氨铜比对蒸氨法Cu/SiO_2催化剂活性组分演变及二氧化碳加氢性能的影响

铜催化剂表面铜活性物种的性质与分散度是影响CO_2加氢性能的关键因素。以硅溶胶为载体、铜氨络合物为铜源采用蒸氨法制备了Cu/SiO_2催化剂考察了氨铜比对Cu/SiO_2催化剂表面铜活性物种的形成和CO_2加氢制甲醇反应性能的影响。通过N_2-physisorption、TEM、XRD、IR和BET等技术对催化剂的结构和性质进行了表征。结果显示,铜氨溶液中适当的氨浓度,有利于铜氨配体的形成和蒸氨过程中铜活性组分的均匀分布,有利于层状硅酸铜和氧化铜双活性组分的形成。在反应温度523 K,反应压力2.5 MPa,进气比V(CO_2):V(H_2):V(N_2)=10:30:4,反应空速1800 mL_(STP)/(g·h)的条件下,氨铜比为4的Cu/SiO_2-N4催化剂获得较优CO_2加氢催化性能,CO_2的转化率31%,CH_3OH的选择性54.8%,CH_3OH的收率17%。     

草酸二甲酯加氢催化剂Cu/SiO2的制备研究

分别用尿素和氨水为沉淀剂,采用沉淀沉积法制备了Cu/SiO2,所制催化剂均具有较高的草酸二甲酯加氢制乙二醇的活性和选择性,其中尿素均匀沉淀法更为稳定,且具有更高的选择性。同时,考察了尿素法沉淀时间、铜载量以及沉淀温度对催化剂活性的影响,并运用FTIR、BET、XRD等对催化剂进行了结构表征,活性考评及分析表征表明:沉淀时间达24 h以上,铜载量为30%,更高沉淀温度均对催化剂活性有利,催化剂具有类硅孔雀石的结构。     

铜硅催化剂中层状硅酸铜的形成过程

采用一种在催化剂制备过程中取样的方法,研究了Cu/SiO₂催化剂中层状硅酸铜的形成过程。通过对样品进行N₂-吸附、FTIR、XRD和TEM表征,发现层状硅酸铜主要形成于催化剂制备的蒸氨阶段,而在老化阶段则主要发生了铜氨离子与硅溶胶表面羟基之间的离子交换反应。     

SiO_2载体对Cu/SiO_2催化剂在仲丁醇脱氢中催化性能的影响

采用B,D,F,H 4种不同理化性质的二氧化硅微球作为Cu/Si O2催化剂的载体,等体积浸渍法制备Cu/Si O2催化剂,并对制备的催化剂进行了表征和活性评价。通过BET法、程序升温还原法(TPR)对所得催化剂进行表征,采用仲丁醇脱氢作为探针反应,介绍了不同载体、不同理化性质对催化剂催化性能的影响。结果表明:不同载体具有不同的理化性质,这些理化性质会影响催化剂在仲丁醇脱氢反应中的活性,F型载体为较好的负载纳米铜颗粒的载体。     

铜含量对Cu/CeO2水煤气变换催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了不同铜含量的Cu/CeO₂水煤气变换催化剂，考察了铜含量对催化活性的影响。结果表明，Cu/CeO₂催化剂呈现出良好的水煤气变换活性。铜含量对催化活性有显著影响，铜摩尔分数为50%时，催化剂的低温活性最高，在200 ℃时CO转化率达到66.1%。Cu/CeO₂与FBD型铁基高温变换催化剂相比，具有低温活性好、活性温区宽的特点。用XRD、N2吸附法、H₂-TPR和CO-TPD对催化剂进行了表征，结果表明,无定形CuO、纳米颗粒CuO等可能是催化反应的活性物种，晶粒CuO对催化活性影响不大。铜含量的催化剂在不同温度下呈现出不同的活性。     

CeO_2掺杂对Cu/SiO_2催化剂热稳定性的影响

采用蒸氨法制备了CeO2掺杂的Cu/SiO2催化剂,考查了CeO2掺杂对Cu/SiO2催化剂在草酸二甲酯催化加氢制取乙二醇反应中热稳定性的影响。采用H2-程序升温还原(H2-TPR),透射电镜(TEM)对催化剂的物理化学性能进行了表征。在反应温度T=200℃,压力P=3.0 MPa,液时空速LHSV=0.4 h-1,氢气、草酸二甲酯摩尔比H2∶DMO=80∶1,400℃高温处理2.0 h的条件下测定了催化剂的活性变化。结果表明,CeO2掺杂对Cu物种的分散起到了促进作用,提高了催化剂的热稳定性。     

焙烧温度对草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂Cu/SiO_2的影响

采用沉淀沉积法制备含铜质量分数30%Cu/SiO_2催化剂。考察焙烧温度对催化剂孔结构和活性的影响,并通过BET和XRD进行表征分析,结果表明,400℃焙烧的催化剂有最大的比表面积,XRD表征探测到其表面有较多的Cu~+,说明大的比表面积有利于活性组分Cu~+的高度分散,活性较高,在温度205℃、压力2.0 MPa和空速1.00 h~(-1)的条件下,草酸二甲酯转化率达100%,乙二醇选择性达98.67%。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇Cu/SiO_2催化剂的稳定性试验研究

