还原温度对Mo基催化剂物相及其加氢脱氧性能的影响

以碳纳米管(CNTs)为载体,通过控制催化剂合成的还原温度制备了一系列负载型Mo基催化剂。采用XRD、TEM、N₂物理吸附、XPS以及NH₃/H₂-TPD等技术对催化剂进行了表征,并研究了Mo基催化剂对硬脂酸催化加氢脱氧性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高,催化剂表面的Mo物种逐渐被还原,还原过程为:MoO₃→MoO₂→Mo→Mo₂C。还原温度为450℃和550℃时,催化剂的活性相为MoO₂;还原温度为600℃时,催化剂的活性相为MoO₂/Mo/β-Mo₂C的混合相;还原温度为650℃和700℃时,催化剂的活性相全部转化为β-Mo₂C。与活性相MoO₂催化剂相比,β-Mo₂C催化剂具有更高的加氢脱氧活性。此外,还原温度为600℃的MoO₂/Mo/β-Mo₂C混合相催化剂因具有较大的比表面积、较多的酸中心数量和较强的H₂吸附能力,使得该催化剂在硬脂酸加氢脱氧反应中表现出最优越的催化活性。     

碳化钼负载高分散Cu基催化剂的制备及加氢性能研究

以碳化钼为载体，采用锚定-沉积策略制备了负载型铜基催化剂(Cu/Mo₂C),考察了催化剂在对硝基苯酚(4-NP)催化加氢反应中的特性。X射线粉末衍射和扫描电镜结果表明铜物种以金属态的形式均匀分散在载体表面。催化结果表明：在25℃和常压下，Cu/Mo₂C在2 min内即可实现94.2%的4-NP催化转化，加氢速率常数达到38.6×10^-3 s^-1。此外，Cu/Mo₂C催化剂在五次循环利用中没有出现显著下降，表现出有较高的稳定性和循环利用性。     

酚类加氢脱氧催化剂研究进展

酚类加氢脱氧（HDO）是石油、煤基液体燃料和生物质油转化利用中的重要过程，催化剂在其中起关键作用。酚类加氢脱氧催化剂包括过渡金属硫化物、还原态金属催化剂、磷化物、碳化物和氮化物等。本文从活性、选择性、稳定性和催化机理等方面介绍了各类催化剂的研究进展。过渡金属硫化物重点介绍了负载的CoMoS催化剂和非负载的MoS₂，其中晶态MoS₂具有优异的活性和选择性。还原态金属介绍了负载的非贵金属（Ni、Mo和Co）、贵金属（Rh、Ru、Pd和Pt）和双金属（NiRu、Ni-Fe、Mo-Pt和Pd-X）等催化剂，并对不同的金属催化剂进行了比较。磷化物重点介绍了SiO₂负载的Ni₂P、MoP和CoP，Ni₂P/SiO₂具有很高的催化活性和选择性。碳化物主要是Mo₂C催化剂，其具有较高的芳环类产物选择性。氮化物主要是Mo₂N催化剂，其加氢脱氧活性仍有待提高。各类催化剂大多存在稳定性欠缺的问题，过渡金属硫化物主要是提高催化剂对水的稳定性，还原态金属必须重视杂质尤其是硫引起的中毒问题，可考虑与脱硫催化剂组合使用，磷化物应关注积炭和颗粒团聚。     

以椰壳碳为载体的碳化钼催化剂在NO2转化制NO反应中的应用

为改善活性炭(AC)负载Mo₂C基催化剂还原NO₂制NO的反应性能，考察硝酸、氨水和双氧水处理后的活性炭对Mo₂C/AC结构及反应性能的影响。采用N2物理吸附-脱附、扫描电子显微镜、X射线衍射等对催化剂进行表征。结果表明：催化剂含氧官能团丰富，Mo₂C均匀分散，比表面积和孔容比AC0(未预处理AC)小。Mo₂C/AC2比表面积和微孔孔容最大，含氧官能团少，有利于Mo₂C分散、NO₂吸附和还原。3种催化剂在100～400℃转化率随着温度的升高先上升后下降，在250℃时转化率大小关系为：Mo₂C/AC2 (80.8%)>Mo₂C/AC3 (75.9%)>Mo₂C/AC1 (55.2%)。     

