介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化氧化甲醛的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了介孔Al_2O_3载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/Al_2O_3催化剂,考察了活性组分Co_3O_4的质量百分含量(2%、8%、16%和32%)对催化氧化甲醛性能的影响。研究表明,当Co_3O_4的质量百分含量为16%时,介孔催化剂16%Co_3O_4/Al_2O_3对甲醛的完全氧化反应具有最佳的催化活性,在80℃可将甲醛完全氧化。BET和H_2-TPR表征揭示,催化剂的比表面积和孔容,促进了催化剂中Co_3O_4的高度分散;催化剂拥有低温还原能力,可以提高催化剂催化氧化甲醛的性能。     

环己酮催化氧化合成ε-己内酯催化剂的研究——介孔分子筛超强酸催化剂的研制及表征

以离子液体作模板剂,十二胺为扩孔剂,采用水热晶化法合成出了大孔径的Al-MCM-41介孔分子筛,并采用浸渍法将SO2-4引入其骨架中,最终合成了SO2-4/Al-MCM-41超强酸介孔分子筛.通过XRD、TEM以及N2吸附-脱附等分析方法对其结构进行表征,并用Hammett指示剂法测得了样品的酸强度.结果表明:分子筛Al-MCM-41孔径可达7.1nm,结晶度保留率很低,负载SO2-4后酸度小于-11.99,达到了固体超强酸的要求.采用环己酮催化氧化合成ε-己内酯的反应对催化剂进行活性评价,结果表明,该催化剂有较高的活性.     

介孔氧化铝钇负载磷钨酸催化剂制备及其催化性能

以尿素为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为模板剂,采用均相沉淀法制备介孔氧化铝钇(Al_2O_3Y),并用浸渍法将磷钨酸(HPW)负载到Al_2O_3Y上。通过SEM、XRD、FT-IR和N_2吸附等手段对Al_2O_3Y及负载催化剂(Al_2O_3Y/HPW)进行表征。将普通Al_2O_3、介孔Al_2O_3Y和Al_2O_3Y/HPW分别催化合成十七烯基咪唑啉,结果表明,制备的介孔Al_2O_3Y为无定型,粒径(1～5)μm,平均孔径5.08 nm,最可几孔径2.25 nm,比表面积627.43 m~2·g~(-1)。磷钨酸的负载率为93.3%,热稳定性较好。在合成十七烯基咪唑啉的验证实验中,催化剂用量为反应物质量的1%,与普通Al_2O_3催化反应相比,合成反应时间缩短,反应温度降低,合成收率高出30%,可达98.2%。     

微孔-介孔复合分子筛的合成及催化应用

综述了近几年微孔-中孔复合分子筛的合成和催化应用,重点介绍了不同复合模式的微孔-中孔复合分子筛的合成方法,包括原位合成法、后合成法和纳米组装法等,并对微孔-介孔复合分子筛的应用前景进行了展望。     

高效介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3低温催化氧化甲醛性能研究

以介孔CeO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂,该系列催化剂对甲醛的低温催化氧化反应有显著的催化效果。考察了催化剂中Co_3O_4的质量分数对催化剂的催化性能的影响。实验结果表明,当Co_3O_4的质量分数为8%时,催化剂在60℃使甲醛完全氧化为CO_2和H_2O。同时,对样品进行了程序升温还原(H_2-TPR)表征,发现介孔8%Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较强的还原能力。     

