CO和H2在Cu-ZnO基催化剂上的吸附性质研究

研究了CO和H2在Cu-ZnO基催化剂上的吸附性质。结果表明,H2的化学吸附等温线与CO有所不同,在较高温度下可能存在H2的溢流,CO为非解离吸附,H2是解离吸附。CO的吸附热低于H2的吸附热,催化剂对CO的活化比H2困难。CO和H2在失活的催化剂上化学吸附附显著减小。失活催化剂的总表面积、铜的表面积以及ZnO的表面积也减小。通过对CO和H2在Cu-ZnO基催化剂上的吸附性质的研究,不但可用来帮助探讨CO加氢反应机理,而且可为了解催化剂表而各组分的分布情况、预测催化剂的活性以及研究造成催化剂失活的原因提供证据。     

一步法合成二甲醚反应中水煤气变换反应的初步研究

在反应温度为260℃、压力5.0MPa的条件下,研究了固定床反应器中不同CO空速和CO/H2O比例在甲醇合成催化剂上进行水煤气变换反应的情况,并对催化剂的稳定性进行了考察。研究结果发现,CO空速升高和CO/H2O比例减小都能抑制副反应的发生,Cu基催化剂水煤气变换功能减弱速率快是导致二甲醚复合催化剂失活快的主要原因。     

CO_2氧化丙烷脱氢制丙烯Pd-Cu/MoO_3-SiO_2催化剂研究

以MoO3 SiO2复合物作载体,采用等体积浸渍法制得了Pd Cu催化剂,采用BET、TPR、IR对催化剂结构及CO2、C3H8在催化剂上的吸附位、吸附态进行了分析。实验结果证明,CO2在催化剂上存在卧式吸附态,丙烷以亚甲基和其中一个甲基上的氢吸附在Mo=O双键的端基氧上。在微型反应装置上测试了催化剂在CO2氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的催化性能,常压和600℃条件下,C3H8转化率达26 94%,C3H6选择性达78 34%。通过催化剂的物化性质、化学吸附性质与反应性能的关联,讨论了反应机理和影响催化剂性能的基本因素。     

CuZnAl类水滑石制备过程pH值对其催化C2+醇合成的影响

采用沉淀水热法制备了具有类水滑石结构的CuZnAl催化剂前驱体,将其焙烧后制得CuZnAl催化剂用于合成气制取C2+醇的反应,同时运用XRD、H2 TPR、BET、CO2 TPD MS和CO TPD MS分析方法对催化剂进行表征,考察了催化剂前驱体制备过程中pH值对催化剂结构和催化性能的影响。结果表明,pH值的改变对CuZnAl催化剂中可还原的Cu物种、比表面积、表面碱强度以及对CO的吸附能力均存在显著影响,进而影响催化剂的转化率及选择性。具有较高分散性的可还原Cu物种、较大的比表面积、适宜比例的中强碱和强碱量以及对CO有适当的解离和非解离能力的催化剂,均有利于C2+醇的生成。     

MK101催化剂提前失活的研究

采用电子能谱仪、X光衍射仪、吸附仪等物化仪器和化学分析法,对MK101甲醇催化剂提前失活进行实验研究。结果表明：杂质的存在是影响催化剂活性的因素之一。当气体充分净化后,杂质的影响已经很小,催化剂的活性和使用寿命主要是热导致的催化剂晶粒度涨大、比表面积减小和催化活性降低,热是导致催化剂提前失活的主要原因。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂失活研究:硫中毒

在DMO加氢制乙二醇过程中,Cu/SiO2催化剂出现了失活现象,通过采用低温氮气吸附、XRD、TEM、XRF及EDS表征对失活前后催化剂进行表征,发现催化剂失活是由于硫中毒。Cu/SiO2催化剂对硫很敏感,容易硫中毒,且其耐硫性比甲醇合成Cu/ZnO/Al2O3催化剂差。加氢Cu/SiO2催化剂硫中毒失活是一个快速的过程,含微量硫的原料反应90 h后,乙二醇收率降至5.67%。     

载体种类对浆态床钴基费-托合成催化剂性能的影响

以Zr改性的氧化硅、氧化铝为载体,制备了浆态床Co基费-托(F-T)合成催化剂,采用N2物理吸附-脱附、H_2-TPR、CO化学吸附、XRD、SEM、还原度、吡啶吸附-红外光谱等手段表征催化剂的结构和性质,并对催化剂进行了微反活性评价。结果表明:大孔径和无酸性的氧化硅载体有利于提高Co分散度、金属表面积和还原度,对应催化剂具有更高的活性和C_5~+烃类选择性;氧化硅的孔径越大,催化剂的Co分散度与金属表面积越大;催化剂的酸性越弱,产物的C5+烃类选择性越高;载体不影响催化剂的失活速率,但氧化硅载体催化剂初始反应速率明显高于氧化铝载体催化剂。     

