载体对Pt催化甲基环己烷脱氢性能的影响

采用浸渍法制备了Al₂O₃、SiO₂、Y₂O₃及活性炭负载的0.2%(质量分数,下同)Pt催化剂。氮气吸附脱附、H₂-TPR、CO脉冲吸附对催化剂表征的结果表明,活性炭载体上活性组分的分散度最高,催化甲基环己烷(MCH)脱氢反应的结果表明,活性炭负载的Pt催化剂具有最高的催化活性。     

氢能载体甲基环己烷在Ni/γ-Al_2O_3上的脱氢反应

采用自制的比表面积为241m2/g的纳米γ-Al2O3为载体,用等体积浸渍法制备了不同Ni含量的Ni/γ-Al2O3催化剂,采用X射线衍射、扫描电镜、比表面积测定等手段对所制备的催化剂进行了表征。利用微型连续管式反应器,考察了Ni/γ-Al2O3催化剂对甲基环己烷(MCH)气相脱氢的催化性能。结果表明:使用负载量为20%的Ni/γ-Al2O3催化剂,在653K、0.5MPa,v(MCH)/v(N2)=7/12,混合进样体积空速212h-1条件下,MCH脱氢转化率达到94.58%,产物甲苯的选择性接近100%。实验结果还表明,使用镍基催化剂替代铂等贵金属催化剂在储氢技术中具有较好的应用前景。     

Pt/Al_2O_3与Pt/MgO-Al_2O_3催化剂制备及其催化氢能载体甲基环己烷脱氢反应性能

以碱共沉淀法制备Mg-Al水滑石,然后采用浸渍法负载活性组分Pt,经焙烧、氢气还原得到Pt/Al_2O_3与Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、H2-TPR和Py-IR等分析Mg O的加入对Pt/Al_2O_3催化剂结构性能的影响,并在甲基环己烷连续脱氢反应中对比两种催化剂活性。结果表明,Pt/Mg O-Al_2O_3催化剂比表面积小于Pt/Al_2O_3催化剂,且表面基本无酸性活性中心,但表现出与Pt/Al_2O_3催化剂相同的脱氢活性。在Pt负载质量分数2%、催化剂用量0.5 g、甲基环己烷0.1 m L·min-1纯样进料和325℃反应10 h后,原料平均转化率79.9%,脱氢产物只有甲苯,对应的产氢速率192.8 mmol·(g-metal·min)-1,表现出优良的脱氢活性。     

多相态甲基环己烷催化脱氢反应过程的研究

从系统动态能量平衡的角度对以Raney-Ni为催化剂的甲基环己烷在"多相态"模式下的脱氢反应过程进行了研究,考察了反应温度(453～573 K)、反应液用量(0.2～4.0 mL)和催化剂用量(2～10 g)对甲基环己烷脱氢转化率的影响.反应过程中生成的气体通过冷凝回流装置不断地从反应体系中分离溢出,通过对Raney-Ni催化剂表面温度和冷凝回滴液量的控制,使整个反应体系始终介于"液-固"和"气-固"的中间状态,实现反应体系的"液(由反应物系的冷凝回滴实现)、气(通过催化剂表面高温气化反应物系实现)、固(即固体催化剂)"的三相共存.研究表明,在多相态的反应体系中存在一个最佳的能量平衡点,它所对应的反应物在催化剂表面的停留时间,既能保证反应液与催化剂充分有效地接触,又能使反应物在发生脱氢反应后立即被气化脱离催化剂,抑制逆反应的发生,从而有效地提高甲基环己烷的脱氢转化率.在523 K,0.5 mL甲基环己烷和8 g Raney-Ni的反应条件下,甲基环己烷的脱氢转化率达到65%.     

