载体对纳米NiB催化肉桂酸加氢催化活性与稳定性的影响

采用浸渍-还原法制备负载型纳米NiB催化剂,以肉桂酸加氢反应为模型,考察载体(γ-Al_2O_3、SiO_2、TiO_2)对催化剂的催化活性和稳定性的影响.发现载体γ-Al_2O_3具有较好的分散镍活性组分的作用,在多次循环使用后催化剂活性组分流失较少.负载型NiB/γ-Al_2O_3催化剂在肉桂酸加氢反应中表现出较好的稳定性,此外,催化剂套用次数越多其活性反而越高,连续反应3次后肉桂酸的转化率可达75.0%,其加氢产物的选择性仍然保持在100%.通过系列表征,发现其最主要的原因可归为随着反应的不断进行载体孔道中的活性组分纳米NiB逐步暴露所致,更重要的是载体γ-Al_2O_3能够有效抑制活性组分的流失和团聚.     

不同载体上硫化的钼催化剂甲烷化反应与低温氧吸附的研究

本文研究了不同载体γ-Al_2O_3、ZrO_2、CeO_2和La_2O_3上硫化的钼催化剂的甲烷化反应性能,得到甲烷化活性顺序:Mo/ZrO_2>Mo/γ-Al_2O_3>Mo/CoO_2>Mo/La_2O_3;热稳定性顺序:Mo/La_2O_3>Mo/CeO_2>Mo/γ-Al_2O_3>Mo/ZrO_2。研究了低温氧吸附的预处理条件,并用脉冲色谱法测定了载体,反应前和反应后催化剂的氧吸附量。结果表明反应后低温氧吸附量下降百分数和活性下降百分数有线性关系。讨论了以低温氧吸附与甲烷化活性进行关联的限制和活性中心的本质。     

CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂的苯胺焦油加氢轻质化

采用分步沉淀法制备CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂,通过比表面积分析(BET)、X线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)对催化剂结构和物化性能进行表征,研究催化剂对苯胺焦油加氢裂化的反应活性。结果表明:适量加入CeO_2可提高NiO在载体γ-Al_2O_3表面的分散,提高NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂的还原性及吸氢能力,进而提高催化剂的活性和稳定性。采用CeO_2质量分数15%的NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在反应温度265℃、反应压力3.0 MPa、液时空速0.3 h-1和氢油体积比2 000的条件下,苯胺焦油裂解率为100%,胺类物质收率为58.54%。     

不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.     

高稳定性网状Ni/ZrO_2催化剂CO甲烷化性能研究

合成具有抗烧结和抗积碳性能的Ni基催化剂是CO甲烷化催化剂设计的难点,而利用催化剂载体特定的结构对活性金属纳米颗粒的空间限域效应是提高镍基催化剂活性和稳定性的有效策略。以一步法制备的Ni/UiO-66为前驱体,经焙烧和还原,获得了一系列具有网状结构的Ni/ZrO_2催化剂。针对反应强放热的特点,三维网状结构在稳定镍颗粒的同时,三维空隙结构能够有效移除反应中的局部热点,并且金属Ni与载体ZrO_2紧密的界面结构有效地提升了催化剂的活性和稳定性。结果表明,一步法制备的Ni/ZrO_2催化剂的反应活性和稳定性均优于浸渍法制备的Ni/t-ZrO_2催化剂,在压力1 MPa,t=325℃,WHSV=15 000 mL·g~(-1)·min~(-1)条件下,Ni/ZrO_2-N催化剂的CO转化率达到86%,反应120 h后催化剂网状结构保留完好,反应活性和选择性保持稳定。CO甲烷化结果表明,网状结构催化剂的设计策略可以拓展至对其他活性金属进行限域以提升其反应活性和稳定性。     