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇技术在工业应用过程中存在一些技术难题,其中草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性是制约该技术发展的瓶颈。以Cu/SiO_2草酸二甲酯加氢催化剂A为研究对象,通过2 600 h的稳定性实验研究,考察反应温度对草酸二甲酯转化率、乙二醇选择性以及产物中乙醇酸甲酯含量的影响,为合成气经草酸二甲酯制乙二醇技术的工业应用优化提供重要的技术支持。结果表明,当反应压力2.8 MPa、空速(0.3~0.5)h-1、氢酯物质的量比120~140和反应温度216℃时,草酸二甲酯转化率近100%,乙二醇选择性大于95.0%,产物中乙醇酸甲酯质量分数小于0.5%,Cu/SiO_2催化剂A稳定性较好。     

加氢还原工艺条件对Cu/SiO_2催化剂活性之影响

苯胺与邻甲苯胺广泛地应用于聚氨脂硬泡(MDI)、橡胶助剂、农药化肥、染料、颜料、医药、光化学品、树脂、特种纤维等化工领域。我国需求量日增,各地纷纷建厂投产。为了探讨加氢还原工艺条件对Cu/SiO_2催化剂活性的影响,交流催化加氢制胺类产品的生产经验,使新投产的单位少走一些弯路,这就是写作本文的目的。     

Cu/TiO_2-SiO_2催化剂的制备及糠醛选择加氢活性研究

采用溶胶凝胶-水热法制备Cu/TiO2-SiO2催化剂,并运用XRD、BET对催化剂进行表征,以糠醛选择加氢制糠醇反应为探针,考察载体组成及Cu含量对催化剂活性的影响。结果表明,载体中引入适量的TiO2能够抑制Cu晶粒的增长,改善Cu粒子在催化剂中的分散性。载体中TiO2质量分数40%,Cu负载量(质量分数)20%时,制备的Cu/TiO2-SiO2催化剂具有较好的催化活性。     

加料方式对共沉淀法制备的Cu/MnO/Al2O3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备Cu/MnO/Al₂O₃催化剂,运用N₂吸附-脱附、XRD、XRF和H₂-TPR等对其进行表征,并用于乙酸甲酯加氢制乙醇反应,考察共沉淀加料方式对催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,共沉淀时采用的加料方式显著影响制备的Cu/MnO/Al₂O₃催化剂的织构性质、CuO晶粒大小、还原性能和化学组成,这些因素共同作用决定了催化剂在乙酸甲酯加氢反应中的催化性能。其中,反加法制得的催化剂Cu和Mn组分含量相对比值接近理论值,且具有较高的比表面积和较佳的还原性能,因而表现出最佳的催化性能,在反应温度200 ℃、压力6.5 MPa、空速0.6 h^-1和氢酯物质的量比50条件下,乙酸甲酯转化率和乙醇选择性分别达98.9%和98.1%。     

硅担载的铜基催化剂制备方法对乙醇一步法合成乙酸乙酯催化性能的影响

采用离子交换法(IE)和浸渍法(IM)制备了Cu/SiO_2催化剂,考察了两种方法合成的催化剂对乙醇脱氢合成乙酸乙酯反应的催化性能的影响,结果表明,在催化反应中IE-Cu/SiO_2催化剂的催化性能和IM-Cu/SiO_2催化剂对比更佳。同时,催化剂进行了XRD、TPR、TPD、FTIR表征,结果表明,离子交换法制备的催化剂,铜物种高分散在载体表面上,而且,铜与载体具有较强相互作用,这部分较难还原的Cu~(2+)以及Cu+可以作为L酸中心,为催化剂表面提供一定的酸量。     

Highly active and selective Cu/SiO2 catalysts prepared by the urea hydrolysis method in dimethyl oxalate hydrogenation

Cu/SiO₂ catalysts have been successfully prepared via urea hydrolysis method. The catalysts have been systematically characterized by X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy, N₂-physisorption and H₂ temperature-programmed reduction. The results demonstrated the presence of copper nanoparticles and their high dispersion on the SiO₂ support. Catalysts with different copper loadings were prepared, and their performances in the hydrogenation of dimethyl oxalate to ethylene glycol were studied. A 100% conversion of dimethyl oxalate and maximum 98% selectivity of ethylene glycol were reached with 15.6 wt.% copper loading at 200 °C and 2 MPa. Furthermore, under the same reaction conditions, the catalyst can maintain the selectivity of 90% when the reduction temperature reduced from 350 °C to 200 °C. The high activity and selectivity over the catalyst may be ascribed to the homogenously distribution of copper nanoparticles on the large surface.     