炭载Pt-Co-La催化甲基环己烷脱氢的研究

采用浸渍法制备了负载在废轮胎热解炭（PTC）上的三金属体系催化剂(1Pt-1Co)-xLa,其中,Pt的负载量为0.2%,Pt-Co原子比为1∶1,La以不同原子比加入。N₂吸脱附、H₂-TPR、CO脉冲吸附对催化剂表征的结果表明,适量La的加入有利于提高活性组分的分散度,促进活性组分的还原,尤其是对Pt-Co的共还原作用具有一定的促进作用。催化甲基环己烷（MCH）脱氢反应的结果表明,La的加入显著提高了单、双金属催化剂的活性。     

Ni-Cu/γ-Al2O3催化剂的制备及其脱氢反应研究

采用共沉淀法、浸渍法和共沉淀-浸渍法制备了3种不同的Ni-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂,并利用微型连续管式反应器,考察了3种Ni-Cu/γ-Al2O3催化剂对氢能载体甲基环己烷(MCH)气相脱氢的催化性能。采用XRD、SEM、BET、BJH等手段对所制备的催化剂进行表征。结果表明,使用共沉淀-浸渍法制备的Ni-Cu/γ-Al2O3催化剂优于其他两种〔3种催化剂中Ni和Cu负载量均为26%且n(Ni)∶n(Cu)=8∶1〕。在反应温度673K,反应压力0.6 MPa,MCH与N2体积流量比为19∶27,混合进样体积空速240 h-1条件下,MCH脱氢转化率达到98.5%,产物甲苯的选择性接近100%。与铂等贵金属催化剂以及单金属镍催化剂相比,镍铜双金属催化剂在该反应中具有更好的应用前景。     

K对Pt/γ-Al2O3催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

通过加入不同K助剂对0.5% Pt/γ-Al₂O₃催化剂进行改性,考察了其在由环己烯基环己酮脱氢制邻苯基苯酚（OPP）的催化反应中的催化性能,利用XRD、H₂-TPD、NH₃-TPD、CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征,并与反应结果关联。研究表明,Pt/γ-Al₂O₃催化剂加入K助剂后不同程度地减少了催化剂表面的酸、碱量和对氢的吸附量;采用6.00%K₂SO₄作为助剂,明显地弱化了催化剂表面的强酸和强碱中心,减少了酸、碱量,调整了催化剂表面对中间产物、OPP和氢吸附量,抑制了副反应,可显著提高生成OPP的选择性,在LHSV 0.12 h^-1、H₂空速33 ml·g^-1·h^-1、380℃的反应条件下,环己烯基环己酮转化率为100%,OPP选择性达90%以上。     

助剂硼对K2O-Cr2O3/γ-Al2O3催化剂异丁烷脱氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了硼改性的K₂O负载量2%、Cr₂O₃负载量12%的不同硼负载量的K₂O-Cr₂O₃-B₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂,在560℃、异丁烷空速400h-1、常压的条件下在固定床反应器中考察了催化剂的异丁烷脱氢性能,并对载体及催化剂进行了BET、XRD、NH₃-TPD和O₂-TPO等表征。结果表明:助剂硼的加入对催化剂结构无明显影响,但可以有效调节催化剂的表面酸性,从而减少裂解和积炭等不良反应的发生,提高催化剂的异丁烯选择性和稳定性;硼负载量过高会导致活性组分Cr₂O₃的聚集,影响活性组分的分散,导致催化剂上异丁烷转化率降低;综合考虑催化剂的活性、稳定性和异丁烯选择性,硼负载量为1.0%左右较为适宜。     

甲基环己烷脱氢催化剂研究进展

综述了甲基环己烷脱氢用非贵金属催化剂和含贵金属催化剂的研究进展,其中含贵金属催化剂是近几年的研究重点.提高脱氢催化剂在低温下的高活性将是甲基环己烷脱氢催化剂的主要研究方向.     

锡组分状态对Pt/Al2O3丙烷脱氢性能的影响

采用浸溃法制备了不同Sn组分含量以及一定量的金属钠组分的Pt-Sn/Al2O3催化剂,并采用程序升温还原(TPR),光电子能谱(XPS)和程序升温氧化(TPO)等手段对催化剂进行了表征.研究表明,Sn组分状态与Sn组分以及Na组分的相对含量有关,在Sn与Pt物质的量之比小于5(Pt质量负载量0.4%)时,Sn组分在催化剂表面以氧化态的形式存在.此种催化剂用量为0.32 g时,在常压、550℃、丙烷质量空速3.4 h-1的条件下,反应6.5 h丙烷转化率达43.1%,丙烯选择性达98.0%.若Sn含量更高,将导致Sn被还原析出,形成Sn与Pt合金.当Sn与Pt物质的量之比为1时,引入1.2%的NaCl不会影响Sn组分状态;当Sn与Pt物质的量之比为5,引入相同量的NaCl,导致催化剂表面的Sn组分容易被氢气还原.     

