草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂失活机理的研究

通过快速老化实验研究了草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2催化剂的失活。采用XRD、低温N2吸附、TEM及TG对失活前后催化剂进行了表征,发现催化剂失活原因为热烧结、积炭及活性组分铜的价态变化。还研究了各种失活原因之间的内在联系,并提出了较为合理的失活机理。     

催化剂积炭失活的网络模型

采用随机网络模型模拟球形催化剂的积炭失活过程，探讨了不同的反应条件下催化剂的失活机理，得到了反应组分的有效扩散系数及反应的本征反应速率常数随积炭量的变化关系。模拟结果表明，在一定的积炭量下，催化剂的活性主要与积炭的位置及焦炭相对增长速率有关。积炭位置越靠近催化剂外表现，积炭的相对增长速率越小，催化剂的活性越低。同时，考察了异丙苯催化裂化催化剂的失活过程，与模拟结果进行了定性比较，并根据本模型对实验结果进行了分析与解释。     

一步法合成二甲醚催化剂失活的研究进展

综述了一步法合成二甲醚催化剂的失活原因及解决方法。复合催化剂中任一组分的失活都会造成整个催化剂的失活。Cu基合成甲醇催化剂的毒物主要为S,C l,Fe,N i等,净化原料气,控制原料气中S和C l的含量,采用不锈钢设备可延缓催化剂中毒;活性组分烧结是复合催化剂失活的重要原因,通过控制反应温度、导出反应生成的水及改进催化剂制备方法可提高催化剂的稳定性;活性组分的迁移、流失、积碳等也是催化剂失活的原因。甲醇脱水催化剂的失活主要由积碳及结构破坏造成,通过改性提高催化剂的抗积碳和抗水性能可以延长催化剂的使用寿命。     

费托合成钴基催化剂研究进展

综述了费托合成钴基催化剂及其失活原因的研究进展,阐述了催化剂的活性组分、载体、催化助剂等对反应活性和产物选择性的影响,分析了钴基催化剂失活原因,认为中毒、钴晶粒烧结、碳效应、钴再氧化、钴—载体形成化合物、机械磨损都会不同程度造成催化剂失活。     

用于液化气脱硫醇过程的MgO/Al2O3固体碱催化剂的研究

讨论了Mg与Al摩尔比、磺化酞菁钴（CoPcS）负载量对MgO／Al2O3—CoPcS脱硫醇催化剂催化活性的影响；探讨了催化剂在液化气（LPG）脱硫醇过程中的失活机理；并将MgO／Al2O3-CoPcS催化剂应用于工厂LPG侧线脱硫醇试验。结果表明：具有较高的Mg与Al摩尔比的MgO／Al2O3-CoPcS催化剂具有较高的表面碱量，在硫醇催化氧化反应中表现出相对高的催化活性；活性组分CoPcS负载量的增加有助于硫醇氧化反应速度的提高，但当负载量过大时，催化剂活性下降；在LPG脱硫醇过程中，催化剂失活的主要原因是毒物（如酸性杂质硫化氢、重组分物质等）使得催化剂表面的碱中心中毒，此外重组分物质堵塞催化剂孔口，使得内表面利用率下降也是导致催化剂失活的原因；在工厂LPG侧线脱硫醇试验中，MgO／Al2O3—CoPcS催化剂显示出高的初活性和较好的稳定性，催化剂累计运行时间可达2000h以上。     

ZSM—5沸石催化剂的失活历程和活性稳定性

研究了ZSM－5分子筛催化剂上苯／乙烯烷基化制乙苯反应体系的结焦失活历程,结果表明,失活历程经历了搞水平活性稳定期,活性衰退期和低水平活性稳定期3个阶段,通过考察失活催化剂的孔结构及酸性质,分析了失活机理,认为采用降低强酸活性位和晶粒表面活性位这两种手段来改性催化剂,都有利于改善催化剂的活性稳定性。     

FCC催化剂水热失活模型

通过对工业FCC装置催化剂的添加特点及失活机理的研究和分析，将试验的老化条件和工业操作条件与催化剂微反活性进行了关联，建立了FCC催化剂水热失活数学模型。经过试验验证：该模型可适用于工业操作条件。     

新型芳烃脱烯烃分子筛催化剂的评价试验

以新型分子筛为活性组分，与一定比例的载体混合后通过共沉淀法制成新型催化剂。通过动态、寿命等试验，研究了该类催化剂的活性和寿命，结果显示该催化剂的活性及使用寿命均优于白土催化剂，且该催化剂失活后经再生其活性基本不下降，具有较高的工业应用价值和环保意义。     

