混合分子筛催化正丁烯骨架异构制异丁烯反应性能

通过对比十元环分子筛SAPO-11和FER催化正丁烯骨架异构反应性能和不同装填方式对反应的影响。探讨了十元环分子筛孔道结构对生成异丁烯的影响。结果表明,具有一维的孔道结构SAPO-11分子筛的异丁烯选择性最好,具有二维孔道结构的FER分子筛更有利于异丁烯的自由扩散,产率高。     

ZSM-35分子筛催化剂用于正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生研究

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性试验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR等技术,对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明：正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

ZSM-35分子筛催化正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性实验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明,正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

SAPO-11分子筛催化丁烯异构化反应的研究

在连续流动固定床反应装置上,考察了温度、空速及添加水蒸汽对混合丁烯在SAPO-11分子筛催化剂上骨架异构化的影响。结合催化剂的NH₃-TPD表征与Al₂O₃催化剂的评价结果,对催化剂酸性能和孔结构与丁烯骨架异构化进行了关联。结果表明,对于丁烯骨架异构,分子筛催化剂优于Al₂O₃催化剂,显示出催化剂孔结构的重要作用。SAPO-11分子筛酸量越小,转化率越低,酸量过小时催化剂基本没有活性,说明丁烯异构转化与表面酸量有密切关系。分子筛催化剂上,添加少量的水蒸汽使转化率有所降低,但异丁烯选择性明显增加。     

正丁烯骨架异构催化剂再生性能

采用小型固定床装置评价自制ZSM-35分子筛催化剂正丁烯骨架异构性能,在反应温度380℃、反应压力0.1 MPa和空速6.0 h-1条件下反应350 h,正丁烯转化率和异丁烯收率均大于35%,异丁烯选择性大于95%,副产物收率在反应进行至120 h时接近0,催化剂正丁烯骨架异构性能稳定。通过程序升温氧化表征研究催化剂积炭过程,采用程序升温氧化烧碳法对催化剂进行再生,采用XRD、NH3-TPD和BET等表征新鲜催化剂和三次再生催化剂的物化性能,结果表明,再生催化剂的物化性质几乎无变化,三次再生催化剂异构性能接近新鲜催化剂,催化剂再生性能良好。     

分子筛结构和酸性对正丁烯异构化反应的影响

利用XRD、SEM、NH3-PTD和吡啶吸附红外光谱等手段对ZSM-35和SAPO-11分子筛的结构和酸性质进行表征和对比,考察两种分子筛对正丁烯异构化制备异丁烯反应的催化性能。结果表明,对于硅铝型ZSM-35分子筛,由于存在较强的B酸中心,在异构化反应过程中,丁烯二聚及裂解等副反应发生多,异丁烯选择性低。而SAPO-11分子筛主要以中等偏弱的B酸中心为主,加上一维十元环孔道结构,在异构化反应中更有利于异丁烯的生成,表现出更高的异丁烯选择性及收率。     

NH3处理的HY分子筛催化甲醛异丁烯Prins缩合反应

对HY分子筛进行高温NH3处理，制备了一系列含氮样品。利用XRD、元素分析、29Si MAS NMR、NH3-TPD、CO2-TPD和TG等技术对NH3处理后样品的结构、酸碱性和反应后积碳量进行了深入表征。考察了其催化甲醛与异丁烯经Prins缩合制3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBO)的催化性能，评价了反应条件及不同气氛氮化催化剂对反应性能的影响。结果表明，在温度为230 ℃、时间为4 h的条件下，以含水的体积分数为5%的氨气为氮源制备的催化剂对MBO的选择性达到89%，产率达到82%，并且反应后积碳量从未氮化HY催化剂上的27%显著下降到氮化催化剂上的4.3%。样品的酸性和碱性表征结果表明，NH3处理后的Y分子筛酸量减少而中等强度的碱量增加，从而抑制了副反应进行，提高了MBO的选择性，降低了积碳量。     

动态水热法制备Silicalite-1分子筛膜包覆多孔缺陷Al2O3微球

采用晶种涂覆-预晶化-晶化成膜的动态水热法成功在具有多孔缺陷的氧化铝微球上合成Silicalite-1分子筛膜。以乙醇作为润湿试剂在氧化铝表面涂覆一层晶种,将涂覆过晶种的载体加入到分子筛合成液中预晶化,一层分子筛完全覆盖载体并与载体结合牢固。预晶化后的载体在动态水热条件下处理3天,得到致密分子筛膜包覆的Al₂O₃微球。运用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对所得材料进行表征。结果表明,包覆的分子筛膜具有典型的MFI结构,晶粒交互生长,厚度约为3μm。考察了TPAOH用量和水量对分子筛膜微观结构的影响,结果发现TPAOH用量主要影响Silicalite-1分子筛膜的形貌,当TPAOH用量为0.17时,合成的Silicalite-1分子筛膜连续致密,而水量对分子筛膜微观结构的影响较小。这种晶种涂覆-预晶化-晶化成膜的方法有助于在多孔缺陷的Al₂O₃微球上制备高质量的分子筛膜。     