神东煤粉粒流化床催化热解特性研究

采用等体积浸渍法制备Ni/γ-Al_2O_3(Ni的负载量9%,质量分数)和Ce-Ni/γ-Al_2O_3(CeO_2和Ni的负载量分别为2%和9%,质量分数)催化剂,并通过XRD,BET,H_2-TPR和NH_3-TPD对催化剂进行表征分析,以轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯为目标产物,利用自主设计与搭建而成的粉-粒流化床快速热解实验装置,探究神东煤的催化热解特性。结果表明,无催化剂下,焦油中BTX质量分数为1.52%,单环芳烃质量分数为4.96%;在Ni/γ-Al_2O_3催化剂作用下焦油中BTX质量分数提高了29.61%,达到2.69%,单环芳烃质量分数增加了2.14倍,达到15.55%;在Ce-Ni/γ-Al_2O_3催化剂作用下焦油中BTX质量分数提高了76.97%,达到2.99%,单环芳烃质量分数增加了1.80倍,达到13.88%;Ce的加入可以使得Ni颗粒更加分散,同时抑制由于Ni颗粒聚集而产生强的酸位点,从而提高其催化活性。     

蜂窝状催化剂的La_2O_3-Al_2O_3涂层的研究

由三异丙氧基铝水解制得的γ-Al_2O_3,比铝盐沉淀得到的γ-Al_2O_3具有较高的比表面积和热稳定性。采用La_2O_3为稳定剂能推迟高温下γ-Al_2O_3的相变,监抑制烧结,从而减缓因高温而引起的表面积下降。以这种涂层处理后的蜂窝状载体,负载上化学式量为LaCu_(0.5)Mn_(0.5)O_3催化活性组份,经900℃焙烧后,测试催化剂对CO氧化的催化活性,结果表明载体上的涂层Al_2O_3加La_2O_3稳定化后,对提高催化剂的高温稳定性有明显的效果。     

超临界水催化氧化降解邻氨基苯酚

本实验通过超临界水氧化的方式对邻氨基苯酚进行催化氧化研究。探讨了以浸渍法所制备的CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3和Mn_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3 3种催化剂对超临界水氧化降解邻氨基苯酚的影响。设计正交实验探究最佳的催化剂的制备方案以进行对邻氨基苯酚的超临界水氧化反应。本实验采用的实验装置为盐浴间歇式超临界水氧化(SCWO)实验装置、通过浸渍焙烧的材料作为超临界水氧化的催化剂,氧气作为实验的氧化剂,并以化学需氧量(COD)去除率反映超临界水氧化效果,本次实验通过催化剂Mn_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3的COD降解效果最佳,达到71.42%,比无催化剂的超临界水氧化降解效果提升33.6%。通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析发现Mn_2O_3有着良好的热稳定性,有助于提升良好的热稳定性。     

负载Ru的金属基体整体式阳极Al_2O_3催化剂上煤油的水蒸气重整反应

使用板式金属基体整体式阳极Al_2O_3催化剂载体γ-Al_2O_3/Fe-Cr-Ni合金/γ-Al_2O_3(MPAA),通过溶液浸渍法制备一系列负载Ru的催化剂,研究催化剂在煤油水蒸气重整(SRK)反应中的性能。结果表明:与Ru浸渍负载后500℃空气中焙烧的多孔阳极Al_2O_3载体的催化剂Ru/MPAA-C相比,120℃烘干的催化剂Ru/MPAA-D显示了更高的Ru分散度和更好的催化剂活性及耐久性;高温N_2预处理可以完全分解Ru/MPAA-D催化剂上的前驱体; H_2预还原不是Ru/MPAA-D上煤油水蒸气重整反应的必要步骤;Ce的添加明显改善了煤油水蒸气重整反应中催化剂的抗积炭性能,从而提高了催化剂SRK耐久性。在高液时空速(40 mL/(g·h))下,添加1.25%Ce的Ru/1.25Ce/MPAA-D催化剂表现出了优于商业催化剂的耐久性,显示了其产业化的可能性。     

含铷固体超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3的制备及其催化酯交换反应研究

以从盐湖卤水中提取的RbCl为原料,利用原位法和浸渍法制备了含铷的固体超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3.以蔗糖为模板剂,以Rb_2CO_3及Al(NO_3)_3为反应物,原位法制备了Rb_2O/γ-Al_2O_3.同时以蔗糖为模板剂,先分别以Al(NO_3)_3和异丙醇铝(Al[CH(CH_3)_2]_3)为铝源制备了介孔γ-Al_2O_3,再通过浸渍RbNO_3溶液,制备了一系列的负载型Rb_2O/γ-Al_2O_3.通过优化制备条件,两种方法制备的Rb_2O/γ-Al_2O_3的碱强度均可达26.5以上,即为超强碱.把制备的超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3用于三醋酸甘油酯和甲醇为模型反应物模拟生物柴油制备过程中的催化酯交换反应.得到了最佳的催化反应条件:原料醇酯比8∶1,反应温度338K,反应时间4h,催化剂用量w三醋酸甘油酯=6.0%,在此工艺条件下乙酸甲酯产率达98%以上.     

