著,在160℃还原活化的催化剂具有77.3%的还原度,表现出较优的CO催化氧化性能。在50℃、3 MPa的反应条件下,CuO-ZnO-ZrO2催化剂可将液相丙烯中体积分数1.0×10-5的CO脱除低至2×10-8,连续反应1 500 min,稳定性能良好。     

1,4-丁二醇脱氢与顺酐加氢耦合催化剂

采用共沉淀法制备了不同配比的Cu-Zn-A1复合氧化物催化剂,利用XRD和TPR等表征技术及活性评价考察了催化剂各组分配比对催化剂性能的影响,并对各组分配比进行了优化。试验结果表明,Al的摩尔分数为20%,Cu/Zn摩尔比为0.5~2.0时,Cu-Zn-Al催化剂在常压下耦合法制备γ-丁内酯反应具有良好的活性。XRD表明灼烧后未经还原的催化剂活性组分为CuO。通过XRD、TPR及BET表征发现,适宜的Cu/Zn摩尔比可以提高催化剂比表面积,使CuO具有较高分散性及高的还原性能,从而有利于提高催化剂的选择性。