阴离子对Zn/Hβ催化剂积碳行为的影响

在固定床反应器中研究了乙醇制丙烯反应中不同阴离子对Zn/Hβ催化剂的积碳行为的影响。采用红外光谱(FT-IR)、氧程序升温氧化(TPO)、X射线衍射(XRD)、氨程序升温脱附(NH_3-TPD)及N_2等温线吸附-脱附技术(BET)对反应前后催化剂的表面积碳进行了研究。结果表明:在乙醇制丙烯反应中,Zn/Hβ分子筛上的积碳物种主要是芳烃类物种和脂肪烃类物种;Hβ和16%Zn/Hβ-Ac催化剂的反应活性中心为催化剂表面的弱酸中心,而质量分数16%Zn/Hβ-S,16%Zn/Hβ-C,16%Zn/Hβ-N催化剂的强酸中心是积碳反应的活性中心;Zn/Hβ分子筛上积碳主要沉积在催化剂的外表面和孔口,尤其是微孔孔口。     

镧改性Cu-Fe/SiO2催化剂对合成气制备低碳醇的影响

采用超声辅助浸渍法制备La-Cu-Fe/SiO2催化剂,考察稀土元素La对Cu-Fe/SiO2催化剂的催化性能影响。通过X射线衍射(XRD),氮气吸附-脱附,CO的程序升温脱附(CO-TBD),程序升温还原(H2-TPR)等测试技术对La-Cu-Fe/SiO2催化剂进行表征,并利用合成气制备低碳醇反应评价其催化性能。试验结果表明,Cu-Fe/SiO2催化剂加入稀土元素La后,有助于改善活性中心的分散程度,增大催化剂的比表面积,提高反应物CO的吸附浓度,减小活性中心的还原损失,从而促进C2 醇的生成,有效降低产物的甲醇含量。     

载体对镍基催化剂及其甲苯水蒸气重整性能的影响

采用等体积浸渍法制备了MgO、HZSM-5、y-Al2O3、TiO2和SiO2负载的镍催化剂,考察了不同载体负载的镍基催化剂在甲苯水蒸汽重整反应中的活性和稳定性,并通过X射线衍射(XRD),程序升温还原(H2-TPR)以及程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对催化剂的性质进行表征.结果表明,Ni/MgO催化剂中的镍镁固溶体和Ni/y-Al2O3催化剂中的镍铝尖晶石的形成有利于提高催化剂的活性,而载体的酸性容易导致催化剂积碳而不利于催化剂的稳定性.     

有序介孔CuCoZr催化剂的制备及其催化合成气制乙醇及高级醇性能

改性费托合成催化剂(尤其是CuCo催化剂)在合成气制乙醇及高级醇反应中具有高的催化活性和总醇选择性,被认为是潜在的工业催化剂。采用蒸发诱导自组装(EISA)法和共沉淀(CP)法制备了一系列CuCoZr催化剂,考察了制备方法及EISA法制备的催化剂Cu/Co原子比对合成气制乙醇及高级醇性能的影响。采用N₂物理吸附-脱附、小角X射线衍射(XRD)、原位XRD、透射电镜(TEM)、H₂-程序升温还原(TPR)、CO-程序升温脱附(TPD)和原位红外漫反射光谱(DRIFT)对催化剂进行表征,分析了合成气在Cu/Co原子比为3∶1的Cu₃Co₁Zr催化剂表面的反应路径。结果表明,EISA法制备的Cu Co Zr催化剂为有序介孔结构,比表面积随Cu/Co原子比的增加先增大后减小,其中Cu₃Co₁Zr催化剂比表面积和CO吸附量均为最大,分别为143m²/g和0.33mmol/g,催化剂的Cu晶粒尺寸仅为9.1nm。在催化合成气制醇的反应中CO转化率...     