温控相分离纳米Ir催化α，β-不饱和醛、酮选择加氢

将温控相分离Ir纳米催化剂用于α,β-不饱和醛、酮的选择性加氢反应中,系统考察了其催化加氢性能。在优化的反应条件下,Ir纳米催化剂对α,β-不饱和醛的C═O键加氢选择性大于99%,对α,β-不饱和酮的C═C键加氢选择性大于99%。 Ir纳米催化剂经简单分离可直接循环使用5次,选择性均大于99%。TEM表征结果显示反应四次后的Ir纳米催化剂的平均粒径变为(1.9 ± 0.2) nm,比新制备的Ir纳米催化剂的平均粒径（1.3 ± 0.1）nm有所增大。ICP-AES测试结果表明Ir流失低于仪器检测下限（检测下限为5 μg/L）。     

甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂表面结构与活性

利用共沉淀法在不同搅拌速度下制备了相同Mo/Fe原子比的甲醇氧化制甲醛催化剂,采用SEM、XRD和拉曼光谱等对催化剂进行表征,在固定床微反上评价催化剂活性和选择性。结果表明,搅拌速度增大,催化剂比表面积增大,催化活性增强,甲醛收率由600 r·min^-1时的73.8%增加到10000 r·min^-1时的95.7%（280℃）。此外,催化剂由片状的MoO₃和颗粒状的Fe₂（MoO₄）₃两部分组成,游离的片状MoO₃无明显催化活性,只有与Fe₂（MoO₄）₃结合时才具有催化活性。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

纳米β-Mo2C催化剂的制备及K改性对合成低碳醇反应性能的影响

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法及程序升温碳化法制备了纳米β-Mo2C催化剂,适宜的碳化温度为(650~700) ℃。考察了K含量对K/β-Mo₂C催化剂织构及CO加氢反应性能的影响,结果表明,适量K助剂的加入能提高催化剂的比表面积和合成醇选择性,过量K助剂与Mo6+物种形成了惰性的钼酸盐（K₂MoO₄和/或K₂Mo₂O₇）,该钼酸盐可能覆盖了CO加氢反应的活性中心,降低了β-Mo2C催化剂的CO加氢反应活性;K含量对总醇收率和C₂₊OH选择性的影响呈火山型变化规律,K与Mo物质的量比最佳为0.2~0.4。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。     

油酸甲酯催化加氢制备生物烷烃的热力学分析

采用Benson基团贡献法对油酸甲酯加氢脱氧、加氢脱羰和加氢脱羧制备生物烷烃的热力学进行了分析,计算了613~653 K温度区间内油酸甲酯加氢体系的反应热、反应熵变、反应Gibbs自由能变和标准平衡常数,在此基础上采用PRO/Ⅱ软件中的平衡反应器模型分析了温度对油酸甲酯加氢产物分布的影响并和实验数据进行了对比验证。结果表明,油酸甲酯加氢脱氧、加氢脱羧和加氢脱羰制备生物烷烃的反应均为放热反应,放热量依次递减,各反应在613~653 K范围内均能够自发进行且反应完全。升高温度能够提高平衡产物中油酸甲酯加氢脱羰/羧产物的选择性,降低温度则有利于加氢脱氧产物的选择性,加氢脱氧与脱羰/羧产物选择性的比例随温度从613K升高到653 K相应从1.92降低到0.56,与实验测得的反应数据变化趋势吻合。     

负载型钯催化剂在选择加氢反应中的应用

介绍了国内外关于负载型Pd催化剂在苯酚和α,β-不饱和醛选择加氢反应中的研究进展。叙述了添加助剂、改变载体及提高分散度等改性方法对Pd催化剂在苯酚选择性加氢制环己酮反应中催化性能的影响;不同方法修饰的Pd催化剂对α,β-不饱和醛类化合物中C=C键和C=O键催化加氢性能的区别。认为负载型Pd基催化剂对于许多不饱和化合物的液相加氢都具有很高的活性及选择性。研究方向主要有H2来源、离子液体固载化等,以使反应条件尽可能温和、催化剂易分离、易回收,并进一步提高其稳定性。     