MnAPO_4-11分子筛的合成及在正丁烯异构化反应中性能的研究

通过水热合成法制备了具有AEL型结构MnAPO4-11分子筛,用XRD、SEM、NH3-TPD吸附仪、BET、FT-IR等分析手段对分子筛样品进行了表征。以醚后碳四为原料,在固定床反应器上考察了催化剂在正丁烯骨架异构化反应中的性能,正丁烯的单程转化率为34%~60%,异丁烯的单程收率达到36%,结果表明,MnAPO4-11分子筛在正丁烯骨架异构化反应中具有较好的性能。     

碱改性HZSM-5催化热解木质素催化剂失活分析

对0.3 mol·L^-1 NaOH改性后的HZSM-5以及未改性HZSM-5催化剂进行循环和再生评价实验以考察催化剂的寿命。对反应后和再生的催化剂进行N₂吸脱附以及NH₃-TPD表征,并通过对反应后的催化剂进行SEM、TGA、FTIR、UV-Vis等表征分析催化剂积炭。两种催化剂的活性均随着循环实验次数的增加而逐渐降低,经4次循环实验的改性HZSM-5催化剂的催化活性远高于4次循环实验的未改性HZSM-5催化剂。反应过的催化剂经高温煅烧再生后其活性都有所恢复,再生后的改性HZSM-5的催化活性仍高于未改性催化剂。对两种不同催化剂积炭分析,改性后催化剂的积炭量少于未改性的催化剂,其积炭组分中高聚芳烃的含量相对较多。     

用于低损耗特种玻璃熔炼的高纯致密锆英石的研制

以纯度大于99.9%(质量分数)的高纯ZrO₂和SiO₂为原料,少量TiO₂为添加剂,采用高温固相法合成高纯锆英石(ZrSiO₄)粉料。研究温度和反应时间对高纯锆英石合成效率的影响,发现粒度小于50 μm的原料粉末经1 500 ℃反应48 h后,ZrSiO₄相的含量可以达到95.77%(质量分数)。将合成的高纯锆英石粉料球磨并冷等静压成型后,在1 550 ℃高温烧结成高纯致密锆英石砖。高纯致密锆英石中杂质Fe的含量仅为29 μg/g,Cu的含量小于1 μg/g,是普通商用致密锆英石的1/10;对磷酸盐玻璃静态光吸收损耗的影响仅为普通致密锆英石材料的1/3。将这种高纯致密锆英石材料用于激光玻璃窑炉,有助于降低玻璃对1 053 nm激光的损耗,提升激光玻璃的激光性能。     

富氧燃烧方式下煤中砷的挥发行为

选取SJS烟煤,利用高温管式炉模拟富氧燃烧,在600~1400℃温度范围内研究了O₂浓度、CO₂浓度及温度对砷挥发的影响,并进行了空气燃烧模式下的对比实验。对不同工况下的灰样进行FTIR表征并结合化学热力学软件模拟进行分析,结果表明:富氧气氛和空气气氛下煤中砷的挥发比例均随温度升高不断增大,并在低温区间(<900℃)和高温区间(>900℃)分别出现了砷的剧烈失重,但O₂浓度和CO₂浓度影响了不同气氛下砷的具体挥发行为。低温下(<900℃)O₂浓度是影响砷挥发的主要因素,O₂浓度越高,砷的挥发比例越大;相同O₂浓度下,CO₂浓度越高,砷的挥发比例越低,CO₂的存在抑制了煤中砷的挥发。高温下(>900℃)CO₂浓度是影响砷挥发的主要因素,富氧气氛下高CO₂浓度对热量的阻碍导致相同条件下砷酸盐发生分解需要更高的温度,因此富氧气氛下砷的挥发较空气模式滞后;此外CO₂在煤颗粒表面形成还原性气氛,高价态砷化合物向不稳定的低价态砷化合物转变,低价态砷化合物的快速分解导致高温下富氧气氛中砷的挥发速率较常规空气模式快。     

三氯化铁离子液体催化异丁烯的齐聚反应

离子液体（C₂H₅）₃NHCl-xFeCl₃（FeCl₃摩尔分率x≥0.55）对异丁烯齐聚反应具有良好的催化性能。在反应温度40℃,反应时间30 min,酸烃比为1.2∶1的条件下,异丁烯齐聚转化率达到85%,液相产物中二聚物和三聚物的含量之和达到80%以上。在离子液体中引入适量CuCl可以提高异丁烯的转化率。当CuCl/[（C₂H₅）₃NH]Cl-0.6FeCl₃的摩尔比为0.25时,异丁烯的转化率达到98%,液相产物中二聚物和三聚物的含量之和高达90.20%。     

