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%。     

Al_2O_3焙烧温度对乙炔选择加氢催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了NiCu/Al2O3乙炔选择加氢催化剂,研究了焙烧温度对Al2O3结构、酸性及催化剂催化性能的影响,结果表明：随着焙烧温度的提高,Al2O3的晶相结构由γ相逐渐转变为δ相和θ相,最后转化为α相,比表面积降低而孔径增大;酸强度逐渐降低最后直至消失。随Al2O3载体焙烧温度的提高,NiCu/Al2O3催化剂上乙炔的转化率和乙烯的选择性同时增加,当焙烧温度为1100℃时,乙炔的转化率和乙烯选择性分别为89.3%和77.5%。     

添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂及其催化蒽醌加氢性能

以四氯合钯（II）酸（H2PdCl4）为前体,活性氧化铝（Al2O3）为载体,硝酸锆（Zr（NO3）4）为添加组分,采用不同方式的分步浸渍法制备了添加ZrO2的Pd/Al2O3催化剂。考察了制备方法和反应条件对催化剂蒽醌加氢催化性能的影响,发现催化剂活性与制备方法有关。当对添加锆的载体进行适当焙烧,控制Pd负载量为0.3%,还原温度低于300℃时,催化剂的蒽醌加氢活性较高,与未添加ZrO2的催化剂相比提高了约20%。X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附（BET）、透射电镜（TEM）、X光电子能谱（XPS）和程序升温还原（TPR）等表征对催化剂物相结构、比表面积、表面形貌及组分间相互作用的分析表明,ZrO2的掺杂提高了载体Al2O3的高温稳定性,改善了催化剂中活性组分Pd与载体间的相互作用,促进了Pd在载体表面的分散,从而提高了催化活性。     

镧和铈改性CuNi／Al2O3催化剂

采用浸渍法制备了稀土镧和铈改性的CuNi／Al2O3催化剂,研究了稀土负载量对催化剂活性和选择性的影响,并研究了催化剂的还原性能。结果表明：La和Ce的存在均降低了活性相CuO和NiO的还原温度,使改性催化剂具有更高的催化活性,但催化剂上乙烯的选择性则是Ce改性催化剂高于La改性催化剂,NCeO2含量为l％时,CeCuNi／Al2O3催化剂上乙炔转化率达到98％,乙烯选择性和收率则分别达到84％和82．3％,比未改性的CuNi／Al2O3催化剂上乙烯收率高16．4％,显示出CeO2改性CuNi／Al2O3催化剂的优异性能。     

高活性CuO/Al2O3催化剂的制备及加氢性能研究

负载型催化剂中表面活性组分的分散度影响催化剂的性能,因此,合理调控合成条件提高活性组分分散度是高效催化剂开发的有效策略。通过控制焙烧条件(氛围、温度、时长)制备了多种负载型铜基催化剂(CuO/Al₂O₃),利用SEM和XRD研究了合成条件对催化剂结构和表面组成的影响,考察了所制备催化剂在对硝基苯酚(4-NP)催化加氢反应中的性能。研究结果表明,在250℃、N₂氛围中热处理6 h所制备的催化剂在3 min内即可实现4-NP及其他芳香族硝基化合物90.5%的催化加氢效率。此外,该催化剂循环利用5次仍有较高的活性,在实际工业生产中具有巨大的应用潜力。     

Ni/Al2O3-SiO2催化剂表面性质及顺酐加氢性能

以Al₂O₃质量分数为10%的Al₂O₃-SiO₂复合氧化物为载体,通过浸渍法制备一系列不同Ni负载量的Ni/Al₂O₃-SiO₂催化剂。运用BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD-MS方法研究催化剂表面性质随活性金属Ni负载量的变化规律,探讨催化剂表面性质的变化对其顺酐加氢活性、选择性及催化剂稳定性的影响。结果表明,Ni/Al₂O₃-SiO₂催化剂中的Ni质量分数由5.0%增加至12.5%时,γ-丁内酯收率由7.9%快速增至38.9%,进一步增加Ni质量分数至20.0%,γ-丁内酯收率增加趋于平缓。催化剂中Ni活性物种与催化剂酸性中心的数量是影响催化剂顺酐加氢活性的主要原因。     

Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂制备及其催化氧化靛蓝废水研究

以三氧化二铝为载体,采用浸渍沉淀法制备系列Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂。采用TG-DTA,XRD及ESEM等技术对催化剂进行表征,确定催化剂的最佳焙烧温度为460℃。以次氯酸钠为氧化剂,同时考察m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)、m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)、m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)、pH对印染靛蓝废水处理的影响。结果表明:m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)=0.3,m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)=0.04,m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)=1∶11,pH=7,反应温度为20℃,常压反应时间为2 h时,COD的去除率为95.3%。     