γ-Al_2O_3催化臭氧深度处理蔗渣制浆废水

对单独臭氧氧化处理制浆废水与γ-Al_2O_3催化臭氧深度处理制浆废水进行了对比研究,结果表明:γ-Al_2O_3对臭氧具有一定的催化作用,能够显著提高废水的COD_(Cr)去除率;随着主要影响因素pH值、反应温度、臭氧浓度和催化剂用量的增加,COD_(Cr)去除率均先增大后降低;同时,γ-Al_2O_3催化臭氧还能够有效地降低废水中AOX(可吸附有机卤化物)的含量;实验室条件下,处理30 min,AOX去除率可达80.4%.文中还采用扫描电镜对再生前后的γ-Al_2O_3、采用UV和GC-MS对处理前后的废水进行分析,结果显示,γ-Al_2O_3催化臭氧能大幅降低废水中的有机物种类和含量,并且能较好地降解难生物降解的有机物,其作为催化剂具有良好的稳定性,重复使用8次后,经过焙烧再生,仍可保持88.5%的催化活性.     

多级孔氧化铝负载钯催化剂的制备及加氢性能研究

文章以聚甲基丙烯酸单酯(PMMA)微球为模板剂,采用三嵌段共聚物F127辅助胶体晶体模板的方法合成介-大孔复合孔道结构的Al_2O_3载体,通过浸渍还原法制备了Pd/3DOM Al_2O_3负载型催化剂,考察了其在苯乙烯加氢反应中的活性。采用氮气物理吸附-脱附(N_2-BET)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope, FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscope, HRTEM)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等分析方法对催化剂进行了表征。结果表明:活性物种主要以Pd~0的形式高度分散在3DOM Al_2O_3载体上;开放有序的多级孔结构有利于反应物和产物在孔道内的扩散,使其在苯乙烯加氢反应中的活性优于相同条件下γ-Al_2O_3负载的Pd催化剂,Pd/3DOM Al_2O_3的转换频率(turnover frequency, TOF)值可达0.56 s~(-1),高于Pd/γ-Al_2O_3的0.45 s~(-1)。     

La改性的Ni/α-Al_2O_3催化剂中活性组分晶粒大小和粒度分布

用稀土氧化物(La_2O_3)对轻油水蒸汽转化制氢催化剂(Ni/α-Al_2O_3)进行了改性。用X射线宽化(XRD)法测定催化剂中镍晶粒大小随La合量的变化,确定出改性剂的最佳La含量。为进一步研究催化剂中镍晶粒的分布情况,用小角X射线散射-分割分布函数(SAXS-DDF)法测定了不同La含量的催化剂中镍的粒度分布。结果表明,改性后的催化剂金属-载体之间的相互作用增强(SMSI),镍晶粒分散度也显著提高。     

ZrO2改性Al2O3纳米介孔材料性能研究

采用化学沉淀法制备了ZrO_2、Al_2O_3与ZrO_2-Al_2O_3材料,利用X射线衍射分析考察了焙烧温度对材料的结构性能的影响;利用ZXF-6型自动吸附仪分析了ZrO_2与Al_2O_3之间的相互作用对织构性能的影响;利用氨气程序升温脱附测试了各材料酸性位和酸量大小及其变化.结果表明,ZrO_2和Al_2O_3之间的相互作用对结构性能和织构都有稳定作用,1 000℃高温老化后的ZrO_2-Al_2O_3以四方相的ZrO_2和γ-Al_2O_3两种物相存在,比表面积为88 m2/g,孔容为0. 22 m L/g,孔径为9. 8 nm,属于纳米介孔材料.新鲜材料表面酸性大小排列顺序为,ZrO_2Al_2O_3ZrO_2-Al_2O_3,老化后的ZrO_2-Al_2O_3表面酸性不稳定,有待继续改进.     

