铌的催化作用

综述了铌在酸催化和氧化催化反应中的作用。铌化合物为新型催化材料,在催化反应中,既可作为催化剂,也可作为催化剂载体或助剂。铌酸和磷酸铌在水解、水合等很多酸催化反应中具有良好的催化活性。在含铌载体负载的金属催化剂中,存在着载体与金属间的强相互作用,可用于选择性催化加氢反应。铌氧化物具备一定的氧化-还原能力,能增强用其掺杂或负载的氧化物催化剂的催化氧化活性。铌作为催化助剂,在低碳烃选择氧化反应中,可提高目标产物烯烃、醛、酸或腈的收率。铌催化剂还在光催化制氢等反应中显示出特殊的活性。     

丙烷选择氧化制丙烯醛MoPTeO/SiO2催化剂的研究

用浸渍法制备了一系列不同Te含量的MoPTeO/SiO2催化剂,考察了Te含量对丙烷选择氧化制丙烯醛性能的影响.结果表明,Te促进了中间产物丙烯向丙烯醛的转化,从而提高了反应的选择性;对催化剂进行了BET、H2-TPR、NH3-TPD等表征,结果表明,Te改善了催化剂的可还原性,并使催化剂单位表面积酸性明显增强,有利于催化剂选择氧化性能的提高.     

丙烷选择氧化制丙烯醛Mo-V-Te-Nb-O催化剂中Te和Nb的作用

考察了非负载和负载在SiO2上的Mo-V-Te-Nb-O催化剂中Te和Nb对丙烷选择氧化制丙烯醛的作用.载体SiO2和空白实验结果发现,在一定反应条件下,丙烷均相氧化脱氢生成丙烯的反应并没有发生.催化剂的实验结果表明,Mo-V-Te-O催化剂加入Nb后,丙烷转化率提高,但丙烯醛选择性下降.较高活性催化剂如MoxM1-xO2.8(M=V或Nb)和不适当的表面酸性可能是造成丙烯醛选择性下降的原因.活性催化剂在载体上的高分散和其表面酸性的降低,可能是在负载催化剂上比非负载催化剂上丙烯醛选择性好的原因.Te在催化剂中对丙烯醛选择生成起到至关重要作用.反应的活性组分应该是一种或几种氧化物,如高分散的Mo氧化物,Mo-Te,V-Te和Mo-V-Te复合金属氧化物,通过它们的协同效应有可能在弱的Lewis酸性位发挥其选择氧化制丙烯醛的作用.     

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。     

稀土氧化物对WO_3-Bi_2O_3催化剂性能的影响

在WO3 Bi2 O3 催化剂中加入镧系稀土氧化物 ,并在固定床反应器中考察了稀土氧化物对异丁烯转化成甲基丙烯醛的影响。较佳的实验条件为 :反应温度 4 10℃ ,异丁烯在原料气中的浓度 10 % ,稀土氧化物添加量 15 % ,原料气流速 30mL/min。实验表明 ,添加CeO2 、Eu2 O3 及Tb4O7后 ,可明显提高异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛的选择性     

甘油脱水制丙烯醛杂多酸催化剂的研究进展

随着生物柴油产业的蓬勃发展,副产物甘油大量过剩,开展催化甘油转化制高附加值化学品的研究意义重大。阐述了甘油脱水制丙烯醛杂多酸型催化剂的研究进展,详细介绍了杂多酸、碱金属杂多酸和以二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、五氧化二铌等为载体的负载型杂多酸催化剂在甘油脱水制丙烯醛反应中的性能。载体、杂多酸的负载量、催化剂的孔径、孔道结构、酸量、酸类型、反应工艺条件等对催化剂的活性、选择性、寿命有很大影响。提出需要对杂多酸型催化剂甘油脱水反应机理、催化剂失活机理等做更深入的研究,为筛选出高活性、高选择性、高稳定性的杂多酸型催化剂提供理论指导。     

