CO/H_2合成低碳烯烃催化剂制备的研究

提出了以Ｆｅ３（ＣＯ）１２为母体制备高担载量、高分散ＣＯ／Ｈ２制取低碳烯烃催化剂的方法，即分布回流浸渍法。用ＸＲＤ等表征，尽管Ｆｅ含量高达１１％（ｍａｓｓ），但它在载体表面仍处于高分散状态。同时考察了脱羰基温度、不同Ｆｅ含量、不同载体对制备催化剂的影响。结果表明，以Ｙ分子筛为载体、Ｆｅ含量５．４％（ｍａｓｓ）、３００℃脱羰基比较适宜，ＺＳＭ－５是一种优良的载体，以其制备的催化剂对低碳烯烃选择性高达９９．８％     

担载型铁催化剂上CO_2加H_2合成低碳烯烃的研究

考察了母体、铁担载量、载体、助剂和反应条件对ＣＯ２／Ｈ２合成低碳烯烃担载型铁催化剂催化性能的影响。结果表明，Ｆｅ２（ＣＯ）１２／ＺＳＭ－５催化剂在最佳反应条件下对低碳烯烃（尤其是乙烯）具有极高选择性和良好活性。并用Ｍｏｓｓｂａｕｒｅ谱、ＴＥＭ等对催化剂进行了表征。     

CO_2加氢制低碳烯烃Fe/Silicalite-2催化剂研究 Ⅱ.催化剂制备研究

铁是ＣＯ２加氢制低碳烯烃的催化活性组分，其含量的增加将明显提高ＣＯ２转化率和反应产物中烃类摩分率；ＭｎＯ是Ｆｅ／Ｓｉ－２催化剂ＣＯ２加氢制低碳烯烃的有效助剂，提高ＭｎＯ含量，有利于提高ＣＯ２加氢制低碳烯烃的选择性，尤其可明显提高烃类产物中的烯、烷比值。结果还表明，ＭｎＯ助剂对甲烷生成量的影响不明显；而Ｋ２Ｏ助剂则可抑制甲烷生成，从而进一步提高低碳烯烃选择性，表明ＭｎＯ和Ｋ２Ｏ是Ｆｅ／Ｓｉ－２催化剂ＣＯ２加氢制低碳烯烃的重要助剂。     

CO_2加氢制低碳烯烃Fe/Silicalite-2催化剂研究 Ⅲ.K-Fe-MnO/Silicalite-2催化剂性能考察

研究开发了一种具有高催化活性和高低碳烯烃选择性的Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２担载型催化剂；考察了Ｖ（ＣＯ２）／Ｖ（Ｈ２）比、反应温度、反应气空速和反应压力对Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂ＣＯ２加氢反应制低碳烯烃选择性及催化活性的影响；考察催化剂稳定性及再生性能，对催化剂进行差热－热重分析结果表明，Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂具有很好的催化稳定性能。     

负载型硫酸铁对烯烃齐聚催化作用的研究 Ⅳ.不同方法制备的 Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3 的丙烯齐聚反应的考察

考察了不同方法制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂对丙烯齐聚反应的催化性能。结果表明，Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３的制备方法对催化剂的催化活性有很大的影响。与直接将Ｆｅ２（ＳＯ４）３担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上的制备方法相比，先担载Ｆｅ（ＮＯ３）３于γ－Ａｌ２Ｏ３上，焙烧后再担载（ＮＨ４）２ＳＯ４，再焙烧；或先用氨水将Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液调至ｐＨ＝１．２后形成胶体、再担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上制备的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性都有明显的提高，这些催化剂表现出更强的酸性。用铝胶替代γ－Ａｌ２Ｏ３浸渍于Ｆｅ２（ＳＯ４）３溶液中，焙烧后制得的Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３也表现出较高的活性，其酸量增大。当Ｆｅ２Ｏ３Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｆｅ２Ｏ３与Ｆｅ２Ｏ（ＳＯ４）３的Ｆｅ原子比为１５、１２、１１时，催化剂表现出较高的丙烯齐聚催化活性。此类催化剂上出现超强酸中心。强酸中心的增强归于Ｆｅ２Ｏ３与ＳＯ２－４的相互作用。     

CO_2加氢制低碳烯烃的Fe／Silicalite－2催化剂研究──Ⅰ．催化剂性能及反应机理探讨

Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂具有较佳的ＣＯ２加氢合成低碳烯烃性能，并随碱金属钾助剂的添加而明显改善；其ＣＯ２加氢反应具有（１）ＣＯ２＋Ｈ２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ和（２）ＣＯ＋（ｍ／２ｎ＋１）Ｈ２１／ｎＣｎＨｍ＋Ｈ２Ｏ两步反应机理；应用该反应机理，解释了ＣＯ２／Ｈ２比、反应温度、反应压力、反应气空速等对Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／Ｓｉ－２催化剂ＣＯ２加氢反应性能的影响；探讨了催化剂中Ｋ２Ｏ助剂的作用。     

