溶胶-凝胶法制备Ni/ZrO2对甲烷干重整的催化性能

采用溶胶凝胶法制备负载型催化剂Ni/ZrO_2,考察金属Ni负载量对甲烷干重整反应的催化性能的影响。利用XRD,N_2吸附,SEM和H_2-TPR等手段表征Ni/ZrO_2样品。与金属镍催化剂相比,金属镍掺杂的催化剂Ni/ZrO_2具有更高的催化活性,随着金属镍的掺杂量的增加先增大后减小,镍负载量为9%的催化剂Ni(9)/ZrO_2的催化性能最好,这归因于ZrO_2能够较好的分散金属镍粒子以及增大对CO_2的吸附能力,从而有利于抑制高温还原烧结和增加催化甲烷干重整反应活性位。     

不同方法制备的MgO负载金属Ni催化水蒸汽重整乙酸制氢

应用浸渍法,在两种不同MgO载体上浸渍N(iNO3)2,经焙烧后得到NiO/MgO固溶体,再经H2还原得到Ni/NixMg1-xO催化剂。对比研究了两种方法所制备催化剂,催化水蒸汽重整乙酸制氢反应的活性和稳定性。结果表明,介孔MgO作载体所得催化剂催化水蒸汽重整乙酸制氢反应中,乙酸的转化率可达97.5%、H2的产率为2.1mol·mol-1,并且反应20h后无明显失活现象,明显高于普通方法制备的MgO作载体所得催化剂的稳定性和活性。结合N2吸附表征可知,介孔MgO具有较高的比表面积和较大的孔径,故其有利于活性组分Ni分散,以及有利于反应物和产物在催化剂孔道中的扩散。因此,介孔MgO作载体所得Ni/NixMg1-xO催化剂,具有更高的催化活性和稳定性。     

用于甲烷干法重整的Ni/SiO_2纳米复合空心结构催化剂

采用水热法制备了具有片层结构的Ni/SiO2纳米复合空心结构催化剂,研究了其对甲烷干法重整(DRM)反应的催化活性和稳定性,并以传统浸渍法制备的Ni/SiO2催化剂作为参照样。结果表明,Ni/SiO2纳米复合空心结构催化剂有很高的比表面积(405.6 m2/g)和显著提高的高温抗烧结与抗积碳能力。这归因于该复合空心结构以片层状镍硅酸盐为前驱体,金属镍纳米颗粒由前驱体在氢气气氛中高温还原分解得到,使得该结构具有很强的金属纳米颗粒与载体之间的相互作用,因而具有优异的催化性能。     

沉淀剂对NiW/TiO2-ASA催化剂加氢裂化性能的影响

无定形硅铝的织构性质和酸性质对其加氢裂化性能有很大影响。本文以氨水、碳酸铵、氢氧化钠/尿素、氢氧化钠为沉淀剂,制备了4种含钛无定形硅铝(TiO₂-ASA),并以其为载体负载Ni-W加氢组分,制备了NiW/TiO₂-ASA加氢裂化催化剂,以十氢萘为模型化合物,考察NiW/TiO₂-ASA催化剂的加氢裂化性能,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吸附吡啶原位红外(Py-IR)、扫描电镜(SEM)对TiO₂-ASA和NiW/TiO₂-ASA催化剂进行了表征。结果表明,沉淀剂对TiO₂-ASA的比表面积和孔容影响非常大,以碳酸铵为沉淀剂时,TiO₂-ASA具有高比表面积、窄孔分布的特点,沉淀剂为氢氧化钠时,则可制备出大孔容、宽孔分布的TiO₂-ASA。十氢萘的加氢裂化反应结果表明,以碳酸铵为沉淀剂制备的NiW/TiO₂-ASA催化剂,织...     

