高分散Ru/Si3N4催化剂的制备及其在CO2加氢中的应用

氮化硅是一种良好的载体,具有较高的水热稳定性和机械稳定性,其表面的氨基基团能够较好地锚定金属,显著提高金属分散度。但是,商品氮化硅比表面积较低,对金属分散作用仍然有限。因此,以自制的高比表面积氮化硅(Si₃N₄)为载体,通过浸渍法制备了不同Ru负载量(质量分数分别为0.5%、1.0%和2.0%)的催化剂(分别为0.5%Ru/Si₃N₄、1.0%Ru/Si₃N₄和2.0%Ru/Si₃N₄),并以商品氮化硅(Si₃N₄-C)为载体制备了2.0%Ru/Si₃N₄-C催化剂作为对照组。表征了催化剂的理化性质,测试了其在300°C、0.1 MPa下的CO₂加氢反应活性。结果显示,与Si₃N₄-C相比,Si₃N₄的比表面积较高(5...     

Cu/ZSM-5催化剂的表征及其环己醇脱氢性能

以制备的ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列Cu负载量不同的Cu/ZSM-5催化剂。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、吸附氨气程序升温脱附和BET等方法对Cu/ZSM-5催化剂进行了表征,用H2-N2O滴定法测定了Cu金属的比表面积和分散度。以环己醇气相脱氢制备环己酮为探针反应对Cu/ZSM-5催化剂的催化性能进行了评价。实验结果表明,Cu负载量影响Cu物种在载体表面的状态和分布,Cu是环己醇脱氢反应的活性中心,其比表面积、分散度与Cu/ZSM-5催化剂的活性相关,Cu/ZSM-5催化剂的B酸中心与环己醇脱氢反应的选择性相关。Cu质量分数5%的Cu/ZSM-5催化剂上Cu金属的比表面积较大而B酸中心较少,显示出很高的环己醇转化率(58.7%)和较好的环己酮选择性(97.2%)。     

Cu/PbO-TiO2光催化剂结构与吸光性能研究

用溶胶-凝胶法制得复合半导体PbO-TiO2,用等体积浸渍法制得Cu/PbO-TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)、程序升温还原(TPR)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见光谱(UV-Vis)等技术研究了Cu/PbO-TiO2的物相结构、微粒尺寸和吸光性能.结果表明,PbO高度分散在TiO2表面,固体材料平均粒径15～28 nm.PbO的引入使TiO2吸收限发生蓝移,PbO负载量(质量分数)达到20%,有晶相PbTiO3生成,光吸收性能下降.负载金属Cu有利于PbO在载体TiO2上的分散,使催化剂吸收限发生蓝移,对可见光吸收明显增加,提高催化剂的光吸收性能.     

冷等离子体耦合MoxC-Ni/Al2O3催化剂用于甲烷水汽重整制氢反应

甲烷水汽重整反应是目前工业制氢的主要过程之一，其中提升Ni基催化剂的抗积炭和抗烧结能力以及降低重整操作温度是该工艺的关键。通过将Mo_xC与Ni/Al₂O₃机械混合制备了Mo_xC-Ni/Al₂O₃双功能催化剂(Mo_xC-NiAl),即Ni解离CH₄,Mo_xC活化H₂O,同时耦合冷等离子体，系统地研究了Mo_xC助剂的加入对催化剂结构、等离子体放电性质(放电功率、有效电容)、催化性能的影响，并通过XRD、Raman、TEM等多种表征方法探究了催化剂的失活机制。研究表明，Mo_xC助剂的加入不仅有效促进金属Ni的再分散，提升催化剂的抗烧结能力，还提高了催化剂的有效电容和放电功率，有助于催化剂活性的提高。与传统Ni/Al₂O₃催化剂相比，无额外热源加热条件下，Mo₂C-Ni...     

