助剂对Ni/γ-Al2O3催化剂活性和抗水合性能的影响

采用浸渍法制备了不同种类助剂改性的Ni-M/γ-Al₂O₃催化剂,通过XRD、低温氮气物理吸附和FT-IR等手段对改性前后的催化剂进行表征,并考察催化剂在1,4-丁炔二醇加氢反应中的活性和抗水合性能。结果表明,在所选助剂中,SiO₂的引入使催化剂维持了较高的加氢活性,同时,显著提高了Ni/γ-Al₂O₃催化剂的抗水合性能,γ-Al₂O₃表面Si-O-Al的形成是SiO₂抑制γ-Al₂O₃发生水合的直接原因。     

硫化型NiMo加氢催化剂制备与表征

以四硫代钼酸铵溶液和硝酸镍溶液为浸渍液,根据活性组分Ni和Mo浸渍顺序的不同,采用真空饱和浸渍法制备了MN系列和NM系列 NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在固定床加氢中试反应装置上研究了NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应的催化性能,结果表明,NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂对二苯并噻吩加氢反应具有良好的活性和选择性。Ni助剂的加入,有利于二苯并噻吩加氢反应的活性和选择性。MN-0.3为最优NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂。在空速10 h^-1、反应压力2.0 MPa、氢油体积比300∶1、氢气预处理温度320 ℃和反应温度300 ℃条件下,催化剂对二苯并噻吩加氢反应转化率达83.9%,加氢反应活性较高。     

甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究

采用浸渍法制备不同组成催化剂Ni-M/γ-Al₂O₃（M=Zr、Co、Mg、Nd）,通过固定床反应装置考察不同助剂、助剂含量和反应温度对催化剂活性的影响,并对催化剂进行X射线衍射表征。结果表明,14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃的催化活性较好,随着反应温度的升高,甲烷转化率和CO收率均升高,反应温度升至800 ℃时,甲烷转化率达97.54%。采用共沉淀法制备载体、浸渍法制备的催化剂14Ni/MgO-Al₂O₃,在反应温度800 ℃、压力1.013 kPa、n(CO₂)∶n(CH₄)=1.2和催化剂用量0.5 g条件下,CO收率高于14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃催化剂,但甲烷转化率略低。     

CeO2改性Ni/γ-Al2O3催化剂上顺酐加氢制备丁二酸酐

采用等体积浸渍法制备CeO₂改性Ni/γ-Al₂O₃催化剂,通过BET、XRD、H₂-TPR和SEM等对催化剂结构及物化性能进行表征,考察Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂对顺酐催化加氢制备丁二酸酐催化性能的影响。结果表明,引入适量CeO₂可提高催化剂活性组分Ni的分散度,增加催化剂比表面积,提高催化剂热稳定性。采用负载CeO₂质量分数5%的Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度120 ℃、反应压力2.0 MPa和空速0.6 h^-1条件下,顺酐转化率为99.5%,丁二酸酐选择性为99.4%。     

载体改性对Cu/B/Al2O3结构及其催化醋酸仲丁酯加氢性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体采用分步浸渍法制备了不同金属氧化物进行载体改性的Cu/B/M/Al₂O₃(M=Mg,Ca,Ni)催化剂,并测试了其催化醋酸仲丁酯加氢反应的性能。结果表明,以NiO进行载体改性的催化剂导致酯加氢反应中大量酸催化产物及烃类出现;以MgO进行载体改性不利于金属Cu的分散且催化剂的结构稳定性较差;以CaO对γ-Al₂O₃载体进行改性不仅能够促进金属Cu的分散,提高催化剂的酯加氢活性和产物选择性,而且可以有效减少反应中非活性碳物种在催化剂表面的沉积。     

碱金属改性的钒-钾催化剂催化环己烷氧化脱氢制环己烯

以γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备了以V和K为主活性组分、碱金属为助剂的M-3%V-6%K/γ-Al₂O₃系列(M=Li、Na、K、Cs)催化剂,并考察助剂种类对环己烷氧化脱氢制环己烯催化活性的影响。采用XRD、BET、NH₃-TPD、H₂-TPR和SEM对催化剂进行物化表征。XRD结果显示各活性组分均以无定形态存在;NH₃-TPD、H₂-TPR和SEM结果显示,碱金属助剂种类影响样品的表面酸性、氧化还原能力、活性组分的粒径和分散度。活性评价结果显示,经碱金属助剂修饰后的Na-3%V-6%K/γ-Al₂O₃表现出较好的催化性能,环己烯选择性达53.5%。     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ-Al₂O₃、HZSM-5、TiO₂、SiO₂和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO₂反应。结果表明,Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO₂,可以明显改善Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O₂和H₂O对催化剂活性的影响较大,CO₂对催化剂的影响较小。XRD结果表明,FeS₂是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS₂转变为催化惰性的Fe₇S₈而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO₂反应体系中引入O₂后,Fe/γ-Al₂O₃催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe₂O₃,导致催化剂失活。     

