Cu负载量对CuO/γ-Al_2O_3催化低浓度甲烷燃烧性能的影响

采用浸渍法制备了CuO/γ-Al_2O_3催化剂,用于低浓度甲烷(甲烷体积分数0. 7%)催化燃烧反应,考察了Cu负载量对催化剂性能的影响,并运用SEM、XPS对催化剂进行了表征。结果表明,不同Cu负载量的催化剂中铜均处于Cu2+氧化态,同时,当催化剂Cu负载量低于7%时,随着Cu负载量的增加甲烷转化率逐渐升高,但当Cu负载量继续增加至10%时,低浓度甲烷催化燃烧反应的表观活化能升高、甲烷转化率降低。SEM和XPS表明,Cu负载量达到10%时,CuO晶体颗粒变大、Cu周围电子云密度升高、活性组分分散性变差,从而影响了催化剂的催化性能。     

锰负载量对NSR催化剂Mn-K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了一系列非贵金属NO_x储存还原(NSR)催化剂Mn-K_2CO_3/γ-Al_2O_3,考察了不同锰的负载量对NSR催化剂的结构和催化活性的影响,同时考察了水和CO_2对NO_x储存量的影响。应用X射线衍射分析(XRD)、X射线吸收精细结构(EXAFS)、H_2程序升温还原(H2-TPR)、CO_2程序升温脱附测试(CO_2-TPD)等技术,对催化剂的结构进行表征。结果表明,锰主要是以MnO_2和Mn_3O_4的形式存在,还有少量的Mn_2O_3。随着锰负载量的增加,催化剂对NO_x的氧化还原能力增强,但催化剂的比表面积降低,使K_2CO_3的分散性降低,逐渐由表相K_2CO_3向体相K_2CO_3转变。NO_x的储存量受到催化剂氧化还原能力和K_2CO_3的分散性两方面因素的影响。当Mn/Al_2O_3的质量比为0.10的时候,NO_x的储存量最大,达到1.30 mmol·g~(-1),稀燃/富燃条件下,10个循环后,对NO_x的还原效率达到99%以上。向反应气中加入水和CO_2后,储存能力下降,其中CO_2对储存量的影响比水更大。     

B_2O_3负载量对MoO_3/CeO_2-Al_2O_3耐硫甲烷化性能的影响

考察B_2O_3负载量对于MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂对耐硫甲烷化活性的影响,利用BET、XRD、TEM、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的耐硫甲烷化活性随B_2O_3负载量增加呈现先升高后降低的变化规律;当B_2O_3负载量为0.5%时,催化剂的耐硫甲烷化活性最高,CO转化率达到55%。结合表征分析,发现添加B_2O_3会影响催化剂载体的结构和表面酸度,从而影响活性组分的分散程度,进而影响MoO_3/CeO_2-Al_2O_3催化剂的耐硫甲烷化性能。催化剂的晶化程度太高或单位面积上的强酸量太多均不利于甲烷化反应;较好的活性组分分散度有利于催化剂甲烷化活性的提高。     

刚果红染料废水的Cu/γ-Al_2O_3催化降解

通过浸渍法制备了不同负载量的Cu/γ-Al_2O_3催化剂,对刚果红采用催化湿式过氧化氢法(CWPO)进行降解,并对其催化降解刚果红的性能进行了研究。分别考察了催化剂中Cu的负载量、催化剂用量、H_2O_2用量、温度、pH、降解时间对催化剂性能的影响。结果表明,对于30 mg/L的刚果红模拟废水,催化剂中Cu负载量为3%,催化剂用量为0.2 g,H_2O_2用量为1.5 u L,温度为30℃,pH为5,降解时间为1.5 h时催化剂的降解性能最好,刚果红的降解率可达90.1%。     

脲溶液修饰γ-Al_2O_3及其对La_2O_3/γ-Al_2O_3催化肉桂醛MPV反应的影响

采用探针-TPD、探针-IR和电势测量等方法研究不同浓度脲溶液浸泡γ-Al2O3颗粒对γ-Al2O3表面酸碱性质的影响和脲修饰对γ-Al2O3及La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应的影响。结果表明,经不同浓度的脲溶液浸泡后,γ-Al2O3表面酸、碱位点强度分布均发生变化,催化肉桂醛MPV反应,生成肉桂醇的选择性随着修饰用脲溶液浓度增加而下降。以脲溶液修饰的γ-Al2O3为载体制备的La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应,具有与γ-Al2O3催化该反应类似的变化现象。     

