Zn引入量对ZSM-5甲醇芳构化反应性能的影响

通过掺杂法向ZSM-5分子筛中引入Zn,制得一系列Zn HZSM-5催化剂,并采用XRD、ICP-MS方法对催化剂进行表征。使用固定床反应装置上考察了Zn负载量对甲醇芳构化反应(MTA)的影响。结果表明,经过Zn改性过的ZSM-5分子筛晶型结构基本没有发生变化,Zn O在ZSM-5分子筛表面分布比较均匀。Zn能提高HZSM-5的MTA反应活性和BTX选择性,1%Zn负载量可使芳烃收率可达到27%,同时催化剂兼具较长的使用寿命。     

金属改性HZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃反应性能研究

采用等体积超声浸渍法制备了La、Ga、Zn改性的HZSM-5分子筛,通过XRD、N2吸附-脱附、NH_3~-TPD及Py-IR表征手段对金属改性HZSM-5分子筛进行了物理化学性质表征,并进一步考察了其催化甲醇制芳烃反应性能。实验结果表明,三种金属改性均可提高产物中总芳烃含量,其中Zn改性的Zn/HZSM-5分子筛,具有最高的C_6～C_8芳烃选择性;Ga改性的Ga/HZSM-5分子筛与Zn/HZSM-5分子筛相似,但低于Zn/HZSM-5分子筛;而La改性的La/HZSM-5分子筛具有最高的C_9、C_(10)芳烃选择性。     

水热处理对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响

在不同温度下对HZSM-5分子筛进行水热处理并用浸渍法对其进行Zn和P改性,制备了Zn-P/HZSM-5催化剂;以流化催化裂化汽油50~100℃馏分为原料,考察了水热处理温度及水热处理顺序对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响。实验结果表明,随水热处理温度的升高,催化剂的初始活性下降,而稳定性则先提高后降低;550℃水热处理后再经Zn和P改性的Zn-P/HZSM-5催化剂表现出较好的芳构化性能,在反应温度410℃、反应压力0.5M Pa、液态空速1.0h-1、反应时间16h的条件下,烯烃转化率、液相产物中芳烃质量分数及液相产物收率分别为90.26%,54.06%,74.62%;先对HZSM-5分子筛进行水热处理再用Zn和P对其改性的Zn-P/HZSM-5催化剂,比先用Zn和P对其改性而后进行水热处理的Zn-P/HZSM-5催化剂的活性和稳定性好。     

焙烧温度对HZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃反应性能的影响

以含模板剂的HZSM-5分子筛为载体,结合TG-DTA、XRD、SEM、BET、NH3-TPD及Py-IR等表征方法,分析不同温度焙烧脱除模板剂的HZSM-5的物理化学性质,并通过固定床微反装置考察其催化甲醇制芳烃(MTA)反应的性能。结果发现,模板剂分解温度区间在350~850℃,焙烧温度会对HZSM-5催化剂的物理化学性质和催化性能产生较大的影响,其中在焙烧温度550℃时,HZSM-5催化剂的比表面积、孔容和孔径最大,此时B酸中心与L酸中心的比例适宜,MTA反应寿命最长,芳烃选择性达到52.5%,苯、甲苯、二甲苯(BTX)占芳烃产物的66.9%。焙烧温度超过650℃时,HZSM-5分子筛孔道会随着骨架铝的迁移而坍塌,强酸中心逐渐消失,反应活性降低。     

Zn-P/HZSM-5催化剂上催化裂化汽油馏分的芳构化

在实验室制备了ω(ZnO)=2％的Zn／HZSM-5和ω(ZnO)=2％、ω(P2O5)=5％的ZnP／HZSM-5催化剂，并以75～120℃催化裂化汽油馏分为原料，在小型固定床反应装置上考察了工艺条件对Zn-P／HZSM-5催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明，Zn-P／HZSM-5催化剂在反应温度430℃、反应压力0.1MPa、液时空速1.Oh^-1的反应条件下，原料中烯烃和烷烃转化率分别达到97.17％和67．91％，液相产品中烯烃含量、芳烃含量及异构烷烃含量分别为3．28％，74．09％，20．59％，与Zn／HZSM-5催化剂相比具有更高的活性稳定性和芳烃选择性。     

磷改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化反应条件研究

在固定床微反装置上,考察了高岭土、HZSM-5催化剂和磷(P)改性HZSM-5催化剂的甲醇反应性能,并研究了反应温度和空速(改变进料量或催化剂装填量)对P改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化(MTA)反应的影响。结果表明,P改性HZSM-5催化剂表现出更高的芳烃收率和烯烃收率。就P改性HZSM-5催化剂的MTA反应而言,高温有利于汽油中芳烃选择性的增加,但汽油收率降低,芳烃总收率则基本保持恒定,适宜的反应温度为400℃;空速增大,甲醇反应的中间产物与催化剂接触机会减少,反应深度受到抑制,汽油和芳烃收率均降低。     