焙烧温度对Al2O3载体的性质及其负载的煤制合成气制代用天然气镍基催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为前驱体,经不同温度焙烧制得Al₂O₃载体,等体积浸渍法制备Ni/Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射、N₂-物理吸附、扫描电镜、程序升温还原等对载体及催化剂进行表征,考察载体焙烧温度对Al₂O₃载体性质及其负载的镍基催化剂催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,Al₂O₃载体的比表面积减小,平均孔径增大,结晶度升高,晶粒度增大,晶型逐步转变为γ-Al₂O₃［(500~800) ℃］、δ-Al₂O₃［ (900~1 100) ℃］和α-Al₂O₃［(1 250) ℃］。合成气制甲烷催化剂活性变化趋势为:Ni/γ-Al₂O₃>Ni/δ-Al₂O₃>Ni/α-Al₂O₃,其中,800 ℃焙烧的γ-Al₂O₃负载的Ni基催化剂因稳定的晶型结构以及与NiO之间适当的相互作用而表现出最佳的催化活性及稳定性。     

氢气高温还原制备的负载型镍基催化剂用于苯酚加氢的性能

通过等体积浸渍法分别将Ni(NO₃)₂、NiCl₂、NiSO₄ 3种镍前体浸渍于A1₂O₃或SiO₂载体上,然后通过H₂高温还原法制备了负载型镍基催化剂,考察了镍前体、载体种类、镍负载量、反应条件等对镍基催化剂苯酚加氢性能的影响。结果表明,对比3种镍前体,在H₂高温还原体系中Ni(NO₃)₂最容易被还原,制备的镍基催化剂苯酚加氢活性最高。SiO₂负载的镍基催化剂活性远高于γ-Al₂O₃催化剂。适宜的Ni负载量有助于活性组分的分散和催化活性的提高。镍基催化剂的苯酚加氢产物以环己醇为主,相对缓和的反应条件更容易生成环己酮。在非极性溶剂正庚烷或环己烷存在下,苯酚加氢反应速率远远高于极性溶剂水或乙醇存在下的结果,而且环己酮的选择性更高。     

Ni/γ-Al2O3催化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢

以γ-Al₂O₃为原料、碳酸铵为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了Ni/γ-Al₂O₃催化剂,将其应用于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物催化加氢。通过XRD、TEM、XPS、¹HNMR和DSC对催化剂和产物进行了表征。考察了载体种类、Ni理论负载量(以载体质量为基准,下同)、反应条件对SIS加氢反应的影响。结果表明,以γ-Al₂O₃为载体并负载10%的Ni为催化剂、环己烷为溶剂、反应温度为140℃、反应压力为1 MPa、反应时间3.0 h的条件下,催化剂具有最优活性,聚异戊二烯嵌段加氢度达到85%,副反应苯环的加氢度<10%。     

Synthesis,characterization and hydrotreating performance of supported tungsten phosphide catalysts

Supported tungsten phosphide catalysts were prepared by temperature-programmed reduction of their precursors (supported phospho-tungstate catalysts) in H₂ and characterized by X-ray diffraction (XRD), BET, temperature-programmed desorption of ammonia (NH₃-TPD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The reduction-phosphiding processes of the precursors were investigated by thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA) and the suitable phosphiding temperatures were defined. The hydrodesulfurization (HDS) and hydrodenitrogenation (HDN) activities of the catalysts were tested by using thiophene, pyridine, dibenzothiophene, carbazole and diesel oil as the feedstock. The TiO₂, ?-Al₂O₃ supports and the Ni, Co promoters could remarkably increase and stabilize active W species on the catalyst surface. A suitable amount of Ni (3%–5%), Co (5%–7%) and V (1%–3%) could increase dispersivity of the W species and the BET surface area of the WP/?-Al₂O₃ catalyst. The WP/?-Al₂O₃ catalyst possesses much higher thiophene HDS and carbazole HDN activities and the WP/TiO₂ catalyst has much higher dibenzothiophene (DBT) HDS and pyridine HDN activities. The Ni, Co and V can obviously promote the HDS activity and inhibit the HDN activity of the WP/?-Al₂O₃ catalyst. The G-Ni5 catalyst possesses a much higher diesel oil HDS activity than the sulphided industrial NiW/?-Al₂O₃ catalyst. In general, a support or promoter in the WP/?-Al₂O₃ catalyst which can increase the amount and dispersivity of the active W species can promote its HDS and HDN activities.     