Mo_2C负载量对甲烷二氧化碳重整制合成气催化剂Mo_2C/γ-Al_2O_3的影响

用浸渍法制备了不同M o2C负载量的M o2C/-γA l2O3系列催化剂,采用微型固定床连续反应器对其甲烷和二氧化碳重整制合成气反应进行了活性评价,并采用XRD方法对催化剂进行了结构表征。活性测试结果表明,M o2C负载量在15%~30%时,催化剂具有较好的CH4转化率和CO、H2选择性,但M o2C担载量过高和过低时催化剂活性均不高。XRD结果表明,催化剂的活性的差别与活性组分的碳化程度有关,也与部分碳化钼转化成二氧化钼有关。     

Ni/γ-Al_2O_3催化乙基咔唑加氢性能研究

以自制的镍基催化剂对乙基咔唑进行加氢性能研究。实验采用γ-Al2O3为载体,在乙二醇溶液中以水合肼为还原剂,制备了不同负载量的Ni/γ-Al2O3催化剂,采用X射线荧光分析、X射线衍射等检测手段对其表征,并在0.1 L的高压反应釜中对乙基咔唑进行催化加氢。实验表明:当Ni负载量为20%时,Ni/γ-Al2O3催化剂具有较优的催化性能;在反应温度200℃、反应压力6 MPa、负载量为20%的Ni/γ-Al2O3用量1.5 g的加氢条件下,10 g乙基咔唑可以加氢0.280 mol,吸氢转化率达91.2%。     

硼对NiMo/γ-Al_2O_3催化剂性能的影响

在载体成型过程中引入助剂硼,考察了硼的含量对氧化铝载体理化性质及催化剂性能的影响。结果表明,助剂硼的引入既可以改善氧化铝载体及催化剂的孔结构,又能有效地提高催化剂的表面酸性。尤其是提高了催化剂表面酸性位中Bronsted酸的比例。另外,采用适量硼助剂改性的加氢处理催化剂具有较高加氢脱氮和脱硫活性。但是过量硼的引入也导致了催化剂孔径分布趋于弥散,使活性组分的利用率下降,因此助剂硼加入量应限制在一定范围内。     

η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在CS_2催化水解反应中的性能比较

通过制备高纯度的前驱体湃铝石获得了η-Al_2O_3材料,采用XRD验证了η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在晶相结构上的差异,比较了两者的表面形貌、织构及酸碱性能,结果显示,η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3的比表面积相当,但η-Al_2O_3具有更弱的弱碱位和较少的强碱位,并拥有丰富的中等强度酸性位。将η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3作为催化剂应用于CS_2水解反应,结果表明,在(200～450)℃测试温度范围内,η-Al_2O_3催化剂对CS_2的水解活性始终优于γ-Al_2O_3,两种催化剂上CS_2反应的浓度效应也明显不同,推测与它们的酸碱性质影响了对CS_2的吸附能力有关,导致两者催化CS_2水解反应遵循了不同的机制。     

K/γ-Al_2O_3催化丙酸甲酯合成甲基丙烯酸甲酯

以K/γ-Al2O3作催化剂,丙酸甲酯(MP)为原料高效合成了甲基丙烯酸甲酯(MMA),考察了反应温度、MP质量分数、甲醛来源、K负载量、原料摩尔比及催化剂煅烧温度对反应的影响。结果表明,反应的最佳工艺条件为:反应温度320℃,MP质量分数20%,三聚甲醛作甲醛来源,催化剂K负载量为12.5%,MP与甲醛的摩尔比为1∶1,催化剂煅烧温度为1100℃。在此条件下,MMA收率为39.2%,选择性为76.1%。进一步研究表明,随着焙烧温度的升高,Al2O3的晶型也发生转变,γ-Al2O3比α-Al2O3的活性高,K—O—Al键的生成有利于催化剂性能的提高。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

Co-Cu-Ce-Fe/γ-Al_2O_3催化剂催化分解N_2O的性能

以等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载的Co、Cu、Ce和Fe氧化物催化剂,利用正交试验设计实验条件,采用XRD、BET和H_2-TPR等对催化剂进行表征,并考察活性组分对催化剂催化分解N_2O活性的影响。结果表明,催化剂具有尖晶石结构,其BET比表面积随着金属氧化物负载量增加而降低。催化剂中铜的氧化物可以降低还原峰温度,进而明显提高催化活性,Co和Fe的加入对活性有一定的提高,Ce对催化活性没有明显影响。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