静电“S+X-I+”组装途径合成Ti-MCM-41分子筛及其催化氧化性能

采用静电“S⁺X^-I⁺”组装途径合成了骨架含钛的中孔分子筛Ti-MCM-41，系统研究了不同因素对分子筛结构的影响以及Ti-MCM-41分子筛对不同烯烃的催化氧化性能.在强酸介质中由于钛源的高度溶解导致只有部分Ti进入分子筛骨架，骨架钛含量随HCl/TEOS增大而减小，分子筛收率及晶胞参数（a₀）、孔道壁厚（δ_wt）随HCl/TEOS的增大而增大.在较宽的C16TMABr /TEOS （0.3～1.0）和H₂O/TEOS（60～120）范围内均能得到高度有序的Ti-MCM-41分子筛.采用丙酮-水混合溶剂萃取法可以有效回收分子筛原粉中的模板剂而不影响分子筛的结构有序度.以双氧水或分子氧为氧化剂，Ti-MCM-41分子筛对多种烯烃均具有催化氧化活性.静电“S⁺X^-I⁺”组装途径合成的Ti-MCM-41分子筛催化氧化活性略低于水热晶化法合成的Ti-MCM-41分子筛.     

WO3-ZSM-5/MCM-41催化剂的合成 及其催化氧化脱硫研究

以氢氧化钠溶液处理微孔沸石ZSM-5来提供硅铝源,合成了ZSM-5/MCM-41复合结构型分子筛。采用XRD、N2吸附脱附、TEM等方法对其进行了表征,考察了其水热稳定性。实验结果表明,碱处理合成的ZSM-5/MCM-41同时具有微孔孔道和介孔孔道结构,并具有优于介孔MCM-41分子筛的水热稳定性。以ZSM-5/MCM-41为载体负载三氧化钨后应用于噻吩/正辛烷模拟油体系,双氧水为氧化剂,催化氧化脱硫,WO3-ZSM-5/MCM-41（三氧化钨质量分数为10%）表现出良好的催化性能,脱硫率可达到93.6%。     

Fe-多级孔Hβ的制备及催化合成二苯甲烷性能

用NaOH溶液对Hβ进行处理,得到多级孔Hβ分子筛。在0.10 mol/L碱浓度下,采用浸渍法制备Fe-多级孔Hβ分子筛(Fe-Hβ-B0.10)。通过XRD、XRF、N_2吸附-脱附、SEM-EDS、傅里叶变换红外光谱、NH_3-TPD和Py-FTIR对样品进行了表征。结果表明,适当的碱浓度处理在保持Hβ分子筛微孔骨架的同时,引入了介孔,Fe-多级孔Hβ分子筛仍能保持微介孔结构,活性组分Fe_2O_3能够很好地分散在载体表面。以苯和氯化苄为原料,考察其催化合成二苯甲烷的性能。与Fe-Hβ-B0催化剂相比,Fe-多级孔Hβ有效地提高了反应物和产物的扩散性能,氯化苄的转化率、二苯甲烷的选择性分别提高了9.4%和3.2%。Fe-多级孔Hβ催化剂重复使用3次后仍然保持较好的催化活性。     

ZSM-5/SBA-15催化氧化脱硫催化剂的制备表征及脱硫性能研究

结合分子筛ZSM-5与SBA-15自身的优点,合成了不同质量比例的ZSM-5/SBA-15微孔-介孔复合分子筛,并进行XRD、N2吸附-脱附表征,分析其结构特征。以其为载体负载金属W、Ni、Ce、Cu,制备出不同的氧化脱硫催化剂,对模拟油进行氧化脱硫研究。结果表明,负载金属W制备出的WO3-ZSM-5/SBA-15(ZSM-5质量分数为10%)复合分子筛,脱硫效果最好,脱硫率为75.44%。     

ZSM-5/SBA-15催化氧化脱硫催化剂的制备表征及脱硫性能研究

结合分子筛ZSM-5与SBA-15自身的优点,合成了不同质量比例的ZSM-5/SBA-15微孔-介孔复合分子筛,并进行XRD、N2吸附-脱附表征,分析其结构特征。以其为载体负载金属W、Ni、Ce、Cu,制备出不同的氧化脱硫催化剂,对模拟油进行氧化脱硫研究。结果表明,负载金属W制备出的WO3-ZSM-5/SBA-15(ZSM-5质量分数为10%)复合分子筛,脱硫效果最好,脱硫率为75.44%。     

