浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂丙烷脱氢性能的影响

以乙醇和水为溶剂配制相应活性组分盐溶液作为浸渍液,研究了不同条件下制备的Pt-Sn/SBA-15催化剂用于丙烷脱氢时的催化性能;采用XRD、BET、TEM和CO脉冲吸附等方法对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂性能的影响显著,以氯化亚锡水溶液浸渍Sn、以氯铂酸水溶液浸渍Pt的催化剂性能最好。Sn浸渍液的溶剂对催化剂结构影响不明显,而Pt浸渍液的溶剂不同时催化剂的Pt分散度有显著差异。在水溶液中,氯铂酸可电离成氢阳离子和氯铂酸根阴离子,离子在水中分散存在;而在乙醇溶液中,由于乙醇极性比水差,氯铂酸不电离形成离子,仍以分子形式存在并容易团聚,从而导致氯铂酸水溶液和乙醇溶液浸渍后的Pt-Sn/SBA-15催化剂的Pt分散度有较大差异。     

酸改性高岭土在合成气一步法制备二甲醚中的应用

分别以1.0mol/L的硫酸、盐酸、硝酸为改性剂,采用浸渍法制备了一系列酸改性高岭土;以酸改性高岭土为甲醇脱水催化剂,与甲醇合成催化剂XNC-98混合制备了适用于合成气一步法制备二甲醚(DME)的双功能催化剂;考察了双功能催化剂对DME合成反应的活性,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附实验表征了酸改性后高岭土的结构和性能。表征结果显示,高岭土经酸改性后,其比表面积及高岭土中高岭石的结晶度显著提高。活性评价实验结果表明,以硫酸改性的高岭土作为甲醇脱水催化剂,可显著提高高岭土催化甲醇脱水的性能。还考察了硫酸浓度对DME合成反应的影响,实验结果表明,在处理时间7h、处理温度50℃的条件下,硫酸浓度为0.5mol/L时,CO转化率和DME收率最高。在V(H2)∶V(CO)=1、250℃、3M Pa、空速3 000mL/(g.h)的反应条件下,CO转化率为56.1%,DME收率为37.2%,DME选择性为99.9%。     

双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响

以丝光沸石为催化剂的酸性组元,制备了负载铂的C_8芳烃异构化双功能催化剂;在连续流动临氢微型固定床反应装置上考察了双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响,着重考察了金属铂的负载量、负载方式、分散度以及铂负载量与酸量的匹配等因素对催化剂性能的影响。实验结果表明,随铂负载量的增加,乙苯转化率增大,异构化选择性先增大后减小,在铂质量分数为0.45%时达到最大值;在催化剂的酸量一定时,铂负载量有一适宜的范围,即适宜的铂原子数量与酸性中心数量的比值(Nm/Na值),对于硅铝比为11.1的丝光沸石,适宜的铂负载量为0.30%～0.45%,,当Nm/Na值为0.26时,异构化选择性最大;与铂络合物离子交换法相比,浸渍法制备的催化剂性能较好;铂分散度在50%～70%时,催化剂的综合性能较好。     

Pt-Sn/SiO_2催化剂上乙酸加氢制乙醇催化反应研究

通过负载型催化剂制备、催化剂性能评价和反应条件考察,开展在Pt-Sn/SiO_2催化剂上进行乙酸加氢制乙醇的研究。实验结果表明,真空络合浸渍法制备的催化剂用于乙酸加氢制乙醇时,乙酸转化率和乙醇选择性均高于共浸渍法和分步浸渍法制备的催化剂,以氯铂酸为铂源好于硝酸铂,用活化硅胶载体制备催化剂的性能优于SBA-15分子筛和改性Al2O3。随着反应温度提高,乙酸转化率逐渐提高,而乙醇选择性降低;随着氢酸摩尔比增大,乙酸转化率和乙醇选择性均先升高后降低。以活性硅胶为载体,用氯铂酸-氯化锡金属源组合,采用真空络合浸渍法制备Pt和Sn负载量均为3.0%的PtSn/SiO_2催化剂,在温度260℃、压力1.4 MPa、氢酸摩尔比20、乙酸质量空速0.4 h-1的条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为90.30%,乙醇选择性为79.20%,乙酸乙酯选择性为20.80%。     

