CO在Cu-Mn催化剂上催化氧化本征反应动力学研究

本文采用共沉淀法制备了用于低温CO催化氧化的Cu-Mn催化剂,对其进行了XRD分析和SEM表征,结果表明非晶态催化剂在室温下显示出良好的氧化活性。在50～80℃范围内研究了CO在所制备Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学,同时测定了CO在Cu-Mn催化剂上的催化反应等温线。结果表明,CO在Cu-Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应,反应的活化能是43.0kJ.mol-1。     

骨架型Ni—P非晶态合金的制备及其在苯加氢中催化性能的研究

采用骤冷法制备Ni-Al-P非晶态合金,通过碱抽滤得到骨架型Ni-PD催化剂（Raney Ni-P）,其非晶态结构由XRD和EXAFS证实。选择工业上具有重要应用价值的苯饱和加氢反应为探针,测定了上述催化剂的催化活性（包括吸氢速率、转化率和TOF值）和对环己烷的选择性,并与其对应的由传统骤冷法制备的Ni-PD非晶态合金、晶化Paney Ni-P以及工业上常用的Raney Ni催化剂进行了比较。实验结果显示,Raney Ni-P的催化性能显著优于其他三种催化剂,而且DSC分析显示了具有较好的热稳定性,因此具有良好的工业化应用前景。通过考察苯浓度、H2压力和反应温度对加以应速率的影响,确定了在Raney Ni-P催化剂上苯加氢反应的动力学速率方程和表现活化能,并提出了可能的反应机理。通过ICP,XRD,XPS,EXAFS,TEM,BET,氢吸附等一系列表征,讨论了催化剂的活性中心结构特征与其催化活性的关系。Raney Ni的催化活性高于传统Ni-P主要归因于其比表面积（分散度）,而Raney Ni-P的催化活性高于Raney Ni主要归因于催化活性中中心本质的区别。由于非晶态合金Ni-P中无显著的电子转移,因此几何效应起主要的促进作用。Raney Ni-P的晶化失活则同时归于分散度和活性中心结构的改变。     

玉米粉炭基固体酸催化合成生物柴油动力学研究

以玉米粉炭基固体酸作为催化剂,催化油酸与甲醇进行酯化反应制备生物柴油,在催化剂和甲醇用量一定的条件下,考察了不同反应温度下不同反应时间对油酸转化率的影响;并根据油酸浓度与时间的关系曲线,用微分法建立油酸酯化反应动力学的数学模型,计算相关的动力学参数。实验结果表明：在剂油比9%（催化剂质量占油酸质量的分数）、醇酸物质的量比8∶1、反应温度68 ℃、反应时间10 h时,油酸转化率最高可达到90.09%。该反应的反应级数为1.683,活化能为6.23×10⁴ J/mol,频率因子为2.17×10¹³ mol^-0.683·L^0.683·h^-1。     

Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3催化剂H_2-NSR性能影响因素的试验分析

将改进的溶胶-凝胶法与等体积浸渍法相结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3钙钛矿催化剂,研究了其表面性能;采用NOx存储还原循环试验的方法,以氢气为还原剂,研究了还原剂体积分数、还原时间和空速等反应条件,以及以CO2与HC为代表的发动机排气成分对催化剂存储还原特性的影响.结果表明:所制备的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂具有良好的催化活性及较大的比表面积;在所研究的范围内,不同还原剂体积分数下存在NOx转化率最高的最佳还原时间,而且随着还原剂体积分数增加,最佳还原时间逐渐缩短;还原剂体积分数的增加将会加速NOx的脱附,若还原剂体积分数过高,则会造成部分NOx溢出过快,还原时间不足而引起转化率降低;在7.0×104 h-1的大空速条件下,NOx转化率仍可以保持在86.9%,Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂的空速特性良好;CO2在一定程度上抑制了NOx的存储,影响催化剂的活性,但催化剂容易再生;采用C3H6模拟排气中的HC,其体积分数较低时对H2还原NOx具有抑制作用,当C3H6的体积分数较高时可以促进NOx的还原转化.     

酸性条件下多壁碳纳米管负载铁基催化氧化甲烷性能

寻求绿色、安全且低能耗的转化技术是实现甲烷转化和利用的关键。采用浸渍法制备了多壁碳纳米管负载铁基的复合催化剂(Fe/MWCNTs),通过比表面积测试法(Brunauer-Emmett-Teller, BET)、X射线光电子能谱技术(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)等技术表征了Fe/MWCNTs的结构形态,得知Fe/MWCNTs的活性催化组分主要是α-Fe_2O_3,负载后催化剂比表面积明显增大,且在碳纳米管表面形成的是活性较强的110晶面。在冰乙酸体系中建立Fe/MWCNTs催化体系催化氧化甲烷,通过气相液相产物分析计算甲烷转化率和醋酸甲酯生成量,考察反应温度、压力、时间、催化剂投加量和氧化剂浓度对甲烷催化氧化的反应效果的影响,通过正交试验得到冰乙酸体系中催化甲烷的最佳反应条件。实验表明:在反应温度90℃,反应压力为3 MPa, Fe/MWCNTs复合催化剂0.15 g,氧化剂高锰酸钾浓度为0.2 mol/L,反应时间为4 h的最佳反应条件下,甲烷转化率可达24.78%,醋酸甲酯产量为541.72×10~(-6)。     

