CuMn_2Ti_xO_(4+2x)复合氧化物的制备及其催化甲烷燃烧性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜锰钛复合氧化物催化剂Cu Mn2TixO4+2x(x=0,0.5,1,2),通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,并考察了钛掺杂量和焙烧温度对催化剂的结构及其催化甲烷燃烧活性的影响。实验结果表明,掺杂钛提高了催化剂的比表面积和可还原性,使催化剂的活性明显提高;当x=1时,即Cu Mn2Ti O6催化剂的活性最高,在反应气体积组成为CH4 3.0%,O2 20%,N2 77%和气态空速12 000 h-1的条件下,甲烷转化率达10%时的反应温度为320℃,甲烷转化率达90%时的反应温度为445℃;随催化剂焙烧温度的升高,Cu Mn2Ti O6催化剂的活性逐渐降低。     

MnO_2/NaY催化剂上NH_3低温选择催化还原NO_x

研究了温度、气态空速、氧含量、水蒸气以及进料气组成对M nO2/NaY催化剂上NH3低温选择催化还原(SCR)NOx的影响,探讨了水蒸气存在下该催化剂上NOx的还原机理。实验结果表明,M nO2/NaY催化剂具有良好的低温SCR催化活性,在无水蒸气存在条件下,当原料气中φ(NO)=0.1%、φ(O2)=6%、n(NH3)∶n(NOx)=1.2、温度120℃、气态空速5 000h-1时,NO转化率达到98%;在水蒸气体积分数10%的条件下,150℃时NO转化率接近90%,但当温度低于100℃时,NO转化率迅速下降。原料气组成对NO转化率有较大影响,n(NO)∶n(NO2)=1时,NOx的转化率最高。水蒸气存在条件下,M nO2/NaY催化剂上NH3选择催化还原NOx的反应机理类似于重氮化反应机理。     

贵金属改性的Ag/Al2O3选择性催化还原NOx的研究

研究了几种贵金属改性的Ag/Al2O3催化剂选择性还原(SCR)NOx的活性.实验结果表明,在模拟柴油机尾气的实验条件下,Ag-Pd(0.01%)/Al2O3与Ag/Al2O3相比,在300～500℃的温度范围内显示出很高的NOx转化率.而Pt和Au的添加均使Ag/Al2O3的NOx的转化率明显降低.原位漫反射红外光谱(In-situ DRIFT)结果显示,添加少量Pd在反应过程中有利于催化剂表面烯醇式(CH2CHO-)活性中间物的生成,该物种与催化剂表面吸附的NO-3反应活性很高,能够生成关键中间体异氰酸酯(-NCO),从而加速了NOx催化还原反应活性.     

Mn助剂对Cu基催化剂乙酸乙酯加氢制乙醇反应性能的影响

采用并流共沉淀法制备了不同n(Mn)/n(Al)的Cu基催化剂,考察了Mn助剂对催化剂乙酸乙酯加氢制乙醇反应性能的影响,采用N_2低温吸附、N_2O化学吸附、XRD、H_2-TPR和H_2-TPD对催化剂进行了表征。实验结果表明,Mn助剂的添加促进了催化剂中活性组分Cu的分散,促进了CuO的还原,提高了Cu的比表面积,增加了催化剂表面的活性位,有利于H_2和乙酸乙酯的吸附,从而提高了催化剂的活性。在260℃、2MPa、MHSV为1.6h~(-1)、氢酯物质的量比为4的反应条件下,当n(Mn)/n(Al)为1时,催化剂上乙酸乙酯转化率和乙醇选择性分别达到75.86%和95.23%。     

SO2对Ag-Pd/Al2O3选择性催化还原NOx的影响

研究了SO2对Ag-Pd/Al2O3催化剂选择性还原(SCR)NOx的影响.实验结果表明,在SO2添加的实验条件下,Ag-0.01%Pd/Al2O3在300～500℃的温度范围内NOx转化率迅速下降.原位漫反射红外光谱结果显示,SO2在催化剂表面转化为硫酸盐,不利于烯醇式(CH2CHO-)活性中间物和表面硝酸盐(NO-3)的生成,从而影响了关键中间体异氰酸酯(-NCO)生成,对NOx催化还原反应活性有负面影响.     

