溶液燃烧法制备B改性的γ-Al_2O_3及其机理探讨

采用溶液燃烧法,以硝酸铝为氧化剂,甘露醇为还原剂,添加硼酸为改性剂,制备了硼掺杂的活性氧化铝,开发了硼改性的氧化铝新工艺。通过XRD、XPS、SEM、BET等手段系统研究了该样品的性能及结构。结果显示,制备B/γ-Al_2O_3的最佳工艺条件为:硼酸、甘露醇与硝酸铝的摩尔比为0.02:1:1,pH=4,焙烧温度为950℃、焙烧时间为4h,改性γ-Al_2O_3的相变温度在950~1 000℃之间。采用溶液燃烧合成法所制得的B-Al_2O_3粉体,具有热稳定性高、粒径较小且粒径分布较为均匀等优点。     

γ-氧化铝的水热法合成及NiMo/γ-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫性能

以拟薄水铝石为原料,采用水热法合成载体γ-Al_2O_3的前体碳酸铝铵(AACH),利用XRD,BET,SEM,~(27)Al MAS NMR,Py-IR,HRTEM等手段对AACH、γ-Al_2O_3试样(Al_2O_3-AC)和Ni Mo/γ-Al_2O_3催化剂进行表征,考察了碳酸氢铵浓度和水热时间对制备AACH的影响,研究了催化剂的加氢脱硫性能。表征结果显示,在NH_4HCO_3浓度为2.00 mol/L、水热时间8 h条件下制备的AACH为棒状颗粒结构,结晶度较好;载体Al_2O_3-AC具有较大的比表面积、孔体积和孔径;Ni Mo/Al_2O_3-AC催化剂硫化后Mo S_2颗粒分布均匀,活性相中出现了较多Ⅱ型的Ni—Mo—S相,具有较好的加氢脱硫活性。实验结果表明,在LHSV=4.0 h~(-1)、V(H_2)∶V(油)=300、氢压2 MPa条件下,Ni Mo/Al_2O_3-AC催化剂催化二苯并噻吩脱硫率达76.12%。     

CoMo/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其加氢脱氧性能

采用共沸蒸馏-均匀沉淀法辅以超声波分散技术制备了纳米γ-Al2O3(γ-Al2O3(Ⅰ)),并以γ-Al2O3(Ⅰ)与商品γ-Al2O3(γ-Al2O3(Ⅱ))为载体,采用等体积浸渍法制得了Co与Mo负载量(分别以CoO与MoO3的质量分数计)分别为6%和16%的CoMo/γ-Al2O3(Ⅰ)与CoMo/γ-A12O3(Ⅱ)催化剂,采用间歇搅拌釜考察了催化剂的苯酚加氢脱氧性能。BET,SEM,XRD,H2-TPR,NH3-TPD表征结果表明,γ-Al2O3(Ⅰ)载体呈纤维介孔状,具有较大的比表面积、孔体积及适宜的孔分布。相对于CoMo/γ-A12O3(Ⅱ)催化剂,CoMo/γ-Al2O3(Ⅰ)催化剂的活性组分高度分散于γ-Al2O3(Ⅰ)载体表面,还原性能较高,酸中心较多。苯酚加氢脱氧反应结果表明,CoMo/γ-A12O3(Ⅰ)催化剂具有较高的加氢脱氧活性,苯酚转化率为79.2%,苯选择性为89.3%。     

Ni_2O_3-MnO_2-CeO_2/γ-Al_2O_3非均相催化剂的制备、表征及其催化性能

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了负载型Ni2O3-MnO2-CeO2/γ-Al2O3非均相催化剂,通过TG-DSC,XRD,SEM等手段对催化剂的物化性质、晶相结构和表面形貌进行了表征;同时考察了反应体系的pH、有效氯含量、反应温度和催化剂负载量对催化剂催化分解NaClO活性的影响。实验结果表明,催化剂适宜的煅烧温度为450℃;反应体系为中性或弱酸性及较高的有效氯含量和反应温度都有助于催化分解NaClO。正交实验结果表明,Ni2O3,MnO2,CeO2的负载量(w)分别为35%,6%,2%时催化剂催化分解NaClO的效果最好,分解率达83.49%,且催化剂的稳定性良好,再生后可恢复活性。在处理有机废水的实验中,使用Ni2O3-MnO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂,COD去除率达73.34%。     