Hβ分子筛负载非贵金属催化苯加氢烷基化制备环己基苯

以Hβ酸性分子筛作为烷基化活性组分,负载非贵金属Ni、Co、Cu为加氢活性组分,制备一系列不同非贵金属负载量的双功能催化剂,采用N₂物理吸附、CO脉冲吸附、NH₃-TPD、吡啶红外、TEM等手段对其进行表征,在苯加氢烷基化反应中筛选出适宜的非贵金属组分并考察金属负载量对催化剂反应性能的影响。结果表明：Ni、Co和Cu的负载使Hβ分子筛中强酸量减少并产生一定量的强酸中心,Ni/Hβ催化剂由于具有较多的B酸酸量更有利于苯加氢烷基化反应;在相同的条件下催化苯加氢烷基化反应,Cu/Hβ催化剂无催化活性,金属负载量相同的Ni/Hβ催化剂比Co/Hβ催化剂的催化活性高;在氢气压力2.5 MPa、反应温度200 ℃、反应时间3 h的条件下,2%Ni/Hβ催化剂作用下苯加氢烷基化反应的苯转化率为38.4%、环己基苯选择性为72.6%、环己烷选择性为5.8%、二环己基苯的选择性为8.9%。     

CO2加氢制甲醇Cu/CeO2催化剂实验研究

考察了第二金属Ni改性对CO₂加氢制甲醇Cu/CeO₂催化剂活性的影响,并通过XRD、BET、XPS、H₂-TPR等手段对改性前后催化剂结构进行了表征。结果表明：金属负载量为20%时,Cu/CeO₂的比表面积最大;Cu与Ni质量比为3∶1时,催化剂碱度最大,氧空位含量最高,Cu-Ni协同作用最强;该催化剂在反应温度240℃、反应压力3 MPa、液时空速2 400 mL/(g·h)、H₂与CO₂体积比为3∶1时催化CO₂加氢制甲醇效果较优,CO₂转化率为18.5%,甲醇时空产率为40.43 g/(kg·h)。     

还原温度和Cu负载量对乙二醇还原法制备的Cu/AC催化剂甲醇氧化羰基化反应性能的影响

以活性炭(AC)为载体采用乙二醇还原法在不同的还原温度制备了系列Cu/AC催化剂,采用XRD、XPS、AAS、H_2-TPR和TEM对催化剂进行了表征,并考察了还原温度和铜负载量对其催化甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高Cu/AC催化剂中Cu~(2+)逐渐被还原为低价态的Cu_2O和单质Cu,其中经160℃还原制备的催化剂中Cu_2O的含量达到最高且晶粒尺寸较小,此时催化剂显示出最佳的催化活性;催化剂铜负载质量分数低于2.8%时,Cu物种高度分散在AC载体表面,提高负载量有利于催化活性的提高,超过2.8%后继续提高铜负载量则导致Cu物种颗粒长大,并出现明显的团聚现象,催化剂活性下降。最佳催化剂的DMC时空产率、选择性和甲醇转化率分别为670mg/(g·h),91.7%和6.0%。     

乙烯/1-辛烯连续溶液聚合及反应动力学

以茂金属化合物Ph₂C(C₅H₄)(C₂₉H₃₆)ZrCl₂为主催化剂，有机硼化物[Ph₃C][B(C₆F₅)₄]和Al(i-Bu)₃为助催化剂，通过连续溶液聚合催化乙烯/1-辛烯共聚，利用NMR、通过改变聚合工艺条件研究了反应动力学。实验结果表明，Ph₂C(C₅H₄)(C₂₉H₃₆)ZrCl₂/[Ph₃C][B(C₆F₅)₄]/Al(i-Bu)₃催化体系下，乙烯/1-辛烯共聚符合一阶马尔可夫模型；乙烯/1-辛烯共聚物呈随机分布，随反应温度的升高，乙烯竞聚率逐渐增大，1-辛烯竞聚率基本不变，提高反应温度可以提高...     

