活性炭负载金属氯化物催化1-氯-1,1-二氟乙烷裂解制备偏氟乙烯

在裂解温度为400~630℃、空时为32 s条件下研究了活性炭负载金属氯化物催化剂(Fe Cl3/C、Cu Cl2/C和Ni Cl2/C)催化1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b)裂解制备偏氟乙烯(VDF)的过程。考察了反应温度和催化剂种类对原料转化率和VDF含量及选择性的影响。结果表明:Fe Cl3/C和Cu Cl2/C的催化活性较高,Ni Cl2/C无明显催化作用。反应温度为400~500℃时,Fe Cl3/C使HCFC-142b转化率提高约10%~20%,VDF含量增加约3%~8%,选择性下降约10%~14%。反应温度为400~480℃时,Cu Cl2/C使HCFC-142b转化率和VDF含量提高50%以上,选择性也明显提高。推测Fe Cl3/C和Cu Cl2/C的催化机理为碳正离子机理。     

Al、K和Ca助剂对FeSi催化剂的CO2加氢反应性能影响

对于CO₂合成烃,采用SiO₂作Fe基催化剂强度增强剂,利用Al、K和Ca促进催化剂的CO₂加氢反应性能。Al可以增加Fe基催化剂的强酸性位,提高C₅⁺烃选择性,K能增加Fe基催化剂表面碱性,增强CO₂吸附和加氢反应,Ca助剂可以提高Fe基催化剂碱性,采用共沉淀法制备FeSi催化剂母体,利用浸渍法添加Al、K和Ca助剂,考察Al、K和Ca助剂对FeSi 催化剂的CO₂加氢性能影响。结果表明,3种助剂被单独添加时,均引起催化剂比表面积减小和CO₂转化率降低,Ca助剂具有扩孔作用;同时添加3种助剂时,每种助剂的含量变化均引起催化剂性能改变,Al、K和Ca助剂添加质量分数分别为7%、5%和0.25%时,催化剂合成烃的性能较佳,通过配合调整Al和K的添加量,可以进一步提高催化剂的CO₂加氢性能。在提高烃收率方面,Ca的促进作用优于K。     

双金属催化剂对煤焦油模型化合物催化裂解行为的影响

以Al_2O_3为载体,Ce、Co和Fe为助剂,采用机械化学法制备了4种镍基催化剂,对其进行了XRD、H_2-TPR、BET、NH_3-TPD等表征。当载气流量为50 ml·min~(-1),裂解温度为750℃时,在固定床反应器中考察了各催化剂对煤焦油模型化合物甲苯+芘裂解行为的影响。结果表明:4种催化剂均为介孔催化剂,且双金属催化剂的介孔有序度更高;催化剂中活性组分Ni主要以尖晶石NiAl_2O_4的形式存在;添加Fe助剂后,催化剂的酸强度较Ni/Al_2O_3增加,添加Ce和Co时则相反。评价实验表明,助剂对重质组分芘的裂解率影响较小,约为67%,然而Ce和Co对催化剂的抗积炭性能有利,其析碳分别较无助剂时降低28.8%和18.0%。     

钛基铜系低温SCR催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用浸渍法制备M-Cu/Ti-PILC(M=Mn、Ce、Co、Fe、Zr和Ag)催化剂,并应用于丙烯选择催化还原NO体系(C3H6-SCR),考察第二种活性物种M对Cu/Ti-PILC催化性能的影响。结果表明,Mn物种会降低Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性和反应温度;Ce物种能拓宽Cu/Ti-PILC催化剂的反应窗口;Co对Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性及反应温度无影响;Fe、Zr、Ag会提高Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性,并且Fe、Ag物种不影响Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度,而Zr会提高Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度。     

钛基铜系低温SCR催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用浸渍法制备M-Cu/Ti-PILC(M=Mn、Ce、Co、Fe、Zr和Ag)催化剂,并应用于丙烯选择催化还原NO体系(C3H6-SCR),考察第二种活性物种M对Cu/Ti-PILC催化性能的影响。结果表明,Mn物种会降低Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性和反应温度;Ce物种能拓宽Cu/Ti-PILC催化剂的反应窗口;Co对Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性及反应温度无影响;Fe、Zr、Ag会提高Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性,并且Fe、Ag物种不影响Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度,而Zr会提高Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度。     

