S_2O_8~(2-)/ZrO_2-SiO_2固体超强酸的合成及其催化合成硬脂酸正丁酯

以五水硝酸锆和九水硅酸钠为锆源和硅源、过硫酸铵为浸渍液,采用共沉淀法制备了S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂,并对催化剂进行了XRD,FTIR,SEM表征。以硬脂酸和正丁醇酯化合成硬脂酸正丁酯反应为探针,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯化反应的影响。表征结果显示,SiO2的引入延迟了ZrO2的晶化和晶相的转化,当焙烧温度为550℃时,催化剂中四方晶型ZrO2结构和单斜晶型ZrO2结构同时存在,催化剂表面呈针状。在n(硝酸锆)∶n(硅酸钠)=2.0∶1.5、浸渍液过硫酸铵浓度0.5 mol/L、浸渍时间2 h、焙烧温度450℃、焙烧时间3 h的条件下制备的S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸的催化活性较好。酯化反应的适宜条件为:硬脂酸用量5.7 g、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120℃、反应时间2.5 h;在此条件下,酯化率可达98.3%。     

焙烧温度对Al2O3载体及Pd／Al2O3催化剂性能的影响

采用CO2气体成胶制备了Al2O3载体,考察了载体焙烧温度对载体和相应Pd／Al2O3催化剂物理化学性质及催化性能的影响,并采用X射线衍射、BET等技术对载体及催化剂性能进行了表征。结果表明,随焙烧温度的升高,载体的比表面积、孔容减小,平均孔径逐渐增大,孔分布较集中。所制得的拟薄水铝石较纯净。400—800℃焙烧时,Al2O3载体只有γ—Al2O3晶型;1050℃时,主要以θ-Al2O3为主;到1250℃已完全转变为α—Al2O3。Pd／Al2O3催化剂均具有较高的双烯加氢活性和选择性,其中以970℃和1050℃焙烧载体制备的催化剂为最优。     

异辛烷蒸汽重整制氢的研究Ⅱ.抗硫中毒Pt/CeO2/Al2O3催化剂的程序升温还原表征

利用程序升温还原方法研究了Pt/CeO2/Al2O3催化剂中Pt与CeO2/Al2O3载体间的强相互作用,考察了γ-Al2O3、CeO2/Al2O3载体和Pt/CeO2/Al2O3催化剂焙烧温度、Pt和CeO2负载量对催化剂还原行为的影响。表征结果显示,用800℃焙烧的γ-Al2O3负载质量分数15%的CeO2,再在450℃焙烧后制备的CeO2/Al2O3载体的CeO2还原活性最好,以该载体负载质量分数0.8%的Pt,再在600℃焙烧后制备的Pt/CeO2/Al2O3催化剂为最优化催化剂。该催化剂中Pt-CeO2间形成较强的相互作用,Pt分散性好,从而显著促进表面CeO2的还原及Pt-Ce-Al三者间形成较好的协同作用。在异辛烷蒸汽重整反应中,这种协同作用可能对有机硫快速转化生成H2S有促进作用,从而抑制硫物种在催化剂表面的沉积。     

焙烧温度对负载型Mo基催化剂结构与甲烷化性能的影响

以浸渍法制备得到的CeO2-Al2O3复合氧化物载体于500℃或700℃焙烧处理,浸渍Co和Mo物种后得到Co-Mo/(CeO2-Al2O3)催化剂前驱体,再于500℃或700℃进行焙烧处理得到催化剂。采用N2物理吸附、H2程序升温还原、X射线衍射及扫描电子显微镜对催化剂进行了表征,在固定床上于550℃,3MPa,5000h-1,n(H2)/n(CO)为1.0且含有H2S的合成气中对催化剂的甲烷化性能进行了测试。结果表明CeO2-Al2O3载体的焙烧温度对催化剂比表面积有较大影响,而催化剂表面Co与Mo物种的分散度主要受催化剂前驱体焙烧温度的影响。当CeO2-Al2O3载体于500℃焙烧催化剂前驱体于700℃焙烧后,Co与Mo物种的分散度最好,催化剂甲烷化活性最高。     