以Al2O3为载体的Ni-Cu双金属催化剂催化3-羟基丙醛加氢

采用浸渍法制备了Ni-Cu/Al2O3双金属催化剂。运用XRD、H2-TPR手段对催化剂进行表征,并将其应用于3-羟基丙醛(HPA)加氢反应。结果表明,在所考察条件下,Cu具有较低的加氢活性。但当其作为Ni助剂存在时,可以使NiO的还原温度显著降低,催化剂经低温还原便表现出优异的加氢活性。经350℃还原的催化剂,在反应温度60℃,压力5 MPa,催化剂用量100 mL,进料量2 mL/min条件下,3-羟基丙醛转化率达到98%。     

Al2O3-ZrO2负载Ni2P催化剂加氢脱硫脱氮活性

采用浸渍-沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,通过程序升温还原法制备Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱技术对载体和催化剂进行表征,并以噻吩加氢脱硫、吡啶加氢脱氮反应为探针考察复合氧化物对Ni2P催化剂加氢活性的影响。结果表明,在Al2O3表面引入少量ZrO2,既保持了γ-Al2O3大比表面积的结构优势,又减少了P或Ni与Al2O3表面的接触,促进Ni2P的形成。载体中ZrO2质量分数20%的Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂活性最高,载体焙烧温度过高会导致催化剂活性下降。     

焙烧温度对NiMo/Al2O3催化剂加氢性能的影响

采用不同的焙烧温度制备系列NiMo/Al₂O₃催化剂,运用BET、XRD、SEM和HRTEM等分析手段对催化剂进行表征,并以催化裂化进料为原料,在固定床高压反应器上对催化剂的加氢性能进行评价,着重考察焙烧温度对催化剂活性组分结构及活性的影响。结果表明,焙烧温度的升高有利于活性组分在催化剂表面的分散,但同时会增强活性组分与载体之间的相互作用,使催化剂活性相中单片层MoS₂片晶的数量增加,导致催化剂活性下降。
     

不同粒径Pd/Al2O3催化乙炔加氢反应微观动力学分析

采用等量浸渍法制备了α-Al₂O₃负载的系列Pd催化剂,运用BET、XRD、ICP-AES、CO化学吸附、TEM等手段对催化剂进行了表征;根据部分析因实验设计方案进行动力学实验,采用微观反应动力学方法模拟和分析了所获稳定期本征动力学实验结果。结果发现,制备所得催化剂Pd颗粒的平均粒径分别为1.6、3.4、5.5 nm,CO化学吸附所测定达到活性稳定期后的催化剂表面Pd原子数与Hardeveld模型计算的Pd（111）表面原子数一致;模拟结果表明该微观动力学模型可以很好地模拟不同粒径催化剂上的动力学结果,在所研究范围内表面最丰物种为C₂H₄^*和C₂H₃^*,通过微观与宏观动力学的特征判断3种催化剂上乙炔加氢的速率控制步骤为乙烯基加氢生成乙烯。     

不同Pd/Ag配比Pd-Ag/Al2O3催化乙炔加氢微观反应动力学分析

乙炔加氢是乙烯工业中的重要精制反应。以α-Al₂O₃作为载体,采用分步等量浸渍法制备了不同Pd/Ag配比的加氢催化剂,使用N₂物理吸附、XRD、ICP、XPS、TEM和CO化学吸附等手段表征催化剂的结构和组成,根据正交实验设计方案进行动力学实验,建立了微观反应动力学模型,并根据动力学模拟结果和动力学参数值的变化分析了Ag助剂含量对乙炔加氢反应动力学的影响。研究结果表明,以Pd-Ag催化剂上碳二加氢的DFT计算结果为基础参数来源,经过吸脱附步骤活化能的优化,微观反应动力学模型可以很好地模拟不同Pd/Ag配比催化剂上的乙炔加氢反应动力学结果;在所研究范围内,各催化剂上加氢反应的表面最丰物种皆为C₂H₄^*,速率控制步骤为乙烯基加氢,不会随着Ag含量的不同发生变化;但是Ag含量的增加显著降低了氢气脱附活化能,提高了乙烯的选择性,这可能与Ag含量的提高增加了催化剂表面Ag和Pd之间的电子转移现象有关。     

Selective catalytic hydrogenation of naphthalene to tetralin over a Ni-Mo/Al2O3 catalyst

The selective catalytic hydrogenation of naphthalene to high-value tetralin was systematically investigated. A series of Al₂O₃ catalysts containing different active metals (Co, Mo, Ni, W) were prepared by incipient wetness impregnation. The effects of different active metals forms (oxidation, reduction, sulfuration) and reaction conditions on naphthalene hydrogenation were investigated and the catalysts were characterized by XRD, XPS, BET, NH₃-TPD and SEM. Especially, Ni-Mo/Al₂O₃ was first used in this reactive system. The results show that the oxidative 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ is the best catalyst for the preparation of tetralin. The conversion of naphthalene and the selectivity of tetralin can reach 95.62% and 99.75% respectively at 200 °C, 8 h and 6 MPa. Compared with reduced and sulfureted 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ catalysts, oxidative 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ has a well dispersed and uniform monolayer of the active metals, larger pore volume and size, and larger total acidity. NiO-MoO₃/Al₂O₃ has a synergistic effect between NiO activity and MoO₃ selectivity.     