纳米纤维状γ-Al_2O_3粉体的制备与表征

以工业级氢氧化铝和氢氧化钠为原料,制备偏铝酸钠溶液,然后在旋转填料床内将偏铝酸钠溶液通过化学沉淀法制备成拟薄水铝石,最后在适当的条件下煅烧拟薄水铝石得到纳米氧化铝粉体。利用TG,TEM,XRD等多种测试手段,对产品的结构特征和粒子形态进行了研究,讨论了煅烧过程中温度对晶粒尺寸、形貌的影响。实验结果表明,不同的煅烧条件所制备的粉体的晶相和形态有所不同,在一定煅烧温度下可得到形状呈纤维状、晶相为γ相、直径约5～10nm、长约50～150nm的纳米氧化铝粉体。     

F127-MoO_3/Al_2O_3的制备及其催化氧化脱除二苯并噻吩的研究

以聚环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷(F127)为模板剂,通过沉淀法制备F127-MoO3?Al2O3催化剂,对催化剂进行FT-IR,XRD,FE-SEM表征,并考察催化剂的制备条件和催化氧化脱硫反应条件对含二苯并噻吩(DBT)模型油的催化氧化脱硫效果的影响。结果表明:在AlCl3的质量为3.17g的前提下,催化剂的最优制备条件为m(Mo)?m(Al2O3)=30%、F127添加量0.38g、焙烧温度540℃,模板剂F127的加入促进了MoO3在Al2O3表面的分散;催化氧化脱硫的最佳反应条件为m(催化剂)?m(模型油)=0.71%、V(H2O2)?V(模型油)=0.30%、反应温度60℃、反应时间10 min,在该条件下,DBT脱除率接近100%,DBT氧化产物全部转化为二苯并噻吩砜;催化剂经再生后重复使用8次,催化活性略有下降,但DBT脱除率仍可达到95.81%。     

助剂MnO_2对Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO性能的影响

在固定床上,通过在Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面添加MnO_2助剂制备了Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附剂,研究了其对SO_2和NO吸附性能的影响。实验结果表明,MnO_2负载量对Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的性能有一定影响,MnO_2的最佳负载量为3%～5%(w)。MnO_2的添加不仅保持了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面SO_2和NO原有的吸附性质,还将Na_2CO_3-γ-Al_2O_3的最佳吸附温度从90℃降至20～50℃;在吸附温度50℃下,Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的吸附容量比Na_2CO_3-γ-Al_2O_3分别提高了35.1%和44.1%。MnO_2的添加,提高了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面晶格氧的含量,促进了SO_2和NO的氧化反应,提高了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的性能。     

脉冲电磁场作用下Ce改性γ-Al_2O_3载体的热稳定性

采用溶胶凝胶法和脉冲电磁场辅助溶胶凝胶法制备了Ce改性γ-Al2O3载体,利用BET,SEM,FTIR,XRD等方法对所制备的样品进行了表征。考察了脉冲电磁场电压强度对Ce改性γ-Al2O3载体样品的物理性能以及高温热稳定性的影响。结果表明,脉冲电压为300 V时,Ce改性γ-Al2O3载体具有较高的比表面积、较大的孔体积和平均孔径,Ce在载体表面的分散较好,颗粒较细,而且载体表面的羟基覆盖量大,具有较强的高温热稳定性。     

P改性对Mo-Ni/γ-Al_2O_3催化剂结构和性质的影响

以P改性的γ-Al2O3为载体,分别采用Mo-Ni-P和Mo-Ni-NH3两种浸渍液,通过等体积浸渍法制备了P改性的重油加氢精制Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,研究了助剂P及其加入方式和浸渍液的种类对载体及催化剂结构的影响。通过氮吸附、程序升温还原、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等技术对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,在γ-Al2O3载体中引入P,能降低载体的表面酸量,促进活性组分还原,在载体成型过程中加入P效果较好;浸渍液中含有P也有利于活性组分的还原,并能提高活性组分的利用率,同时使催化剂表面具有较高的Ni与Mo原子比。     