铌基光催化剂的研究进展

综述了铌基光催化剂包括铌盐、铌的氧化物的研究进展,铌盐和Nb₂O₅是目前该领域的研究重点,铌盐光催化剂种类丰富,铌酸钾研究较多,主要集中在催化剂的掺杂、插层和复合改性;Nb₂O₅研究主要包括催化剂孔道、形貌的调变以及利用掺杂、复合、负载及表面修饰等对催化剂改性。目前铌基光催化剂的应用主要集中于废水中有机污染物的降解和光解水制氢,拓宽催化剂在有机污染物降解领域的应用和通过负载进一步提高催化剂光催化活性是未来研究的主要方向。     

金属氧化物对H_3PW_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3在甘油制丙烯醛过程中性能的影响

采用分步等体积浸渍法制备了CeO2、La2O3、MgO、ZnO改性的PW/γ-Al2O3催化剂,用FTIR、XRD、BET、TG-DTA和活性评价等表征手段,考察了不同金属氧化物对PW/γ-Al2O3催化剂催化甘油脱水制丙烯醛反应性能的影响。结果表明:氧化物的引入,修饰了催化剂的表面性质,降低了催化剂的表面酸量。CeO2的添加,提高了催化剂的活性,尤其La2O3的添加,明显改善了催化剂的反应稳定性。而不同氧化物抑制积炭能力的强弱为:MgO>ZnO>La2O3>CeO2。     

强酸性阳离子树脂催化丙烯醛水合反应的研究

以强酸性阳离子树脂为催化剂,考察了在间歇式和固定床中两种不同方式下的丙烯醛水合反应情况,并研究了此类树脂催化丙烯醛水合工艺条件。结果表明,D072型强酸性树脂因其酸性强,催化丙烯醛水合反应时存在着反应温度低、转化率高等特点,但产物选择性较低;在所选两种不同反应方式中,间歇式反应需时较长,且容易控制丙烯醛分子在催化剂表面的停留时间,丙烯醛的转化率及产物3-羟基丙醛的选择性最高可达到60.00%和63.01%;在连续反应中,丙烯醛转化率仅为45.57%,产物选择性为65.24%,产率低于间歇反应。连续反应中因省略了催化剂的分离过程,并可以有效地减少丙烯醛的挥发,因此更加有利于工业化生产。     

异丁烯(或叔丁醇)氧化制甲基丙烯醛催化剂的研究

报道了用于异丁烯(或叔丁醇)选择氧化制甲基丙烯醛(MAL)多元混合氧化物催化剂的研究结果.采用共沉淀法制备Mo-Co-Fe- Bi系列混合氧化物,通过优化活性组分,添加助剂组分对其性能进行调变.结果表明:催化剂具有大孔结构的多元组分固溶体,催化剂的性能取决于活性组分的含量,同时受制备条件的影响;在n(TBA):n(H2O)∶n(Air)=1∶3∶10、空速1800 h-1,反应温度390℃～400℃、常压的反应条件下,叔丁醇(TBA)转化率100%,异丁烯转化率达97.7%,MAL选择性86.9%,300 h运转表明催化剂性能稳定.     

异丁烯选择氧化制备甲基丙烯醛催化剂

采用共沉淀法制备了掺杂 Sb 的 Mo-Bi-Fe-Co-Cs-Ce-K-O 混合氧化物催化剂,并将该催化剂用于异丁烯(IB)选择氧化制备甲基丙烯醛(MAL);采用 X 射线衍射和 BET 法对催化剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了 Sb 添加量、气态空速、V(IB):V(空气)对催化剂性能的影响。实验结果表明,掺杂 Sb 的 Mo-Bi-Fe-Co-Cs-Ce-K-O 催化剂的成分为CoMoO_4,Bi_2Mo_3O_(12),FeMoO_4,Bi_2Mo_2O_9;Sb 的掺杂改变了 Bi_2Mo_3O_(12)的晶体结构,进而影响催化剂的性能,抑制了产物 MAL 的过度氧化,提高了 MAL 的收率。当 n(Sb):n(Mo)=0.03时,催化剂的性能最好,此时催化剂的组成为 Mo_(12)Bi_(1.6)Fe_1Co_8Ce_(0.4)·Cs_(0.4)K_(0.2)Sb_(0.36),在该催化剂用量5 mL、反应温度380℃、气态空速4 500 h~(-1)、V(IB):V(空气)=6:94的最优反应条件下,IB 的转化率为95.3%,MAL 的选择性和收率分别为71.7%,68.3%。     