Mn掺杂对LaFeMn_xAl_(11-x)O_(19)结构及其催化甲烷燃烧的影响

采用溶胶-凝胶法制备了同时掺杂Fe和Mn系列的六铝酸盐催化剂LaFeMnxAl11-xO19(x=0,0.5,1,2,3,4,5),通过X射线衍射、BET比表面积测定、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和程序升温还原技术对催化剂的结构进行了表征,考察了Mn掺杂量对催化剂结构及甲烷催化燃烧活性的影响。实验结果表明,LaFeMnxAl11-xO19催化剂在1 200℃焙烧后可形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较高的催化性能和高温稳定性。当Fe含量不变时,Mn掺杂量对催化剂的活性有较大的影响,掺杂Mn使催化剂的活性明显提高,但掺杂过量Mn后催化剂的活性又有所降低。其中LaFeMnAl10O19催化剂具有较大的比表面积(16.3m2/g)和较高的催化活性,起燃温度T10为497℃,完全转化温度为T90为701℃。     

Ag/Al2O3+Cu/Al2O3组合催化剂上C3H6选择性催化还原NOx的研究

在全自动催化剂活性评价装置上,考察了Ag/Al2O3和Cu/Al2O3催化丙烯还原NOx的活性及副产物CO的生成转化情况.在实验的温度范围内(200～650℃),Ag/Al2O3具有优异的催化丙烯选择性还原NOx活性,但同时有大量副产物CO形成.Cu/Al2O3选择性催化丙烯还原NOx活性不高,却能有效促进CO的氧化.Ag/Al2O3与Cu/Al2O3机械混合时,催化丙烯还原NOx的活性下降,但没有生成CO.将Cu/Al2O3附加在Ag/Al2O3后,Ag/Al2O3+Cu/Al2O3体系具有与Ag/Al2O3相似的NOx去除活性,同时使CO在300℃以后几乎完全转化.     

纳米Cu/MgO制备及低温合成甲醇催化性能研究

采用并流共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了纳米Cu/MgO系列的铜基催化剂,在浆态反应釜中于5 KPa、150℃考察了其甲醇合成反应活性.结果表明,并流共沉淀制备的Cu/MgO催化剂的粒径为:25 nm,表现出的CO转化率为15%;柠檬酸络合制备的Cu/MgO的粒径为:13 nm,CO转化率为2%,表明制备方法对Cu/MgO的低温甲醇合成活性影响显著.同时发现Cu/Mg摩尔比对Cu/MgO的活性影响较大,当摩尔比为3时,活性达到最高,CO转化率为29%;添加助剂HCOOK对低温合成甲醇产生了非常显著的影响,可提高CO的转化率.     

γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物的制备及其催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物催化剂(Co9Cux/γ-Al_2O_3),利用XRD,BET,H_2-TPR等手段对催化剂进行表征。考察了Cu负载量、有无O_2存在等对催化剂活性的影响,研究了催化剂的催化机理及其稳定性。表征结果显示,Co_9Cu_x/γ-Al_2O_3催化剂具有尖晶石结构,随Cu负载量的增加,催化剂的比表面积下降,CuO还原峰向低温区移动,Cu的负载量达15%(w)时,继续增加Cu负载量,催化剂比表面积基本保持不变,钴系氧化物的存在提高了催化剂活性。实验结果表明,Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂的活性最高,N2O转化率在565℃时达100%;Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的稳定性,在有O_2条件下,560℃连续催化分解N_2O反应24 h,N_2O转化率仍大于97%。     