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%。     

制备方法对BaAl_(12)O_(19-α)催化剂结构和甲烷催化燃烧活性的影响

采用反相微乳液法、普通氨水共沉淀法制备BaAl12O19-α六铝酸盐催化剂及其中的Al3+部分被Mn2+取代的BaMnAl11O19-α催化剂,研究了合成方法、Mn2+取代部分Al3+对催化剂晶相结构、比表面积、粒径以及甲烷催化活性的影响。结果表明,反相微乳液法制备的催化剂经1200℃焙烧后更有利于形成六铝酸盐晶相,且具有粒径小、比表面积大、甲烷催化活性高的特点。与BaAl12O19-α相比,BaMnAl11O19-α催化剂具有更高的比表面积(42.87m2/g)和更优异的催化活性,起燃温度T10%为473℃,T90%为668℃。     

载体焙烧温度对Pd／TiO2催化剂上对羧基苯甲醛加氢性能的影响

采用浸渍法以TiO2成型载体制备了Pd/TiO2催化剂.采用BET、XRD、XPS、H2-TPR等手段对所制备的催化剂进行了表征.将不同温度下焙烧的TiO2为载体制备的Pd/TiO2催化剂用于粗对苯二甲酸(CTA)中的主要杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)的催化加氖反应,考察了载体焙烧温度对其所制备的催化剂活性的影响.结果表明,随着TiO2成型载体焙烧温度的升高,Pd/TiO2催化剂的比表面积和孔容降低,平均孔径增大.Pd/TiO2催化剂样品XRD谱中未检测到金属Pd的特征衍射峰,同时催化剂中TiO2的晶相始终保持锐钛型结构.Pd/TiO2催化剂表面Pd的比表面积随着载体焙烧温度的升高而降低.载体焙烧温度的高低可改变PdHx物种在其所制备的催化剂表面的数量及其结合状态.当TiO2载体焙烧温度为500℃时,所制备的Pd/TiO2催化剂表面Pd的比表面积最大,催化剂的加氢活性最高,在反应温度280℃、H2分压0.6 MPa、反应时间0.3 h的条件下,4-CBA转化率可达到99.5%以上.     

以镁铝尖晶石为载体的脱硝催化剂的制备及性能评价

采用酸法制备镁铝尖晶石(MAS)载体,以等体积浸渍法制备Cu-Ce-O/MAS催化裂化脱硝催化剂,使用XRD,BET,H2-TPR等手段对样品进行表征,小型脱硝评价装置评价催化剂的脱硝性能。结果表明：当浓盐酸与Al2O3摩尔比为0.15、MgO与Al2O3摩尔比为1.0时制得的MAS载体结晶良好,比表面积和孔体积分别为149.8 m2/g和0.55 mL/g;Cu-Ce-O/MAS脱硝催化剂的比表面积和孔体积分别为135.2 m2/g和0.59 mL/g;活性氧化物在MAS表面分散程度高,还原峰温度低;脱硝反应中Cu-Ce-O/MAS催化剂的起始反应温度低,转化率在250 ℃时达到100%。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂的表征及其催化合成均苯四甲酸四异辛酯

用共沉淀法制备了系列SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂,用X射线衍射、NH3程序升温脱附、热重分析、X射线能谱、红外光谱、等温吸附等方法对SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂进行了表征。表征结果表明,SO42-/T iO2催化剂中加入A l可以阻止T iO2的晶化;增加固体超强酸表面酸强度和酸量;稳定催化剂表面的S,减少其在高温焙烧下的流失量;增大催化剂的比表面积。SO42-/T iO2-A l2O3固体酸催化剂在合成均苯四甲酸四异辛酯的反应中有很高的活性,在A l摩尔分数23.1%、焙烧温度400℃时,催化活性最好,反应2h后,转化率达到98.2%。     

