Sr改性Cu催化剂的果糖加氢制备甘露醇性能

使用共沉淀法制备负载Cu催化剂。通过添加碱土金属Sr,对Cu催化剂进行了改性,以提高Cu催化剂在果糖加氢制备甘露醇过程中的活性和选择性。采用ICP-MS、TEM、XRD、H_2-TPR、XPS和CO_2-TPD等对所制备的催化剂进行了系统表征。结果表明:Sr的添加能增大催化剂的比表面积,促进活性组分Cu的分散,从而提高了催化剂的活性,并且增加了催化剂的碱性,使果糖优先形成β-呋喃糖中间体,从而提高了甘露醇的选择性。在果糖浓度为1.1 mol·L~(-1)、催化剂用量为反应物质量的6%、反应温度为373 K、反应氢压为4.0 MPa、Cu/Sr原子比为7∶1的反应条件下,果糖转化率为99%,甘露醇的选择性为79%。催化剂循环使用了20次,其催化稳定性基本保持不变。     

活性金属负载量及配比对CuFe双金属催化剂催化合成混合醇的影响

采用液相还原法制备了CuFe双金属催化剂，考察了活性金属负载量及Cu、Fe摩尔比对催化剂反应活性和C₂₊混合醇选择性的影响，分析了活性金属负载量、Cu/Fe摩尔比、催化剂结构及反应性能间的构-效关系，优化了催化剂的制备配方。结果表明，活性组分负载量的增大有助于提高催化剂的反应活性，但过量的金属负载量会导致活性组分发生团聚，影响总醇及C₂₊混合醇的选择性；Cu/Fe摩尔比的增大抑制了催化剂的反应活性，但有助于增强CO吸附能力及Cu、Fe间的协同效应，提高产物中醇类及C₂₊醇的选择性。综合考虑CO转化率、总醇及C₂₊醇选择性，液相还原法制备CuFe双金属催化剂较适宜的活性组分总负载量为30%、铜铁摩尔比为3.0。     

Al2O3负载Cu基催化剂的制备及其催化乙炔选择性加氢性能

采用等体积浸渍法合成了Cu(OH)₂/Al₂O₃前体，经乙炔处理、氢气还原制备了Al₂O₃负载的Cu基催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和N₂物理吸附对催化剂前体以及催化剂进行了表征，并在固定床反应器中系统考察了氢氧化铜负载量、乙炔处理温度、乙炔处理时间以及氢气还原温度对所制备催化剂催化乙炔选择性加氢性能的影响。研究结果表明：当Cu(OH)₂负载量为30%(质量分数)，乙炔处理温度为140℃，乙炔处理时间为2 h，氢气还原温度为150℃时，催化剂具有较高的低温乙炔选择性加氢活性。当反应温度为115℃时，乙炔转化率为98.50%，乙烯的选择性为66.15%，乙烷的选择性为15.75%,C₄的选择性为18.10%。     

铂助剂对钴基费托合成催化剂反应性能的影响

采用沉淀法制备了氧化铝负载的钴基催化剂，然后通过等体积浸渍法添加不同负载量的铂，以改善费托合成钴基催化剂的原料转化效率和C⁺₅烃类选择性。结果表明，铂助剂的引入降低了主活性组分钴(Co)的还原难度，促进了小粒径钴物种的形成，在一定程度上提高了催化剂活性，增加了C⁺₅烃类收率。综合考虑催化剂性能和成本，Pt添加量为0.3%时效果最佳，在216℃、2.5 MPa、1 000 h^-1、V(H₂)/V(CO)=2的反应条件下，CO转化率为58.34%,烃分布中甲烷选择性为7.62%,C⁺₅烃选择性为82.71%。     

WO3改性Cu/CeO2催化剂选择性催化氧化乙二胺的性能研究

以CeO₂为载体、Cu物种为主要活性位点,采用浸渍法制备了一系列WO₃改性Cu/CeO₂催化剂。研究了WO₃质量分数对乙二胺(EDA)选择性催化氧化(SCO)性能的影响,并通过XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等方法对催化剂的物理化学性质进行了分析表征。结果表明,WO₃改性的Cu/CeO₂催化剂的N₂选择性大幅提高,其中Cu/5W/CeO₂在337℃时对EDA实现了100%的转化率,该温度条件下NO_x的浓度大幅降低,同时具有较好的活性和选择性。表征结果表明,WO₃的引入显著提高了催化剂的酸性位点数量,促进了对反应副产物NO_x的催化还原,提高了反应的N₂选择性。     