甲烷二氧化碳重整用Ni/AC催化剂的阈值效应研究

为研究活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的阈值效应,采用N2吸附(BET)和X射线衍射(XRD)测试技术对活性炭负载Ni(Ni/AC)基催化剂进行分析,分别探讨了浸渍溶剂和负载量对催化剂表面结构、Ni分散状态和分散阈值的影响。结果表明,采用丙酮作为溶剂制备的催化剂比纯水在活性炭载体表面更有利镍的分散,提高了活性组分有效面积,并具有更高的分散阈值。对比密置单层排列模型计算值认为Ni在AC表面呈非密置单层或亚单层分散。Ni/AC催化重整甲烷二氧化碳实验结果显示,丙酮作为浸渍溶剂比纯水制备的催化剂表现出更好的催化活性,负载型Ni/AC催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中存在显著的阈值效应。     

不同硅基载体对甲烷部分氧化反应的影响

以二氧化硅、柱层析硅胶、气凝胶SiO_2为载体,采用常规浸渍法和聚乙烯吡咯烷酮添加浸渍法制备负载金属镍Ni/SiO_2催化剂,并考察其在甲烷部分氧化制合成气过程中的催化反应性能,同时采用比表面积分析仪、红外光谱仪、X-射线衍射仪对催化剂结构和形貌进行表征。结果表明,以气凝胶SiO_2为载体,采用聚乙烯吡咯烷酮添加浸渍法制备的负载量为10%金属镍的催化剂的催化反应效果较好,甲烷转化率较高,选择性较好。比表面积分析表明,气凝胶SiO_2载体催化剂具有较大的比表面积和孔体积,尤其是具有较大的微孔比表面积和微孔体积。     

一步水热法合成铜改性的介孔γ-Al_2O_3及其吸附脱硫性能研究

采用一步水热合成法,以Al(NO3)3为铝源,P123为模板剂,Na OH、Na2CO3和K2CO3分别为沉淀剂,Cu(NO3)2为铜源,制备出负载铜的金属有序介孔γ-Al2O3,并运用N2吸附-脱附和XRD等技术对其结构进行表征,同时探讨了铜改性的介孔γ-Al2O3对模型燃油中的噻吩的吸附性能。结果表明,这3种沉淀剂都能制备出比表面积大(226 m2/g),孔径分布中心为3.3 nm,孔体积为0.27~0.35 cm3/g的负载铜的介孔γ-Al2O3,且样品都保持了较好的介孔结构。样品对模型燃油中噻吩的吸附脱硫性能表明,用Na OH作为沉淀剂且负载铜的介孔γ-Al2O3样品对噻吩的吸附性能较好,原因在于此样品具有较大的比表面积且铜在此样品中的分散性较好。     

La0.8Sr0.2MnxNi1-xO3催化剂制备及其催化甲烷燃烧性能研究

(NH₄)₂CO₃为共沉淀剂,用共沉淀法制备La_0.8Sr_0.2Mn_xNi_1-xO₃(x=1.0,0.9,0.7,0.5,0.3,0.1,0)系列催化剂,探究B位离子掺杂对催化剂活性及比表面积等其他性能的影响。通过石英管固定床微型反应器测试催化剂活性;用X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG-DSC)、氢还原化学吸附仪(H₂-TPR)、比表面积物理吸附仪(N₂-BET)等仪器对催化剂的结构及其物理性质进行相应的表征。结果显示：不同量的Ni掺杂对催化剂的结构及催化活性有较大的影响。适量Ni的加入显著改善了催化剂的活性并且也增大了其相对比表面积,但加入Ni过量,会使得催化剂的性能有所下降。其中当Ni=0.3时,催化甲烷燃烧效果最好,起燃温度T_10%为362℃,最终温度T_90%为486℃,该样品的比表面积比较大,达15.18 m<...     

制备方式对Ni-ZrO_2催化剂在甲烷二氧化碳重整中催化性能的影响

分别采用浸渍法、共沉淀法和P123改性的共沉淀回流法制备了不同的Ni-ZrO_2催化剂,并利用BET、XRD、TPR、TGDTA和TEM对催化剂的性质进行表征,同时考察了不同方法制备的Ni-ZrO_2催化剂的甲烷二氧化碳重整催化性能。结果表明,采用P123改性的共沉淀回流法制备的催化剂(Ni-ZrO_2-C-96)具有无定形的介孔结构,促进了Ni的高度分散,在甲烷二氧化碳重整反应中表现出良好的催化活性和稳定性,甲烷的转化率达到86%,并且在10 h的反应过程中活性高度稳定。     

