CH4-CO2的高温半焦重整反应实验

以自制的半焦作为催化剂,研究了在小型的固定床中CH4和CO2的高温重整.实验表明,CH4,CO2在不同的催化剂和不同的温度下有不同的转化率,而且温度越高,CH4,CO2的转化率越高.在采用自制半焦制得的催化剂、温度为900℃且无N2作为平衡气的情况下,CO2和CH4的转化率分别为69.1%,28.9%,在1 050℃时,有N2其转化率则高达95.2%,91.2%.若没有催化剂存在,CO2和CH4转化率明显低于有催化剂存在的情况,如在1 000℃时,有催化剂下CO2和CH4的转化率分别为93.5%,76.6%,无催化剂时,转化率仅为32.0%,11.9%;加入适量的N2,可有效提高CH4的转化率.本实验证明了自制半焦催化剂能满足CH4-CO2高温重整反应的需要.     

焙烧温度对PdO-CeO_2催化剂CH_4氧化活性的影响

采用共沉淀法制备了PdO-CeO2催化剂,考察了焙烧温度对其CH4氧化反应催化性能的影响,并运用X射线粉末衍射(XRD)、物理吸附(BET)、CO化学吸附、Raman光谱和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征.实验结果表明:随着焙烧温度从400℃提高到800℃,PdO-CeO2催化剂的活性下降;焙烧温度进一步提高到1 000℃,催化剂的活性又出现明显的提高.结合相关表征可知:Pd(PdO)粒子烧结和比表面积下降是CH4活性下降的主要原因;然而,随着焙烧温度的升高,催化剂中金属Pd含量增加是导致1 000℃焙烧后催化剂活性提高的原因.     

硫化氢替代硫磺生产二硫化碳的热力学分析

为了扩大CS2的生产方法,提出用H2S替代硫磺生产CS2的设想.计算了反应的热力学和最低的反应温度,说明了反应的可行性.基于Gibbs自由能最小原理,利用Aspen Plus分析了CH4流量、H2S流量、反应压力和温度的变化对反应结果的影响.结果表明,在H2S与CH4的摩尔流量比为2∶1时,转化率随着温度的升高而增加,压力的升高而减小.温度为1 000℃,压力为101.325 k Pa时,CH4的转化率为58.6%.当CH4与H2S的摩尔流量比为5∶1时,H2S的转化率为90%.     

V-Mg-O催化剂用于丁烷氧化脱氢制丁二稀和丁烯

制备了用于丁烷氧化脱氢制丁二稀的V Mg O催化剂 .m(V2 O5) / m(MgO)、催化剂焙烧温度对转化率和选择性有较大的影响 ,2 4 V Mg O催化剂具有较高的活性和C4 (C4 H8和C4 H6)选择性 ,当反应温度为 873K、原料气组成为n (C4 H10 ) /n (O2 ) /n (N2 ) =4/ 8/ 88时 ,收率达到 32 % .降低原料气中氧气分压 ,可以提高C4 选择性 ,但转化率降低 ;升高反应温度 ,可以提高转化率和收率     

CaO-La_2O_3-NiO/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气研究

采用微型固定床流动反应装置研究了在La2 O3 NiO/γ Al2 O3 催化剂上添加CaO对甲烷部分氧化制合成气的影响 .结果表明 ,添加CaO后 ,催化剂活性明显提高 ,引发温度降低 ,CH4的转化率和CO的选择性升高 ,1 ?O 2 %La 1 2 %Ni/γ Al2 O3 是较适宜的催化剂在中低温区 ,随反应温度升高 ,CH4的转化率和CO的选择性升高 ,催化反应的适宜温度为 6 0 0℃～70 0℃ .     

催化剂活性影响因素的探讨

研究了铜的含量和催化剂焙烧温度对铜系催化剂活性的影响。实验结果表明,当Cu含量为60wt％时催化剂的催化活性较高。随着催化剂焙烧温度的增高,催化剂的催化性能逐渐升高,在焙烧温度为500℃时,催化剂的催化活性较其他温度焙烧催化剂的活性好。     

焙烧温度对异辛醇生成异辛酸性能的影响

用浸渍法在不同焙烧温度下制备了一系列用于异辛醇氧化的ZnO/γ-Al2O3催化剂,通过BET,XRD和SEM等对其进行了表征,研究了焙烧温度对催化剂表面结构的影响以及催化剂表面结构与活性之间的关系.结果表明:升高焙烧温度,使催化剂晶粒尺寸增大,比较面积减小;Zn进入载体Al2O3的晶格形成AnAl2O4尖晶石晶相,其与催化剂的活性密切相关.催化剂活性随着焙烧温度升高而增强,焙烧温度800℃,催化剂具有最佳催化性能.当焙烧温度继续升高,催化剂烧结,比较面积下降,催化活性降低.     