Pd-M(Ce、Ca、Fe)/γ-Al_2O_3催化2,5-二氢呋喃加氢性能

通过分步浸渍法制备了Pd含量为0.3%,M含量为3.0%的Pd-M(M=Ce、Ca、Fe)/γ-Al_2O_3催化剂,采用XRD、N_2物理吸附-脱附、H_2-TPR、H_2-TPD和Py-IR等对催化剂进行表征,并研究了助剂对Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化2,5-二氢呋喃加氢性能的影响。结果表明,在Pd/γ-Al_2O_3催化剂中引入助剂,降低了Pd与金属相互作用,同时减少了表面暴露L酸位点;促进了2,5-二氢呋喃加氢转化为四氢呋喃,抑制了异构化产物2,3-二氢呋喃的产生。特别是Fe的引入,与Pd之间的协同作用,使CC双键在Pd表面吸附增强,2,5-二氢呋喃转化率大幅提高。该催化剂在反应温度30℃,氢压0.5 MPa和反应时间1 h的加氢条件下,2,5-二氢呋喃转化率达到94.25%,目标产物四氢呋喃选择性达到99.97%。     

脲溶液修饰γ-Al_2O_3及其对La_2O_3/γ-Al_2O_3催化肉桂醛MPV反应的影响

采用探针-TPD、探针-IR和电势测量等方法研究不同浓度脲溶液浸泡γ-Al2O3颗粒对γ-Al2O3表面酸碱性质的影响和脲修饰对γ-Al2O3及La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应的影响。结果表明,经不同浓度的脲溶液浸泡后,γ-Al2O3表面酸、碱位点强度分布均发生变化,催化肉桂醛MPV反应,生成肉桂醇的选择性随着修饰用脲溶液浓度增加而下降。以脲溶液修饰的γ-Al2O3为载体制备的La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应,具有与γ-Al2O3催化该反应类似的变化现象。     

复合氧化物催化剂催化氧化甲苯性能

以γ-Al2O3为催化剂载体,铜、锰为活性组分,稀土元素铈为助催化剂,采用浸渍法制备复合氧化物催化剂5%Cu/γ-Al2O3、5%Mn/γ-Al2O3、5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3,并考察其催化氧化甲苯性能。研究表明,复合氧化物催化剂催化氧化甲苯具有显著的效果,5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3催化剂和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3催化剂表现出良好的低温活性和催化性能,对甲苯的完全燃烧温度分别为340℃和285℃。采用SEM和BET对催化剂进行表征,结果表明,催化剂的催化活性与活性组分在催化剂表面的分散度和催化剂的孔结构相关。     

Research progress of γ-alumina support

由于γ-Al₂O₃载体的孔结构、表面酸性等性质的可调性,γ-Al₂O₃载体被广泛应用于催化剂载体领域。催化剂的孔结构、表面性质均取决于γ-Al₂O₃载体,因此通过掌握γ-Al₂O₃载体性质的可调变规律就可制备出适合特定催化反应的高性能载体。本文以γ-Al₂O₃载体制备及γ-Al₂O₃载体后处理等过程为出发点,详细评述了近年来γ-Al₂O₃载体的孔结构、表面酸性和水热稳定性等性质调变的最新研究进展,并指明了γ-Al₂O₃载体今后研究重点和发展方向。     

碱金属K、Li对Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO选择性氧化的助催化作用

以Ru为活性组分,碱金属氧化物K2O和Li2O为助剂,采用浸渍法制备Ru/γ-Al2O3、Ru1K10Oy/Al2O3和Ru1Li10Oy/Al2O3催化剂,对制备的催化剂进行TPR、XRD和SEM表征,采用固定床石英反应器考察催化剂的CO氧化性能。结果表明,碱金属助剂的引入对Ru/γ-Al2O3的催化性能有一定影响,K2O和Li2O的掺杂,显著降低Ru/γ-Al2O3催化剂上CO选择性氧化温度。Ru1K10Oy/Al2O3和Ru1Li10Oy/Al2O3催化剂低温具有较高的CO转化率和选择性,随着反应温度的升高,提高CO转化率的同时,存在更多的氢气消耗,导致CO选择性降低。     

Role of CeO2 in Ni/CeO2–Al2O3 catalysts for carbon dioxide reforming of methane

Ni catalysts supported on γ-Al₂O₃, CeO₂ and CeO₂–Al₂O₃ systems were tested for catalytic CO₂ reforming of methane into synthesis gas. Ni/CeO₂–Al₂O₃ catalysts showed much better catalytic performance than either CeO₂- or γ-Al₂O₃-supported Ni catalysts. CeO₂ as a support for Ni catalysts produced a strong metal–support interaction (SMSI), which reduced the catalytic activity and carbon deposition. However, CeO₂ had positive effect on catalytic activity, stability, and carbon suppression when used as a promoter in Ni/γ-Al₂O₃ catalysts for this reaction. A weight loading of 1–5 wt% CeO₂ was found to be the optimum. Ni catalysts with CeO₂ promoters reduced the chemical interaction between nickel and support, resulting in an increase in reducibility and stronger dispersion of nickel. The stability and less coking on CeO₂-promoted catalysts are attributed to the oxidative properties of CeO₂.