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。     

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。     

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。     

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%.     

Ni /半焦催化甲苯水蒸气重整反应的稳定性研究

为了研究生物质半焦负载镍催化剂(Ni/BC)在甲苯(生物质焦油模型化合物)水蒸气重整反应过程中的稳定性,进行了100 h稳定性评价实验,并将其与Ni/ZrO_2和Ni/γ-Al_2O_3等传统金属氧化物负载Ni催化剂进行对比,结果表明,Ni/BC稳定性优于Ni/ZrO_2,但劣于Ni/γ-Al_2O_3催化剂。利用热重(TG)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对反应前后的催化剂进行表征,结果表明,反应后Ni/BC催化剂表面积碳量高于Ni/ZrO_2和Ni/γ-Al_2O_3,且镍颗粒烧结严重,但是由于半焦具有较大的比表面积以及多孔结构,能够提供较多的活性位点,增强了催化剂的容炭能力。     

γ—Al2O3载体的宏观结构对加氢脱硫催化剂活性的影响

本文采用比表面积、孔径、孔容测定,TPR,DOC,XRD及HDS反应活性评价等实验方法,探讨了钴钼系HDS催化剂中五种不同来源的γ-Al_2O_3载体及其被TiO_2改性后,表面宏观结构对HDS反应活性的影响。发现在不同的γ-Al_2O_3为载体的HDS催化剂上噻吩HDS活性中心的性质一样;载体的孔分布、孔容对HDS反应活性有直接影响。孔半径为20～50的中孔分布>60％,孔容(P.V)为～0.4ml.g~(-1)的γ-Al_2O_3为较好的载体。同时,TiO_2改性后的γ-Al_2O_3载体,增强了活性组分与载体的相互作用,使MoO_3,不易被还原,对提高HDS反应活性不利。     

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。     

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.     

固定床中γ-Al2O3负载金属氧化物催化臭氧氧化研究

非均相催化臭氧氧化技术是一种高效的废水处理技术,但目前非均相臭氧催化剂主要为粉体形态,常用于静态或半连续态反应器中,其于固定床中的催化性能并不明确.设计了连续态固定床反应体系,以γ-Al_2O_3颗粒为载体,Mn、Fe、Ce的氧化物为活性组分制备负载型催化剂,并以对硝基苯酚(PNP)为目标污染物,探究其在不同工艺条件下的催化性能.实验结果表明,负载CeO_2的催化剂催化效果最好;化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的去除率随着活性组分CeO_2负载量、水力停留时间(HRT)、O_3浓度的增加而增加;当CeO_2负载量为12.3%、HRT为15 min、O_3浓度为16.2 mg/L时,6 h COD和TOC平均去除率分别达到86.3%和91.7%;此外,该体系在pH为5.0～9.0均表现出良好催化性能,并具有良好的长时间运行能力.     

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.     

2-甲基呋喃及2-甲基噻吩氢解反应的中毒研究

采用搅拌槽式微量天平流动反应器,在硫化态CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上考察了氢化吡啶及2,6-二甲基吡啶两种含氮毒物对于2-甲基呋喃加氢脱氧及2-甲基噻吩加氢脱硫反应的毒化过程。研究发现,CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上加氢脱氧与加氢脱硫反应的活性均具有空间位阻效应(Sterical hindrance effects)。同时,当少量毒物2,6-二甲基吡啶吸附于催化剂表面时,不仅未使两种氢解反应中毒,反而产生轻度的促进作用。就此而论,这两种活性位具有相似之处。然而,同一毒物作用下,加氢脱氧与加氢脱硫中毒过程的相对活性曲线的明显区别似又表明加氢脱氧位与加氢脱硫位之间存在差异。     

Zr改性CeO_2/TiO_2催化剂选择性催化还原烟气脱硝性能

采用Zr对CeO_2/TiO_2催化剂进行改性,考察Zr掺杂对CeO_2/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO性能的影响,利用静态N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对其脱硝机制进行分析。结果表明,Zr掺杂能够拓宽CeO_2/TiO_2催化剂的温度窗口,提高其脱硝活性和抗H_2O/SO_2性能。Zr掺杂能够增大CeO_2/TiO_2催化剂的比表面积和总孔容,抑制载体锐钛矿TiO_2发生晶相转变,显著提高催化剂的表面酸性,增加催化剂表面Ce~(3+)和化学吸附氧的原子浓度,使得催化剂表面NH_3吸附能力加强,氧化还原能力提高,有助于促进SCR反应的进行。     

载体对镍基催化剂在苯酚加氢反应中的影响

以Ni(NO3)2·6H2O为活性金属前驱物,采用过量浸渍法制备了Ni/HZSM-5、Ni/HY、Ni/Al_2O_3、Ni/TS-1、Ni/ZrO_2和Ni/CeO_2催化剂,Ni的质量分数由TPR结果计算可得分别为9.2%、9.1%、9.2%、9.5%、9.2%、9.3%.考察了催化剂对苯酚加氢反应的活性和产物选择性的影响.采用X射线衍射、N_2吸附、NH_3程序升温脱附、H_2程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征.结果表明,载体的孔结构、酸度的强弱和酸中心数量与苯酚加氢活性具有紧密联系.在反应温度493 K,氢气压力5 MPa下反应180 min,Ni/Al_2O_3具有最高的苯酚转化率,达到85.63%,产物中环己酮选择性最高,达到79.2%;Ni/HZSM-5也有较高的苯酚转化率,而此时产物中环己烷的选择性最高,达到93.9%.     

CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂催化CO氧化性能的研究

采用共沉淀法制备Ce_xZr_(1-x)O_2载体,等体积浸渍法制备CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂,考察载体中CeO_2与ZrO_2质量比(mCeO_2∶mZrO_2)和CuO负载量对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂结构及物化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、比表面积及孔容积测试(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、一氧化碳程序升温还原(CO-TPR)等方法对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂进行表征,结果表明:当mCeO_2∶mZrO_2为4∶1时,CuO负载量为10%(质量分数)时,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂具有较大的比表面积和孔容积,较好的Cu物质分散度,以及较好的还原性能和CO氧化性能.因此,在催化CO氧化反应中,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂表现出较优的活性,在常压下,CO完全转化温度低至80℃.     

制备条件对CuO-Co3O4-ZnO-CeO2催化剂CO脱除性能的影响

采用共沉淀法制备CuO-Co_3O_4-ZnO-CeO_2双活性组分中心催化剂,通过比表面积测定、X射线衍射、H2程序升温还原及扫描电镜对催化剂进行表征,考察了不同制备条件(沉淀剂种类、不同焙烧温度及不同活性组分中心比例)对催化剂CO脱除性能的影响。结果表明:活性组分物质的量比为CuO∶Co_3O_4=7.21∶0.95时,采用碳酸铵为沉淀剂,焙烧温度为400℃时,催化剂各组分(CuO、Co_3O_4、ZnO、CeO_2)间相互作用明显,还原性能较优,具有较大的比表面积。活性组分CuO、Co_3O_4分散均匀,显著提升催化剂还原性能和CO脱除能力,可以在80℃下将含有3%CO原料气中的CO脱除(CO转化率97%~99%),2 000min内稳定性能良好,工业前景应用良好。     

Na_2SiO_3对Pt/WO_3/ZrO_2催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇的影响

制备了不同Na_2SiO_3质量分数的Pt/Na_2SiO_3-WO_3/ZrO_2催化剂。通过X线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H_2的化学吸附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法表征催化剂的理化性质。用固定床反应器考察催化剂对甘油氢解制1,3-丙二醇反应的催化性能。结果表明:引入Na_2SiO_3可调变催化剂中ZrO2晶相组成、催化剂的酸性、可还原性能和H2吸附性能,进而影响催化剂对甘油氢解制1,3-丙二醇反应的催化性能。引入适量的Na_2SiO_3,可使Pt/Na_2SiO_3-WO_3/ZrO_2催化剂有较高的活性和稳定性。     

生物油加氢脱氧提质中两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3的研究

以多元共组装和湿法浸渍制备两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3,十氢萘和水混合液模拟生物油油水体系,苯酚为模型化合物,研究其加氢脱氧活性.结果表明:相比于亲水性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3和疏水性催化剂Pd/C,两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3具备更高的苯酚转化率和目标产物环己烷的选择性.两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3能稳定油水乳浊液,催化界面反应,在生物油提质中,有很好的应用前景.     

介孔氧化铝催化甲醇氢氯化合成氯甲烷

氯甲烷是一种在世界范围内广泛应用的化学产品。本研究以蔗糖为模板剂、异丙醇铝为铝源制备固体酸γ-Al_2O_3催化剂,研究了该催化剂催化甲醇氢氯化合成一氯甲烷的性能。在催化剂制备过程中改变pH和物料比,活性测试结果表明:在相同的实验条件下,pH为5.5和蔗糖与异丙醇铝的摩尔比值为1∶1时,制备的介孔γ-Al_2O_3催化剂的甲醇转化率较商品γ-Al_2O_3催化剂的甲醇转化率有大幅提高。通过BET及吡啶红外的测试结果表明:以蔗糖为模板剂制备的催化剂具有较大的比表面,孔径分布集中,表面Lewis酸活性位点浓度较高。研究分析结果表明:固体酸γ-Al_2O_3催化剂的活性与催化剂表面的Lewis中强酸浓度有关,较高的中强酸浓度有助于提高催化剂活性。     

Y_2O_3对Pt/WO_3-ZrO_2催化剂催化四氢糠醇加氢制备1,5-戊二醇的影响

用浸渍-焙烧法制备不同质量分数Y_2O_3的Pt/Y_2O_3-WO_3-ZrO_2催化剂。通过X线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、CO脉冲吸附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和H_2程序升温还原(H_2-TPR)等方法表征催化剂的理化性能。用连续流动固定床反应器评价催化剂催化四氢糠醇选择加氢制备1,5-戊二醇的催化性能。结果表明:掺杂Y_2O_3可改变催化剂的晶相结构、酸量、比表面积、还原性能和分散度,从而影响催化剂催化四氢糠醇加氢制备1,5-戊二醇的反应性能。Y_2O_3质量分数为1. 0%的Pt/Y_2O_3-WO_3-ZrO_2催化剂活性达到88. 0%,1,5-戊二醇的收率为68. 0%。     

金属掺杂对NiO／γ-Al2O3甲烷三重整的影响

考察了掺杂碱金属（Li、K）和碱土金属（Mg、Ba）的NiO／γ-Al2O3催化剂在甲烷三重整反应中的催化性能,并利用程序升温还原、程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征．结果表明,碱金属K的掺杂能同时提高NiO／γ-Al2O3催化剂的CH4和CO2的转化率,而其他金属的掺杂仅对CO2转化有利．750℃时K—NiO／3γ...