高取代度阳离子淀粉合成反应动力学研究

研究了半干法制备高取代度阳离子淀粉的反应动力学过程,讨论了不同温度、反应物料配比、催化剂用量等反应条件对淀粉醚化反应速率的影响．结果表明,提高反应温度,反应速率明显加快,反应程度与体系黏度的变化并无直接关系,淀粉阳离子化反应符合二级动力学的反应机理,阳离子醚化反应的表观活化能E_(?)=76．5 kJ/mol．醚化反应速率随着体系中醚化剂和催化剂浓度的增加而升高,但副反应也逐渐加剧．     

Cu/ZrO2催化二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸性能研究

采用共沉淀法制备了Cu/ZrO2催化剂,考察了反应物料对二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸(IDA)反应中催化剂性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等手段考察了催化剂反应前后的结构特征及表面性能.结果表明:催化剂在循环使用过程中的结构改变是造成催化活性下降的主要因素.反应物料氢氧化钠促使亚稳态ZrO2载体向四方相转变,加剧了非晶态活性Cu(0)的晶化,进而影响活性组分Cu(0)与载体的相互作用,进一步加快了活性组分Cu(0)颗粒的长大,导致催化剂的活性下降.     

乙醇脱水制乙烯工艺条件的响应面法优化

研究活性Al₂O₃催化剂催化乙醇脱水的过程,在单因素实验的基础上,采用响应面方法优化温度、进料速度和催化剂粒径等工艺参数,建立预测模型。结合生产实际和实验室研究成果,使用建立的模型,在乙烯时空收率≥5 h^-1,乙醇转化率≥98%的条件下,得到乙烯选择性的最优化条件。结果表明:催化剂装填量为5 g,原料乙醇质量分数为95%,温度398.5℃,进料速率40 mL/h,催化剂粒径0.4 mm的条件下反应,乙醇转化率为98.0%,乙烯选择性和时空收率分别为99.5%和5.0 h^-1。预测结果与实验值误差≤2%,建立的预测模型准确可靠。     

用于邻苯基苯酚合成的Pt-K/Al2O3脱氢催化剂(Ⅱ):催化剂失活机制

采用热重-差热分析(TG-DTA)、元素分析、氢氧滴定(HOT)、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)等对Pt-K催化剂可能的失活机制进行研究。结果表明:积碳并非Pt-K催化剂失活的主要原因;脱氢催化剂上铂颗粒的尺寸在运转过程中没有明显的增大,即铂中心烧结也不是催化剂失活的主要原因;Pt-K催化剂在运转过程中铂分散度明显下降而且无法通过再生恢复;Pt-K/Al2O3催化剂的失活极有可能源自催化剂运转过程中钾物种对铂中心的过度覆盖作用。     

非晶硅太阳电池背接触界面和n型层参数敏感性研究

在参照国内外大量实验测量数据的基础上,建立了pin结构非晶硅太阳电池的计算模型．通过一系列模拟计算和分析,研究了电池3个外部特性和能量转换效率对背接触界面和n型层参数的敏感性．结果表明,背接触势垒高度和n型层掺杂浓度是对电池外部特性参数有显著影响的敏感参教;背面反射率只对短路电流和转换效率的改善有贡献且最大增幅均小于10％;背接触界面载流子表面复合速率和n型层的厚度、迁移率隙、载流子迁移率等参数对电池各外部特性的影响均很小．根据对计算结果的分析,提出了背接触界面和n型层参数的一组优化值,并指出背接触势垒高度和n型层掺杂浓度应作为理论和工艺研究重点．     

糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的负载型催化剂

采用负载型铜氨络合物催化剂进行糠醛气相加氢制 2 甲基呋喃。用浸渍方法制备催化剂 ,以硅胶球粒为载体。研究了制备催化剂过程中配比、焙烧温度对生成 2 甲基呋喃的影响 ,以及在催化剂的评价过程中 ,还原温度、反应温度对生成 2 甲基呋喃的影响。在最佳条件下 ,糠醛转化率可达 99%以上 ,2 甲基呋喃的选择性达 97%。利用气相色谱分析了产品的组成。     

O,O-二甲基硫代磷酰氯氨解反应动力学

根据卤素氨解反应机理,提出了O,O-二甲基硫代磷酰氯液相非催化氨解的反应历程,并建立了相应的拟均相反应动力学模型.在消除传质的影响下,由实验确定了模型参数.模型表明:在反应前期,O,O-二甲基硫代磷酰氯浓度对速率影响很小,反应速率呈拟一级反应特征;但在反应后期,反应速率呈明显的二级反应特征.氨与O,O-二甲基硫代磷酰氯的起始摩尔比以及氨浓度对反应速率影响显著.     

