CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al2O3催化剂失活与再利用

作为合成气制乙二醇关键步骤之一,CO与亚硝酸甲酯合成草酸二甲酯备受关注。综述了近年来CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al₂O₃催化剂失活与再利用研究进展,探讨催化剂再利用工艺存在的问题,指出应根据在工业应用中出现的问题对Pd/α-Al₂O₃催化剂进行失活研究,在此基础上开发针对性的再生工艺;钯催化剂回收方面萃取法和吸附法逐渐成为研究重点,高效、低耗、短流程绿色工艺的开发是失活钯催化剂再利用的发展方向。     

CO与亚硝酸甲酯偶联合成草酸酯钯催化剂失活原因探讨

贵金属Pd作为催化剂活性组分广泛用于精细化工、环保、炼油催化剂等领域,如不饱和有机物加氢、机动车尾气净化、烟气脱销、催化重整等。CO与亚硝酸甲酯(MN)偶联合成草酸酯催化剂(Pd/α-Al_2O_3)虽已应用,但失活研究较少,主要是天津大学进行了该催化剂的失活研究。文章参考其它贵金属Pd催化剂失活原因,对草酸酯合成催化剂(Pd/α-Al_2O_3)可能的失活原因进行探讨。     

CO偶联合成草酸二甲酯催化剂研究

采用浸渍法制备CO偶联制备草酸二甲酯用负载型Pd催化剂,考察载体、浸渍方法、Pd含量、助剂对Pd催化剂性能的影响。根据傅里叶变换红外光谱研究Pd/α-Al_2O_3负载型催化剂上CO偶联制草酸二甲酯的反应机理。结果表明,采用α-Al_2O_3载体,Pd质量分数4‰,掺杂助剂Cu的蛋壳型的Pd/α-Al_2O_3催化剂上,草酸二甲酯时空收率达到735.7 g·(L·h)~(-1)。     

乙烯基乙炔选择加氢制丁二烯工艺研究

采用硝酸钯二水化合物(Pd(NO_3)_2·2H_2O)通过等体积浸渍法制备负载型Pd催化剂,在其催化下,乙烯基乙炔(MVA)选择加氢制丁二烯;研究负载型Pd催化剂的制备工艺以及MVA选择加氢制丁二烯的工艺条件,并对催化剂的催化性能及加氢效果进行表征。结果表明:以氧化铝(α-Al_2O_3)为载体,负载Pd质量分数为0.08%,还原温度400℃时,制备的负载型Pd催化剂(Pd/α-Al_2O_3)结晶良好,对载体结构的影响不明显,催化剂的孔结构比较均匀,对MVA选择加氢反应的催化性能好;在MVA选择加氢催化剂评价装置上,在Pd/α-Al_2O_3催化下进行MVA选择加氢反应,较佳工艺条件为反应温度30℃、MVA空速100 mL/(h·g)、炔氢比1.2,反应的主要产物为丁二烯,MVA转化率达到50%,丁二烯选择性达到85%。     

自组装低负载量Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲苯

以PdCl_2和Pd2(dba)3[三(二亚苄基丙酮)二钯]为前驱体,通过浸渍法、沉积沉淀法和自组装法分别制备了负载量(质量分数,下同)为0.03%的Pd/γ-Al_2O_3-IM、Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂用于催化氧化甲苯。在甲苯体积分数为0.1%、空速(SV)为18000 m L/(g·h)条件下,Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂上甲苯实现98%转化率的温度(T98)为220℃,比Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-IM分别降低了40和75℃。通过N2吸附-脱附、XRD、TEM、XPS和H2-TPR对催化剂进行了表征。结果表明:自组装法制备的Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂的比表面积(345 m2/g)和孔体积(0.52 cm3/g)最大,Pd纳米粒子(Pd NPs)平均粒径最小(5.0 nm),活性物种主要以Pd O的形式高度分散于载体γ-Al_2O_3表面。此外,Pd O与载体γ-Al_2O_3之间的强相互作用(SMSI)促进了其催化氧化甲苯的活性。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂的研制

考察助剂、制备方法和还原介质对CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂性能的影响。结果表明,以贵金属Pd为活性组分,非贵金属C为助剂,以α-Al_2O_3为载体,采用分步等体积浸渍法制备的催化剂,在水合肼还原后,具有良好的反应活性和稳定性。在反应温度130℃,空速3 000 h^(-1)时,产物中草酸二甲酯含量90%以上,时空收率平均可达813 g·(L·h)^(-1)。催化剂PC-3反应500 h后,物理性能和反应活性变化不大。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

废旧含钯催化剂Pd/α-Al_(2)O_(3)中Pd的环保高效提取

采用HCl+H_(2)O_(2)混合溶液浸泡废旧含钯催化剂Pd/α-Al_(2)O_(3),滤掉氧化铝球颗粒,在滤液中加入水合肼还原,形成Pd单质沉淀,过滤,加弱酸除去杂质,再过滤,滤饼在N_(2)保护下80℃烘干,得到高纯单质Pd。该方法成本低,相对于王水法更环保、高效,Pd回收率>99.99%,纯度>99.5%。     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