Ce-Ca-Mg-Al-O催化剂的制备、表征及其酯交换性能

以硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀及焙烧的方法制备了Ce-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂,采用单因素实验考察了制备条件对催化剂活性的影响。应用Hammett指示剂滴定法,采用TG,BET,XRD,SEM等方法对催化剂及其前体进行了表征。实验结果表明,制备催化剂的优化条件为:n(Ce)∶n(Ca)∶n(Mg)∶n(Al)=0.100∶3.0∶3.0∶2、反应温度115℃、焙烧温度700℃及焙烧时间6 h;将优化条件下制备的催化剂用于蓖麻油与甲醇的酯交换反应,在n(醇)∶n(油)=9∶1、m(催化剂)∶m(油)=0.04∶1、搅拌转速为550 r/min、反应温度65℃及反应时间为4 h的条件下,蓖麻油转化率可达96.00%。表征结果显示,催化剂的碱强度为7.2~11.2;BJH脱附比表面积为52.20 m~2/g、BJH脱附孔体积为0.102 cm~3/g。     

非均相类Fenton体系催化氧化脱除模拟汽油中噻吩

以Fe元素作为主要金属组分,γ-Al2O3为载体,制备负载不同第二金属组分的XO-Fe2O3/γ-Al2O3双金属催化剂(X为La,Ce,Co,Cu),采用XRD、SEM、氮气吸附-脱附等手段对催化剂进行表征;以H2O2为氧化剂,噻吩为模型硫化物,将含噻吩的正辛烷作为模拟汽油,研究非均相类Fenton试剂催化氧化脱硫过程,考察催化剂中金属元素种类、n(H2O2)/n(S)、催化剂用量等对氧化脱除噻吩效果的影响。结果表明:Fe2O3/γ-Al2O3具有一定的催化H2O2氧化脱硫活性,非均相类Fenton试剂可以催化H2O2产生·OH;在Fe2O3/γ-Al2O3中掺杂少量其它金属可以改变其催化活性,其中以加入Cu后的催化剂活性最高,Cu起到了催化剂助剂的作用,催化剂呈现明显的介孔性质;对于30mL噻吩质量分数为526μg/g的模拟汽油,以CuO-Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂,在反应温度333K、催化剂加入量0.2g、n(H2O2)/n(S)=7.40、反应时间120min的条件下,噻吩脱除率达到95.3%以上,有效硫质量分数降至9.4μg/g,达到超深度脱硫效果。     

Mo_2N催化剂加氢脱硫性能的研究

在中压反应装置中以环己烷６９％（ｍ），环己烯２０％（ｍ），苯１０％（ｍ），噻吩１％（ｍ）混合液为反应物，考察了不同比表面Ｍｏ２Ｎ的加氢脱硫（ＨＤＳ）、环己烯加氢（ＨＹＤ）和苯加氢（ＢＨＤ）的活性。表面积大的催化剂，ＨＤＳ、ＨＹＤ活性均高，但若用比活性比较，则刚好相反。在一较宽温度范围内测试Ｍｏ２Ｎ催化性能，ＨＤＳ和ＨＹＤ活性随温度升高而增加，但各温区变化幅度差异较大。对Ｍｏ２Ｎ催化剂采用３种预处理方法：（１）４００℃下Ｈ２还原；（２）４００℃下Ｈ２Ｓ／Ｈ２硫化；（３）不处理。结果表明，ＨＤＳ和ＨＹＤ活性顺序为预还原＞不处理＞预硫化。预还原处理的Ｍｏ２Ｎ具有接近硫化态商品ＮｉＣｏＭｏ／Ａｌ２Ｏ３的催化剂性能，此催化剂具有良好的应用前景     

