HZSM-5/堇青石整体式催化剂的制备及催化性能

以整体式堇青石蜂窝陶瓷为载体,经预处理后涂覆HZSM-5分子筛,制备出含不同HZSM-5质量分数的HZSM-5/堇青石整体式催化剂。采用XRD和BET对催化剂的结构进行了表征,在常压微型固定床反应装置上评价催化剂的甲醇制烯烃反应性能,并考察了催化剂中HZSM-5分子筛的质量分数、反应温度、气体空速等与烯烃组成分布的关系。结果表明：HZSM-5/堇青石整体式催化剂中仍保持HZSM-5分子筛的XRD特征衍射峰;催化剂的比表面积、孔体积随着HZSM-5质量分数的增加而增加;催化剂中HZSM-5分子筛质量分数为22.5%时具有最好的活性,在反应温度为380℃、气体空速为820mL/(g·h)的条件下,乙烯的选择性为35.22%,丙烯的选择性为30.95%。     

SAPO-34和MeAPSO-34分子筛的合成及催化性能

采用水热合成法制备了具有CHA骨架结构的SAPO-34和MeAPSO-34(Me=Ni、Zn、Fe、Cu和Ni-Zn)分子筛。以甲醇裂解制取低碳烯烃(MTO)为模型反应,采用固定床反应装置,对所制备的分子筛进行了催化性能评价。结果表明,所制备的MeAPSO-34分子筛具有比SAPO-34分子筛更高的乙烯选择性和乙烯与丙烯总选择性,且Ni-Zn双金属改性比单金属改性更有利于乙烯与丙烯总选择性的提高,但金属离子的添加会导致丙烯选择性的降低。与SAPO-34相比,单金属Ni的加入可使乙烯的选择性增加7.7%(由SAPO-34的40.7%增加至NiAPSO-34的48.4%),乙烯与丙烯总选择性增加2.5%;而双金属Ni-Zn的加入可使乙烯的选择性增加6.5%,乙烯与丙烯总选择性增加3.2%。     

氮化改性的SAPO-34分子筛的MTO性能研究

为了提高SAPO-34分子筛的低碳烯烃选择性級抗结焦性能,以三乙胺为模板剂,在正磷酸-拟薄水铝石-氢氟酸体系中合成了小粒径SAPO-34分子筛;以氨为氮源,采用高温氮化法对分子筛进行了改性。以XRD、NH3-TPD、BET等手段对分子筛样品进行了表征;在固定床反应器上测定了SAPO-34分子筛对MTO反应的催化性能。结果表明,添加氢氟酸有利于提高SAPO-34分子筛的结晶度,并且得到小而均匀的分子筛,其比表面积、孔体积分别由318m2/g、0.187 cm3/g增大到456 m2/g、0.294 cm3/g;经氮化改性后SAPO-34分子筛表面的酸强度及酸量减小,从而使其催化性能得到改善,烯烃选择性提高(乙烯+丙烯总选择性由70.91%提高到85.55%),尤其是乙烯选择性提高(乙烯/丙烯由1.58提高到1.87),催化剂的抗积碳性能提高(>6.5h),催化剂寿命也延长(>6.5h)。     

酸掺杂原位合成多级孔SAPO-34及用于催化甲醇制烯烃反应

采用原位合成法,向分子筛合成母液中加入酸,成功制备出表面呈类沙漏形状的多级孔SAPO-34分子筛。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附仪(BET)、X线荧光光谱(XRF)、化学吸附仪(NH_3-TPD)、同步热分析仪(TG)等仪器对分子筛进行表征,并将其应用于甲醇制烯烃(MTO)反应中。结果表明:采用酸掺杂原位合成制备得到的多级孔SAPO-34分子筛与SAPO-34分子筛的拓扑结构(CHA型)相同;多级孔SAPO-34分子筛结晶度有所下降,比表面积、孔容有所增加;在活化温度550℃、反应温度450℃、载气流量30 mL/min、甲醇重时空速(WHSV)为2.0 h~(-1)、常压条件下,制备得到的0.5OA-SAPO-34分子筛具有较优的催化性能,其催化寿命为570 min,与SAPO-34分子筛原粉相比,提高了210 min,低碳烯烃(乙烯、丙烯)选择性为88.78%,与SAPO-34分子筛原粉相比,低碳烯烃选择性基本保持一致。     

新型核（Co/Al2O3）-壳（SAPO-34）结构催化剂的制备及其费-托合成反应性能研究

采用水热法在Co/Al2O3球形催化剂外表面原位包裹了一层SAPO-34分子筛膜,制备了具有核(Co/Al2O3)-壳(SAPO-34)结构的复合型催化剂.用X-射线衍射和扫描电镜对其结构进行了表征,并考察了其费-托合成直接制取低碳烯烃的反应性能.结果表明:此复合型催化剂外层的SAPO-34膜对核心Co/Al2O3球形催化剂上的费-托合成反应提供了特殊的限域环境、孔道择型选择性和酸性,显著地改变了费-托合成产物分布,抑制了重质烃的生成,极大地提高了低碳烯烃的选择性.     