Selective catalytic hydrogenation of naphthalene to tetralin over a NiMo/Al2O3 catalyst

The selective catalytic hydrogenation of naphthalene to high-value tetralin was systematically investigated. A series of Al₂O₃ catalysts containing different active metals (Co, Mo, Ni, W) were prepared by incipient wetness impregnation. The effects of different active metals forms (oxidation, reduction, sulfuration) and reaction conditions on naphthalene hydrogenation were investigated and the catalysts were characterized by XRD, XPS, BET, NH₃- TPD and SEM. Especially, Ni-Mo/Al₂O₃ was first used in this reactive system. The results show that the oxidative 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ is the best catalyst for the preparation of tetralin. The conversion of naphthalene and the selectivity of tetralin can reach 95.62% and 99.75% respectively at 200 ℃, 8 h and 6 MPa. Compared with reduced and sulfureted 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ catalysts, oxidative 4%NiO-20%MoO₃/Al₂O₃ has a well dispersed and uniform monolayer of the active metals, larger pore volume and size, and larger total acidity. NiO-MoO₃/Al₂O₃ has a synergistic effect between NiO activity and MoO₃ selectivity.     

镍/三氧化二铝油脂加氢催化剂研究

以铝酸钠和硫酸铝为原料制备铝胶,然后将可溶性镍盐、稀土硝酸盐与碱性沉淀剂中和后,加入到上述铝胶中,经水洗、干燥、还原即制得油脂加氢催化剂。氧化铝载体比表面积为(300±10)m2/g时,催化剂活性最高;综合考虑温度对氧化铝载体比表面积及催化剂过滤性能的影响,选取85℃为最佳温度;还原气中氮气、氢气体积比为3∶1时,得到的催化剂活性最好。该催化剂的活性评价结果表明,其性能已达到进口产品的水平。     

镍/氧化铝加氢催化剂的制备及性能研究

羟基新戊醛（HPA）的加氢多采用贵金属和铜系催化剂,为了更好地降低催化剂生产成本和操作成本,分别对比了共沉淀法和浸渍法制备的镍/氧化铝催化剂,并以HPA为原料,在固定床装置上考察了系列催化剂加氢合成新戊二醇（NPG）的催化性能。采用X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附（BET）、一氧化碳脉冲吸附等方法进行表征,结果表明,浸渍法制备的20%镍/氧化铝催化剂,比表面积较大,金属分散性好,且催化剂中的镍物种易被还原,其反应性能良好。在相对较温和的反应条件下,即反应温度为103 ℃、反应压力为3 MPa、液时空速为1 h^-1、氢醛物质的量比为10时,HPA转化率为100%,NPG选择性为99.3%。在1 000 h的长周期评价过程中,该催化剂保持了较好的活性,具有更好的工业化前景。     

Ｃｏ-Ｍｏ-Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３型裂解汽油加氢催化剂的研制

介绍了Ｃｏ-Ｍｏ-Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３型裂解汽油二段加氢催化剂的实验室制备工艺,包括载体成型、共浸液配制、喷浸与活化等过程。重点考察了金属负载量对催化剂活性的影响,确定出催化剂的组成范围。该催化剂在反应温度２３０～２８０℃,氢分压４.２ＭＰａ,体积空速４.７ｈ^－１,氢油体积比３００∶１的条件下,满足裂解汽油加氢的工艺要求,产品油溴价≤０.５ｇ-Ｂｒ／１００ｇ-油,二烯价为０。     

Co-M/Al2O3上环己烷的选择性氧化研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co-M/Al₂O₃(M=Cu，Zn，Ni)催化剂。在没有任何有机溶剂或助剂的条件下，研究了以空气为氧化剂的环己烷选择性氧化。所制备四种催化剂的活性为Co-Ni/Al₂O₃ >Co/Al₂O₃ >Co-Zn/Al₂O₃ >Co-Cu/Al₂O₃。在Co-Ni/Al₂O₃中Co、Ni的质量分数分别为4.0%和3.0%时活性最好。以Co-Ni/Al₂O₃为催化剂，在4.5 MPa、443 K下反应120 min，环己烷转化率达9.9%，环己酮和环己醇的总选择性达94.6%，n(酮)∶n(醇)为2.8。Co-Ni/Al₂O₃催化剂连续使用五次后活性基本不变。