赖氨酸辅助合成β分子筛及其催化四氢萘加氢裂化性能

为了减少β分子筛晶格缺陷，强化其酸性和稳定性，在工业合成体系中使用少量L-赖氨酸辅助β分子筛晶化，并对所合成的样品进行X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、场发射扫描电镜(FESEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)和氮气吸附脱附表征。结果表明：使用L-赖氨酸辅助合成β分子筛可有效提高β分子筛产物的相对结晶度、硅铝物质的量之比和微孔比表面积，并改变晶粒形貌。NH₃-TPD和Py-IR表征结果显示，L-赖氨酸辅助合成的Hβ分子筛较常规Hβ分子筛具有更高的酸强度和更大的中强酸、强酸酸量。将其制备成双功能催化剂并用于催化四氢萘的加氢裂化反应，L-赖氨酸辅助合成β分子筛基催化剂表现出优异的催化活性和稳定性，这主要归因于β分子筛的中强酸、强酸性质、热和水热稳定性以及十二元环孔道体系得到改善。     

苯加氢烷基化制备环己基苯催化剂的研制及其应用

以β分子筛为载体采用等体积浸渍法制备双功能复合催化剂,并用于苯加氢烷基化制备环己基苯的反应。采用X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、程序升温脱附(TPD)及高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)对催化剂组分间的协同催化作用进行考察。并在固定床反应装置上评价了所制备的催化剂活性和稳定性。结果表明:在Ni/Hβ双功能催化剂中掺入不同金属助剂可调控催化剂表面的负载组分颗粒大小、活性分散度、B/L酸比例,以及金属催化加氢功能和酸催化烷基化功能的匹配。以4%Ni-0.2%Pd-3%La/Hβ(均为质量百分数以β分子筛质量为基准)为催化剂,在220℃、H2的GHSV为2 500 h-1、苯的LHSV为2.0 h-1条件下,苯转化率达34.44%,环己基苯选择性为74.67%,催化剂性能在240 h内没有明显下降。     

HMS介孔分子筛合成及其在丙烷脱氢制丙烯反应中的应用

分别以正硅酸乙酯和伯胺表面活性剂为原料和模板剂成功制备HMS介孔分子筛，经负载活性组分后得到Pt-Sn/HMS催化剂并将其应用于丙烷脱氢制丙烯反应。探究合成过程中伯胺表面活性剂碳链长度及水和乙醇的比例对HMS介孔分子筛孔结构的影响。XRD和N₂吸附-脱附等分析结果表明，模板剂链长增长时，介孔分子筛孔径、孔壁厚、比表面积及孔容均增大。适当的水/乙醇比例有利于获得更大比表面积和孔体积的介孔分子筛，并表现出更有序的介孔结构。丙烷脱氢制丙烯反应评价和热分析等表征结果表明，HMS介孔分子筛孔道特征直接影响Pt-Sn/HMS催化剂的催化性能。使用孔体积且比表面积较大的HMS样品作为载体制备的脱氢催化剂在丙烷脱氢反应中表现出优异的催化活性。性能最优的Pt-Sn/HMS-0.60-16催化剂上，平均丙烷转化率达到46.5%,平均丙烯选择性为94.1%,反应24 h后积炭量仅为质量分数3.4%。     

磷改性高岭土型流化催化裂化催化剂的表面酸性及裂化性能的研究

采用磷元素改性高岭土型流化床催化裂化(FCC)催化剂,热重-程序升温脱附(TG-TPD)和红外(IR)酸性测试结果表明,磷改性的催化剂,能够降低催化剂总酸量,弱酸量和强酸量,可增加中强酸的酸量,可以降低催化剂的B酸强度和L酸中心数。在微反活性和小型固定流化床装置上评价了磷改性催化剂的反应性能,经过磷改性的催化剂,可提高催化活性,增强重油转化能力,改善焦炭和汽油选择性。     