熔盐辅助碳诱导Ti3AlC2分解制备碳化钛纳米片

二维过渡金属碳化物因其独特的性质而成为极具吸引力的纳米材料。以炭黑和Ti₃AlC₂粉体为原料,以期通过在熔盐环境下实现碳还原Ti₃AlC₂合成碳化钛（TiC）纳米片。研究结果表明,炭黑可以诱导Ti₃AlC₂分解,随着加热温度的升高,Ti₃AlC₂的分解程度逐渐加剧。Ti₃AlC₂在低温（1 000~1 100 ℃）下可以严重分解为Al、Ti、Ti_2.9Al_2.1和TiC,Al和Ti可与微量氧反应生成少量的TiO₂和Al₂O₃,生成的TiC为纳米颗粒,而引入熔盐是确保TiC纳米片形成的必要条件。通过优化制备工艺得到合成高含量TiC纳米片的适宜条件：炭黑与Ti₃AlC₂物质的量比为1.05∶1,氯化钠与氯化钾的质量比为1∶1,盐的总质量与炭黑和Ti₃AlC₂混合物的质量比为2∶1;氩气保护,1 000 ℃保温2 h。通过熔盐热处理得到以TiC为主并含有少量Al₂O₃的试样。产物中TiC的形貌为细小的纳米片,厚度约为10 nm、长度约为170 nm。     

原料中杂质对异丁烷脱氢Pt-Sn-K/Al2O3催化剂性能的影响

采用固定床法考察了原料异丁烷中乙硫醇、甲醇、正丁烷和1-丁烯等杂质对Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯反应性能影响,反应产物使用气相色谱进行分析.实验结果表明,在异丁烷脱氢制异丁烯正常反应条件下,即温度580℃、压力0.1MPa、进料组成H₂/i-C₄H₁₀(体积比)= 2、总空速GHSV = 2000h^-1、GHSV(i-C4H10)= 667h^-1,乙硫醇、甲醇、正丁烷和1-丁烯对Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂的异丁烷转化率和异丁烯选择性均有较大的影响,且杂质含量越高,对催化剂的转化率和选择性影响越大.并对杂质造成催化剂失活的原因进行了分析.     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

KF/C催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

以三嵌段共聚物(EO-PO-EO)F127为结构导向剂,甲阶酚醛树脂为碳源,KF·2H₂O为无机前驱体,用溶剂诱导挥发自组装的方法合成KF/C复合材料。采用XRD、BET和XPS等手段对合成的材料进行结构表征,并考察KF/C在甘油与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯反应中的性能,结果表明,在甘油加入量为0.184 6 g、碳酸二甲酯加入量为0.900 7 g、溶剂N,N-二甲基乙酰胺为5.426 g、催化剂KF/C加入量为0.1 g、反应温度100 ℃、反应时间2 h和搅拌速率600 r·min^-1条件下,甘油转化率达98.5%,碳酸甘油酯选择性达99.8%,催化剂具有较好的循环使用性能。     

Lewis酸催化对甲酚与异丁烯合成对叔丁氧基甲苯

以Lewis酸为催化剂,对甲苯酚与异丁烯经O-烷基化反应合成对叔丁氧基甲苯。考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、物料比等因素对反应的影响。实验表明适宜的工艺条件是对甲酚与结晶氯化铁的质量比为11.8∶1,异丁烯与对甲酚的物质的量为1.6∶1,异丁烯通过耐压恒压滴液漏斗滴加,反应温度为30℃,反应时间为9 h,收率达76%,纯度为99.6%。探讨了Lewis酸催化O-烷基化反应的机理。该方法具有原子经济性好,O-烷基化反应选择性高特点。     

空心微球氧化铝负载Pt-In催化异丁烷脱氢研究

针对异丁烷脱氢催化剂存在容易烧结与积碳的问题,开发了采用水热法制备的2种不同形貌的Al₂O₃载体,将其负载Pt-In获得的催化剂用于异丁烷脱氢反应中,研究其对异丁烷脱氢催化行为的影响。借助XRD、SEM、TEM、NH₃-TPD、XPS、TG-DTA及低温N₂吸-脱附法对催化剂进行物化性能研究。结果表明:由纳米片构建的多孔空心微球氧化铝负载Pt-In催化剂具有较小的Pt纳米粒子、低的比表面积、强的Pt-In相互作用、高的In³⁺/In⁰比例且缺少强酸位,从而获得优异的异丁烷脱氢性能,其异丁烯选择性和产率高达93.5%和40.3%,同时异丁烷转化率可稳定在43.0%,反应后的金属颗粒无聚集烧结现象,表现出优异的抗烧结和积碳性能。     

丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物的阻尼性能

考察了丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物中硫化体系、炭黑种类、增塑剂用量及组分比对材料阻尼性能的影响.结果表明,丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物的交联密度增大,其损耗因子峰向高温方向移动,峰值升高,损耗因子不小于0.5的温度区域变窄;相比高耐磨炭黑而言,用半增强炭黑作填料可使丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物呈现更好的阻尼性能;随着增塑剂邻苯二甲酸二辛酯用量的增加,共混物的损耗因子峰值升高,但该峰向低温方向移动;丁腈橡胶/聚氯乙烯共混物(质量比为70/30)的损耗因子不小于0.5的阻尼温域相对较宽,适用于常温,且力学性能较好.