Pt-Sn/SiO_2催化剂上乙酸加氢制乙醇催化反应北大核心CSCD

通过负载型催化剂的制备、催化剂性能评价和反应条件考察,对Pt-Sn/SiO_2催化剂用于乙酸加氢制乙醇催化反应进行了研究。实验结果表明,采用真空络合浸渍法制备的催化剂用于乙酸加氢制乙醇时,乙酸转化率和乙醇选择性均高于共浸渍法和分步浸渍法制备的催化剂,以氯铂酸为铂源好于硝酸铂,用活化硅胶载体制备催化剂的性能优于SBA-15分子筛和改性Al2O3。随反应温度升高,乙酸转化率增加,而乙醇选择性先升高后降低;随氢酸摩尔比增大,乙酸转化率和乙醇选择性均先升高后降低。以活性硅胶为载体,用氯铂酸-氯化锡金属源组合,采用真空络合浸渍法制备Pt和Sn负载量均为3.0%(w)的Pt-Sn/SiO_2催化剂,在温度260℃、压力1.4 MPa、氢酸摩尔比20、乙酸重时空速0.4 h-1的条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为90.30%,乙醇选择性为79.20%,乙酸乙酯选择性为20.80%。     

均匀设计法应用于NaZSM-5分子筛无机酸交换条件的优化

采用无胺法水热合成NaZSM-5分子筛,分别用盐酸和硝酸将Na ZSM-5分子筛交换为HZSM-5,考察酸浓度、交换时间及温度、液固比(V(交换液)∶m(催化剂))等对其催化环己烯水合制环己醇性能的影响。采用XRD、XRF、NH3-TPD、SEM和N2吸附-脱附等技术对试样进行表征。运用均匀设计法对分子筛无机酸交换条件进行优化。实验结果表明,无机酸交换方法较传统铵盐交换方法简便、节能和高效。最优盐酸交换条件为:盐酸浓度1.2 mol/L、交换温度80℃、交换时间3 h、液固比11 mL/g,环己醇理论收率为9.29%,实际收率为8.71%。最优硝酸交换条件为:硝酸浓度1.2 mol/L、交换温度63℃、交换时间3 h、液固比为11 mL/g,环己醇理论收率为8.92%,实际收率为8.90%。理论收率与实际收率较吻合,说明均匀设计法在分子筛无机酸交换条件优化上具有较高的实用价值。     

Pt-Sn/SiO_2催化剂上乙酸加氢制乙醇催化反应

通过负载型催化剂的制备、催化剂性能评价和反应条件考察,对Pt-Sn/SiO_2催化剂用于乙酸加氢制乙醇催化反应进行了研究。实验结果表明,采用真空络合浸渍法制备的催化剂用于乙酸加氢制乙醇时,乙酸转化率和乙醇选择性均高于共浸渍法和分步浸渍法制备的催化剂,以氯铂酸为铂源好于硝酸铂,用活化硅胶载体制备催化剂的性能优于SBA-15分子筛和改性Al2O3。随反应温度升高,乙酸转化率增加,而乙醇选择性先升高后降低;随氢酸摩尔比增大,乙酸转化率和乙醇选择性均先升高后降低。以活性硅胶为载体,用氯铂酸-氯化锡金属源组合,采用真空络合浸渍法制备Pt和Sn负载量均为3.0%(w)的Pt-Sn/SiO_2催化剂,在温度260℃、压力1.4 MPa、氢酸摩尔比20、乙酸重时空速0.4 h-1的条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为90.30%,乙醇选择性为79.20%,乙酸乙酯选择性为20.80%。     

泡沫镍原位生长普鲁士蓝类似物构筑镍铁双金属氧化物催化剂的氧析出反应性能研究

开发高性能、低成本的氧析出反应(OER)催化剂对促进电解水制氢降低电耗、提高经济性具有重要意义。以导电泡沫镍为基底,采用冰水浴法原位生长镍铁普鲁士蓝类似物,氧化制备了镍铁双金属氧化物催化剂。分别采用X射线衍射、扫描电镜、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱方法对催化剂的物相组成、微观形貌和表面化学状态进行了表征,并采用电化学测试表征了催化剂的OER催化性能。结果表明,当氧化温度为200℃、氧化时间为2 h时,制备的催化剂中镍铁双金属氧化物高度分散在泡沫镍基底上,纳米颗粒最小,平均粒径为71 nm,可暴露的催化反应活性位点多,表现出最优的OER催化性能。该催化剂在1.0 mol/L的KOH电解液中,电流密度为10 mA/cm²时,过电位仅为272 mV,并在电流密度为100 mA/cm²时稳定运行了40 h,表现出优异的OER电化学稳定性。     