一锅法制备高活性高稳定性Ni-Nd-Al三元有序介孔甲烷化催化剂

CO甲烷化在煤制天然气技术中起着重要作用,Ni基催化剂作为目前研究最多的甲烷化催化剂,仍存在低温活性差、高温易烧结和易积炭等问题。针对这些问题,采用改进的溶剂蒸发诱导自组装方法,设计制备了不同含量Nd物种修饰的Ni-Nd-Al三元有序介孔甲烷化催化剂。采用N_2-物理吸附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法对反应前后催化剂的结构和形貌进行了表征,并考察其CO甲烷化反应催化性能。结果表明,制备出的Ni-Nd-Al甲烷化催化剂均具有有序介孔结构,Ni和Nd物种均匀分布在孔道内。适量Nd物种的加入有助于减小Ni颗粒的尺寸,提高其分散度和对H_2的吸附能力,进而提升催化剂的活性。有序介孔结构的限域效应有助于提高催化剂抗烧结和抗积炭能力。     

一步水热法合成铜改性的介孔γ-Al_2O_3及其吸附脱硫性能研究

采用一步水热合成法,以Al(NO3)3为铝源,P123为模板剂,Na OH、Na2CO3和K2CO3分别为沉淀剂,Cu(NO3)2为铜源,制备出负载铜的金属有序介孔γ-Al2O3,并运用N2吸附-脱附和XRD等技术对其结构进行表征,同时探讨了铜改性的介孔γ-Al2O3对模型燃油中的噻吩的吸附性能。结果表明,这3种沉淀剂都能制备出比表面积大(>226 m2/g),孔径分布中心为3.3 nm,孔体积为0.27⁰.35 cm3/g的负载铜的介孔γ-Al2O3,且样品都保持了较好的介孔结构。样品对模型燃油中噻吩的吸附脱硫性能表明,用Na OH作为沉淀剂且负载铜的介孔γ-Al2O3样品对噻吩的吸附性能较好,原因在于此样品具有较大的比表面积且铜在此样品中的分散性较好。     

载体制备方法对Ni/ZrO_2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以水和甲醇为溶剂制备晶粒尺寸基本一致的四方相ZrO_2,通过浸渍法制备Ni质量分数10%的Ni/ZrO_2-W(水为溶剂)与Ni/ZrO_2-M(甲醇为溶剂)催化剂,考察其催化顺酐液相加氢性能。采用BET、XRD、H_2-TPR、H_2-TPD和in situ FT-IR对催化剂进行表征。结果表明,以甲醇为溶剂制备的ZrO_2比表面积明显小于以水为溶剂制备的ZrO_2,但Ni/ZrO_2-M催化剂存在强的金属-载体相互作用,其活性金属分散度以及C=O加氢活性明显高于Ni/ZrO_2-W催化剂。在反应温度210℃和氢压5 MPa条件下反应3 h,Ni/ZrO_2-M催化剂上顺酐转化率几乎100%,γ-丁内酯选择性为22.8%,Ni/ZrO_2-W催化剂上γ-丁内酯选择性仅为2.5%。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。     

载体制备方法对MoO_3/ZrO_2耐硫甲烷化催化剂的影响

采用沉淀法制备了ZrO_2载体并进一步制备用于耐硫甲烷化反应的MoO_3/ZrO_2催化剂,考察了沉淀过程中增加醇洗以及醇溶液中高温老化处理对ZrO_2织构性质、晶相结构和形貌的影响。利用N_2物理吸附、X射线衍射、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等手段对载体的结构与表面性质和催化剂活性相的形态与分布进行了表征。结果表明,醇洗和高温老化过程可以显著改善ZrO_2的结构特征,获得比表面积较大且晶粒尺寸更小更均匀的ZrO_2载体;进而有利于促进相应Mo基催化剂中MoS_2活性相的分散,使催化剂表现出优异的甲烷化活性。     

一锅法制备高活性高稳定性Ni-Nd-Al三元有序介孔甲烷化催化剂

CO甲烷化在煤制天然气技术中起着重要作用,Ni基催化剂作为目前研究最多的甲烷化催化剂,仍存在低温活性差、高温易烧结和易积炭等问题。针对这些问题,采用改进的溶剂蒸发诱导自组装方法,设计制备了不同含量Nd物种修饰的Ni-Nd-Al三元有序介孔甲烷化催化剂。采用N₂-物理吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等分析方法对反应前后催化剂的结构和形貌进行了表征,并考察其CO甲烷化反应催化性能。结果表明,制备出的Ni-Nd-Al甲烷化催化剂均具有有序介孔结构,Ni和Nd物种均匀分布在孔道内。适量Nd物种的加入有助于减小Ni颗粒的尺寸,提高其分散度和对H₂的吸附能力,进而提升催化剂的活性。有序介孔结构的限域效应有助于提高催化剂抗烧结和抗积炭能力。     