CrOx/Ti-Al2O3催化剂结构及其催化丙烷脱氢性能

以模板法制备的Ti改性Al₂O₃为载体制备了CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂,考察了Ti含量对催化剂的结构及其催化丙烷脱氢性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶红外吸附（Py-IR）等方法对催化剂的结构进行了表征。结果表明,CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂具有均匀的泡沫状介孔结构并含有少量微孔,表面积在180~195m²/g;铬主要以Cr⁶⁺和Cr³⁺形式存在,其中Cr⁶⁺主要以单铬酸盐和双铬酸盐形式存在,Cr³⁺以α-Cr₂O₃晶体和高分散Cr₂O₃形式存在,Ti的加入降低了催化剂表面Cr⁶⁺含量,增加了孔道内高分散Cr³⁺含量;Ti的加入降低了弱酸的强度,生成了少量中强酸,并使催化剂中B酸和L酸中心数量明显减少。少量的Ti（0.5%~1.0%TiO₂,质量分数）可明显提高丙烷转化率和丙烯收率,但过多的Ti（>2%TiO₂）则明显降低丙烯选择性而使丙烯收率降低。CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂表面Cr⁶⁺物种可催化丙烷氧化脱氢,本身还原成Cr³⁺后继续催化丙烷直接脱氢,孔道内部的高分散Cr³⁺可催化丙烷直接脱氢反应,二者结合使催化剂保持了较高的催化活性和较好的稳定性。     

MoO3/γ-Al2O3催化剂上正丁烷催化脱氢制正丁烯

使用浸渍法制备了不同负载量的MoO3γ-Al2O3催化剂,考察了它们在550℃反应温度下正丁烷催化脱氢性能．用XRD,FT—IR和Raman光谱对催化剂的表面结构进行了研究,并分析了催化剂的表面结构与其催化性能的关系。结果表明,γ-Al2O3载体表面钼氧物种随负载量的增加变化情况为：孤立MoO3四面体-二维多聚MoO3八面体-MoO3晶体和Al3（MoO3）3晶体,MoO3在载体表面的最大单层覆盖的质量分数约为20％;孤立分散MoO3物种对正丁烯的选择性比二维多聚MoO3物种及三维的MoO3要高,负载的质量分数5％催化剂取得最高的正丁烯选择性为62．54％;15％～35％催化剂取得较好的正丁烯收率,在11．0％～11．7％,差距不大;MoO3多层聚集态（负载的质量分数为35％）的催化剂相比单层覆盖态（20％）,催化活性没有因为钼氧物种的聚集而有大的降低,正丁烯收率仅少0．08％。     

镀镍碳纳米管催化环己烷脱氢反应的研究

以碳纳米管(CNTs)为载体,金属镍为活性组分,用化学镀镍法制备了镀镍碳纳米管(Ni/CNTs)催化剂,通过扫描电子显微镜和能量散射光谱仪(SEM/EDS)分析方法对催化剂进行表征,利用"湿-干多相态"反应模式研究了其催化环己烷脱氢反应过程,考察了温度、环己烷用量与催化剂用量之比对反应的影响。结果表明,镀液pH为5.2~2.0条件下制备的催化剂的镍颗粒较小且分散性较好,对环己烷脱氢具有良好的催化作用,脱氢生成苯和氢气的选择性可达100%。多相态模式下,在较佳的反应条件即523K,1mL·g-1环己烷/催化剂用量时,环己烷的脱氢转化率可达68.7%。但对Ni/CNTs重复使用四次的研究发现,随着使用次数的增加,催化脱氢活性不断降低。对反应前后催化剂进行SEM检测和实验过程的分析发现,催化剂失活是由催化剂表面镍颗粒脱落引起的。     

Fe/γ-Al2O3湿式催化氧化降解甲基橙的研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍硝酸铁的方法,经过静置、干燥、焙烧,制备了Fe/γ-Al_2O_3催化剂。以甲基橙溶液作为模拟印染废水进行湿式催化氧化实验。考察了湿式催化氧化反应条件pH、催化剂投加量、催化反应时间、氧化剂投加量等对甲基橙废水处理效果的影响。实验结果表明:粒度为40～60目的γ-Al_2O_3经过0.1 mol/L的硝酸铁溶液浸渍,静置12 h,80℃的恒温干燥箱中干燥2 h,于350℃马弗炉中焙烧3 h,制备的Fe/γ-Al_2O_3催化剂,在湿式催化氧化反应温度为27℃、pH为7、催化剂投加量为300 mg、氧化剂30%过氧化氢溶液5 mL、反应时间90 min时,甲基橙溶液模拟废水降解率达到83.49%。     