硼掺杂NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化反应

采用混捏法制备了一种新型硼(B)掺杂NiPB/Hβ催化剂并用于催化正己烷异构化反应。采用X-射线衍射(XRD)、NH₃-TPD和H_2-TPR、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对不同NiPB负载量的催化剂晶相、酸性质及孔径结构等进行了表征分析。结果表明：Hβ负载NiPB后增强了催化剂的表面酸性,当NiPB负载质量分数不超过10%时,其在Hβ载体表面分布均匀。研究了NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化的适宜反应条件。结果表明：在反应温度300 ℃、反应压力2 MPa、质量空速为1 h^-1及氢/油摩尔比为4的反应条件下,NiPB/Hβ催化剂表现出良好的催化正己烷异构化反应性能,正己烷转化率及异构烷烃总收率、选择性分别可达79.93%,78.34%和98.01%。高温烧焦可有效去除催化剂表面的积炭,在一定程度上实现催化剂的再生,使用烧焦再生后的NiPB/Hβ催化剂催化正己烷异构化反应,正己烷的转化率和异构烷烃总收率分别可达63%和62%。     

免焙烧制备Ni2P/SiO2加氢脱硫催化剂

采用免焙烧的方法,直接将负载Ni(NO3)2和(NH4)2HPO4盐的前驱体通过程序升温还原(TPR)制备了Ni2P/SiO2加氢脱硫(HDS)催化剂。以质量分数为0.8%的二苯并噻吩/十氢萘溶液为模型化合物,考察了Ni2P/SiO2催化剂的HDS反应催化性能,并用XRD对催化剂进行了表征。结果表明,免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的单层分散阈值在15%~25%(质量分数)之间。随负载量增加,Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性增加,但直接脱硫路径(DDS)选择性降低;当活性组分负载量大于单层分散阈值时,继续增加负载量对催化剂粒度和反应性能影响不大。免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性与传统方法制备的催化剂相当(负载量大于单层分散阈值时)或更高(负载量小于单层分散阈值时),并且具有良好的反应稳定性。TPR过程中升温程序是影响免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂HDS性能的重要因素;低温阶段升温速率对催化剂性能没有明显影响,而在400℃停留一段时间则有利于提高其活性。     

CuO/Cu_(0.6)Ce_(0.4)O_x催化剂低温深度脱除液相丙烯中的微量CO

采用柠檬酸络合-浸渍相结合的方法制备了Cu O/Cu0.6Ce0.4Ox催化剂,采用XRD、TEM、HETEM、N2吸附-脱附、H2-TPR等手段研究了载体种类、Cu O负载量、焙烧温度对Cu O/Cu0.6Ce0.4Ox催化剂催化氧化CO性能的影响。实验结果表明,在Cu0.6Ce0.4Ox载体中,部分Cu进入Ce O2晶格形成Cu-O-Ce固溶体,提高了晶格氧迁移能力;负载的Cu O在载体表面均匀分散,体现出更高的氧化还原性能;两者协同作用共同促进了催化氧化CO性能的提高。400℃下焙烧制得的20%(w)Cu O/Cu0.6Ce0.4Ox催化剂具有优异的催化氧化CO性能,在50℃、3.0 MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量从6.0×10-6(φ)降至2.0×10-8(φ),达到聚合级烯烃对CO脱除深度的要求;连续反应2 400 min,催化剂的稳定性良好。     

Cu-Mn/TiO_2和Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化

以Cu-Mn负载量、n(Cu)∶n(Mn)、焙烧温度和焙烧时间为4因素3水平设计正交实验,对浸渍法制备Cu-Mn/Ti O2和Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的条件进行优化,并考察催化剂催化氧化甲醛的活性。采用XRD、N2等温吸附-脱附和SEM等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,焙烧温度对催化剂的活性影响较大;与Cu-Mn/Ti O2催化剂相比,Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲醛的活性更高。Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的最佳制备条件为Cu-Mn负载量30%(w)、n(Cu)∶n(Mn)=1∶4、焙烧温度500℃、焙烧时间6 h,在此条件下制备的Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,Cu-Mn氧化物呈高分散状态,甲醛的去降除率可达98.14%。     