Pd/C催化剂的失活机理与回收再生研究进展

Pd/C催化剂广泛应用于加氢脱卤反应,但其失活机理及再生处理存在一定的问题和难点。综述了Pd/C催化剂的制备工艺、失活机理及回收再生工艺的研究进展,对传统钯氨络合工艺、还原法、吸附法和超临界流体再生Pd/C催化剂技术进行了分析讨论,对应用存在的问题及今后的研究方向做了展望。     

Pd/Al_2O_3与Pd-Cr/Al_2O_3催化剂的X-射线衍射分析

金属钯(Pd)催化剂是结晶型催化剂。用X-射线衍射分析法可以测定载体上Pd的衍射结晶度(X_c)、晶粒大小(d)及其分布等参数。 通常Pd催化剂中的Pd含量小于1％,且结晶极不完整,给X-射线衍射分析带来了一定困难。我们从实验得知,用活性炭或α-Al_2O_3为载体的Pd催化剂,在X-射线     

亚硝酸甲酯羰基化合成草酸二甲酯废旧催化剂Pd/α-Al2O3中Pd的提取

采用HCl+H_2O_2混合溶液浸泡废旧催化剂Pd/α-Al_2O_3,滤掉氧化铝球颗粒,加入氨水沉淀滤液中Pd之外的微量杂质并过滤,在滤液中加入丁基钠黄药,形成Pd化合物沉淀,过滤,100℃烘干,350℃焙烧,生成PdO,纯度99. 541%,再用H_2或CO在≥700℃下还原,得到纯Pd。该方法成本低,相对于王水法更环保、高效,Pd回收率 99. 99%。     

科技简讯

从失活催化剂中提取钯的研究钯催化剂是由含有0.2%~0.4%(质量分数)的金属钯负载在A l2O3载体上形成的,在使用过程中由于毒物和热的作用,催化剂会失去活性而成为废物排放,造成贵金属资源的流失,因此,研究了从失活的Pd-A l2O3催化剂中提取Pd的工艺方法。提钯工艺方法:1)预处理,即将失活催化剂研磨成小于150μm粉末,用90℃热水浸泡1 h,过滤、干燥,再将其置于马弗炉中于550~600℃焙烧2 h;2)酸浸取,用质量分数15%的硫酸溶液浸取经过预处理的失活催化剂,浸取温度100℃,浸取时间12 h,液固质量比10∶1,失活催化剂中A l2O3转化成A l2(SO4)3进入…     

以Pd/α-Al_2O_3为催化剂的CO与C_2H_5OH合成草酸二乙酯研究(Ⅰ)

进行了Pd/α-Al_2O_3催化剂上CO与C_2H_5OH气相催化偶合制草酸二乙酯的试验研究,并对自制的几种不同催化剂进行评选。结果表明,B_1型催化剂具有良好的催化活性和选择性。当SV为2500～4000h~(-1)时,草酸二乙酯的时空收率分别为310和450g/L·h。草酸二乙酯和碳酸二乙酯的总选择性在95％以上。B_1型催化剂具有良好的稳定性和工业开发价值。     

钴—钼—钾系催化剂失活的研究

本文详细论述了Co-Mo-K/γ-Al_2O_3系耐硫变换催化剂失活的分类、活性中心结构、失活的研究进展,在此基础上指出了本课题研究的路线和意义。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化剂在棉籽油制备生物柴油中的应用

利用等体积浸渍法制备K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱催化剂,应用于棉籽油和甲醇酯交换反应制备生物柴油。对催化剂使用前的保存条件、水分、重复使用性能、游离脂肪酸影响以及失活和再生进行了分析。结果表明,固体催化剂K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有较好的抗水性,酸度对催化剂影响明显,重复使用4次未经活化的催化剂,催化活性明显降低,催化剂应密封保存。K_2CO_3/γ-Al_2O_3负载型固体碱催化剂经济实惠且催化效果良好。     

CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯的本征动力学研究

在微型管式反应器中,采用高效的Pd/Al2O3催化剂,在388～418 K的温度范围,1∶1～3∶1的CO与MN比,50～150 mL/min的原料气流速条件下进行了CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯的本征动力学实验;通过对反应机理的推导,动力学模型的筛选及优化,得出CO偶联合成草酸二甲酯的本征动力学模型。结果表明:CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯是以表面羰化反应为控制步骤。     

液相原位还原法制备钯基催化剂

采用液相原位还原法制备Pd/α-Al2O3催化剂,并应用于CO氧化偶联合成草酸二甲酯反应。对比实验发现,甲醛液相原位还原法制得的Pd基催化剂具有优异的催化活性,当Pd负载质量分数低至0.1%时,催化剂仍表现出较高的活性和稳定性。采用XRD和BET等对催化剂及载体进行表征,结果表明,催化剂活性与载体的比表面积、孔容和孔径没有必然联系。通过TEM发现,0.1%-Pd/α-Al2O3催化剂中的主要活性组分Pd具有较小的颗粒和较高的分散性,通过HRTEM发现,液相原位还原法制备的催化剂能够有效暴露出Pd(111)晶面。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。