温控相分离纳米Ir催化α,β-不饱和醛、酮选择加氢

将温控相分离Ir纳米催化剂用于α,β-不饱和醛、酮的选择性加氢反应中,系统考察了其催化加氢性能。在优化的反应条件下,Ir纳米催化剂对α,β-不饱和醛的C═O键加氢选择性大于99%,对α,β-不饱和酮的C═C键加氢选择性大于99%。Ir纳米催化剂经简单分离可直接循环使用5次,选择性均大于99%。TEM表征结果显示反应四次后的Ir纳米催化剂的平均粒径变为(1.9±0.2) nm,比新制备的Ir纳米催化剂的平均粒径(1.3±0.1) nm有所增大。ICP-AES测试结果表明Ir流失低于仪器检测下限(检测下限为5μg/L)。     

小球藻热解油在Ni-Cu/ZrO2催化剂上的加氢脱氧

在小型固定床反应器中以Ni-Cu/ZrO₂为催化剂,对小球藻热解油进行催化加氢脱氧,以改善生物油性能。利用XRD、H₂-TPR、TG、NH₃-TPD等技术对催化剂进行了结构表征。结果表明,Cu的加入有效促进了Ni-Cu/ZrO₂催化剂活性相的表面分散,提高了该催化剂对小球藻热解油加氢脱氧反应的催化活性。在2 MPa、350 ℃反应条件下,随Cu/Ni的增大,Ni-Cu/ZrO₂的催化活性先升高后降低,Cu/Ni质量比为0.40时的催化性能最好,连续运行3 h后所得精制生物油脱氧率达82.0%。Ni-Cu/ZrO₂催化剂在反应过程中,表面结焦少,活性粒子及催化剂性能稳定,连续运行24 h后所得精制生物油脱氧率依然维持在77.0%以上。小球藻热解油经催化加氢脱氧所得的精制生物油,低位热值由31.5 MJ·kg^-1提高至35.0 MJ·kg^-1,40℃运动黏度由20.5 mm²·s^-1降至9.5 mm²·s^-1,且油品中水分更易于脱除。精制生物油中高级脂肪酸的含量减少,油品稳定性大幅提高。     

硫化型NiMo加氢催化剂制备与表征

以四硫代钼酸铵溶液和硝酸镍溶液为浸渍液,根据活性组分Ni和Mo浸渍顺序的不同,采用真空饱和浸渍法制备了MN系列和NM系列 NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在固定床加氢中试反应装置上研究了NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应的催化性能,结果表明,NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应具有良好的活性和选择性。Ni助剂的加入,有利于二苯并噻吩加氢反应的活性和选择性。MN-0.3为最优NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在空速10 h^-1、反应压力2.0 MPa、氢油体积比300∶1、氢气预处理温度320 ℃和反应温度300 ℃条件下,催化剂对二苯并噻吩加氢反应转化率达83.9%,加氢反应活性较高。     

催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al₂O₃和VMoMg/γ-Al₂O₃催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500 ℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上出现C—O键的温度比3V₇Mo/γ-Al₂O₃催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

CO2加氢制备高级醇研究进展

二氧化碳(CO₂)排放量持续增加导致的全球气候变化问题已经成为人们关注的焦点,随着对可再生氢能源研究的深入,CO₂加氢转化为高附加值化学品成为了缓解这类环境问题的有效途径之一。在诸多 CO₂加氢产物中,由于高级醇(C₂₊OH)可以广泛用作燃料添加剂、反应溶剂、增塑剂和多种精细化学品的基础原料,CO₂加氢合成 C₂₊OH 吸引了研究者的大量关注。然而,CO₂的高效活化与涉及 C—C 键生成的 CO₂转化反应的选择性控制一直是催化领域的巨大挑战。因此,开发具有高活性、高选择性催化剂仍然是 CO₂加氢制 C₂₊OH 过程开发的关键。本综述介绍了近年来 CO₂直接加氢制高级醇的研究进展,包括具有潜在应用前景的催化剂的反应性能及其可能的反应路径,讨论了不同催化剂的反应机理和构效关系,有望为相关研究工作提供新的思路。     