双金属催化剂对煤焦油模型化合物催化裂解行为的影响

以Al₂O₃为载体,Ce、Co和Fe为助剂,采用机械化学法制备了4种镍基催化剂,对其进行了XRD、H₂-TPR、BET、NH₃-TPD等表征。当载气流量为50 ml·min^-1,裂解温度为750℃时,在固定床反应器中考察了各催化剂对煤焦油模型化合物甲苯+芘裂解行为的影响。结果表明：4种催化剂均为介孔催化剂,且双金属催化剂的介孔有序度更高;催化剂中活性组分Ni主要以尖晶石NiAl₂O₄的形式存在;添加Fe助剂后,催化剂的酸强度较Ni/Al₂O₃增加,添加Ce和Co时则相反。评价实验表明,助剂对重质组分芘的裂解率影响较小,约为67%,然而Ce和Co对催化剂的抗积炭性能有利,其析碳分别较无助剂时降低28.8%和18.0%。     

热解-重整-燃烧解耦的煤气化特性

采用热解、重整、燃烧解耦分离的解耦三床气化(decoupled triple bed gasification,DTBG)系统,以橄榄石为原位焦油裂解催化床料,进行了煤催化气化实验。研究了煤种、煤进料速率、重整器温度以及水碳比(S/C)对煤热解焦油裂解/重整反应的影响。结果显示:随着煤挥发分含量增加,气体产率、碳转化率、冷煤气效率以及产气中的H_2含量增加。由于半焦不参与气化反应,导致碳转化率和冷煤气效率偏低。煤和催化剂比例的改变会影响气体产率和产气组成,当煤的进料速率从0.12 kg/h增加到0.30 kg/h时,气体产率从0.28 m~3/kg增加到0.46 m~3/kg,H_2含量从28.4%增加到50.5%。重整器温度的升高有利于促进煤焦油裂解转化,从而增加气体产率。当重整器温度为850℃、S/C为1.0时,气体产率达到了0.60 m~3/kg,橄榄石催化剂有效地降低了焦油含量,焦油产率仅为2.11g/m~3。S/C的升高增强了焦油水蒸气重整反应,但引入过量的水蒸气会导致反应器内气体的流速加快,缩短了反应物的停留时间和反应时长,减缓了焦油水蒸气重整反应的反应程度。     

助剂对镍基生物质焦油重整催化剂性能影响的研究进展

分别以碱及碱土金属、过渡金属以及稀土金属3种常见助剂类型,探讨了不同助剂对镍基催化剂催化生物质裂解及气化重整制氢催化活性、催化剂物化特性及催化剂失活特性的影响。添加碱金属组分后,生物质热解反应速率会大幅上升,生物质焦的水蒸气气化反应得到促进,并且达到最大热解速率所需的温度也有所降低,热解产物趋向于小分子量产物;过渡金属对生物质气化过程中生成焦油的催化裂解重整具有较好的催化活性;稀土元素对甲醇水蒸气重整等催化反应有着重要的作用,镍基催化剂中加入Ce和Pr能提高甲醇转化率、改善产气组分、提高H₂的选择性。结合国内外的研究情况发现钴、镧等金属助剂有利于提升镍基催化剂重整制氢活性,催化剂积炭及表面活性颗粒的聚集是造成催化剂失活的主要原因。     

副产氯化氢催化氧化制氯气催化剂研究

采用等体积浸渍法制备以Au或Cu为主要活性组分,Pb、Mn为活性助剂的氯化氢催化氧化催化剂;测定分别以Au、Cu为活性组分的催化剂性能及不同活性助剂、助剂质量比、反应温度、进料空速对催化剂活性的影响。结果表明:Cu催化剂催化活性比Au催化剂高,但Cu催化剂高温下易流失,导致HCl转化率下降,Au催化剂相对稳定;反应温度控制在420~430℃,HCl进料质量空速为0.33 h-1,Pb、Mn质量比为1∶0.83时,以Au为主要活性组分的催化剂活性最高,HCl转化率稳定在80%以上。     

铈改性甲醇合成铜基催化剂的制备及其性能

采用反加共沉淀法,以硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝溶液为原料,碳酸钠溶液为沉淀剂,硝酸铈为助剂,制备了铈（Ce）改性的甲醇合成铜基催化剂（CuZnAlCe）,并通过X射线衍射（XRD）、N₂等温吸附、热重-差热分析（TG-DTA）、扫描电子显微镜（SEM）、程序升温还原（TPR）等手段进行表征,采用微型固定床反应装置进行催化活性及稳定性评价,考察了Ce含量对CuZnAlCe催化剂结构和催化性能的影响。结果表明,Ce的引入可以改善催化剂活性中心的分散度,使催化剂比表面积增加,整体的结构变得更加松散,催化剂更容易被还原。随着Ce含量的增加,CO的转化率不断增大,当Ce含量为2%时CO转化率最大,可达47.6%。但Ce含量过量时使催化剂还原温度升高,CO的转化率降低。此外,适当的Ce含量改性可以提高铜基催化剂的热稳定性。     