无机钠盐对沉淀法制备Cu/SiO_2催化剂的影响

采用沉淀法制备了3种催化剂,分别为铜质量分数20%的Cu/SiO_2催化剂、在沉淀过程中加入氯化钠的Cu/SiO_2催化剂,以及在沉淀过程中加入硝酸钠的Cu/SiO_2催化剂。利用H2-TPR法和BET法对制备的3种催化剂进行了物理化学性质及微观结构的表征;以仲丁醇脱氢作为探针反应,对3种催化剂进行了活性评价,考察了无机钠盐对催化剂的物理化学性质、微观结构及催化脱氢性能产生的影响。结果表明:在沉淀法制备催化剂过程中,加入无机钠盐能显著增大催化剂的孔径,从而有利于反应物进入催化剂微观孔道,并与其内部的活性位进行催化反应,使催化剂的活性大大提高;Cu/SiO_2催化剂的仲丁醇的转化率仅为6%左右;而加入氯化钠和硝酸钠的2种Cu/SiO_2催化剂,其仲丁醇转化率分别可达60%~70%和50%~60%。     

载体对Ni基催化剂催化蒽醌加氢活性的影响

研究了载体对Ni基催化剂用于蒽醌法制备H₂O₂加氢活性的影响,同时对比了骨架镍的催化活性,考察Ni负载量对催化剂活性的影响。结果表明,负载在SiO₂上的催化剂比负载在γ-Al₂O₃上的催化活性高,对于Ni/SiO₂催化剂,Ni负载质量分数28.57%～50%时,加氢活性较高,按单位质量纯Ni上H₂O₂产量计算,Ni/SiO₂优于骨架镍催化剂,Ni负载量过高时,加氢活性降低。2-乙基蒽醌在Ni/SiO₂催化剂上的加氢为结构敏感型反应,当Ni在SiO₂的分散度达到约18%时,催化活性较佳。     

原位还原Cu/ZnO催化剂上CO_2加氢合成甲醇反应研究

采用室温固相研磨法制备原位还原Cu/ZnO催化剂,并将其用于CO_2加氢合成甲醇反应。利用XRD、BET、TG-DTG等手段对催化剂性能进行了表征,利用高压固定床反应装置对催化剂活性进行了评价,考察了甲酸用量、焙烧温度及升温速率等条件对催化剂性能的影响。结果表明,室温固相研磨得到的前驱体在N_2中焙烧,前驱体氧化分解和还原活化一步完成,无需外加H_2还原,直接制得了原位还原Cu/ZnO催化剂。随甲酸用量、焙烧温度、升温速率增加,催化活性呈现先增加后减小趋势。Cu/Zn摩尔比为1∶1和HCOOH/(Cu+Zn)摩尔比11∶1,前驱体于N_2中焙烧温度573 K和升温速率3 K/min时,制得的原位还原Cu/ZnO催化剂在CO_2加氢合成甲醇反应中呈现最佳活性,CO_2转化率和甲醇产率分别达到了33.44%和28.17%。与空气中焙烧再外加5%H_2还原的Cu/ZnO催化剂相比,原位还原Cu/ZnO催化剂比表面积较高,Cu~0粒径较小,催化活性较高。     

CO2 hydrogenation to methanol over Cu/ZnO/ZrO2 catalysts prepared via a route of solid-state reaction

Cu/ZnO/ZrO₂ catalysts were prepared by a route of solid-state reaction and tested for the synthesis of methanol from CO₂ hydrogenation. The effects of calcination temperature on the physicochemical properties of as-prepared catalysts were investigated by N₂ adsorption, XRD, TEM, N₂O titration and H₂-TPR techniques. The results show that the dispersion of copper species decreases with the increase in calcination temperature. Meanwhile, the phase transformation of zirconia from tetragonal to monoclinic was observed. The highest activity was achieved over the catalyst calcined at 400 °C. This method is a promising alternative for the preparation of highly efficient Cu/ZnO/ZrO₂ catalysts.     

标准曲线法测定催化加氢反应中2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃

采用气相色谱,建立标准曲线法测定催化加氢反应中2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃含量。在建立的色谱条件下,催化反应体系中乙醇、2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃分离较好。2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃质量分数均不超过21.00%,标准曲线法测定二者的峰面积与质量分数线性关系良好,线性相关系数均大于0.999,回收率95.72%~105.00%,相对标准偏差小于2.10%。建立的标准曲线法分析催化加氢反应中2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃浓度变化,操作简单,结果准确可靠,是一种便捷的分析方法。     

Si掺杂对Cu/ZrO2催化CO2加氢制甲醇性能的影响

为了提高Cu/ZrO₂催化剂在二氧化碳加氢制甲醇中的催化活性,制备了一系列不同Si/Zr的Si-ZrO₂载体并负载5%（质量分数）Cu得到了Cu/Si-ZrO₂催化剂。对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）、N₂物理吸脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）及高分辨透射电子显微镜 （HRTEM） 的表征。结果表明,Si的掺杂使得Cu/ZrO₂体系获得了稳定的晶相,大的比表面积和更多的碱性位点,尤其是中强碱性位点,同时产生了更多的氧空位,促进了CO₂的吸附和转化,因此得到了更高活性的催化剂。当Si与Zr的摩尔比为0.2时,在质量空速为6000 ml·g^-1·h^-1,温度为220℃、压力为3.0 MPa,V（H₂）∶V（CO₂）=3∶1（体积比）条件下,催化剂的CO₂转化率为4.6%,CH₃OH选择性为85%。