竹炭基固体酸加压催化高酸值油脂的降酸效果

 选取4年生的慈竹和浓硫酸为原料制备竹炭基固体酸催化剂,考察用该催化剂催化油酸和甲醇酯化反应,以模拟高酸值油脂的酯化降酸效果,并研究了醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间及重复利用性等因素对转化率的影响.通过单因素试验确定甲醇和油酸体积比为1∶1,催化剂用量为2%,反应温度为120 ℃,反应时间为4 h的条件下,其油酸转化率为94.70%,通过和无催化剂对照试验对比,油酸转化率提高50%,催化剂重复使用到第5次时,油酸转化率仍可达到72.47%.     

Catalytic combustion properties of nanocomplex oxide for natural gas

The catalysts of copper oxide supported on cerium dioxide were prepared by different methods for methane catalytic combustion. The effects of copper content in the catalysts and calcination temperatures of the catalysts on the catalytic activity are investigated. Results show that the complex oxide catalyst exhibits high catalytic activity for methane combustion due to the synergistic effect of CuO and CeO₂. The catalyst prepared by impregnation is more active than that prepared by controlled coprecipitation even if CuO content is the same. When W(CuO)<13%, the light-off temperature and full conversion temperature for the CH₄ reaction decrease with the increasing of CuO content in the catalysts. However, when the copper content is above 13%, the excess CuO has a negative effect on the catalytic activity owing to the formation of bulk CuO particles. A proper calcinations temperature of 650 ℃ can lead to a high dispersion of CuO and accordingly can enhance the catalytic activity of the composites.     

膨润土负载磷钨酸催化制备生物柴油

将膨润土经过酸化处理,采用浸渍法制得膨润土负载磷钨酸催化剂,并以此催化餐饮废油与甲醇反应制备生物柴油.考察了磷钨酸负载量和酯交换反应条件对餐饮废油转化率的影响.结果表明:磷钨酸负载量为35%,在反应温度80℃、醇油物质的量比12:1、催化剂用量为原料油质量的5%时,反应6 h,转化率可以达到90%以上.膨润土负载型催化剂活性高,稳定性好,可重复使用.     

一类Guerbet反应选择性的数学建模研究

建立了以乙醇、乙醛为原料，合成正丁醇的Guerbet反应数学模型。证明了模型正平衡点的存在性，分析了反应器流速、投料比对模型平衡点及其稳定性的影响，模拟了正丁醇选择性、收率与乙醇转化率随接触时间、投料比的变化状况。结果表明：在接触时间确定的情况下，可以通过调节投料比使正丁醇选择性、收率与乙醇转化率达到较高水平。     

以二甲醚为还原剂的氮氧化物存储还原试验研究

试验研究了以Pt/Co-BaO/γ^- Al₂O₃为催化剂、二甲醚（DME）为还原剂的NOx储存还原（NSR）性能,以及还原时间和温度对NSR的影响规律,并通过程序升温脱附和程序升温表面反应分析了DME对其存储NOx热稳定性的影响.结果表明,在等温DME-NSR循环过程中,NOx的转化效率保持在60%~70%以上;DME能够促进催化剂中硝酸盐的分解和NOx的脱附,并还原NOx.     

溶胶-凝胶工艺对SiC粉体形貌的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)和活性炭为原料,采用溶胶-凝胶法制备SiC前驱体,经1 400~1 600℃高温碳热还原反应合成了纯度较高的-βSiC粉体,这种粉体是由颗粒和晶须组成的混合物.通过前驱体的热重(TG)-差热(DSC)曲线分析了前驱体的热分解过程,通过X射线衍射(XRD)曲线分析了不同合成温度下的产物组织结构,并研究了无水乙醇(EtOH)与正硅酸乙酯的体积比和氨水浓度对产物形貌的影响,初步探讨了SiC颗粒和晶须的形成机理.     

负载型光催化剂还原Cr6+的研究

采用一种新型负载型TiO2光催化剂进行光催化还原Cr^6 的研究。实验结果表明光催化还原过程中生成了氧气，通过测定光催化反应过程溶液中溶乳量的变化验征了TiO2光催化还原Cr^6 的机理。溶液pH值对反应有较大的影响，还原反应速率随pH增大而减小。有机物的存在对光催化还原反应有不同的影响，甲醇、乙酸对Cr^6 的光催化还原具有促进作用，而三氯甲烷、戊烷、甲苯表现出抑制作用。由于还原产物三价铬离子以Cr(OH)3的形式沉积于催化剂表面致使催化剂活性下降，可以通过用稀硫酸浸泡的方法使催化剂再生。     

大庆常压渣油催化裂解反应集总动力学模型

根据大庆常压渣油催化裂解实验和C4、丙烯的二次反应结果,确定了重油催化裂解九集总反应网络。通过合理假设,推导了集总反应的数学模型和催化剂失活函数,采用子模型分步法求取了模型中的反应速率常数,并对模型进行了检验和统计分析。模型验证的结果表明,柴油、汽油、丙烯、乙烯等催化裂解主要产品的预测值与实验值吻合良好,说明求取的速率常数可靠、采用子模型分步法进行集总动力学模型参数估计的方法可行。