甲醇热制备四方相ZrO2及其负载镍催化剂的顺酐加氢性能

通过改变甲醇热时间制备了一系列不同晶粒尺寸的四方相 ZrO₂,采用过体积浸渍法制备了Ni 含量（质量分数）为10%的Ni/ZrO₂催化剂,并考察了其催化顺酐液相加氢性能。采用氮气吸附-脱附（BET）、X射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）、原位红外光谱（in situ FTIR）等手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,分散性好、晶粒尺寸小的Ni物种有利于C=C键加氢生成丁二酸酐;而金属-载体强相互作用的形成则有利于C=O加氢生成 γ-丁内酯。当甲醇热时间为2 h时,制备的Ni/ZrO₂催化剂的C=O加氢活性最高,在反应温度为210℃,反应压力为5 MPa,反应时间为3 h时,其顺酐转化率达100%,γ-丁内酯选择性为44.7%。     

负载型钯酞菁催化剂上CCl2F2的选择性加氢脱氯反应

负载型钯酞菁能有效催化CCl₂F₂的选择性加氢脱氯反应,在氟化物为载体的钯酞菁催化剂上,CCl₂F₂转化成CH₂F₂的选择性可达75％以上.对比研究表明,负载型钯酞菁催化剂上CCl₂F₂选择性加氢脱氯的稳态催化活性要高于普通的负载型金属钯催化剂.在钯活性中心引入环状酞菁配体能有效提高催化剂在高腐蚀性反应条件下的稳定性.红外光谱、X射线衍射和紫外-可见光谱表征揭示了负载型钯酞菁催化剂具有良好催化活性和催化稳定性的可能原因.     

添加剂有机胺对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂活性的影响

采用共沉淀法制备丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂,考察有机胺的加入对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化性能的影响。结果表明,添加有机胺后,催化剂活性在维持不变的情况下,选择性显著提高。采用扫描电镜、X射线衍射、吡啶吸附红外光谱和N₂物理吸附表征等对不同催化剂的物化性能进行表征。结果发现,添加有机胺后,催化剂比表面积略有下降,但催化剂表面的L酸性中心强度明显增加,对催化剂活性影响不大;另一方面,MoO₃结晶度的下降与(Co_0.7Fe_0.3)(MoO₄)结晶度的上升对催化剂选择性均是积极因素。同时孔容的减小以及大孔比例增加更有利于主反应产物的脱附,能抑制深度氧化物的生成。     

高效稳定的铜镍催化剂在草酸二甲酯加氢中的应用

为了探索高效、稳定的草酸二甲酯（DMO）加氢制乙醇酸甲酯（MG）催化剂,采用水热合成法制备Cu-Ni/SiO₂催化剂,探索了不同Cu：Ni摩尔比对于催化剂活性的影响。通过XRD、TEM和XPS等表征,结果表明：利用二氧化硅微球作载体,铜镍物种的分散更加均匀。并且调变不同的Cu：Ni摩尔比,对Cu⁺在催化剂中的比例有一定的影响,从而影响乙醇酸甲酯的收率。在氢酯比为150、反应压力2 MPa、反应温度200℃和液时空速为0.5 h^-1的反应条件下,Cu：Ni摩尔比为1：1时的催化剂Cu₁Ni₁/SiO₂表现出了最好的催化性能,草酸二甲酯的转化率达到90%,乙醇酸甲酯的选择性达到了80%,催化剂能稳定运行100 h。上述结果可为研制催化活性高、选择性强、寿命长、易于生产乙醇酸甲酯的催化剂提供一定的参考。