Ru-Cu/AlOOH催化苯选择加氢

采用共沉淀法制备了一系列不同n(Cu)∶n(Ru)的Ru-Cu/AlOOH催化剂,利用XRD、TG-DTA、TEM、N2吸附-脱附和XPS等方法对催化剂进行了表征,并对该系列催化剂进行了苯选择加氢反应测试。实验结果表明,在反应温度150℃、氢气压力4.5 MPa、搅拌转速1 200 r/min、ZnSO4浓度0.40 mol/L的条件下,n(Cu)∶n(Ru)=0.12的Ru-Cu/AlOOH催化剂具有较高的活性和选择性,当反应17 min时,环己烯收率达到最高值(46.6%)。Ru-Cu/AlOOH催化剂良好的活性和选择性主要归结于活性组分的高度分散、载体良好的亲水性能以及助剂Cu对催化剂活性表面的调变作用。     

均苯三甲酸辅助合成CuZnAlZr催化CO2加氢制甲醇

CO₂加氢制甲醇是合成化学增值品的重要途径之一,有助于缓解能源与环境压力。采用共沉淀法合成了用于CO₂加氢制甲醇的Cu Zn Al Zr催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、N₂O-H₂滴定、N₂吸/脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对所得催化剂进行了表征,详细考察了均苯三甲酸(BTC)辅助合成对Cu Zn Al Zr催化剂活性Cu物种的分散度及其催化性能的影响。结果表明,在Cu Zn Al Zr催化剂前驱体中引入BTC后,焙烧阶段分解生成气体产物有利于增加催化剂的比表面积并产生更多的孔隙结构,还可减弱Cu与载体氧化物之间的相互作用,有助于Cu物种的分散。当BTC引入量为n(BTC)/n(Cu²⁺)=1/6时,在空气中焙烧所得Cu Zn Al Zr催化剂表面存在更多高度分散的较小Cu晶粒和Zn O晶相,Cu与Zn O物种之间的...     

Pt-Sn工业重整催化剂失活过程金属分散性的原子尺度表征

重整催化剂活性铂原子的表面分散特性与催化剂的活性密切相关。借助球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-STEM),针对金属Pt、Sn质量分数均为0.3%左右的低负载量的工业Pt-Sn/γ-Al₂O₃重整催化剂,采用STEM方法研究了不同工业状态下Pt原子在催化剂载体表面的分散特性。结果表明：新鲜催化剂中活性元素Pt以单原子或小原子簇形式分散,催化剂失活的过程是活性Pt原子不断聚集的过程;当Pt-Sn金属聚集体尺寸大到不能再生分散时,则催化剂活性无法恢复。本研究从工业剂角度给出了金属原子分散性与催化剂性能的构效关系。     

Ni/Mo/MgAl(O)催化甲烷干重整制合成气的研究

通过焙烧由共沉淀法制备的NiMgAl-Mo₇O₂₄^6-类水滑石,制备了一系列不同MoO₃质量分数(0、10%、15%、20%、25%和30%)的Ni/Mo/MgAl(O)复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷干重整(DRM)反应中,并研究了MoO₃的含量对催化剂性能的影响。借助XRD、BET、H₂-TPR、CO化学吸附、CO₂-TPD以及O₂-TPO等表征手段研究了催化剂结构和性能之间的关系。结果表明,催化剂的催化活性和抗积炭性能与MoO₃含量有关,当MoO₃的负载量为15%时,催化剂的催化活性和稳定性最佳,其在GHSV=60000 mL/(g·h),800℃反应57 h后,甲烷转化率仍维持在66%以上。较大的比表面积、强的金属与载体作用力、较高的金属分散度、适量的酸性和碱性位点数以及Ni-Mo双金属合金的协同作用,使得催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

负载型Pt/分子筛催化剂上单十二烷基磷酸酯的合成

以分子筛为载体,用常温浸渍法制备了一系列负载型Pt催化剂,考察了分子筛种类,Pt负载量对正磷酸与月桂醇直接酯化制备单十二烷基磷酸酯反应的影响,并对催化剂进行了XRD、BET、NH3-TPD等表征.结果表明,相同Pt负载量下,脱铝β(Dβ)为载体较USY(超稳Y)分子筛为载体的催化剂催化性能高.随着Pt负载量的增加,催化剂的活性增加,当负载量达到0.8%(质量分数)时,催化剂活性达到最高.在0.8%Pt/Dβ催化剂上,考察了甲苯带水剂量及催化剂用量对反应的影响,当磷酸与月桂醇摩尔比为1∶1,反应温度为120℃,时间为24 h时,月桂醇的转化率可达98.3%,单酯选择性为96.4%.收率为94.8%.     