丙烷均相和非均相选择氧化

在丙烷和氧化压很高的条件下，用各种混合金属氧化物催化剂研究了丙烷部分氧化为丙烯醛的问题。我们发现含有钼和铋的白钨矿型氧化物催化剂对于丙烷选择氧化为丙烯醛是很有效的。在这种白钨矿型催化剂中，钒钼酸铋显示出很高的催化性能，而在催化剂中加入银离子基性能会进一步改进。采用加银的钒钼酸铋催化剂在丙烷转化率为13％时，丙烯醛的选择性大于60％。对反应影响因素的研究表明反应是经由中间产物丙烯而进行的。而丙烯是在非催化的游离基过程中由丙烷生成的。     

铌对V2O5/TiO2催化剂性能的影响

考察了含铌的V2O5/TiO2催化剂在邻二甲苯催化氧化制苯酐反应中的催化性能,并与不含铌的催化剂进行了比较,发现铌的加入能够显著降低催化剂的初始反应温度,提高催化剂在低温区的活性,且在较宽的温度范围内苯酐的选择性较高,有利于工业操作,用TPD、XRD、XPS等测试方法研究了铌对催化剂结构的影响.     

W/Cr掺杂对MoVTeNbO催化丙烷氧化性能的影响

采用溶液法制备了W/Cr掺杂的MoVTeNbO催化剂,利用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、BET、SEM以及EDS等手段对掺杂催化剂的结构及组成进行表征,考察n(W)/n(Cr)不同掺杂量对MoVTeNbO催化剂结构及其催化丙烷选择性氧化反应性能的影响。结果表明,双元素掺杂影响催化剂的晶相结构、氧化还原性、酸性、元素含量等,进而对催化剂的选择性及收率产生有利影响。其中,掺杂量n(W)/n(Mo)和n(Cr)/n(Mo)分别为0.010和0.015时,所得催化剂催化丙烷氧化反应的丙烯酸选择性和收率均优于未掺杂和单掺杂催化剂的结果,其丙烯酸选择性达到46.0%,比未掺杂和单掺杂催化剂分别提高9.4%和5.6%;而其丙烯酸收率达到26.4%,比未掺杂及单掺杂催化剂分别提高4.8%和3.6%。     

铌改性Y型分子筛催化烷基化反应脱除芳烃中烯烃的研究

在催化法脱除芳烃中微量烯烃的反应中,使用五氧化二铌(Nb2O5)和氢氧化铌(Nb(OH)5)改性的Y型分子筛催化剂,提高芳烃侧链烷基化反应的催化活性.Nb2O5的最佳添加量为10%,Nb(OH)5的最佳添加量为5%.用磷酸处理含铌分子筛催化剂,可进一步提高分子筛的活性和寿命,用1.0 mol/L的磷酸处理效果最好.经磷酸处理后含5%Nb(OH)5的催化剂,烯烃最高转化率达63%,寿命达12 h.     