MOx/Y催化剂常温催化臭氧氧化甲苯的性能

以Y分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了MO_x/Y催化剂,并用于常温催化臭氧氧化甲苯反应。采用XRD、BET、H_2-TPR、甲苯吸附对催化剂进行表征,以甲苯转化率维持95%以上的时间(t_(95))为指标对催化性能进行评价。结果表明:10%MnO_2/Y催化剂〔m(MnO_2)/m(Y)=0.1〕具有较大的比表面积(538.6m~2/g)和孔容积(0.440 cm~3/g),较好的催化臭氧氧化甲苯活性(t95=210 min);CuO的加入提高了催化活性,5%MnO_2-5%CuO/Y〔m(MnO_2)/m(Y)=0.05且m(CuO)/m(Y)=0.05〕催化剂上t95=240min,CO_x选择性为80.6%,CO_2与CO摩尔比为4.970。由表征结果可知,较大的比表面积和孔容积有利于甲苯吸附,CuO与Mn O_2之间的相互作用促进了氧化还原性能的提高,进而有利于催化活性的提高。GC-MS结果表明:反应副产物堵塞催化剂孔道,占据催化剂表面活性位,导致催化剂失活。5%MnO_2-5%CuO/Y催化剂失活-再生4次后t_(95)可达220 min。     

负载型CuMnO_x/TiO_2催化剂催化燃烧甲苯

采用沉积-沉淀法制备CuMnO_x/TiO_2新型甲苯燃烧催化剂,考察焙烧温度、Cu与Mn物质的量比、Cu和Mn总负载量、空速及水蒸汽含量对催化甲苯燃烧性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Cu与Mn物质的量比为1∶1时,催化剂活性最好,反应温度250℃时,甲苯去除率为100%;水蒸汽的出现明显降低了甲苯转化率。XRD和H2-TPR表征结果表明,CuMnO_x/TiO_2催化剂的主要活性相为铜锰尖晶石(Cu1.5Mn1.5O4),它的存在降低了CuMnO_x/TiO_2催化剂的还原温度,是催化活性优良的主要原因。     

Effects of the structure of CeCu catalysts on the catalytic combustion of toluene in air

CeCu composite oxide catalysts were prepared by a hard-template method (CeCu-HT) and a complex method (CeCu-CA). The prepared CeCu composite oxide catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analyses. The catalytic properties of the prepared CeCu composite oxide catalysts were also investigated by the catalytic combustion of toluene in air. XRD results showed that the synthesized CeCu composite oxide catalysts had different phase components and crystallinities but similar CeO₂CuO solid solution phases. Low-angle XRD, TEM, and BET results indicated that the prepared CeCu-HT catalyst had a developed ordered mesoporous structure and a large specific surface area of 206.1 m² g^?1. Toluene catalytic combustion results indicated that the CeCu-HT catalyst had higher toluene catalytic combustion activity in air than the CeCu-CA catalyst. The minimum reaction temperature at which toluene conversion exceeded 90% for toluene catalytic combustion on the CeCu-HT catalyst was 225 °C. The toluene catalytic combustion conversion on the CeCu-HT catalyst at 240 °C exceeded 99.3% with decreased toluene concentration in air to below 70 ppm. On the other hand, the toluene catalytic combustion conversion on the CeCu-CA catalyst was only 92% even when the reaction temperature reached 280 °C. The differences between the toluene catalytic combustion performances of the CeCu composite oxide catalysts prepared by different methods can be attributed to their discrepant compositions and structures.     

Steam reforming model compounds of biomass gasification tars: conversion at different operating conditions and tendency towards coke formation

The purification of biomass-derived syngas via tar abatement by catalytic steam reforming has been investigated using benzene, toluene, naphthalene, anthracene and pyrene as surrogated molecules. The effects of temperature and steam-to-carbon ratio on conversion, and the tendency towards coke formation were explored for each model compound. Two commercial nickel-based catalysts, the UCI G90-C and the ICI 46-1, were evaluated. The five tar model compounds had very different reaction rates. Naphthalene was the most difficult compound to steam reform, with conversions from 0.008 g_{org_conv}/g_cat min (790 °C) to 0.022 g_{org_conv}/g_cat min (890 °C) at an S/C ratio of 4.2. The most reactive compound was benzene, with a conversion of 1.1 g_{org_conv}/g_cat min at 780 °C and an S/C ratio of 4.3. The tendency towards coke formation grew as the molecular weight of the aromatic increased. The minimum S/C ratio for toluene was 2.5 at a catalyst temperature of 725 °C, and for pyrene at 790 °C ,it was 8.4. In general, catalyst temperatures and S/C ratios need to be higher than for naphtha in order to prevent the formation of coke on the catalyst.     