CuO/CeO_2催化剂在水煤气变换反应中的活性

采用共沉淀法、沉积沉淀法和等体积浸渍法制备了CuO/CeO2催化剂,考察了CuO负载量和H2还原温度对该催化剂水煤气变换反应活性的影响。采用XRD、N2吸附、UV-Vis DRS、TEM、H2-TPR技术对催化剂进行了表征。实验结果表明,共沉淀法制备的20%(w)CuO/CeO2催化剂在200℃下还原后表现出较高的水煤气变换反应活性,反应温度250℃时CO转化率为19.6%。CuO在催化剂中或高度分散在载体表面,或以大颗粒形式存在,还原后生成活性组分Cu2O和Cu0。CuO与CeO2之间的强相互作用能阻止CuO颗粒聚集,降低其还原温度;但过度还原会破坏这种相互作用,使催化剂活性降低。     

CuO-ZnO-MnO_x/Al_2O_3催化剂上α,α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯

采用沉积沉淀法制备了CuO-ZnO/Al2O3和CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂。利用XRD、低温N2吸附、H2-TPR等手段对两种催化剂进行了表征。表征结果显示,Mn物种的引入不仅有效促进了Cu组分的分散,且能增强Cu的抗烧结能力,提高了活性组分的稳定性。利用常压高空速的催速失活实验对两种催化剂催化α,α-二甲基苄醇(DMBA)氢解的性能进行了比较,实验结果表明两种催化剂的初始活性相当,但CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂的稳定性更高。在入口温度170℃、出口温度220℃、H2压力2.0MPa、氢油体积比400、LHSV1.0h-1的条件下,用Mn与Cu摩尔比为0.2的CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂催化反应1000h,DMBA完全转化,异丙苯选择性大于96%。     

沉淀剂对甲烷在Ce_(0.9)Fe_(0.1)O_2催化剂上催化燃烧反应的影响

分别以NH3·H2O和(NH4)2CO3溶液或两者的混合溶液为沉淀剂制备了Ce0.9Fe0.1O2催化剂,采用X射线衍射、N2吸附-脱附和氢程序升温还原等方法对Ce0.9Fe0.1O2催化剂进行了表征,并考察了Ce0.9Fe0.1O2催化剂对甲烷催化燃烧反应的催化活性。实验结果表明,不同沉淀剂对Ce0.9Fe0.1O2催化剂的甲烷催化燃烧活性、表面性能和还原能力等均有显著影响。以(NH4)2CO3与NH3·H2O的混合溶液为沉淀剂制备的Ce0.9Fe0.1O2催化剂具有较大的比表面积和孔径、较小的粒径和较好的甲烷催化燃烧活性,甲烷的起燃温度和完全转化温度分别为397℃和543℃。催化剂的活性与其比表面积密切相关。     

多级孔ZSM-5分子筛的合成及催化苯、甲醇烷基化反应的研究

采用固相水热合成法,以有机硅烷作为添加剂,直接合成了多级孔ZSM-5分子筛。采用XRD、SEM、NH3-TPD、N2物理吸附等手段对多孔级ZSM-5分子筛进行了表征。结果表明,该分子筛拥有微孔和介孔2种孔道。苯、甲醇烷基化反应的研究表明,与普通ZSM-5分子筛相比,多级孔ZSM-5分子筛上苯的转化率提高了约8%,甲苯及二甲苯的选择性提高了约3%,收率提高了近9%。采用6%MgO/多级孔ZSM-5分子筛,苯、甲醇烷基化合适的反应条件为:温度460℃,质量空速6h-1,此时苯的转化率达到55%,甲苯及二甲苯的选择性超过90%,其中二甲苯的选择性超过35%。     

Cu-Zr-Co-O催化剂催化乙醇直接合成乙酸乙酯

分别采用反滴加共沉淀法、正滴加共沉淀法、溶胶-凝胶法合成了Cu-Zr-Co-O催化剂,并研究了该催化剂在乙醇脱氢合成乙酸乙酯反应中的催化性能;对催化剂试样进行了XRD、XPS、N2物理吸附、H2-TPR和NH3-TPD表征,并考察了催化剂预还原温度、反应温度、GHSV对反应性能的影响。表征和实验结果显示,采用反滴加共沉淀法合成的Cu-Zr-Co-O催化剂(CP-N(1))具有较大的比表面积,催化剂表面Cu0粒径较小,且表面存在较多的酸中心;预还原温度影响催化剂表面Cu0的数量及粒径大小,在300℃下预还原的CP-N(1)催化剂对乙醇脱氢合成乙酸乙酯反应具有最佳的催化性能,在GHSV=1.2min-1、200℃的优化条件下,乙醇转化率达85.0%,乙酸乙酯选择性达80.2%。     