H2/CO中Fe3(CO)12/Y催化剂小金属离子特性研究

以Fe3(CO)12为母体制备的Fe3(CO)12／Y催化剂在较低反应温度280℃表现出高活性和低碳烯烃选择性,而以Fe(NO3)3为母体制备的Fe(NO3)3／Y催化剂无催化活性。Fe3(CO)12／Y和Fe(NO3)3／Y催化剂在程序升温反应中CO和H2浓度变化曲线呈现截然不同的两种变化趋势,前者为小金属粒子异变趋势,后者为普通金属粒子顺变趋势。Fe3(CO)12／Y催化剂高活性及低碳烯烃选择性与其高分散小金属粒子特性密切相关。     

CO_2与CO在Ni／Al_2O_3催化剂上的吸附行为

对比研究了不同还原温度下ＣＯ２与ＣＯ在Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的吸附行为。结果表明，在５２３Ｋ、５７３Ｋ、６７３Ｋ和７２３Ｋ还原后形成的Ｎｉ物种均是良好的ＣＯ吸附中心，且随着还原温度的升高，ＣＯ吸附量增大。但当还原温度升高至７７３Ｋ时，催化剂对ＣＯ的吸附能力急剧下降。对ＣＯ２而言，仅当催化剂经５７３Ｋ还原时可获得良好的ＣＯ２活化吸附中心，７７３Ｋ还原时则与ＣＯ的吸附相似，催化剂几乎丧失对ＣＯ２的吸附能力。不同的还原温度，不仅造成催化剂上吸附中心数目的改变，同时催化剂上吸附中心的性质也要发生变化。对ＣＯ２的活化吸附需要与ＣＯ不同的吸附中心。     

负载型硫酸铁对烯烃齐聚催化作用的研究 Ⅱ.Fe_2(SO_4)_3/γ-Al_2O_3对1-丁烯齐聚反应催化作用的考察

通过Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３对１－丁烯齐聚反应催化性能的考察，发现该催化剂在温和的条件下对１－丁烯齐聚反应具有高的催化活性和二聚物、三聚物选择性。氨不可逆吸附测定及ＮａＯＨ中毒试验结果表明，Ｆｅ２（ＳＯ４）３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂上１－丁烯齐聚反应是以酸催化机理进行的。通过与ＦｅＣｌ３／γ－Ａｌ２Ｏ３及ＳＯ２－４／γ－Ａｌ２Ｏ３催化１－丁烯齐聚反应的对比，进一步肯定了ＳＯ２－４及其与γ－Ａｌ２Ｏ３相互作用对产生新的酸中心有重要的作用。     

CO_2加氢一步合成二甲醚催化剂的研究进展

针对CO2加氢一步合成二甲醚催化剂的活性载体、助剂、沉淀剂及沉淀次序、焙烧温度和制备方法等对中间产物甲醇合成的影响进行了综述,介绍了甲醇脱水催化剂组分的研究现状,并对催化剂的失活原因进行了分析,同时阐述了甲醇合成与甲醇脱水复合结构催化剂的研究趋势,最后提出了高效催化剂的研究开发思路。     

预处理条件对Fe-Mn催化剂催化CO加氢合成低碳烯烃性能的影响

制备了一系列Fe-Mn催化剂,考察了预处理条件对其催化CO加氢合成低碳烯烃性能的影响。实验结果表明,用CO处理的催化剂较用H_2处理的催化剂具有较高的烯烃选择性;在CO气氛、300℃下还原4h的催化剂上,产物C_(2～4)烃中烯烃与烷烃的质量比可达5.88;碳化温度升高,重质烃含量增加;但在CO气氛、400℃下还原4h的催化剂上,产物中重质烃含量有所下降。XRD和XPS表征结果显示,用CO处理的催化剂中有碳化物生成,且高温、CO处理的催化剂表面有大量的碳化物生成;CO_2(CO)-TPD表征结果显示,碳化过程增强了催化剂的表面碱性,增强了CO的吸附能力,相对加氧能力减弱,烯烃选择性提高,促进了链增长。但同时CO吸附能力的增强,促进了CO高温预处理下的碳沉积,进而抑制了重质烃的生成。     