氧化物掺杂HY分子筛催化剂对碳四烷基化反应性能的影响

将Al₂O₃中掺入不同氧化物作为黏结剂,然后和HY分子筛通过挤条成型制备不同氧化物掺杂Y-Al₂O₃催化剂,采用XRD、XRF、BET、MAS NMR、NH₃-TPD、Py-IR等手段对催化剂进行表征,并考察催化剂作用下异丁烷-丁烯烷基化反应性能。结果表明：Al₂O₃黏结剂和HY分子筛之间的相互作用可以增强催化剂的酸量和酸强度,进而提高HY分子筛催化剂在C₄烷基化反应中的寿命和选择性;在催化剂用量5 g、温度75℃、压力3 MPa、质量流量100 g/h条件下,相比于未掺杂氧化物的催化剂,SiO₂掺杂Al₂O₃黏结剂制备的催化剂作用下异丁烷-丁烯烷基化反应的选择性和稳定性大幅改善,Y-Al₂O₃-SiO₂催化剂作用下目标产物C₈平均选择性为80.2%,催化剂寿命...     

生物质甘油经气化制甲烷Ni-Ce/Al2O3催化剂研究

采用浸渍法制备了助剂Ce掺杂的Ni/Al_2O_3催化剂,用于甘油重整气甲烷化反应,分别采用BET、XRD、H_2-TPR、CO_2-TPD等手段对催化剂进行了表征,并考察了Ce掺杂量、甲烷化温度、在线运行时间对Ce掺杂Ni/Al_2O_3催化甲烷化性能的影响。结果表明,掺杂的Ce会优先占据Ni/Al_2O_3催化剂的微孔,抑制活性组分Ni与载体Al_2O_3相互作用而生成尖晶石NiAl_2O_4,促进表面高度分散的活性Ni的生成,其催化还原性、甲烷化性能得以提高。3%(w)Ce掺杂的Ni/Al_2O_3在甘油重整气甲烷化反应中最佳温度范围为275~300℃,CO和CO_2转化率分别可达99%和75%以上,每千克甘油经水蒸气重整、甲烷化反应后生成的甲烷量达到570L以上。     

碱金属对Mo-Bi-Fe系复合氧化物催化剂的影响

考察了在异丁烯催化选择氧化为甲基丙烯醛反应中碱金属铯、铷、钾对钼-铋-铁系催化剂催化性能的影响.结果表明,铯、铷、钾对催化剂的性能均产生了显著的影响,改变了异丁烯转化率、甲基丙烯醛选择性及收率随反应条件的的变化规律,显著提高了催化剂的活性和选择性,尤其是提高了低温区的催化活性,降低了反应温度.     

负载钼钒铌络合物催化剂上乙烷部分氧化制氧化物的反应性能

采用负载络合物的方法制备了以氧化钾为助剂SiO2负载的表面金属钼钒铌络合物催化剂,在MRS-901微型催化反应实验装置上考察了催化剂对乙烷和氧选择性氧化合成乙酸和乙醛的反应性能.结果表明,催化剂具有较低的活化温度,反应压力、反应温度和空速对催化剂的反应性能都有不同程度的影响.适宜的反应条件(温度513 K,压力0.5 MPa,乙烷空速2300h-1)下,C2含氧化物的选择性为100%,乙烷的转化率可达30.5%.     

丙烷部分氧化制取丙烯醛Ⅱ.反应工艺条件和反应器结构与材质的影响

研究了反应工艺条件和反应器结构与材质在Ａｇ－Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ催化剂体系下对丙烷部分氧化制取丙烯醛反应的影响，确定较合适的反应工艺条件为：温度４９０℃，空速３０００毫升／（克催化剂小时），Ｃ３Ｈ８／Ｏ２＝０．７—０．８，Ｎ２含量为１０％—１５％。且研究表明反应器的结构与材质对催化剂的反应性能影响很大，反应器床层上端应有一定的自由空间，玻璃反应器比铁反应器能获得较高的丙烷转化率和丙烯醛收率。根据反应温度和反应器结构对丙烷氧化反应的影响，我们认为丙烷氧化制丙烯醛由丙烷均相脱氢至丙烯及丙烯进一步催化氧化生成丙烯醛两步组成