Mn改性Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢研究

研究了Mn改性Cu/ZnO/Al2O3催化剂上的甲醇水蒸气重整制氢反应。考察了催化剂组成、反应温度和水醇比对反应的影响。研究结果表明,当催化剂的组成为Cu45Zn45Al5Mn5,反应温度为220～240℃,n(H2O)/n(CH3OH)=1～1 2,液体空速为3 0h-1左右时,反应具有较好的甲醇转化率、氢气产率和较低的出口CO含量,同时催化剂表现出较好的稳定性。     

催化消除NO_x的研究进展

近几十年,关于NOx消除的研究越来越受到关注,总体发展趋势是研发更加有效的NOx催化转化技术,以满足越来越严格的NOx排放法规。主要针对汽车尾气净化和燃煤电厂烟道气脱硝所涉及的NOx催化转化技术取得的进展进行了综述,简要介绍了4种催化消除NOx的方法,包括NOx直接分解、CO还原消除NOx、NOx选择催化还原和NOx储存还原,并且对相关催化剂及所涉及的反应机理进行了论述。     

微通道反应器中Cu-Ce-Zr-O催化剂催化氧化去除富氢气体中CO的研究

利用溶胶-凝胶法制备Cu-Ce-Ze-O催化剂并将其负载于微通道反应器内,用于富氢气体中CO的选择性氧化。考察了Zr的掺杂量、焙烧温度以及催化剂预处理对催化剂性能的影响,并确定反应的最佳空速。结果表明,Cu1Zr2Ce9Oδ催化剂催化作用下,在反应温度180℃～240℃,CO转化率达99%以上;在温度210℃～230℃内,产品气中φ(CO)降到10×10-6以下。与新鲜催化剂相比,经H2处理后的催化剂反应性能有了较大的提高,且低温活性较好。空速的增加有利于反应的选择性提高。     

Pt/ZSM-5催化四氯化碳气相加氢脱氯的研究

采用浸渍法制备了低Pt含量的Pt/ZSM-5催化剂,并采用Fe,Co,N i,Cu,Zn等过渡金属元素对Pt/ZSM-5催化剂进行掺杂,考察了催化剂在四氯化碳(CTC)气相加氢脱氯反应中的催化性能。实验结果表明,掺杂Co可提高Pt/ZSM-5催化剂的初始催化活性(CTC初始转化率可达88%),而掺杂其它过渡金属元素难以提高CTC的转化率,但可改善催化剂的稳定性。400℃下用氢气活化可使失活催化剂再生。根据掺杂元素对产物分布的影响,探讨了Pt/ZSM-5催化剂催化CTC气相加氢脱氯的机理。     

铜-水滑石型催化剂在草酸二甲酯加氢反应中的应用

采用共沉淀方法制备Cu-Al、Cu-Mg-Al、Cu-Zn-Al水滑石作为草酸二甲酯加氢制乙二醇新型催化剂,并经XRD和IR进行了表征。在压力为2.0 MPa,氢酯摩尔比50:1,氢气体积空速3 000h~(-1),反应温度180～210℃条件下,草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的评价结果表明,Cu-Mg-Al水滑石催化剂具有优良的催化性能,草酸二甲酯的转化率高达99.5%,选择性为100%;另外,Cu-Zn-Al水滑石催化剂也同样显示出良好的催化活性,草酸二甲酯的转化率及乙二醇的选择性分别达到93.8%和97.5%,远高于浸渍法制备的Cu/SiO_2、Cu/Al_2O_3(Cu 20%)为催化剂。