固体催化剂的研究方法 第三章 热分析在催化研究中的应用(下)

7　催化剂老化和失活机理的研究引起催化剂老化和失活的机理很多 ,一般可分为两类 :一是由于杂质或毒物的化学吸附、分解产物或固体杂质的沉渍 ,覆盖在催化剂表面造成的失活 ;二是由于烧结或结构改变 ,使催化剂活性表面下降或化学组成改变造成的失活。此外活性组份流失和价态变化有时也是导致催化剂失活的重要原因。由于催化剂老化前后的热行为不同 ,故可借助热分析由热量和质量的变化判断催化剂老化和失活机理。7 1　由于中毒造成的失活催化剂毒物通常是由反应原料带入的杂质和反应过程中生成的产物中含有的对催化剂有毒的物质。因为它们在…     

柴油蒸汽重整制氢贵金属催化剂的研究进展

与部分氧化重整、自热重整相比,蒸汽重整相对温和,反应温度低,氢产率高,是柴油制氢的有效技术之一.贵金属催化剂因优异的催化活性在柴油蒸汽重整制氢的应用中备受关注.从催化剂的活性组分、助剂、载体、制备方法及催化剂失活等方面进行综述,指出通过添加助剂和开发制备方法及结合探索贵金属活性组分自身抗失活性质,可明显提高贵金属活性组...     

天然气混合催化燃烧污染控制数值研究

在适当的一次、二次燃料的条件下,利用二次补燃技术,通过数值研究天然气催化燃烧过程中的NO_x、未燃碳氢（UHC）和 CO排放及载体内温度的变化,使其产生最佳的排放效果。结果表明,适当的二次补燃有助于减少NO_x排放,而CO、UHC排放仍旧维持较低。研究还表明,二次补燃可以降低非均相燃烧中所用的蜂窝陶瓷载体温度,避免了载体由于受到高温所产生的热应力而导致的破裂、催化剂因高温而失效的后果。     

甲烷催化燃烧催化剂研究进展

甲烷催化燃烧的目的是通过催化作用降低燃料的起燃温度，加深甲烷氧化程度，从而提高燃料利用率。概述了甲烷催化燃烧的催化机理及硫化物和水蒸气对催化剂活性的影响，综述了近年来有代表性的催化剂体系尤其是非贵金属催化剂的研究进展：贵金属催化剂具有很高的催化活性，但一般热稳定性差，成本较高；钙钛矿型催化剂和六铝酸盐系列催化剂有很好的高温催化活性，因其价格较低，有更好的发展前景；固溶体催化剂对于甲烷催化燃烧反应也有良好的催化活性和稳定性，但对此类催化剂的研究还较少，建议研究者予以重视。     

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催化膜燃烧技术是将具有催化性能的金属加载在较薄的催化剂载体上，将与空气充分混合的天然气点燃后在载体上进行无焰燃烧，载体上温度分布比较均匀，燃烧中产生的NO_x含量很低，甚至接近零排放，是环保与节能的一种有效方法。在对家用天然气燃烧炉改造的基础上，通过实验研究了不同燃—空比条件下NO_x的排放情况以及系统燃烧的热效率特性。结果发现：天然气催化膜燃烧的燃—空比范围在4%～11%之间；在一定的燃烧条件下，燃—空比为6%（体积分数）时，天然气能实现较好催化燃烧效果,系统达到了最高的热效率，同时取得了较好的排放效果。最后从理论上初步分析了天然气催化膜燃烧的机理。     

Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3在正己烷异构化反应中的催化行为

采用连续流动的固定床微反装置考察了Pt/SO24-/ZrO2-Al2O3(PSZA)在正己烷异构化反应中的催化行为。采用NH3-TPD、H2-TPR及TG表征了催化剂的酸性、还原性能及硫物种含量。结果表明,PSZA的初始异构化催化活性几乎不受反应温度的影响,而稳定性则与反应温度密切相关。低温下反应,催化剂在短时间内迅速失活,而提高反应温度可大大提高PSZA的反应稳定性。PSZA具有良好的再生性能,与新鲜催化剂相比,多次再生后的催化剂异构化催化活性基本没有变化。PSZA在低温下的快速失活与其催化活性中心产生的机理有关,而与其硫损失或硫物种的还原无关。在异构化反应过程中,催化剂通过氢溢流可产生强酸活性中心,并在反应过程中不断被消耗;在高温下通过氢溢流不断产生新的强酸中心,使催化活性保持稳定;而低温下氢溢流难以发生,消耗的强酸活性中心不能及时补充,使催化活性下降。     