助剂Zn对PtSn/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

以羰基铂锡化合物为前体,采用浸渍法将其负载于Zn改性Al₂O₃载体上制备了PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂,考察了Zn的添加对催化剂丙烷脱氢性能的影响。采用N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、吡啶红外吸附（Py-IR）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的孔结构、表面酸性以及积炭行为进行了分析。结果表明,PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂孔道以介孔为主,孔径集中分布于8～10nm;Zn助剂的添加,在催化剂表面会形成ZnO物种,可使PtSn/Al₂O₃催化剂上的金属颗粒粒径减小、分散更加均匀;Zn的加入能有效降低催化剂表面酸量,主要表现为L中强/强酸中心的降低,随着Zn含量的增加,催化剂表面酸量先减少后增加。少量Zn的存在可使PtSn/Al₂O₃丙烯选择性和稳定性显著提高,但过量Zn的加入会降低催化剂的脱氢活性,适宜Zn的质量分数为0.75%～1.0%。反应后催化剂表面积炭主要表现为烯烃性质和芳香烃性质,Zn的添加可有效抑制积炭的形成,提高催化剂稳定性。     

SO2 Reactions over γ-Al2O3,Pt/γ-Al2O3,Sn/γ-Al2O3 and Pt–Sn/γ-Al2O3

Platinum and Platinum–tin bimetallic catalysts supported on alumina were prepared by co-impregnation of both metallic precursors on the support and used as catalysts for the oxidation of SO₂. Platinum dispersion was determined by means of H₂–O₂ titration. Tin addition (1 and 2 wt%) only slightly decreased the exposed platinum atoms suggesting that tin is mainly over the support. At temperatures lower than 300 °C, SO₂ did not react with oxygen. Nevertheless, when the temperature was increased, the SO₂ oxidation began. The ignition temperatures for SO₂ oxidation (taken at 50% conversion) were 345 °C for 1% Pt/Al₂O₃ and 520 °C for 1% Pt–2% Sn/Al₂O₃. The strong displacement on activity suggests that tin plays an important role as inhibitor of the SO₂ oxidation reaction.     

γ-Al2O3载体改性对环己酮二聚体脱氢合成邻苯基苯酚催化剂性能的影响

研究了利用金属氧化物进行载体γ-Al2O3改性对0.5％ Pt-5％ K2O/γ-Al2O3催化剂在环己酮二聚体脱氢合成邻苯基苯酚反应中催化性能的影响.以La2O3、Ce2O3、MgO和CaO对γ-Al2O3载体进行改性,比较了4种金属氧化物对生成邻苯基苯酚收率的影响.结果表明,以CaO改性的催化剂可使邻苯基苯酚的收率得到显著提高.通过对CaO改性条件进行研究,确定最佳的改性条件为:CaO用量占载体质量的20％,焙烧温度600℃,焙烧时间5h.以改性γ-Al2O3为载体制备的催化剂合成邻苯基苯酚收率最高,可达95.6％.利用XRD、XPS、H2-TPR和NH3-TPD对催化剂进行表征,并结合催化剂的评价结果对使用CaO进行载体改性对邻苯基苯酚收率提高的原因进行了探讨.     

环己烷脱氢产物苯对苯加氢反应系统的影响

通过对环己烷脱氢产物苯作为原料进入苯加氢反应后的效果进行研究,对苯加氢反应的转化率、选择性和加氢催化剂活性等参数变化进行分析,发现环己烷脱氢产物苯与外购新鲜苯混合使用导致苯加氢反应转化率、选择性、催化剂活性都明显降低.分析发现,环己烷脱氢产物苯组成复杂,杂质种类多达十几种.如果将环己烷脱氢产物苯直接作为加氢反应原料使用,对苯加氢反应将造成严重影响.因此,环己烷脱氢产物苯必须经过精制,脱除其中的重组分杂质后才能用于苯加氢反应生产环己烯.