改性分子筛催化C4+混合烃制低碳烯烃的性能研究

甲醇制烯烃过程中会副产大量C₄₊混合烃。利用副产C₄₊混合烃来高效生产乙烯和丙烯,提升乙烯和丙烯产率,成为煤制烯烃行业一个重要的研究方向。采用水热法合成了纳米级的HZSM-5分子筛,并在此基础上分别制备了P改性的HZSM-5分子筛催化剂(P/HZSM-5)和P-Mg复合改性的HZSM-5分子筛催化剂(P-Mg/HZSM-5)。采用XRD、SEM和N₂吸/脱附等手段对分子筛和相应催化剂进行了表征,并在小型固定床反应器上分别进行了分子筛和分子筛催化剂催化C₄₊混合烃制低碳烯烃的催化性能测试。结果表明,在温度为520℃、压力为0.2 MPa、水蒸气空速为1000 h^-1和原料混合气体积空速为100 h^-1的条件下反应8 h,P-Mg/HZSM-5的乙烯和丙烯产率可达到46.2%,综合性能最优(乙烯选择性为28.6%,丙烯选择性为60.8%)。     

核壳型HZSM-5@SBA-15复合材料的合成及其甲醇芳构化催化性能的研究

采用酸性溶胶凝胶法，以P123为模板剂合成了核壳型HZSM-5@SBA-15复合分子筛。在结构性质以及甲醇转化制芳烃催化性能方面，将HZSM-5@SBA-15与HZSM-5@SiO2进行对比。这两种催化剂的SiO2壳层都可以减少HZSM-5的酸性位，进而减少了催化剂内积碳的形成。然而，在有序介孔SBA-15壳层中，芳烃和积碳前驱体相比于SiO2壳层中更容易扩散。因此，HZSM-5@SBA-15在催化甲醇芳构化反应中表现出更高的BTX选择性和更长的寿命。HZSM-5@SBA-15的寿命比HZSM-5@SiO2长50个小时，此条件下的BTX选择性为56%。     

Zn-Ga/HZSM-5分子筛芳构化催化剂

以硝酸锌或硝酸镓为改性剂,纳米HZSM-5分子筛为原料,采用浸渍法可制备单(双)金属改性HZSM-5分子筛催化剂(负载Zn,Ga质量分数分别为6.0%,0.1%)。以正丁烷或异丁烷为原料,在反应温度为400～550℃,反应压力为0.8 MPa,质量空速为0.60 h^-1的条件下,研究了不同金属离子负载顺序对所制备催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明：在反应温度为550℃的条件下,以异丁烷为研究对象,采用Zn-Ga/HZSM-5分子筛催化剂,转化率达到93.75%,芳烃选择性达到46.54%;以正丁烷为研究对象,选用Ga-Zn/HZSM-5分子筛催化剂,上述各值依次为62.18%,49.52%;与单金属改性HZSM-5分子筛催化剂相比,双金属改性不仅可以提高异丁烷和正丁烷芳构化反应性能,还能够降低干气收率,抑制小分子烃的生成。     

甲醇制烯烃的新路线研究

研究了一条甲醇制烯烃的新路线,即甲醇与氢碘酸水溶液的混合物经气化后通过HZSM-5和10%MxOy/HZSM-5(M=Al,Zn,Mn,Mg或Cu;x,y=1,2,3…)双催化剂固定床反应合成烯烃。研究发现10%CuO/HZSM-5是此反应的较好催化剂,在150℃较低反应温度下,甲醇的转化率达到98%以上,C2～C4烯烃的选择性达到86%以上,且催化剂有较好的稳定性。     

Fabrication of hierarchical porous ZnO and its performance in Ni/ZnO reactive-adsorption desulfurization

To investigate the effect of texture structure on the desulfurization performance in the Ni/ZnO reactive adsorption desulfurization（RADS） system,two kinds of ZnO porous materials with rod-shaped morphology were synthesized and their structure was characterized by X-ray diffraction（XRD）,scanning electron microscopy（SEM）,transmission electron microscopy（TEM）,and N2 adsorption/desorption.The formation mechanisms of hierarchical porous ZnO（ZnO with meso and macro pores） were also studied.Their application performance was evaluated in the RADS process over Ni/ZnO absorbent.Due to the difference in structure between the two kinds of ZnO,the two ZnO based adsorbents showed different desulfurization activity.     