Pt-Pd/SiO2-Al2O3催化剂芳烃加氢饱和性能研究

以SiO2质量分数40%的无定形硅铝和氢氧化铝干胶为主要原料,制备不同SiO₂含量的SiO₂-Al₂O₃载体,以氯铂酸和氯化钯为Pt和Pd的前躯物配制浸渍液,并用等体积浸渍法制备Pt-Pd/SiO₂-Al₂O₃催化剂。采用N₂吸附-脱附、X射线衍射、程序升温脱附、金相显微镜、透射电子显微镜等手段对所制备催化剂进行表征,在10 mL固定床加氢装置上,以2%（w）四氢萘+10%（w）十氢萘+88%（w）异辛烷混合物为原料对催化剂进行芳烃加氢活性评价。结果表明：在SiO₂质量分数为20%~40%范围内,随着SiO₂含量的增加,催化剂的比表面积增大,晶相组成不变,中强酸酸量增加,L酸酸量减少,B酸酸量增加;Pt-Pd在SiO₂-Al₂O₃载体上的分散由蛋壳型转变为均匀型,分散度增加;其催化四氢萘加氢的活性提高。随着浸渍液中盐酸浓度增加,催化剂上活性组分的分散度先增大后减小,盐酸浓度为0.1 mol/L时Pt-Pd/SiO₂-Al₂O₃活性组分的分散度最好,催化剂的四氢萘加氢活性最高。     

固体超强酸SO42-/TiO2-SnO2的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了SO42-/TiO2-SnO2固体超强酸，以乙酸和正丁醇的酯化反应作为探针反应，考察了不同制备条件对固体超强酸催化性能的影响，并用IR、XRD、TG-DTA等手段对催化剂进行表征。实验结果表明，SO42-/TiO2-SnO2较好的制备条件是：钛锡摩尔比为3∶1，H2SO4浸渍液浓度为2.0 mol/L，焙烧温度为500 ℃，焙烧时间为3 h。     

制备条件对铂纳米簇-锡催化剂催化丙烷脱氢性能的影响

结合溶胶凝胶法和化学还原法制备了负载型Pt纳米簇-Sn丙烷脱氢催化剂。基于催化剂的活性评价和BET、XRD、吡啶吸附红外光谱、TG等表征结果考察了载体干燥时间、制备方法、助剂Sn等对Pt纳米簇催化剂催化性能的影响。结果表明,当m(聚乙烯基吡咯烷酮):m(Pt)=30:1,浸渍时间8 h,负载型Pt/SiO_2催化剂表现出较好的催化性能;Sn助剂的添加对Pt/SiO_2催化剂的反应性能影响显著,添加适量Sn不仅增加了催化剂中的Brφnsted酸中心和Lewis酸中心,而且显著抑制了催化剂上的积碳,明显改善了催化剂的稳定性和催化活性。反应30 h后催化剂[N(Sn):N(Pt)=25]的丙烷转化率和丙烯选择性仍分别稳定在18.8%和93%。     

铂镍纳米合金催化剂的制备及其氧还原性能研究

采用过渡金属模板法制备铂镍合金催化剂,研究内容主要包括:首先通过溶剂热还原法制备纳米镍模板,使镍模板与氯铂酸发生置换反应,合成出一系列不同铂镍摩尔比的纳米合金催化剂。通过透射电镜对形貌进行表征;进行碳负载后,采用X射线衍射和X射线光电子能谱对其进行结构表征,并对其电化学催化氧还原反应性能进行研究。测试结果表明:在碱性条件下,PtNi/C的起始电位为1.047 V、半波电位为0.839 V、塔菲尔斜率为81 mV/dec,表现出最优的氧还原反应活性;在酸性条件下,PtNi4/C的起始电位为1.021 V、半波电位为0.842 V、塔菲尔斜率为97.6 mV/dec,表现出最优的氧还原反应活性。     

埃洛石固载铂催化剂的制备、表征及活性

用H_2O_2对天然纳米管状埃洛石进行纯化处理,用纯化后的埃洛石负载氯铂酸制得埃洛石固载铂催化剂。通过SEM,TEM,FTIR,BET,XPS等技术对纯化后的埃洛石及其固载铂催化剂进行了表征;探讨了埃洛石固载铂催化剂催化苯乙烯与四甲基二硅氧烷进行硅氢加成反应的活性。表征结果显示,纯化后的埃洛石呈现纳米管状结构,管体清晰,纳米管管长0.5～1.5μm,管外径90～190 nm,管内径10～20 nm,比表面积为51.83 m~2/g,孔体积为0.388 cm~3/g,平均孔径为30 nm;埃洛石固载铂催化剂中钠的粒径小于5 nm,铂金属的价态为+4价;与传统的均相Speier催化剂相比,埃洛石固载铂催化剂具有较高的催化活性。     

固体负载酸Al_2O_3/SO_4～2-催化合成乙酸正丙酯

以固体负载酸Al2O3/SO42-为催化剂,由正丙醇与醋酸直接催化酯化合成乙酸正丙酯,考察了固体负载酸制备中酸的浓度、酯化原料醇与酸的量比、催化剂用量、反应时间等因素对酯化的影响,得到了适宜的条件为:催化剂制备使用硫酸浓度为2 mol/L,酯化反应时醇酸量比为1.3,固体负载酸Al2O3/SO42-的用量为1.5 g(相对0.2625 mol的乙酸量),反应时间为2 h。此时,酯化率为67%。     