铁基催化剂活性相调控及其催化CO2加氢制线性α-烯烃研究进展

线性α-烯烃(LAOs)作为重要的化工原料，通常用于共聚单体、合成润滑油、增塑剂用醇和油品添加剂。以二氧化碳(CO₂)和氢气(H₂)作为原料，通过CO₂加氢反应生产LAOs可以缓解温室效应、实现CO₂高值化利用，具有重要意义。CO₂加氢制LAOs一般包括逆水煤气变换(RWGS)和费托合成(FTS)两个步骤，四氧化三铁(Fe₃O₄)和碳化铁(χ-Fe₅C₂等)可分别催化RWGS和FTS反应，因此Fe基催化剂是当前的研究热点。介绍了Fe基催化剂的物相演变过程及其失活机制，重点分析了载体、助剂和表面改性对促进χ-Fe₅C₂活性相生成、调控Fe₃O₄/χ-Fe₅C₂比例(物质的量之比)和维持χ-Fe₅C₂相稳定的作用，总结了F...     

Cu-K-CoOx@Al2O3催化氧化氯化氢制氯气

采用过量浸渍法制备了一系列Cu-K-CoO_x@Al₂O₃复合氧化物,利用TEM、XRD、N₂吸附-脱附等方法对制备的催化剂进行表征,考察了反应条件对催化剂催化氧化氯化氢性能的影响。表征结果显示,活性组分K₂O和CoO均匀分布在Al₂O₃载体表面,催化剂为典型的介孔结构,工业使用温度范围内(350～430℃)稳定性良好。实验结果表明,Co/Cu摩尔比的增加有利于提高催化剂的催化活性,常压下反应的最佳条件为：410℃,重时空速360 h-1,O₂/HCl进料摩尔比为1∶1,反应时间3 h,在此条件下,Cu/Co摩尔比为10∶5的催化剂活性最高,氯化氢转化率为75.2%。与传统的铜基催化剂相比,Cu-K-CoO_x@Al₂O₃催化剂具有较高的转化率。     

Ag助剂对Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂催化环戊二烯选择加氢性能反应的影响

以TiO_2-Al_2O_3复合氧化物为载体,Ni为主活性组分,依次考察了Ni的负载量、助剂金属(Co、Cu、Zn、La和Ag)的种类和含量对催化剂催化环戊二烯选择加氢反应的影响。实验结果表明,5种助剂中,Ag可以最大程度地提升Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的选择加氢活性和提高环戊二烯的转化率及环戊烯的选择性。催化剂的Ni负载量为15%,Ag助剂的加入量为3.0%时,在反应温度45℃、反应压力0.5 MPa、氢/烃(摩尔比)1.2、液体体积空速8.0h~(-1)的条件下,环戊二烯的转化率大于92.5%,环戊烯的选择性大于91.5%。催化剂在200h稳定性考察实验中,呈现较好的稳定性。BET测试结果表明,Ag-Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的比表面积为142.7m~2/g,孔体积为0.41mL/g,孔集中分布在4~9nm之间,最可几孔径为7.1nm;XRD测试结果表明,Ag助剂的加入使NiO的晶粒变小并在载体表面分散的更均匀,而使TiO_2的晶粒变大并在载体表面聚集,减弱了NiO与载体中TiO_2的相互作用;TPR测试结果表明,Ag助剂的加入使催化剂的氢还原峰向低温方向移动了80℃以上,使催化剂更容易还原活化。