新型催化剂Mn-Sn-Ce/γ-Al_2O_3的制备及应用

采用溶胶-凝胶法制备出新型催化剂Mn-Sn-Ce/γ-Al2O3,采用TG-DSC,XRD,XPS,SEM,BET等方法对其晶相结构、形貌结构、活性组分形态、比表面积和孔结构进行了表征,并研究了该催化剂对反渗透浓缩炼油废水中酚类的降解效果及其稳定性。实验结果表明,制备的Mn-Sn-Ce/γ-Al2O3催化剂保持了载体γ-Al2O3的结构特征,Mn主要以β-MnO2形式存在;与改性前相比,复合金属负载改性后的γ-Al2O3粒子分散状况明显改善,粒子具有良好的孔结构,孔分布和孔之间的连接形式得到了改善;表面负载的Mn-Sn-Ce复合金属成分使其活性提高,对酚类的去除率可达97.54%,且改性后的催化剂能重复多次使用,具有良好的稳定性。     

合成方法对γ-Al_2O_3催化剂乙醇脱水性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了γ-Al2O3催化剂,采用X射线衍射、热重分析、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附等方法对制备的γ-Al2O3催化剂进行了表征,考察了它们对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,并分析了γ-Al2O3催化剂表面羟基密度和酸强度对催化性能的影响。研究结果表明,溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂具有较强的表面酸性,能更有效地催化乙醇脱水制乙烯反应。考察了反应温度、液态空速及乙醇质量分数对乙醇脱水制乙烯反应的影响,在反应温度350℃、液态空速0.6h-1、乙醇质量分数92.4%的条件下,采用溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和97.7%。     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

负载银离子改性活性炭吸附二苯并噻吩研究

以活性炭为基体,通过硝酸盐溶液浸渍方法制备了负载银离子的改性活性炭,并将其作为脱硫吸附剂。通过静态吸附二苯并噻吩的实验,考察了吸附时问、银离子负载量等对改性活性炭吸附硫容量的影响,比较了负载前后活性炭的吸附等温线,研究了改性活性炭的再生性能。结果表明,银离子负载能显著提高活性炭对二苯并噻吩的吸附容量,但并不改变等温吸附线的类型。银离子负载活性炭经溶剂洗涤再生3次后,吸附容量有所下降。     

二苯并噻吩和4-甲基二苯并噻吩在Mo和CoMo/γ-Al2O3催化剂上加氢脱硫的反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)在Mo／γ-Al2O3和CoMo／γ-Al2O3上加氢脱硫反应的产物分布及其可能的反应网络，并通过反应压力和温度对产物分布的影响，揭示了加氢脱硫反应的可能机理。DBT在Mo／γ-Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过直接氢解路径和加氢路径进行，两种途径的作用相近；在CoMo／γ-Al2O3催化剂上的加氢脱硫主要通过直接氢解路径进行。4-MDBT在Mo／γ-Al2O3和CoMo／γ-Al2O3上的加氢脱硫反应主要通过加氢路径进行。Co的加入有助于提高Mo／γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性，尤其是直接氢解脱硫活性。4-MDBT加氢脱硫反应中加氢路径的相对作用显著大于DBT加氢脱硫反应的加氢路径，间接证明4-MDBT的加氢脱硫过程存在对“端连吸附”的空间位阻。4-MDBT分子中甲基的供电子作用有利于促进苯环的加氢反应，从而有助于缩小与DBT分子间加氢脱硫活性的差别。在DBT和4-MDBT加氢脱硫反应中，反应压力和温度对加氢路径的影响大于对氢解路径的影响。     

γ-Al_2O_3非均相催化碳酸乙烯酯水解合成乙二醇

以球形γ-Al2O3为非均相水解催化剂,在固定床反应器内研究了碳酸乙烯酯(EC)水解合成乙二醇(EG)的过程。通过一系列条件实验考察了反应温度、LHSV、n(H2O)∶n(EC)及反应压力对EC水解反应的影响,确定了非均相催化EC水解合成EG的较佳工艺条件:即反应温度170～180℃、LHSV=0.8～1.5 h-1、n(H2O)∶n(EC)=1.7～3.0、反应压力1.0～1.8 MPa,在此条件下,EC转化率达到98.4%,EG选择性为100%。500 h的催化剂稳定性实验及其表征结果显示,γ-Al2O3催化剂孔结构保持良好,能够维持高效、稳定的催化活性,为EC水解合成EG实现工业化生产提供了可行依据。     