ZrO_2/Al_2O_3复合载体镍基催化剂CO甲烷化反应本征动力学

采用固定床反应器,研究了复合载体镍基催化剂上的CO甲烷化反应。在温度为250~440℃,压力为0.1~2.5 MPa,原料气配比(nH2/nCO)为1.0~4.5的情况下,考察了操作条件对复合载体镍基催化剂甲烷化反应的影响。实验结果表明:CO转化率、CH4的选择性均随着反应温度、反应压力的升高而增加;当反应温度达到340℃时,CO转化率最高;当nH2/nCO=3.0时,具有较高的CO转化率和CH4的选择性。通过正交法设计实验,测定了甲烷化反应动力学数据。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO2反应动力学模型,并用最大继承法对参数进行估值,获得动力学参数。残差分析及统计检验表明动力学模型是适宜的。     

制备条件对水蒸气重整甲烷Ni/ZrO2催化剂性能的影响

研究Ni/ZrO2催化剂对水蒸气重整甲烷制合成气的催化性能.研究表明,当Ni负载量低于10%(质量分数)时,催化剂活性随Ni负载量增加而增大,Ni负载量大于10%后,反应温度为1 073 K时,CH4转化率逐渐接近其热力学平衡值.用Ni或NiO的纳米粉体机械混合法制得的Ni ZrO2催化剂,因Ni纳米微晶发生部分团聚,催化剂活性相对于浸渍法制备的Ni/ZrO2低.     

二甲醚选择性催化还原NO_x的试验研究

使用7%MoO3/γ-Al2O3(质量分数)为催化剂,对二甲醚(DME)作为还原剂选择性催化还原(SCR)降低NOx进行了试验研究.分别考察了反应温度、氧含量、DME与NO的比例对NO转化率的影响,测定了产物中的碳分布,并对NO与NO2分别作为NOx源进行了转化率比较.研究结果表明:常压条件下,在250~500℃内,随着反应温度的升高,NOx转化率先增大后减小;醚氮比对NO转化率的影响不明显;随着氧含量的增加,NOx转化率先增大后减小,当φO2=5%时,NO最高转化率约为53%;NO2比NO更容易被DME催化还原;含碳主要产物为CO、CO2,有少量甲醇(CH3OH)、甲醛(H2CO)生成.     

负载 SO_4~(2-)-M_xO_y 催化剂的制备及性能研究

本文采用固相焙烧法将ＳＯ２－４－ＭｘＯｙ固体超强酸负载于不同载体上，制备出分散负载ＳＯ２－４－ＭｘＯｙ型催化剂。戊烷异构化反应结果表明采用该法制备的催化剂具有强酸位，能在较低反应温度下，催化需要强酸位的反应。ＳＥＭ，ＸＲＤ等测试结果表明经焙烧后的ＳＯ２－４－ＭｘＯｙ在载体表面得到较好的分散，ＺｒＯ２以四方相存在。     

纳米BaTiO3负载Ni基催化剂在CO2重整CH4制合成气反应中催化活性的研究

通过溶胶-凝胶法制备的纳米Ni/BaTiO3,并把浸渍Ni所得的Ni/BaTiO3催化剂用于CO2重整CH4制合成气的反应,研究表明,此两种催化剂对反应均具有高活性.通过研究焙烧温度、还原温度、反应温度和制备方法对催化反应活性的影响,发现焙烧温度、还原温度对反应活性影响不大,但用溶胶-凝胶法制备的Ni/BaTiO3催化剂催化活性比浸渍法制备的要高.     

SO_4~(2-)/ZrO_2和SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂的X射线衍射研究

用XRD技术研究了浸渍H2SO4后的无定性ZrO2和TiO2在不同焙烧温度下的晶化、相变及平均晶粒度的变化情况，并对四方相ZrO2的含量进行了初步的考察．实验结果表明，SO4(2-)的引入提高了氧化物的晶化温度，并对晶型的形成有走向诱导作用，使ZrO2易于形成四方相型，TiO2易于形成金红石型四方相的ZrO2含量主要受焙烧温度和处理液浓度的影响，焙烧温度越高，酸浸渍液浓度越大，四方相ZrO2含量越低     

微通道反应器内富氢重整气中CO选择性甲烷化净化

将4Ni-2Ru/ZrO2双金属催化剂均匀涂布到微通道反应器中,运用CO选择性甲烷化方法来净化富氢重整气中的CO。考察了焙烧温度、催化剂的涂布方法和CTAB/Zr的比例对催化剂性能的影响。实验结果表明：CTAB/Zr=0.35、350 ℃焙烧所制备的催化剂表现出良好的低温活性。反应温度240 ℃时可将CO的出口浓度降低到11 ppm,在温度240～300 ℃、空速13000～20000 h-1的范围内CO的转化率都可达99%以上,CO2的转化率不超过7%。     