碱土金属修饰的Co/RPSA催化剂催化分解N2O

以RPSA分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列以Co为主活性组分和碱土金属为助剂的CoM/RPSA（M=Mg、Ca、Sr和Ba）催化剂,考察了含硫和含氧条件下直接催化分解N2O的性能。采用X射线衍射、热重-质谱联用系统、NH3-TPD和N2O-TPD等方法对催化剂进行了表征。XRD结果表明,Co物种主要以Co3O4尖晶石形态存在。NH3-TPD和N2O-TPD结果表明,碱土金属的种类影响催化剂酸性和对反应物N2O的吸附-脱附性能,催化剂活性与催化剂酸性及其对反应物N2O的吸附-脱附性能有关。催化剂活性评价结果显示,CoSr/RPSA催化剂的N2O分解活性较好,N2O转化率达到95%时的反应温度为471 ℃。     

甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究

采用浸渍法制备不同组成催化剂Ni-M/γ-Al₂O₃（M=Zr、Co、Mg、Nd）,通过固定床反应装置考察不同助剂、助剂含量和反应温度对催化剂活性的影响,并对催化剂进行X射线衍射表征。结果表明,14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃的催化活性较好,随着反应温度的升高,甲烷转化率和CO收率均升高,反应温度升至800 ℃时,甲烷转化率达97.54%。采用共沉淀法制备载体、浸渍法制备的催化剂14Ni/MgO-Al₂O₃,在反应温度800 ℃、压力1.013 kPa、n(CO₂)∶n(CH₄)=1.2和催化剂用量0.5 g条件下,CO收率高于14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃催化剂,但甲烷转化率略低。     

CrO_x/ZrO_2催化剂上甲烷催化燃烧性能

采用沉淀法制备了CrO_x/ZrO_2催化剂,考察800℃高温焙烧的CrO_x/ZrO_2催化剂对CH_4燃烧的催化性能。采用X射线衍射和拉曼光谱等技术对催化剂进行物相结构表征。结果表明,Cr物种以Cr_2O_3形式存在,随着焙烧温度升高,催化剂中ZrO_2和Cr_2O_3的晶粒明显增大。CrO_x/ZrO_2催化剂的比表面积大于相应的纯Cr_2O_3和ZrO_2。催化剂的CH_4燃烧活性随着Cr含量的增加而提高,Cr质量分数20%时活性最高,CH_4完全燃烧温度为450℃。     

拟薄水铝石结构对γ-氧化铝水热稳定性的影响

氧化铝作为常用工业催化剂载体,其水热稳定性对催化剂寿命起至关重要作用。采用N2吸附、扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱和NH₃-TPD等对拟薄水铝石经800 ℃(升温速率10 ℃·min^-1)焙烧4 h得到的氧化铝及水热处理后的氧化铝结构进行表征,研究拟薄水铝石结构对γ-Al₂O₃水热稳定性的影响。结果表明,拟薄水铝石前驱体结晶程度越好,焙烧所得γ-Al₂O₃的表面羟基越少,酸性越弱,水热稳定性越好。     

以类水滑石为前驱体制备Ru基CH_4-CO_2重整催化剂

以类水滑石为前驱体,采用共沉淀法制备了不同Ru含量的xRu/Mg(Al)O催化剂(x=1,2,4),采用XRD、H2-TPR和CO脉冲吸附等表征催化剂结构和Ru金属分散度,并评价Ru含量对CH4-CO2重整反应活性与稳定性的影响。XRD与CO脉冲吸附结果表明,Ru含量增加时,还原后Ru金属颗粒的表面活性位数目增加,但分散度降低,Ru金属的粒径增大。活性测试结果表明,Ru质量分数为2%时,催化剂活性最高。Ru质量分数为1%时,催化剂具有较好的稳定性,归属于高分散Ru金属颗粒与Mg(Al)O载体之间的强相互作用。     

富氧条件下稀土修饰的Co/MOR催化剂上甲烷选择性催化还原一氧化氮性能

以丝光沸石分子筛(MOR)为载体,采用浸溃法制备以钴为主活性组分和稀土金属为催化剂助剂的M(1)Co(10)/MOR(M=La、Ce、Pr和Nd)系列催化剂,考察其在富氧条件下选择性催化还原NO的性能.采用XRD、热重-质谱连用系统和NH3-TPD等方法对催化剂进行表征.XRD结果表明,Co物种主要以Co3O4形式存在...     