还原时合成气H2/CO摩尔比对铁基催化剂浆态床费-托合成反应性能的影响

在浆态床反应器中,详细考察尾气循环状态下还原时合成气H2/CO摩尔比对SFT418工业铁基F-T合成催化剂还原和反应后的物相以及F-T合成反应性能的影响。结果表明：还原后催化剂的比表面积大幅度下降,平均孔径明显增大,孔体积下降。还原时合成气H2/CO摩尔比影响催化剂的还原程度、F-T合成反应活性和失活速率,在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较高,F-T合成初始反应活性较高,失活速率较大;在较高H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较低,F-T合成初始反应活性较低,但其失活速率比在较低的H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂低。催化剂还原时适宜的合成气H2/CO摩尔比为20。     

CO2氧化丙烷脱氢制丙烯Pd—Cu／MiO3－SiO2催化剂研究

以MoO3-SiO2复合物作载体，采用等体积浸渍法制得了Pd-Cu催化剂，采用BET、TPR、IR对催化剂结构及CO2、C3H8在催化剂上的吸附位、吸附态进行了分析。实验结果证明，CO2在催化剂上存在卧式吸附态，丙烷以亚甲基和其中一个甲基上的氢吸附在Mo=O双键的端基氧上。在微型反应装置上测试了催化剂在CO2氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的催化性能，常压和600℃条件下，C3H8转化率达26．94％，C3H6选择性达78．34％。通过催化剂的物化性质、化学吸附性质与反应性能的关联，讨论了反应机理和影响催化剂性能的基本因素。     

含铜复合氧化物用做FCC脱NOx催化剂的研究

用共沉淀法制得了 4种不同 Cu含量的 Cu-Mg-Al类水滑石物质 ,经 75 0℃热活化 ,得到了含铜的复合氧化物催化剂。模拟 FCC再生器条件 ,用 CO做还原剂 ,考察了反应温度、催化剂的组成、反应体系中 O2 的体积分数、水蒸气和 SO2 的存在对催化剂脱除 NOx 性能的影响 ;研究了催化剂的 SO2 中毒失活可逆性、再生性 ;考察了不同反应条件下 CO的转化率。结果表明 ,随着 Cu O含量的增加 ,催化剂的活性温度窗口向低温移动 ;O2的体积分数对于不同催化剂的影响程度不同 ;H2 O的存在使催化剂的低温活性降低 ,高温活性增强 ;各催化剂有不同程度的 SO2 中毒失活现象 ,失活后的催化剂能部分再生 ;高温时 CO和 O2 的反应优先于 CO和 H2 O的反应。     

原位红外光谱研究Cu/Zn/Al催化剂的还原过程

采用原位红外技术 ,研究了用Na2 CO3 沉淀法制备的Cu/Zn/Al催化剂的程序升温还原过程。结果表明 ,在催化剂的程序升温还原过程中 ,CuO和ZnO表面吸附的CO2 可进行加氢反应和逆水汽变换反应。在催化剂中 ,ZnO与CuO、Al2 O3 均发生相互作用。Al2 O3 对CuO和ZnO具有分散作用。提出了Cu/Zn/Al催化剂在还原过程中的反应机理。     

FT-IR Spectroscopic Investigation of Co-adsorption of Acetonitrile and CO on Fresh Mo2C/Al2O3 Catalyst

The adsorption of acetonitrile and its co-adsorption with CO on fresh Mo2C/Al2O3 catalyst have been studied by insitu FT-IR spectroscopy.Linearly adsorbed CH3CN and CH3CH2NH2 were formed after CH3CN adsorption on the Mo2C/Al2O3 catalyst.The appearance of a strong band at 1578 cm 1 indicates that CH3CN was reactive with hydrogen on the Mo2C/Al2O3 catalyst.     