MoO_3/ZrO_2的制备及对二甲基硅油合成反应的催化性能

采用浸渍法制备固体酸催化剂MoO_3/ZrO_2,研究该催化剂的性能并考察该催化剂对二甲基硅油合成反应的影响。利用XRD、BET和NH_3-TPD分别测定催化剂晶型结构、表面性质和酸性,并将制备好的MoO_3/ZrO_2酸催化剂应用于二甲基硅油的合成反应,通过单因素实验,研究不同MoO_3含量和煅烧温度对催化活性的影响,以及该催化剂活性及重复使用性能。结果表明:一定量的MoO_3可以使ZrO_2单斜相向四方相转变,增加样品的比表面积,提高酸强度;MoO_3质量分数10%、煅烧温度800 ℃为最佳催化剂制备条件;催化剂用量为1%时,产物收率及分子量达到最大,且重复使用4次以下,催化活性保持较高水平。     

SO2-4/ZrO2-SiO2 超强酸催化剂研究(Ⅰ)—制备及对乙酸/丁醇酯化反应的催化活性

采用0.3～2.0 mol/dm3 的硫酸水溶液浸渍预焙烧过的二元氧化物, 然后在450～650 ℃ 的温度下焙烧3～5 h, 制得SiO2/ZrO2 摩尔比为1∶9～30的SO42-/ZrO2-SiO2催化剂.ZrO2-SiO2 二元氧化物前体由沉淀/混合沉淀法制得.对于乙酸/丁醇酯化反应,所制得的催化剂的活性比传统的SO2-4/ZrO2催化剂高6～10倍.考察了SiO2/ZrO2摩尔比,硫酸水溶液浓度,预焙烧温度和焙烧温度等制备条件对催化剂活性的影响.SiO2/ZrO2摩尔比为10～15,以1.0 mol/dm3 硫酸溶液浸渍,且在550℃温度下焙烧制得的催化剂表现出最好的催化活性.     

Pt/HPW/ZrO2催化甘油脱氧制取1,3-丙二醇

以磷钨杂多酸为钨前驱体用浸渍法制备系列具有不同Pt含量和不同HPW/ZrO2焙烧温度的Pt/HPW/ZrO2催化剂。通过BET比表面积、红外光谱和X线衍射方法表征催化剂的结构,在连续流动固定床反应器中考察其对甘油水溶液催化脱氧制取1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应催化性能的影响。结果表明:ZrO2负载磷钨杂多酸经500℃以上温度处理,磷钨杂多酸分解为相应的氧化物,单斜相WO3和磷氧化物分散在ZrO2表面。Pt/HPW/ZrO2催化剂对甘油脱氧反应具有较高的催化活性。铂负载量、HPW/ZrO2焙烧温度、反应温度、压力及甘油浓度等因素的变化,对甘油转化率和1,3-PDO收率的影响较大。在4 MPa、130℃、液体体积空速(LHSV)为0.25 h-1的反应条件下,2.0%Pt/HPWZ10(700)催化剂上60%甘油水溶液催化脱氧反应可得到53.4%甘油转化率和44.5%的1,3-PDO选择性,产物中1,3-PDO与1,2-丙二醇(1,2-PDO)摩尔比值达到14.3。100 h稳定性实验表明催化剂性能稳定。     

CCVD法制碳纳米管用Ni-Mg-O催化剂的制备研究

用草酸盐共沉淀法制备一类固溶体型NixMg1-xO纳米催化剂.该类催化剂用于甲烷催化分解合成碳纳米管(CNTs)显示出优良的性能.催化剂的制备优化研究揭示,催化剂的金属元素组成、氧化前驱物的焙烧和还原的温度对催化剂的性能有强烈的影响.在经优化的制备条件(n(Ni)∶n(Mg)=0.5:0.5,焙烧温度873 K,H2-还原温度973 K)下制备的Ni0.5Mg0.5O催化剂上,在经优化的制管反应条件(873 K,甲烷原料气GHSV=5×104mL/(h.g))下,反应2 h的CNTs产物的产率达到14.5 g/g.     

制备条件对固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2性质的影响

较详细地研究了固体超强酸催化剂制备条件与催化剂性质的影响。试验发现制备固体超强酸酸浓度和焙烧温度对催化剂的硫含量、酸强度、形态结构和晶相转变都有影响。     

氧化亚铁颗粒氢还原过程的结构演变

采用热重法实验研究了773~1273 K氧化亚铁的等温氢还原动力学,发现873 K温度以上,反应动力学曲线有明显转折,说明反应机理发生了变化.在973~1073 K的温度范围,出现了反常的温度效应,即反应速率随温度升高而减小.为讨论产物结构对反应动力学的影响,分别对不同温度的反应产物,以及一定温度不同还原状态(不同反应时间)的产物进行形貌观察.结果显示,随着反应温度升高,还原产物表面的孔洞增多,枝状特征显著增加,而973 K和1023 K时表面的烧结现象明显.一定温度下,随着反应进行,表面的孔洞增多,并逐渐出现烧结.973 K和1023 K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形,而1173 K时还原2 min开始,就大量出现枝状产物,并逐渐烧结.结合产物形貌变化和反应动力学曲线,反应前期为界面化学反应控速,随着反应进行,还原的金属铁发生烧结现象,致密的结构阻碍了产物气体向外扩散,反应控速环节转变为产物气体的外扩散,还原速率也随之降低.