γ-Al2O3负载铜锌氧化物催化剂的N2O催化分解性能

以γ-Al₂O₃为载体,采用共浸渍法合成了负载量为35%（以CuO与ZnO总质量计）的CuZn金属氧化物催化剂,分别考察了金属助剂（Co、Ni,、Mg、Fe、Mn、Ba和Ce）对催化剂的影响。采用XRD、BET和H₂-TPR等方法对制备的催化剂进行表征,在微反装置上对催化剂的N₂O催化分解活性进行评价。结果表明,合成的CuZn氧化物催化剂均具有CuxZn_1-xAl₂O₄的类Co₃O₄尖晶石结构;加入金属助剂使催化剂的比表面积不同程度得到提高,催化剂的N₂O催化分解反应活性不仅与Cu³⁺还原为Cu²⁺的温度有关,还与晶粒尺度大小和催化剂比表面积等有关;其中,含金属助剂Ni的催化剂具有相对较高的N2O催化分解反应活性,其N₂O完全转化温度为567 ℃。除含金属助剂Ba催化剂以外,加入其他金属助剂有利于N₂O催化分解反应进行。     

Al2O3对AlPO4催化剂的结构及其缩醛化反应活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列AlPO₄-Al₂O₃催化剂,利用XRD、TG-DTA、NH₃-TPD和催化剂评价等方法,研究了制备条件对催化剂结构和缩醛化反应催化性能的影响,结果表明,Al₂O₃的存在不仅能提高AlPO4的热稳定性,而且可以调节催化剂的表面酸性性能。在适宜的缩醛化反应条件下,400 ℃焙烧和Al₂O₃质量分数为15%的AlPO₄-Al₂O₃催化剂样品具有较好的催化活性,1,2-丙二醇转化率达28.1%,AlPO₄-Al₂O₃催化剂的缩醛化反应活性与表面弱酸中心的酸量成顺变关系。     

镍基氨分解制氢催化剂的制备及性能

用浸渍法制备Ni/Al_2O_3和Ni/xMo-Al_2O_3催化剂,以氨分解为模型反应,考察Ni负载量、焙烧温度、溶剂和助剂等合成条件对催化剂催化性能的影响,通过XRD和TG-DTG表征方法对催化剂进行表征。结果表明,最佳合成条件:Ni负载质量分数为16%,焙烧温度350℃,采用丙酮为溶剂制备的Ni/Al_2O_3催化剂具有较好的催化活性。500℃添加质量分数3%的助剂Mo可以使Ni/Al_2O_3催化剂的活性显著提高39%,Ni/3%Mo-Al_2O_3催化剂的氨分解率达93.5%。     

催化剂制备与研究 水热老化温度对Fe-Beta型分子筛NH3-SCR商业催化剂的影响

Fe-Beta型商业用分子筛催化剂经过不同温度水热老化处理后,测试其NH₃-SCR反应活性与选择性,并利用NH₃-TPD、O₂-TPD、H₂-TPR、BET、XRD和SEM等对样品的物化性能进行表征,考察不同水热老化温度对催化剂性能的影响及其作用机理。结果表明,水热老化导致催化剂的中低温度段活性下降,不同老化温度对催化剂性能的影响并不相同,呈现出两个不同阶段。较低水热老化温度下,催化剂表面吸附氧物种的能力、表面酸性位以及氧化能力的降低导致低温段活性降低;老化温度升至900 ℃后,催化剂微孔结构崩塌,比表面积大幅度减小,催化剂颗粒与表面Fe的氧化物物种出现严重团聚是导致催化剂中低温段性能大幅度降低的原因。