新型Mo/TiO2的噻吩加氢脱硫性能

 以二氧化钛(TiO2)晶须成型材料为载体，采用过量浸渍法制备了MoO3负载量为7.2%(质量分数)的新型Mo/TiO2加氢脱硫催化剂。利用XRD、BET等手段对该催化剂进行表征，并且在催化剂中压微反活性评价装置上考察了不同操作条件对其噻吩加氢脱硫性能的影响。结果表明，新型Mo/TiO2为纯锐钛矿相；TiO2晶须成型载体负载了7.2%MoO3后，比表面积由93m2/g 变为72m2/g，孔容由0.27cm3/g变为0.23cm3/g，下降均不明显。该Mo/TiO2催化剂直接用于噻吩加氢脱硫反应时，5h内即达较高活性，能把模型溶液中的噻吩质量分数由1300μg/g降至5μg/g以下。在反应温度300~330 ℃、H2分压1.5~3.0 MPa、氢/油体积比155~250、体积空速3.0~5.0 h-1的条件下，新型Mo/TiO2催化剂上噻吩加氢脱硫转化率接近100 %，运行500h没有明显失活迹象。     

庚烯与H2S在酸性催化剂上反应机理研究II-噻吩/烷基噻吩生成机理

 为了研究催化裂化汽油中噻吩类含硫化合物的生成机理，分别在小型固定流化床(FFB)装置和小型流化床装置(ACE)中考察了庚烯与H₂S、己硫醇在固体酸催化上的反应。结果表明，在固体酸催化剂上己硫醇主要分解为H₂S与烯烃，转化为噻吩类含硫化合物的概率很小。因此，在庚烯与H₂S反应中，噻吩及烷基噻吩的生成不是以饱和硫醇为过渡态，而是以不饱和硫醇为过渡态。烯烃在催化剂的L酸中心作用下失去负氢离子生成烯基正碳离子，烯基正碳离子与H₂S结合生成不饱和硫醇，不饱和硫醇接着进行负氢离子转移、环化，并进一步脱氢生成噻吩或烷基噻吩。在400℃~500℃下, 噻吩及烷基噻吩的生成反应是吸热反应，其平衡收率比较高。不饱和硫醇过渡态经负氢离子转移、环化后再夺氢生成四氢噻吩的反应是放热反应, 平衡收率很低。固体酸催化剂提供了大量具有脱氢活性中心的L酸，且烯烃与H₂S在贫氢的酸催化环境里反应只有生成具有共轭结构的五元噻吩才是最稳定的，因此噻吩或烷基噻吩是烯烃与H₂S反应的主要产物。噻吩与烯烃发生烷基化反应生成烷基噻吩，烷基噻吩在酸性催化剂表面上发生负氢离子转移、环化、脱氢反应生成甲基苯并噻吩。     

硫化氢对渣油加氢脱金属的影响

以科威特常压渣油(AR)为原料,渣油催化裂化装置的轻循环油(LCO)作为高芳香性添加剂,考察了H2S以及H2S联合高芳香性添加剂对Al2O3和NiMoS/Al2O3催化剂上渣油加氢脱金属反应的影响。结果表明,H2S通过3个途径明显促进了渣油加氢脱金属反应,即（1）供氢;（2）与金属卟啉化合物中的金属原子配位,使得金属氮键易于裂解,降低金属卟啉化合物分子的稳定性;（3）促进硫化态催化剂表面硫空位可逆地转化成饱和位。在低金属脱除率的情况下,这种促进作用表现明显;在高金属脱除率的情况下,由于剩余的金属化合物基本交联在沥青质中,难以脱除,这种促进作用表现有限。     