二苯并噻吩在γ-Al_2O_3负载的β-Mo_2N_(0.78)催化剂上加氢脱硫的研究

采用以N2 -H2 混合气为反应气的程序升温还原氮化反应 ,以γ -Al2 O3 为载体 ,钼酸铵为氧化钼前体 ,合成了γ -Al2 O3 负载的 β -Mo2 N0 78催化剂。以二苯并噻吩 (DBT)为模型化合物 ,考察了催化剂的加氢脱硫 (HDS)催化性能。结果表明 ,DBT在催化剂上的HDS反应有直接氢解脱硫和加氢脱硫两种途径 ;DBT的转化率和产物中环己基苯(CHB)选择性在一定范围内随钼负载量的增大而提高 ;提高反应压力可同时提高HDS反应活性和CHB选择性 ;但升高反应温度 ,只提高HDS反应的活性 ,对选择性影响甚小 ;催化剂的氢气预还原处理使催化剂的活性有所下降 ,但联苯的选择性有所提高     

Co-Mo/γ-Al_2O_3催化剂上煤焦油加氢裂化工艺

以γ-Al2O3为载体,通过浸渍法制备了Co-Mo/γ-Al2O3催化剂,并用硫代硫酸铵对催化剂进行预硫化,在连续固定床反应器上考察了反应温度、重时空速和Mo负载量对低温煤焦油加氢裂化性能的影响。采用XRD,NH3-TPD,H2-TPR等手段对催化剂进行了表征,并对加氢裂化轻质油进行了密度、黏度、元素分析、馏程和FTIR等测试。实验结果表明,煤焦油经加氢后,油品品质明显改善。在反应温度为450℃、重时空速为0.4~0.6 h-1、Mo负载量(w)为10%~12%的优化条件下,加氢裂化效果最为显著,轻质油(汽油馏分和柴油馏分)收率约为80%。煤焦油加氢裂化后,烯烃、芳烃和氧含量显著降低。     

磷预处理对γ-Al_2O_3及其负载Ni_2P催化剂加氢脱硫性能影响

以磷酸二氢铵为磷源对γ-Al2O3进行磷预处理,得到了不同磷质量分数(0~7.2%)的改性γ-Al2O3,以其为载体采用等体积浸渍法和H2原位还原法制备了负载型Ni2P催化剂。以噻吩为模型化合物在固定床反应器上对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行评价,并运用X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附、氨程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对改性载体及催化剂进行表征。结果表明:对γ-Al2O3进行磷预处理可以提高其比表面积,并可以对其孔径分布进行一定的调节;同时,磷的加入可以调变γ-Al2O3的酸强度分布及总酸量。采用适量磷改性的γ-Al2O3为载体制备催化剂有利于生成纯相的Ni2P。当载体中的磷质量分数达到3.6%时,γ-Al2O3的总酸量及中强酸量较高,比表面积较大,以其为载体制备的负载型Ni2P催化剂具有更高的加氢脱硫性能。     

Fe改性CoMo/γ-Al_2O_3选择性加氢脱硫催化剂

采用等体积浸渍法制备了Fe和Cu改性的CoMo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂,并用XRD,BET,H2-TPR等方法对催化剂进行了表征,考察了改性金属种类、浸渍溶剂种类、焙烧温度、活性组分负载量对催化剂活性的影响。实验结果表明,以甲醇为浸渍溶剂、550℃下焙烧制备的CoMoFe/γ-Al2O3催化剂活性最高;当催化剂中CoO质量分数4%、MoO3质量分数5%、Fe2O3质量分数0.5%时,加氢脱硫选择性最高。在固定床微反装置上对CoMoFe/γ-Al2O3催化剂的反应条件进行了优化,优化的液态空速、反应温度和反应压力分别为2h-1,245～255℃和1.6MPa。