酸性对Zn/β催化剂上乙醇制丙烯催化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同Zn负载量的Zn/β分子筛催化剂,以催化乙醇制丙烯的反应评价了催化剂的性能,考察了Zn负载量和Zn源对催化剂性能的影响,结果表明以氯化锌为Zn源制备的16%Zn/β催化剂活性较高。采用NH_3-TPD法对催化剂的酸性进行了表征,研究发现Zn负载量和Zn源能够调变催化剂的酸性,从而影响催化剂的活性,适宜的弱酸、中强酸和强酸配比有利于催化剂活性的提高。     

吸附二甲胺/乙二胺的胺化催化剂脱附性能研究

以自制的不同元素量比的无载体Cu、Ni(2∶1～32∶1)二元胺化催化剂作为研究对象,进行催化吸附二甲胺及乙二胺,用程序升温脱附仪在50～700℃进行脱附性能研究。用脂肪醇制叔胺的胺化反应进行了催化剂评价。结果表明,乙二胺的脱附量0.61067mL/g远大于二甲胺的脱附量0.16585mL/g,说明乙二胺对催化剂表面活性中心的吸附力远强于二甲胺,胺化反应时不能及时完全脱附,使催化剂中毒,以致胺化反应不能进行,而二甲胺可以使胺化反应顺利进行。     

甲烷联合重整反应镍基尖晶石催化剂的制备与性能

采用传统浸渍法和溶胶凝胶法分别制备了Ni/MgAl2O4催化剂,并采用氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和程序升温脱附(TPD)对催化剂进行表征,考察了催化剂在甲烷联合重整(CSCRM)反应中的催化性能.结果表明:与传统浸渍法制得的Ni催化剂相比,采用溶胶凝胶法制备的Ni/MgA...     

补铝改性β沸石对烷基化反应的影响

制备出补铝β沸石催化剂样品。从样品的红外表征结果讨论了补铝对表面羟基结构的影响和不同状态铝含量的改变。通过程序升温脱附(TPD)对样品进行了各种酸量的测定，结合反应活性评价实验,证明了加铝可使催化剂酸量增加并能提高反应活性。结构测定数据表明补铝样品有较多的微孔表面积和微孔孔容。采用加速失活方法考察了两个样品。结果表明，只加铝的β沸石样品具有较好的稳定性。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

蒎烯异构化制莰烯催化剂的研究

研究了固体酸催化剂(编号为SA-ISO)在蒎烯异构化制莰烯反应中的性能,考察了反应温度、蒎烯质量空速及颗粒大小对催化剂反应性能的影响,在优化的条件下考察了催化剂的稳定性。结果表明,催化剂直径小于2mm的条件下,可以消除内扩散对异构化反应的影响。在反应温度130℃、蒎烯空速为0.5h-1条件下,蒎烯转化率98.9%,莰烯选择性78.7%,成型催化剂在固定床单管反应器上连续稳定反应8 000h以上。利用N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和热重-差热(TG-DTA)等测试技术对SA-ISO催化剂进行了表征和分析,结果表明,SA-ISO催化剂反应过程中逐渐积碳导致比表面积和孔容下降,但催化剂未出现失活迹象,催化剂有较高容炭能力,具有良好的工业应用的前景。     

钒钛催化剂制备方法对甲醇氧化制二甲氧基甲烷反应性能的影响

分别用快速燃烧法(RC)、共沉淀法(CP)、浸渍法(IM)和机械混合法(PM)制备了钒钛催化剂,并将其应用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷的反应中.同时采用X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附(BET)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD),H_2程序升温还原(H_2-TPR)等多种手段对催化剂进行了表征.结果表明RC催化剂上钒的分散度最高,酸中心数最多,同时氧化还原能力较强.甲醇氧化反应结果表明.RC催化剂上甲醇转化率和DMM选择性最高,这可能与RC上较高的钒分散度,较强的氧化还原能力和较多的酸性中心数有关.     