高温水热处理后Ni/a-Al_2O_3催化剂的镍分敏度对抗结碳性能的影响

本文研究了烃类蒸汽转化催化剂Ni/α-Al_2O_3 经高温水热处理(987K,H_2O/H_2 为7.5)后,平均镍晶粒度的变化及其对催化剂抗结碳性能的影响规律。实验证明,镍晶粒随水热处理时间的增加先是熔结长大,当水热处理足够长时间后,镍晶粒产生再分散。其积碳速率与镍晶粒大小的变化完全相适应。将La_2O_3 加入催化剂后可以显著提高镍在载体表面上的分散度,从而提高催化剂的抗碳性能。将La_2O_3和BaO同时加入Ni/α-Al_2O_3 催化剂时,在水热处理条件下所产生的 LaAlO_3和尖晶石结构的BaAl_2O_4,能促进金属颗粒在载体表面上的铺展,并阻止晶粒的熔结长大,使镍晶粒的再分散作用更为明显。     

小角X射线散射-分割分布函数法的建立和应用

本文介绍了小角X射线散射-分割分布函数法(SAXS-DDF)的建立,并用该方法测定了γ-Al_2O_3超细粉末和La改性的Ni/α-Al_2O_3催化剂中载体表面上活性组分Ni的粘度分布。该方法把计算散射强度的积分方程转化为线性方程组,采用合理的数学模型和计算机程序相继给出平均粒度、比表面、粒度组成和直方图等特征参数。对测定方法的童复性和可靠性进行了验证。用透射电子显微镜的照片结果证实了Ni/α-Al_2O_3催化剂中活性组分颗粒所呈的形状和粒度分布的规律。测试结果说明,SAXS-DDF法适合于测试单相超细粉末或两相催化剂中金属活性组分颗粒的粒度分布。     

碱金属氯化物在载体γ—Al2O3上存在状态的研究

本文用X-射线衍射、透射电子显微镜、选区电子衍射研究了LiCl/γ-Al_2O_3、KCl/γ-Al_2O_3、CsCl/γ-Al_2O_3诸体系,结果表明,加热KCl与γ-Al_2O_3或者CsCl与γ-Al_2O_3的混合物,KCl、CsCl能在γ-Al_2O_3表面呈单层分散,它们的最大单层分散量分别为0.051gKCl/100m~2γ-Al_2O_3,0.082gCsCl/100m~2γ-Al_2O_3,而加热LiCl和γ-Al_2O_3混合物时,LiCl则和γ-Al_2O_3反应生成体相化合物Li_2O·5Al_2O_3。     

金属基体整体式阳极Al_2O_3催化剂上二氯甲烷的催化燃烧

通过水热和焙烧处理将板状多孔阳极Al_2O_3材料制备成一种金属基体整体式催化剂材料,在无活性组分负载的情况下直接将其作为催化剂,考察其在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能。通过与商业γ-Al_2O_3的对比研究,重点考察水热处理条件对催化剂活性和耐久性的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、热分析(TG)和X线衍射仪(XRD)等对样品的结构和理化特性进行表征。结果表明:水热处理在增大样品比表面积的同时,增加了表面酸浓度和亲水性。与商业γ-Al_2O_3在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能相比,水热处理的样品在低温下产生了更多的HCl,并显示出更加优异的耐久性。     

CuMgLa/γ-Al_2O_3湿式催化氧化降解苯酚的研究

采用共沉淀法成功制备了CuMgLa/γ-Al_2O_3催化剂,以反应温度、苯酚初始浓度、催化剂用量、反应压力、反应时间和转速为单因素,研究苯酚和COD的去除效果。结果表明,反应温度为180℃、苯酚初始质量浓度2 000 mg/L、催化剂用量0.2 g/L、反应压力1.8 MPa、反应时间120 min、转速500 r/min时,苯酚去除率接近100%,COD去除率达90.65%.从XRD、XPS、NH_3-TPD和TG-DTA研究发现,添加Mg和La后,CuO的平均粒径从51 nm分别降至37和25 nm,表明CuMgLa/γ-Al_2O_3中CuO分散得更好,可提供更多的反应位点。掺杂Mg和La减弱了Cu/γ-Al_2O_3中强酸位,减少了CuMgLa/γ-Al_2O_3湿式催化氧化降解苯酚过程积碳行为的发生。