原位表征技术研究费-托合成催化剂的活性及选择性

 采用原位化学吸附-质谱技术和原位红外表征技术,对Al2O3为载体的Co基费-托合成催化剂进行表征,兵将表征结果与催化剂微反评价结果进行关联分析。CO+H2费-托合成反应的原位化学吸附-质谱分析表明,C2+(分子中碳数多于2的烃类)与CH4峰面积之比值大的催化剂其长链烷烃生成的选择性也高。CO吸附原位红外光谱表征中,随着催化剂表面CO吸附量的增加,催化剂表面活性中心的数量增加,催化剂的活性提高。CO+H2原位反应红外光谱表明,-CH2-的生成温度越低,显示催化剂的活性越好;-CH2-的吸收强度越大,显示催化剂的长链烷烃的选择性越高。采用原位化学吸附-质谱技术和原位红外光谱技术可有效评价CO+H2在不同催化剂上的反应情况,表征催化剂的活性和选择性,实验结果与固定床微反装置评价结果一致,达到了快速评价费-托合成催化剂活性和选择性的目的。     

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。     

稀土镧、铈对Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂水汽变换性能的影响

以稀土镧和铈为助剂、聚氧乙烯十二烷基醚为表面活性剂采用共沉淀法制备催化剂Cu/ZnO/Al2O3,利用微型反应装置评价了催化剂的活性,并应用TPD、TPR等技术对催化剂吸附性能、还原性能进行表征。结果表明,镧添加剂的促进效果比铈好。助剂的添加使催化剂表面活性中心增多,活性组分电荷密度增大,从而提高了催化剂的活性。     

LaFeO3甲烷氧化催化剂的表征及反应性能评价

采用高温熔融法制备出LaFeO3系列催化剂,利用XRD,BET,XPS等分析手段对催化剂样品进行了表征,并通过CH4/O2切换反应考察了催化剂的反应性能.结果表明,纯LaFeO3催化剂具有2个O1s峰,低结合能的氧归属为晶格氧,高结合能的氧归属为吸附氧;负载型的催化剂除了含有晶格氧和吸附氧外,还含有大量与Al2O3结合的表面氧;加入助剂会降低各种结合状态氧的结合能;高温熔融致使催化剂中晶格氧的结合能降低.采用挤条法制备的活性组分质量分数为40％的Al基新鲜LaFeO3催化剂反应性能最佳,其CH4转化率、CO选择性分别为87.9％,97.1％,且产物H2/CO（摩尔比）为2.     

CuO/ZnO/Al2O3和ZSM-5双功能复合催化剂在苯与合成气烷基化制甲苯中的研究

制备了由共沉淀法制备的CuO/ZnO/Al2O3催化剂与ZSM-5混合形成的用于合成气与苯在液相中直接合成甲苯的烷基化反应的双功能复合催化剂,并采用H2-TPR、XRD对催化剂进行了表征。在浆态床反应器中考察反应温度、反应压力、催化剂投加量、ZSM-5硅铝比、ZSM-5与CuO/ZnO/Al2O3的比例对催化剂性能的影响。结果表明:当反应温度为250℃、反应压力为1MPa、苯和催化剂投加量分别20mL和2g、ZSM-5硅铝比为130、ZSM-5与CuO/ZnO/Al2O3的催化剂质量比为1:1时,可达到最佳的反应效果,在8h的反应中,CO的转化率为85.79%,甲苯的选择性为44.91%,甲苯的产量为1.77g。     

CO_2加氢合成甲醇催化剂中Al_2O_3的作用

研究了ＣＯ２加氢合成甲醇催化剂中载体Ａｌ２Ｏ３的作用。活性评价、ＴＰＲ、ＴＰＤ、ＴＰＳＲ等实验表明，Ａｌ２Ｏ３不但起骨架作用，而且能分散催化剂的活性组分，使ＣＯ２的吸附和转化率提高。铜基催化剂掺中入适量的Ａｌ２Ｏ３能提高ＣＯ２加氢合成甲醇的选择性，过量的Ａｌ２Ｏ３会降低甲醇的收率。     

ZnO对合成甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化剂性能的影响

用高速碰撞共沉淀法制备ｎ（ＣｕＯ）／ｍ（ＺｎＯ）／ｍ（Ａｌ２Ｏ３）比分别为６０／３０／１０和３０／６０／１０的１＾＃和２＾＃催化剂,结果表明高ＺｎＯ的２＾＃催化剂活性较好,分散度较大。ＸＰＳ测试表明２＾＃催化剂表面ＺｎＯ吸附的中间体（ＣＨｘ或ＣＨｘＯ）较多且表面的Ｃｕ＾＋１浓度较高,从而促进ＣＯ加氢合成甲醇的活性。