油酸支链化反应催化剂的改性

在酸改性的镁碱沸石催化剂存在下,以油酸为原料,通过异构化和加氢反应合成饱和支链脂肪酸。采用XRD和BET方法对催化剂进行了表征,并采用1H NMR,FTIR,LC-MS方法对反应产物进行了表征。考察了质子交换酸的种类及浓度、质子交换的温度及时间对催化剂活性的影响,探索了改性镁碱沸石催化剂催化油酸异构化反应的机理。经单因素实验确定了最佳催化剂活性条件:选取盐酸为质子交换酸,盐酸浓度1.0 mol/L、质子交换温度55℃、质子交换时间12 h。在上述条件下改性的镁碱沸石催化剂存在下,饱和支链脂肪酸的收率可达79.85%。     

Ni/（ZSM-5/MCM-41）催化剂的制备及其催化庚烷异构性能

以ZSM-5为硅源、NaOH为碱源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用水热合成法制备ZSM-5/MCM-41复合分子筛,并浸渍负载金属Ni,制得金属-酸中心双功能催化剂;利用X射线衍射光谱、N₂吸附-脱附、氨程序升温脱附和透射电镜等表征手段,考察碱溶条件及Ni负载量对催化剂结构和性能的影响;进而考察催化剂对正庚烷异构化反应的催化性能。结果表明：制备ZSM-5/MCM-41复合分子筛的最佳碱溶条件为NaOH浓度1.5 mol/L、碱溶温度为40℃、碱溶时间30 min;得到的复合分子筛的酸性适宜且具有典型的微孔/介孔复合结构;负载Ni后,金属Ni均匀地分散在复合分子筛表面;使用2%Ni/(ZSM-5/MCM-41)催化正庚烷异构化反应,在反应温度290℃下,正庚烷的转化率达65.44%,异庚烷的选择性达70.59%。     

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%。     

连续重整铂锡双金属催化剂氢铂比低的原因分析及对策

分析了中国石油辽河石化公司0.6 Mt/a连续重整装置出现铂锡双金属催化剂氢铂比(原子比,下同)低的原因并提出了解决方案。结果表明,再生系统注氯效果差和再生器氧氯化区温度低是造成再生铂锡双金属催化剂氢铂比低的主要原因。通过疏通催化剂注氯线、降低氢油体积比、调整测温点位置等措施,催化剂氢铂比由0.37恢复至0.90。     

固体超强酸催化合成葡萄酒香料己酸正丁酯

利用四氯化锡、硅酸钠相互促进水解,制备了固体超强酸SO42-/SnO2-SiO2催化剂,采用该催化剂催化正己酸与正丁醇的酯化反应合成葡萄酒香料己酸正丁酯,考察了催化剂制备条件和反应条件对酯化反应的影响以及催化剂的重复使用性能,并采用XRD,FTIR,TG分析等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,适宜的催化剂制备条件为:浸渍液为3 mol/L的硫酸、n(Sn)∶n(Si)=1∶8、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h;适宜的酯化反应条件为:n(正丁醇)∶n(正己酸)=3.0∶1、催化剂用量0.5 g(基于0.1 mol正己酸)、回流反应2.0 h。在此条件下,酯化率可达99.0%。该催化剂的重复使用性能较好,使用5次时酯化率仍达80%以上。     

脱合金效应提升NiRu@C催化剂的析氢性能

电催化析氢反应(HER)是获得可再生氢能的有效策略，但电催化析氢催化剂活性和稳定性仍有待提高。基于此，通过热解镍盐、钌盐、柠檬酸的络合物制备了碳包覆镍钌催化剂，为了克服该催化剂中Ru原子利用率低的缺点，采用乙酸对碳包覆镍钌催化剂进行刻蚀制备脱合金NiRu@C催化剂。通过XRD、BET、ICP等手段对脱合金NiRu@C催化剂进行表征，在摩尔浓度1.0 mol/L KOH电解质中测定脱合金NiRu@C催化剂的电催化析氢性能。结果表明：脱合金处理后，Ni从NiRu晶格中溶解出来，形成富Ru的多孔结构，Ni的溶出造成催化剂结构及晶格参数的改变，多孔结构的形成使催化剂比表面积大幅度增加，增加了Ru活性位点的暴露；脱合金NiRu@C催化剂具有优异的HER活性，在电流密度10 mA/cm²下过电位仅为36 mV,与未脱合金的NiRu@C催化剂相比，HER性能提升4倍，优于商业Pt/C催化剂(40 mV)。脱合金策略为优化HER活性提供一种新的思路。