甲烷燃烧六铝酸盐LaCu_xAl_(12-x)O_(19-δ)催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列金属铜取代六铝酸盐LaCuxAl12-xO19-δ催化剂,用XRD、BET、SEM、TEM等手段对其结构和性能进行了表征,并考察了其催化甲烷燃烧反应性能。结果表明,Cu取代六铝酸盐LaCuxAl12-xO19-δ对甲烷燃烧具有很高的催化活性和稳定性,活性最好的催化剂为LaCu2.0Al10.0O19-δ,其催化甲烷燃烧的起燃(T10%)温度仅为410℃。     

系列金属氧化物对CuO/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的改性

为获得低温活性高和高温稳定性好的甲烷燃烧催化剂,研究了MxOy(M=Y、Cr、Mg、Ca、Ce)对CuO/ZrO2-Al2O3催化剂的改性作用,结果表明Y2O3改性的催化剂活性和热稳定性最好。该催化剂经1 000℃老化实验后,仍具有31.3SBET/(m2.g-1)比表面积和ΔT50%=3℃,具有较高的催化活性和较好的高温热稳定性,是一种优异的甲烷燃烧催化剂。     

低浓度煤层气流态化燃烧技术的研究进展

低浓度煤层气由于热值低、流量变化大,利用较困难,大部分都未经处理就直接被排放,不仅浪费资源,而且还污染环境,引起了国内外的密切关注。较之常规的煤层气利用技术,以惰性颗粒和催化颗粒为床料的流态化燃烧技术具有热容量大、燃料适应性广的特点,在低浓度煤层气燃烧利用方面表现出巨大的潜力。为此,综述了该技术的研究现状,分析了惰性颗粒和催化颗粒作用下,床层温度、进气浓度、流化风速及气固两相流对其燃烧特性的影响,介绍了在流化床中催化燃烧反应的模型及其动力学特性,探讨了杂质性气体对气固催化反应的作用机制,明确了SO_2作用下硫酸铜的生成是催化剂硫中毒的根本原因,提出了相应的抗硫中毒措施,讨论了水蒸气对低浓度甲烷催化燃烧的影响。最后,就该技术的未来发展进行了分析与展望,得出的认识如下:①后续的研究应该侧重颗粒尺寸变化对流态化燃烧带来的影响;②应寻找更加廉价、催化活性更优的催化剂替代;③对惰性颗粒下低浓度甲烷流态化燃烧,缺乏燃烧机理分析,需要进一步从理论角度进行深度挖掘。     

整体式甲烷燃烧催化剂的活性研究

研究了以Co、Cr、Mn、Fe和Ni的单一或混合氧化物为活性组分的整体式催化剂在甲烷燃烧反应中的活性。整体式催化剂直径为 10mm ,长 15mm ,测试温度范围为 30 0 - 70 0℃。结果显示 ,单一氧化物中Co、Cr和Mn的活性较好 ,Fe和Ni的活性较差 ;混合氧化物催化剂均表现出较高的活性 ,但以含Co、Cr、Mn的 3组分混合氧化物催化剂为更佳。同时考察了空速、烷氧比、稀释气、温度等因素对甲烷燃烧反应的影响。在烷氧比为 1:4,稀释气含量约为 6 0 % ,反应温度 6 5 0℃ ,大空速下甲烷转化率较高。     

催化燃烧催化剂的研究进展

催化燃烧可在提高能源利用效率和控制有害气体的排放方面扮演重要角色。用于催化燃烧的催化剂主要有3种,其中贵金属催化剂性能优异但成本较高,而钙钛矿型催化剂和六铝酸盐系列催化剂价格较低,同时有很好的高温催化活性,因而更具吸引力。本文主要是对催化燃烧催化剂的种类、制备方法和性能进行了综述。     

ABO_3/CaO的CO催化氧化特性与烧炭动力学

制备了负载型钙钛矿型复合氧化物ＡＢＯ３／ＣａＯ（Ａ和Ｂ位分别由两种不同组份调变）系列催化剂，采用Ｘ－光衍射分析仪、固定床微型反应装置和热重分析仪对其物相结构、ＣＯ催化氧化能力和烧炭助燃性能进行了系统的表征和评价。结果表明，此催化剂的ＣＯ氧化活性在高温区略低于现行的铂系助燃剂，而烧炭速度和去焦能力却优于铂系助燃剂。根据这些试验结果对表观烧炭动力学进行了初步探讨，证明当加入此催化剂时，在分子筛含炭量较高的烧炭初期，催化烧炭过程符合一级动力学方程，给出了烧炭表观动力学常数。