二氧化碳加氢直接合成二甲醚催化剂的研究——沉淀次序对复合催化剂结构和性能的影响

以草酸乙醇溶液为沉淀剂,采用不同的沉淀次序(并流、反加和正加)制备了CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5复合型催化剂,对CO2加氢直接合成二甲醚反应的催化活性顺序为:并流法催化剂>反加法催化剂>正加法催化剂。3种复合催化剂的还原温度由低到高的顺序为:并流法催化剂<反加法催化剂<正加法催化剂。在沉淀过程中,反加法和正加法均形成类胶体沉淀,相应催化剂的比表面积也较大。IR研究发现,催化剂在1101cm-1处表现Cu/Zn/Al氧化物与HZSM-5分子筛之间相互作用的IR吸收峰强度与其催化活性间存在对应关系。XRD结果表明,并流法得到的催化剂前驱体中有铜锌同形取代现象,有利于催化剂活性的发挥。     

焙烧温度对CO_2加氢合成二甲醚催化剂的影响

考察了焙烧温度对二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂CuO-ZnO-A l2O3/HZSM-5的影响,研究结果表明,焙烧温度为673 K时,催化剂中CuO和ZnO的相互分散程度较好,催化剂中氧化铜物种比较容易还原,复合催化剂表面具有较强的酸性中心,对于二氧化碳加氢直接合成二甲醚的催化活性最为理想。焙烧温度过高,会导致催化剂中CuO和ZnO粒子发生聚集、长大甚至烧结,催化剂的比表面积急剧下降,催化剂的还原变得困难,催化剂对氢的吸附量减小,催化剂的表面酸量减少,较强的表面酸中心消失,催化活性显著降低。     

甲烷部分氧化铑基催化剂的活性中心本质研究

采用脉冲反应技术,研究了ＣＨ４、ＣＨ４／Ｏ２（２／１）在还原态和氧化态铑基催化剂上的反应情况。观察到,在第一个ＣＨ４／Ｏ２（２／１）脉冲反应点中,氧化态催化剂上的甲烷转化率、ＣＯ２选择性显著高于还原态催化剂;从第二个脉冲反应点开始,氧化态催化剂上的甲烷转化率、产物选择性均与还原态催化剂上的基本接近,表明在第一个ＣＨ４／Ｏ２（２／１）脉冲反应点中,氧化态催化剂中的铑氧化物已被甲烷还原至金属态铑;从第二个脉冲反应点开始,ＣＨ４＋Ｏ２反应实际上在还原态的铑位上进行。由此推断,金属态铑是甲烷部分氧化制合成气的活性位     

CO_2加氢合成甲醇及二甲醚研究进展

介绍了国内外关于CO2加氢合成甲醇的研究进展,综述了该领域的最新研究成果,对CO2加氢制二甲醚的研究现状作了简介。     

LaAl_(1/3)Fe_(2/3)O_3催化剂的制备及用于VOCs裂解制备碳纳米管

用硝酸镧、硝酸铝与硝酸铁作原料,采用柠檬酸法制备了多孔铁铝酸镧催化剂,用XRD与SEM对其结构进行表征。采用LaAl1/3Fe2/3O3催化剂,在973K下,研究了易挥发有机物(碳源)苯、环己烷、正己烷、甲苯、甲醇、丙酮催化裂解制备碳纳米管。结果表明,前3种碳源能高收率制备管径均匀的碳纳米管;甲苯、丙酮裂解得到少量不均匀的碳纳米管;甲醇裂解没有碳纳米管生成。以环己烷为碳源,研究了裂解温度对碳纳米管生成的影响,采用SEM、TEM表征了碳纳米管的形貌。     

顺酐加氢催化剂XYF－5的还原条件研究

在常压固定床微反装置上研究了顺酐加氢催化剂ＸＹＦ－５还原条件对反应结果的影响。结果表明，还原温度是影响催化剂活性的决定性因素，用氮气稀释氢浓度有利于还原温度的稳定，适当提高还原温度可以缩短还原时间     

甲醇制低碳烯烃催化剂的制备与改性

合成了ZSM-5分子筛,对其进行改性制备了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和吡啶-程序升温脱附方法对催化剂进行了表征。以氮气为载气,在常压、500℃的反应条件下,在连续流动固定床反应器上考察了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能。表征结果显示,Ca/HZSM-5与HZSM-5催化剂相比,酸强度降低,B酸中心数量减少,L酸中心数量增加;评价结果显示,Ca改性后Ca/HZSM-5催化剂的稳定性与转化产物中低碳烯烃的总选择性均显著提高,丙烯选择性由Ca改性前的30%提高到40%。结合催化剂的表征与评价结果,探讨了催化剂酸强度及其分布与催化剂稳定性和甲醇转化产物分布的关系。     

CO_2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展

综述了CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展情况,重点介绍了双功能催化剂中甲醇合成活性组分、甲醇脱水活性组分和双功能催化剂的制备方法。CuO-ZnO基复合氧化物是最常用的甲醇合成活性组分,其铜锌比、制备方法和条件及助剂等显著影响双功能催化剂的性能。由于反应体系中含有较多的水,HZSM-5分子筛比γ-Al2O3更适合作为双功能催化剂的甲醇脱水活性组分。