CuNi/Al2O3催化剂上乙炔选择加氢的研究

采用浸渍法制备了CuNi/Al2O3催化剂,研究了Ni负载量、Cu负载量及n(Cu)/n(Ni)对催化剂上乙炔选择加氢活性和选择性的影响,以及催化剂的还原性能。结果表明:CuNi/Al2O3催化剂中Cu提高了Ni的还原性,使催化剂具有很高的活性及乙烯选择性。随Cu/Ni原子比的提高,催化剂的活性下降,选择性升高,当Ni的负载量为10%、n(Cu)/n(Ni)=0.5时,在反应温度为50℃、反应压力为0.2 MPa、原料气流量为45 mL/min及H2流量为1.5 mL/min的反应条件下,乙炔的转化率达88.98%,乙烯的选择性达74.01%,乙烯收率为65.86%。     

制备条件对Cu/Al2O3 选择性催化还原NO的影响研究

考察了制备方法、活性组分负载量和焙烧温度对Cu/Al₂O₃ 选择性催化还原NO的影响。结果表明，采用溶胶-凝胶+浸渍法制备的Cu/Al₂O₃催化剂活性最好；负载Cu质量分数为15%时，催化剂的活性温域最宽，最大活性温度最低，催化活性最好；最佳焙烧温度为750 ℃。     

载体表面羟基种类对DMO加氢用Cu/SiO2催化剂性能的影响

通过程序升温焙烧改变气相纳米二氧化硅表面的羟基含量及种类,并以其为载体,采用蒸氨法制备了Cu/SiO₂催化剂,使用比表面积测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃/CO₂程序升温脱附（NH₃/CO₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等方法研究了Cu/SiO₂催化剂的结构和酸碱性,采用固定床反应器在低温（448K）、低压（1.5MPa）的反应条件下进行草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应,评价其催化活性。结果表明,高温焙烧二氧化硅载体可显著改变后续合成Cu/SiO₂催化剂的结构并降低其酸碱性,对提高乙二醇选择性和降低草酸二甲酯加氢过程中醇类或醚类副产物的选择性具有明显的促进作用。但同时该过程会导致催化剂的活性降低,载体焙烧（473K）后合成的催化剂均需要提高氢酯比方能获得最佳反应结果。其中经873K焙烧的二氧化硅制备的Cu/SiO₂-4催化剂,在最佳反应条件下乙二醇的选择性由低温焙烧后的92%左右提升到97%以上,草酸二甲酯转化率保持在100%。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

La改性Cu/Zn/Al催化剂的制备及其催化纤维素液化性能

采用共沉淀法制备了不同La含量改性Cu/Zn/Al的催化剂,通过热重分析(TG/DTG)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)等表征手段对改性催化剂进行评价,分析结果表明,La助剂能够促进活性组分在载体表面的分散,很好地维持了催化剂的孔结构,适量助剂La的添加可促进CuO、ZnO两相间相互融合,增加活性中心的分散度,使CuO更加易于还原,但过多的La含量会使催化剂的性能发生改变,导致催化剂的活性降低。在超临界甲醇中使用La改性Cu/Zn/Al催化剂催化液化微晶纤维素,发现添加少量的La可有效地提高催化液化效果,相较于为添加助剂的Cu/Zn/Al催化剂,MCC转化率与醇类收率都得到了明显的提高。通过GC-MS分析,可以得到液化产物主要有醇类、酯类、酮类、醛类、烷烃等物质,添加助剂后提高了醇类产物的选择性。设置单因素实验,可知改性后Cu_1.2Zn_4.8Al_1.9La_0.1催化剂的最佳反应条件为:反应温度320℃,反应时间75min,催化剂用量75%。     

Ru和Cu协同催化湿式氧化处理氨氮废水

采用化学还原法制备了RuCu/TiO₂双金属催化剂,并探究了Ru和Cu的协同作用对催化湿式氧化（CWAO）无害化处理氨氮废水催化性能的影响。研究结果表明,Cu的添加可有效改善Ru/TiO₂催化剂的N₂选择性,而Ru的存在可有效提高Cu/TiO₂催化剂的催化活性。反应条件为0.5 MPa、150℃、[NH₃]₀=1000 mg·L^-1、pH=12、模拟废水处理量为33 L·（kg cat）^-1·h^-1时,1Ru2Cu/TiO₂能使废水的氨氮转化率和N₂选择性分别高达87.7%和85.9%。表征结果表明：Ru和Cu的协同在催化氧化氨氮废水过程中起了关键作用,主要体现在：Ru和Cu的强相互作用导致1Ru2Cu/TiO₂催化剂具有良好的抗流失性能,进而使得催化剂具有良好的稳定性;Ru和Cu的电子转移使得1Ru2Cu/TiO₂具有适中的亲氧性能,有效提高了催化剂的催化活性。     