CaO/ZnO固体碱催化制备生物柴油及催化剂的表征

用浸渍法制备了Ca(Ac)₂/ZnO,再将其通过高温焙烧制得CaO/ZnO。用正交实验法考察了浸渍液的质量分数、焙烧温度及焙烧时间对CaO/ZnO催化活性的影响。以优化条件制备的CaO/ZnO为催化剂,考察了蓖麻油与甲醇的催化酯交换反应。采用TG-DTG、XRD、BET表征了优化条件下制得的Ca(Ac)₂/ZnO和CaO/ZnO。结果表明,适宜的CaO/ZnO催化剂制备条件为浸渍液质量分数0.20、焙烧温度973 K、焙烧时间3 h。当醇/油摩尔比9、催化剂/油质量比0.03、反应温度338 K、反应时间4.5 h时,蓖麻油转化率可达99.7%。Ca(Ac)₂/ZnO的TG-DTG曲线在690 K和1020 K有2个明显的失重峰;CaO/ZnO和ZnO具有相同的晶相结构,表明CaO在ZnO表面呈高度分散状态;CaO/ZnO比表面积为6.10 m²/g,平均孔半径为2.59 nm。     

ZnO微球的制备及表征

以Zn(NO3)2为原料、强酸型阳离子树脂为模板,制备了ZnO微球。采用热重-示差扫描量热、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附等方法对试样进行了表征。表征结果表明,ZnO微球由纳米ZnO晶粒组成,球体直径200～600μm。当焙烧温度为580℃时,ZnO微球表面ZnO晶粒结合紧密,比表面积为24.72m2/g;当焙烧温度升至780℃后,ZnO微球则变得较为松散,比表面积下降为7.92m2/g。以300W高压汞灯为光源,以甲基橙溶液为模型考察了ZnO微球的光催化降解性能。实验结果表明,焙烧温度为580℃时,合成的ZnO微球具有很好的光催化性能,当ZnO微球加入量为400mg/L时,反应50min后,对10mg/L甲基橙溶液的降解率达97%。     

ZnO对合成甲醇Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂性能的影响

用高速碰撞共沉淀法制备m(CuO) /m(ZnO) /m(Al2 O3 )比分别为 60 /3 0 /1 0和 3 0 /60 /1 0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。     

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。     

纳米ZnO在陶瓷釉料中的分散性

研究了纳米ZnO在水中和陶瓷釉料中的分散行为,以及其对陶瓷成品性能的影响.采用沉降实验、粒度分析、釉料流变性、陶瓷成品光泽度和烧成温度测试手段,对含纳米ZnO的水溶液、釉料和陶瓷成品进行表征,结果表明,纳米ZnO在水中最佳分散条件为0.8%(质量分数,下同)混合表面活性剂、2.0%纳米ZnO、pH值为9;在陶瓷釉料最佳分散条件为0.8%混合表面活性剂、4.0%纳米ZnO、pH值为9、陶瓷基釉200 ml.以此釉料烧成的陶瓷制品,光泽度提高7.14%,烧成温度降低约15℃.     

介孔ZnO制备方法对ZnO负载的Pd催化剂甲醇水蒸气重整性能的影响

以三嵌段高聚物F-127为模板剂,采用水热法和沉淀法分别合成了介孔氧化锌m-ZnO(H)和m-ZnO(C),再以沉积-沉淀法制备m-ZnO负载的Pd基催化剂,并考察了其甲醇水蒸气重整制氢反应性能。利用XRD、FT-IR和BET等手段对载体及催化剂进行了表征。发现不同制备方法所制得的m-ZnO的性能有较大差异,其中m-ZnO(H)具有较大的BET比表面积、孔容和孔壁厚度。因此,以m-ZnO(H)为载体的Pd基催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应具有较高的催化活性、氢气产率和二氧化碳选择性。     

纳米ZnO粉体的制备及其表面SiO_2包覆改性

以ZnSO4·7H2O和NaOH为原料,用直接沉淀法制备了纳米ZnO,并用硅酸钠水解生成的SiO2对其进行了表面包覆改性。采用IR、HRTEM、XRD、SEM、XPS手段对改性前后的ZnO进行了表征。结果表明:改性后ZnO颗粒的表面形成了Si-O-Zn键,亦即SiO2在ZnO纳米颗粒表面形成了包覆层。光催化降解甲基橙溶液表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明了纳米ZnO颗粒表面存在SiO2包覆层,使纳米ZnO稳定化。     

纳米氧化锌光催化剂制备方法

介绍了纳米氧化锌的制备方法。包括物理法和化学方法,其中物理法有喷雾热解法、高能球磨法和深度塑性变形法;化学方法有固相法、气相法和液相法,液相法又可分为沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法等。并对纳米氧化锌今后的研究方向进行了展望。