协同调节ZSM-5孔结构及酸性制备高性能MTP催化剂

以水热合成法制备了结晶度良好的硼硅MFI沸石,对其进行碱处理并在此过程中添加Al³⁺以达到脱硼补铝的目的,得到具有不同孔结构和酸性质的多级孔分子筛。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、物理吸附和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等手段对合成的分子筛进行了表征,并在固定床反应器中考评了分子筛样品催化甲醇制丙烯(MTP)反应的性能。结合MTP反应评价和反应后分子筛样品的热重分析,发现碱处理过程中选择适宜的NaOH浓度有利于丙烯选择性提高,同时降低积炭速率。实验结果表明：在甲醇空速为3 h^-1的条件下稳定运行600 h,甲醇转化率大于99%,丙烯选择性保持稳定,失活催化剂积炭量约为40%(质量分数),催化剂容炭能力良好。     

ZrO2-Al2O3复合载体对镍基催化剂甲烷化性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同ZrO2载量的Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、程序升温氧化(TPO)等手段对催化剂的结构进行表征,并考察了其在低H2/CO比(H2/CO约为1)下CO甲烷化的催化性能。结果表明,ZrO2助剂可削弱NiO与载体Al2O3间的相互作用,抑制镍铝尖晶石的生成。适量ZrO2的引入有助于提高活性组分Ni的还原度和分散度,对催化剂的甲烷化性能有促进作用。通过分析反应后催化剂上的积炭性质,发现ZrO2的加入能有效地抑制低活性碳物种的生成,提高催化剂的抗积炭能力,从而改善催化剂的稳定性。     

Pd/MgAlO催化剂催化碳烟燃烧的研究

采用浸渍法合成了Pd负载的MgAlO水滑石基复合氧化物,通过NO2气氛的程序升温氧化(NO2-TPO)和预先存储氮氧化物(NOx)后程序升温氧化手段对催化剂催化碳烟燃烧的活性做了研究,同时通过氮氧化物程序升温脱附(NOx-TPD)对催化剂的存储氮氧化物的能力做了研究。结果表明:当有NO2参与碳烟反应时,催化剂催化碳烟燃烧的活性比以往在空气中的活性好,样品Pd/MgAlO存储NOx后再进行程序升温氧化发现催化碳烟燃烧的活性相比NO2气氛下的活性又有很大提高;预先存储NOx的Pd/MgAlO催化剂活性远远高于MgAlO,归因于催化剂负载Pd后NOx存储能力大大增强。     

催化剂的TPD表征

对采用常规还原和等离子体还原的两种Ni-Al2O3催化剂进行了程序升温脱附(TPD)表征。用气相色谱进行在线分析,得到了不同催化剂表面的H2-TPD和CO2-TPD谱图。谱图表明,等离子体还原的催化剂比常规还原催化剂对H2和CO2的吸附量更大,说明该催化剂中活性金属组分的分散度更好,催化剂表面的活性中心数目更多,更有利于甲烷二氧化碳催化重整反应的进行。对两种催化剂进行催化反应评价,其结果与TPD结果很好地吻合。     

钕改性铁基催化剂用于氮氧化物脱除

采用分步浸渍法，分两步将金属铁和钕依次引入商业化成品二氧化钛表面，研究其脱硝性能。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(N₂-BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氨程序升温脱附(NH₃-TPD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)等方法对样品进行表征分析。通过氮气吸附-脱附发现，钕的引入使得负载铁后的催化剂比表面积减小。X射线衍射分析结果表明，引入的金属物种在催化剂表面具有良好的分散性。氨程序升温脱附测试结果显示，钕的引入增加了催化剂的总酸量，同时改变了催化剂的酸性分布。X射线光电子能谱测试结果表明，钕改性增加了催化剂表面吸附氧和铁(Ⅱ)的含量，有利于脱硝反应的进行。氢气程序升温还原测试结果表明，钕的引入使得催化剂氧化还原性能略有下降。活性测试结果表明，适量钕负载有利于提升催化剂的脱硝性能，钕元素在催化剂中的质量分数为9%时催化剂表现最优，最佳脱硝效率为81.4%。