CuO/γ-Al_2O_3类Fenton试剂降解乙硫氮

Cu O/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解乙硫氮的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的p H,可在p H 4~5条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜p H一般在3以下。采用单因素及正交实验法对CODcr的去除率进行了研究,考察了p H、反应时间、过氧化氢用量及催化剂投加量对降解效果的影响。研究结果表明,反应的最佳条件为:p H为5,催化剂投加量为4 g/L,过氧化氢用量为0.3 g/L,反应时间大于50分钟。在此反应条件下,CODcr最大去除率达61.7%。该反应体系难以完全去除CODcr,乙硫氮的降解产物成分及其对环境的影响有待进一步研究。     

热处理对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3性质的影响

采用不同的焙烧温度和时间对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3进行热处理,并采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段,揭示了热处理条件对这两种Al_2O_3性质的影响规律,并结合表征结果分析了Al_2O_3的相变机理。结果表明,γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3在低温处理时具有一定的结构稳定性,高温下均向稳定的α相转变。低于相变温度处理两种Al_2O_3时,其比表面积和总孔容随焙烧温度的升高有所减少,但经长时间热处理仍保持较高的比表面积和总孔容。在高温条件下,γ-Al_2O_3在900℃转变为θ相,在1 200℃转变为α相;θ-Al_2O_3在1 100℃逐渐向α相转变,且随着焙烧时间增加,α相的含量逐渐增加,在1 200℃快速转变为单一的α相。两种Al_2O_3在高温条件下向α相转变时,孔结构完全坍塌导致比表面积和总孔容迅速降低,形成致密结构的α-Al_2O_3。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。     

浸渍法制备Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂及其催化性能

采用等体积共浸渍法和分步浸渍法制备Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂,并在固定床反应器上进行正丁烷脱氢实验研究。结果表明,与共浸渍法相比,分步浸渍法制备的催化剂表现出更高的催化活性。采用等体积浸渍法制备催化剂时,活性组分与载体之间会发生竞争吸附作用,这会影响活性金属组分在载体表面的分散度,进而影响催化剂活性。     

氯对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂及其性能的影响

制备了不同氯含量的Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线荧光光谱仪(XRF)、低温氮吸附-脱附法、氨-程序升温脱附法(NH_3-TPD)、氢气程序升温还原法(H_2-TPR)、热重(TG)分析等手段考察了氯含量对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂物性、表面酸性、铂分散度等的影响。通过异丁烷脱氢反应,考察氯对催化剂脱氢性能及积炭的影响。结果表明:适宜的催化剂表面酸性能够提高催化剂的性能,当氯质量分数为0.9%时,催化剂表现出较高的活性和选择性。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3的CO氧化性能

采用柠檬酸络合法制备一系列不同铜铈比的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、H2-TPR对其进行表征,采用连续固定床微反装置对Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化氧化活性进行评价。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的XRD图谱中除归属于γ-Al_2O_3的晶相峰外,还出现CuO和CeO_2的晶相峰。高温水热引起活性组分CeO_2的晶粒聚集、长大和尖晶石结构CuAl2O4物质的生成;CuO-CeO_2之间的共生共存与相互作用,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂中具有非完整结构的[Cu2+1-xCu+x][O1-12x12x]增多,Cu+离子和氧空位增多,有利于其H2-TPR还原峰温度向低温区偏移,有利于提高其CO的催化氧化活性,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的TCO50和TCO90降低。Cu与Ce物质的量比为5∶5制备的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3-55催化剂的TCO50和TCO90分别降至最低的162℃和199℃,表明此时的Cu-Ce-O协同效应最佳;CuO-CeO_2二相的共生共存与相互作用有利于减少高温水热环境下活性组分的聚集和晶粒长大,有利于Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂能够保持较高的CO催化氧化活性。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化氧化深度处理造纸废水

以等体积浸渍法制备了负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,分别采用XRD、SEM和BET对催化剂结构进行了表征。研究了Fe2O3/γ-Al2O3催化氧化深度处理造纸废水的工艺,分别考察了反应温度、催化剂加入量、H2O2加入量等因素对造纸废水降解效果的影响,得出较佳的催化氧化处理造纸废水的工艺条件。在反应温度为70℃,催化剂投加质量浓度为2.5 g/L,H2O2投加质量浓度为3.7 g/L,pH=8.10,反应时间90 min条件下,造纸废水COD去除率可达86.2%,脱色率达到98.6%以上。催化剂稳定性高,铁离子析出质量浓度为0.08 mg/L,对反应影响可以忽略。