非贵金属催化剂用于乳酸乙酯加氢制1，2-丙二醇

在间歇式反应釜考察了非贵金属催化剂对乳酸乙酯液相加氢的催化性能,比较Ni、Cu、Co和Mo负载于γ-Al2O3的催化剂活性,研究添加Cr、Zn、Fe和Sn作为助剂的催化剂加氢效果。结果表明,Cu-Cr催化剂具有较佳的催化性能,n（Cu）∶n（Cr）=2∶1时,催化剂活性最优。考察搅拌速率、催化剂粒径和催化剂用量对乳酸乙酯催化加氢的影响。在乙醇作溶剂、反应温度200 ℃、氢压3 MPa、搅拌速率900 r·min-1、底物浓度5 g·（100mL）-1、催化剂粒径（80～100）目和催化剂用量0.04 g·mL-1条件下,乳酸乙酯转化率和1,2-丙二醇选择性分别达到79.8%和80.1%。     

CeO2掺杂对CuO/沸石催化剂催化氧化VOCs活性的影响

研究CeO2改性得到的CuO/CeO2/沸石催化剂,进行催化氧化（燃烧）销毁乙醇、丙酮、甲苯和苯的实验,并用TPR和XPS对所制备的催化剂进行表征.研究结果表明：使用CuO/CeO2/沸石作为催化剂时,四种VOCs（挥发性有机物）催化燃烧的起燃和完全燃烧温度都明显低于当使用CuO /沸石作为催化剂时四种VOCs催化燃烧的起燃和完全燃烧温度,这表明CuO/CeO2/沸石催化剂的活性明显高于CuO/沸石催化剂的活性.TPR分析表明CeO2的添加有助于增强催化剂中Cu的还原性;XPS表征分析显示,CeO2的添加增加了铜在表面的分布,并且引起Cu 2p3/2的结合能由933.8eV 变到932.8eV 和 933.4eV, 在催化剂表面呈现出Cu2＋和Cu＋的形式.此外,在VOCs催化燃烧过程中,稀土Ce存在有部分还原变价过程（Ce^4 ＋ →Ce^3 ＋ ） ,也使催化剂的活性得到提高.     

Mn-M-O/TiO_2-Al_2O_3催化超临界水氧化氨氮废水

以Mn和M(Ce、Cu、Co)的氧化物为活性组分、TiO2-Al2O3(TA)为载体,分别制备了3种不同Mn/M物质的量之比的双金属负载型Mn-M-O/TA催化剂。在连续超临界水氧化装置上及460℃、26 MPa、停留时间4~5 s和氧化剂剂量为化学剂量3倍的条件下,考察了各催化剂对氨的降解活性,结果表明Mn-Cu-O/TA催化剂具有较好的氨降解性能,Mn-Cu-O/TA-55催化剂氨转化率为55.8%。采用XRD、XPS、TPR等方法对Mn-M-O/TA催化剂进行了表征,添加铜后催化剂还原性能的提高,有利于氨转化率的提高。     

新型镍基镁渣催化重整松木热解挥发分焦油析出特性研究

采用过量浸渍法制备了镍基镁渣催化剂，并在小型气流床气化炉上开展了松木热解挥发分的催化重整研究。评估了煅烧/催化温度、镍含量和水碳比对焦油组分的影响，同时在不同煅烧/催化温度下与Ni/γ-Al₂O₃催化剂进行了裂解焦油性能的对比。采用比表面积测试（BET）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对催化剂进行了表征。结果表明，当镍含量为3%，煅烧/催化温度为800℃，水碳比为0.5时，镍基镁渣催化剂表现出最优异的催化裂解焦油能力：大幅度降低了重质多环芳烃的相对含量，并且焦油转化率达到95.69%，同时焦油露点温度降至40.2℃。XRD结果表明，Ni、Fe、Ca、Mg相互作用可以形成多种活性中心，进而协同提高催化剂活性。     

Cu/CeO2催化剂催化二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸

以硝酸铜和硝酸铈为原料,采用共沉淀法制备系列Cu/CeO_2催化剂。并用物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)对催化剂的结构和还原性进行了表征,考察了其在二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸反应中的催化性能。结果表明,经500℃焙烧、铜铈物质的量比为3∶1的Cu_3Ce_1催化剂还原温度最低,为230℃,且Cu_3Ce_1还原后表面有适量Cu活性中心,Cu_3Ce_1催化剂在二乙醇胺(DEA)脱氢制亚氨基二乙酸的反应中具有较好催化活性。该催化剂最适宜的反应条件为:m(DEA)∶m(Na OH)∶m(H2O)=1.15∶1.00∶2.42,催化剂用量6 g,反应温度180℃,反应压力1.1 MPa,反应时间4 h,搅拌转速600 r/min,Cu_3Ce_1催化剂上二乙醇胺的转化率为99.63%,亚氨基二乙酸选择性为95.73%,Cu_3Ce_1催化剂重复使用9次,无明显失活。