TPR and infrared measurements with cu/zno/al2o3 based catalysts for the synthesis of methanol and higher alcohols from co + h2

The influence of different promoters (CeO₂, MnO_x, K₂CO₃) on various properties of a standard coprecipitated Cu/ZnO/Al₂O₃ catalyst has been examined. The catalysts prepared were characterized by Cu surface area, PTIR and TPR measurements. It was found that addition of K₂CO₃ reduced the Cu surface area by about 30%, whereas the Cu surface area did not decrease with addition of the other promoters. The reduction behaviour was affected by the addition of K₂CO₃ as well as by MnO_x, but not by CeO₂. The cause of these effects is possibly an electronic interaction between the promoter and Cu ions.The effect of the different promoters on the activity and selectivity has also been studied. The K₂CO₃ promoted catalyst has an optimum selectivity to higher alcohols at 280 °C; addition of Mn made the catalyst more selective towards methanol. At 300 °C, the Ce promoted catalyst had a high selectivity to methanol and iso-butanol. The promoting effect of the additives may be caused by stabilization of the surface intermediates leading to alcohols. Infrared measurements of adsorbed CO or adsorbed methanol on materials with and without K did not, however, provide any evidence for a difference in reaction mechanism.     

仲丁醇脱氢催化剂性能

采用XRD、TPR、BET和N2O滴定法对仲丁醇脱氢催化剂YTDH-1G与对比剂A进行表征,并采用常压固定床反应器考察两种催化剂的仲丁醇脱氢活性和甲乙酮选择性。结果表明,催化剂中添加Zr O2后可以提高催化剂活性组分的分散度,改善催化剂的还原性能。催化剂YTDH-1G表明的Cu比表面积和分散度明显大于对比剂A。在考察的实验范围,催化剂YTDH-1G的催化活性和产物选择性优于对比剂A,对工艺条件的适应性较强,可在较宽的温度和空速范围使用,具有较好的工业应用前景。     

添加Ni对Cu基催化剂乙炔选择性加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Cu/Al_2O_3及Cu-Ni/Al_2O_3催化剂,将其应用于乙炔选择性加氢反应。结果表明,与Cu/Al_2O_3催化剂相比,Cu-Ni/Al_2O_3催化剂的加氢活性及乙烯选择性(当反应出口尾气中乙炔物质的量分数减少到0.003%时)明显提高。通过对Cu与Ni的浸渍顺序考察发现,先浸渍Ni制得的Cu-Ni/Al_2O_3催化剂活性有所下降,但乙烯选择性提高;通过对Ni含量的考察发现,当Ni质量分数为2%时,催化剂性能最佳。     

A comparative study of Ag/Al2O3 and Cu/Al2O3 catalysts for the selective catalytic reduction of NO by C3H6

The selective catalytic reduction (SCR) of NO by C₃H₆ in excess oxygen was evaluated and compared over Ag/Al₂O₃ and Cu/Al₂O₃ catalysts. Ag/Al₂O₃ showed a high activity for NO reduction. However, Cu/Al₂O₃ showed a high activity for C₃H₆ oxidation. The partial oxidation of C₃H₆ gave surface enolic species and acetate species on the Ag/Al₂O₃, but only an acetate species was clearly observed on the Cu/Al₂O₃. The enolic species is a more active intermediate towards NO + O₂ to yield—NCO species than the acetate species on the Ag/Al₂O₃ catalyst. The Ag and Cu metal loadings and phase changes on Al₂O₃ support can affect the activity and selectivity of Ag/Al₂O₃ and Cu/Al₂O₃ catalysts, but the formation of enolic species is the main reason why the activity of the Ag/Al₂O₃ catalyst for NO reduction is higher than that of the Cu/Al₂O₃ catalyst.     