硫粉改性Mo基耐硫甲烷化催化剂

采用常规的H2S/H2混合气硫化方式和硫粉改性的硫化方式对15%(w)Mo/Al2O3和20%(w)Mo/25%(w)CeO2-Al2O3催化剂进行硫化处理,并考察了两种硫化方式处理的催化剂的耐硫甲烷化性能。实验结果表明,在600℃下,硫粉改性硫化处理的15%(w)Mo/Al2O3和20%(w)Mo/25%(w)CeO2-Al2O3催化剂上的CO转化率分别为60.3%和71.0%,而常规硫化方式处理的两种催化剂上的CO转化率仅为49.8%和61.2%,硫粉改性硫化的效果明显优于常规硫化。结合N2吸附-脱附、XRD、Raman光谱、XRF等表征手段对两种不同硫化方式处理的催化剂进行物相和结构分析的结果表明,两种硫化方式均能实现MoO3的完全转化,而硫粉改性的硫化方式可以促进Mo的硫化,提高n(S)∶n(Mo),使催化剂中出现晶态的MoS2。     

Pd-CeO_2/Al_2O_3催化剂的加氢脱硫性能

采用浸渍法制备了Pd/Al2O3和Pd-CeO2/Al2O3催化剂,以噻吩加氢脱硫为探针反应,考察了CeO2对Pd/Al2O3催化剂的改性作用及制备方法对Pd-CeO2/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响;采用X射线衍射、程序升温还原、程序升温脱附和噻吩吸附等方法表征了催化剂的吸附性能和酸性。实验结果表明,与Pd/Al2O3催化剂相比,分浸法制备的Pd-CeO2/Al2O3催化剂的H2吸附量下降了25%,但噻吩吸附能力增加了35%,加氢脱硫活性得到提高。Pd-CeO2/Al2O3催化剂中的Pd-Ce相互作用使Ce主要以近似于+3的价态存在,Ce3+可能是不同于B酸的另一种噻吩吸附中心。与共浸法制备的Pd-CeO2/Al2O3催化剂相比,分浸法制备的Pd-CeO2/Al2O3催化剂的Pd-Ce结合作用较强,导致Ce3+含量较高,从而具有较高的加氢脱硫活性。     

助剂对CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂在CO_2加氢制甲醇反应中性能的影响

采用共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al2O3催化剂,并以金属氧化物为助剂对其进行了改性,在固定床连续流动反应装置上考察了6种助剂改性的CuO-ZnO-Al2O3催化剂对CO2加氢合成甲醇反应的催化性能。采用N2静态吸附、X射线衍射、H2-程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,用ZrO2或Ag2O改性CuO-ZnO-Al2O3催化剂后,在240℃、2.0MPa、重时空速3600h-1、n(H2):n(CO2)=3:1的反应条件下,CO2转化率提高了约2个百分点,甲醇选择性提高了约4个百分点,甲醇收率提高了约1个百分点;ZrO2改性增大了CuO-ZnO-Al2O3催化剂的比表面积,提高了催化剂表面Cu物种的分散度;Ag2O改性可能使CuO-ZnO-Al2O3催化剂产生了新的活性中心Ag+。     

有机硫化物对Ni/Al_2O_3催化剂催化异戊二烯选择加氢的影响

在流体并流向上的气液固三相固定床反应器中考察了多种有机硫化物对Ni/Al2O3催化剂催化异戊二烯加氢活性的影响。实验结果表明,在低温(65℃)和液相加氢(压力1.0MPa)条件下,二甲基二硫醚和丁硫醇使Ni/Al2O3催化剂催化异戊二烯加氢活性显著下降;且随原料中硫含量的增加,异戊二烯加氢活性下降的程度增大。在硫含量相同(w(S)=90μg/g)的情况下,同系硫化物中,低碳数硫化物的毒性小于高碳数硫化物;同碳数硫化物使催化剂失活程度的大小顺序为:乙硫醇>二甲基二硫醚二甲基硫醚;相同烷基硫化物使催化剂失活程度的大小顺序为:二乙基二硫醚>乙硫醇二乙基硫醚,且二甲基硫醚、二乙基硫醚与噻吩的毒性相近,对Ni/Al2O3催化剂加氢活性的影响较小。