甲基纤维素对Ni/SBA-16加氢脱芳催化剂的影响

以甲基纤维素(MC)为辅助模板剂,制备了SBA-16介孔分子筛(SBA-16-MC),以该材料为载体制备了Ni/SBA-16-MC,用作以萘为探针的加氢脱芳反应的催化剂。对催化剂的晶相、形貌、比表面积、孔径等进行了表征,并评价了催化剂的催化性能。结果表明:MC的加入使Ni/SBA-16-MC具有比Ni/SBA-16更高的比表面积、孔容和更大的介孔孔径,SBA-16-MC上NiO与载体的作用变弱,NiO的还原温度降低。Ni/SBA-16-MC的催化活性和选择性均明显高于Ni/SBA-16,脱芳率高于91.0%,十氢萘选择性高于85.0%。     

α-蒎烯催化加氢催化剂制备及催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Al_2O_3、ZrO_2和ZrO_2/Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了NiO/Al_2O_3、NiO/ZrO_2和NiO/ZrO_2/Al_2O_3催化剂,采用H_2-TPR、NH_3-TPD和原位红外等技术对催化剂的还原性能、表面酸特性、α-蒎烯的吸附性及比表面积等进行了表征。结果表明,负载型ZrO_2/Al_2O_3复合载体与活性物种形成较强的相互作用,稳定活性中心,复合载体Ni催化剂表面酸强度介于Ni/ZrO_2和Ni/Al_2O_3之间,α-蒎烯能与Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂形成适宜化学吸附态。在α-蒎烯加氢反应中,Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性,α-蒎烯转化率为84%,蒎烷选择性为83%。     

回流法制备TiO2微球及其结构和催化性能研究

采用回流法制备了介孔TiO2微球催化剂,利用XRD、FE -SEM、BET等方法对所制备的催化剂进行了表征,并与溶剂热法制备的样品进行比较,研究不同制备方法对TiO2结构、彤貌及催化性能的影响.结果表明,回流法制备的样品为锐钛矿单相微球,晶粒间堆积形成介孔结构,比表面积大;而溶剂热法制备的介孔样品含金红石和锐钛矿两相.以EtOH/HCl为回流溶剂制备的样品孔径约为5nm,孔径分布窄,比表面积可达496 m2/g,光催化去除Cr(Ⅵ)反应速率快,去除率达到99％.     

水热沉淀法制备Ni-CaO/Al_2O_3复合催化剂工艺条件的考察

为制备具有大比表面积和高金属分散度的复合催化剂,研究了水热沉淀法制备Ni-CaO/Al2O3复合催化剂的工艺条件,实验考察了制备反应温度、尿素溶液溶度和焙烧温度对复合催化剂比表面积和Ni金属分散度的影响。结果表明,反应温度150℃、尿素溶液浓度3 mol/L、焙烧温度500℃时得到的复合催化剂有最大的比表面积134.4 m2/g和最高的Ni金属分散度9.45%。将该条件下制备的复合催化剂应用于固定床反应吸附强化甲烷水蒸气重整过程制氢评价,在0.1 MPa,600℃,H2O/CH4物质的量比为4,体积空速340 h-1条件下,得到氢气浓度为97.5%,甲烷转化率95.3%,均高于文献已报道水平。     

助剂对K-CuFe/ZrO_2催化剂CO加氢制低碳醇的改性研究

通过共沉淀法制备了不同助剂改性的K-CuFe/ZrO_2催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)和N2物理吸附-脱附(BET)等手段对改性的K-CuFe/ZrO_2催化剂物理结构进行了表征,研究了改性的K-CuFe/ZrO_2催化剂上CO加氢制混合醇的催化活性。结果表明:加入一定量的Mn助剂,可增大催化剂的比表面积,促进CO加氢形成低碳醇。