Selective oxidation of ammonia over copper-silver-based catalysts

A novel catalyst based on copper-silver was developed to solve the contradiction between the high conversion temperature of Cu-based catalyst and low N₂ selectivity of Ag-based catalyst during selective oxidation of ammonium gas. The Cu-Ag-based catalyst (Cu 5 wt.%-Ag 5 wt.%/Al₂O₃) displayed a relatively low complete conversion temperature (<320 °C) with a high N₂ selectivity (>95%). Increasing loading of Cu and Ag decreases N₂ selectivity. The low N₂ selectivity of Ag-based catalyst is possibly related to the formation of Ag₂O crystals. Improvement of N₂ selectivity of Ag-based catalyst was obtained by doping Cu to decrease crystallized Ag₂O phase. The temperature programmed reaction (TPR) data show that N₂O is the main byproduct of oxidation of ammonia at temperature lower than 200 °C. Two bands of nitrate species at 1541 and 1302 cm⁻¹ were observed on Ag 10 wt.%/Al₂O₃ at the temperature higher than 250 °C, which indicates the formation of NO_x during the selective catalytic oxidation of ammonia. No nitrate species was observed on Cu 10 wt.%/Al₂O₃ and Cu 5 wt.%-Ag 5 wt.%/Al₂O₃, while only one nitrate species (1543 cm⁻¹) existed on Cu 10 wt.%-Ag 10 wt.%/Al₂O₃. We proposed that mixing Ag with Cu inhibited the formation of NO_x during the selective catalytic oxidation of ammonia over Cu-Ag/Al₂O₃.     

Si掺杂对Cu/ZrO2催化CO2加氢制甲醇性能的影响

为了提高Cu/ZrO₂催化剂在二氧化碳加氢制甲醇中的催化活性,制备了一系列不同Si/Zr的Si-ZrO₂载体并负载5%（质量分数）Cu得到了Cu/Si-ZrO₂催化剂。对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）、N₂物理吸脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）及高分辨透射电子显微镜 （HRTEM） 的表征。结果表明,Si的掺杂使得Cu/ZrO₂体系获得了稳定的晶相,大的比表面积和更多的碱性位点,尤其是中强碱性位点,同时产生了更多的氧空位,促进了CO₂的吸附和转化,因此得到了更高活性的催化剂。当Si与Zr的摩尔比为0.2时,在质量空速为6000 ml·g^-1·h^-1,温度为220℃、压力为3.0 MPa,V（H₂）∶V（CO₂）=3∶1（体积比）条件下,催化剂的CO₂转化率为4.6%,CH₃OH选择性为85%。     

Si掺杂对Cu/ZrO2催化CO2加氢制甲醇性能的影响

为了提高Cu/ZrO₂催化剂在二氧化碳加氢制甲醇中的催化活性,制备了一系列不同Si/Zr的Si-ZrO₂载体并负载5%（质量分数）Cu得到了Cu/Si-ZrO₂催化剂。对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）、N₂物理吸脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）及高分辨透射电子显微镜 （HRTEM） 的表征。结果表明,Si的掺杂使得Cu/ZrO₂体系获得了稳定的晶相,大的比表面积和更多的碱性位点,尤其是中强碱性位点,同时产生了更多的氧空位,促进了CO₂的吸附和转化,因此得到了更高活性的催化剂。当Si与Zr的摩尔比为0.2时,在质量空速为6000 ml·g^-1·h^-1,温度为220℃、压力为3.0 MPa,V（H₂）∶V（CO₂）=3∶1（体积比）条件下,催化剂的CO₂转化率为4.6%,CH₃OH选择性为85%。     

Hydrogen production from steam reforming of methanol over CuO/ZnO/Al2O3 catalysts: Catalytic performance and kinetic modeling

A series of CuO/ZnO/Al_2O_3, CuO/ZnO/ZrO_2/Al_2O_3 and CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalysts were prepared by coprecipitation and characterized by N_2 adsorption, XRD, TPR, N_2O titration and HRTEM. The catalytic performances of these catalysts for the steam reforming of methanol were evaluated in a laboratory-scale fixed-bed reactor at 0.1 MPa and temperatures between 473 and 543 K. The results showed that the catalytic activity depended greatly on the catalyst reducibility and the specific surface area of Cu. An approximate linear correlation between the catalytic activity and the Cu surface area was found for all catalysts investigated in this study.Compared to CuO/ZnO/Al_2O_3, the ZrO_2-doped CuO/ZnO/Al_2O_3 exhibited higher activity and selectivity to CO,while the CeO_2-doped catalyst displayed lower activity and selectivity. Finally, an intrinsic kinetic study was carried out over a screened CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalyst in the absence of internal and external mass transfer effects. A good agreement was observed between the model-derived effluent concentrations of CO(CO_2) and the experimental data. The activation energies for the reactions of methanol-steam reforming, water-gas shift and methanol decomposition over CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 were 93.1, 85.1 and 116.5 k J·mol~(-1), respectively.