高选择性SAPO-34分子筛的合成及催化性能

以磷酸铝为铝源和磷源用水热合成法制备了具有CHA骨架结构的SAPO-34分子筛,采用XRD、BET、NH₃-TPD和SEM等手段对分子筛进行了表征。以甲醇裂解制取低碳烯烃(MTO)为模型反应,采用固定床反应装置,对制备的分子筛进行了催化性能评价。结果表明,合成的分子筛具有SAPO-34结构,酸性较强,在MTO反应中几乎只有乙烯生成,对乙烯的选择性达到90%以上,再生性能(热稳定性)较好,与按照传统方法合成的SAPO-34分子筛相比,催化性能更好。     

SAPO-34和纳米ZSM-5分子筛在甲醇转化制烯烃中的催化性能研究

合成了具有CHA结构的SAPO-34和具有MFI结构的纳米ZSM-5分子筛,采用XRD,BET,NH3-TPD,SEM等手段进行了表征,并考察了其在甲醇转化制烯烃(MTO)反应中的催化性能.结果表明:在MTO催化反应中,SAPO-34分子筛表现出很高乙烯和丙烯的选择性,而纳米ZSM-5对丙烯具有较高的选择性.同时,小晶粒纳米ZSM-5具有较长的催化荆寿命,因此具有潜在的工业化应用前景.     

SAPO-34催化剂在甲醇制低碳烯烃（MTO）反应中的积炭性质及再生性能

甲醇制低碳烯烃（MTO）反应以具有八元环孔道性质的小孔分子筛SAPO-34为催化剂,具有高活性和乙烯、丙烯选择性高的特点．但催化剂稳定性较差,易失活,须对其进行循环再生．MTO催化剂的失活主要是由积炭导致,现采用一系列表征手段（TG、N2吸附、NH3-TPD、FT-IR、SEM以及原位XRD）对不同反应温度和反应阶段失活的SAPO-34催化剂的积炭量、积炭位置、积炭物种以及理化性质进行了表征和分析,并研究了催化剂的再生性能．     

空心纳米SiO_2为涂层的整体式催化剂的制备及催化性能

整体式催化剂能够解决纳米级催化剂在固定床加氢反应器中应用的缺陷,并进一步提高催化剂的催化性能。采用多次浸涂法制备了以Pd基蛋壳型SiO2纳米催化剂为涂层,铝溶胶为无机粘合剂、堇青石为结构化基体的整体式催化剂,并进一步研究了该整体式催化剂对乙炔选择性加氢反应的催化性能。研究结果表明:该整体式催化剂具有较高的比表面积和宏观的孔道结构,提高了活性组分的分散性并降低了气体的扩散阻力,在乙炔转化率接近100%时,乙烯选择性可以达到47.5%;此外,该催化剂良好的机械稳定性能,提高了催化加氢性能的稳定性。     

金属改性SAPO-34分子筛结构及其催化乙醇制乙烯性能

为了提高SAPO-34在乙醇制乙烯反应中表现出的催化性能,采用Cr/Ni/Co金属元素通过浸渍沉淀法对SAPO-34型分子筛进行修饰改性,采用BET、NH_3-TPD、XRD、TG和SEM对催化剂进行结构表征。结果表明,制备的Me_xO_y/SAPO-34(Me=Cr,Ni,Co,简称Me/SAPO-34)分子筛,其中渗入的金属原子以氧化物(Me_xO_y)的形态负载于SAPO-34分子筛表面,与SAPO-34相比,Me/SAPO-34具有相同的CHA拓扑骨架结构,掺杂金属氧化物能调控SAPO-34的孔道结构和酸度,表现出高的催化性能和抗积碳能力,相应的催化性能为Cr-Co/SAPO-34〉Cr-Ni/SAPO-34〉SAPO-34。反应温度400℃,重时空速(WHSV)3.5 h~(-1),Cr-Co/SAPO-34能使乙醇单程转化率达到98.3%,乙烯选择性98.1%,随着反应时间的增加,催化剂仍能保持高的催化性能。     

还原条件对Pd/Al2O3催化剂上对硝基苯酚加氢性能的影响

用过量浸渍-液相还原法制备Pd/Al2 O3催化剂,采用等离子发射光谱仪(ICP)、X线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征,并在对硝基苯酚催化加氢反应中考察其催化性能.结果表明:还原剂的类型、还原温度和还原时间对Pd/Al2 O3催化剂的晶型和活性影响显著.当采用水合肼(N2 H4·H2O)作还原剂、0℃还原30 min时,催化剂表现出较高的对硝基苯酚加氢活性,加氢速率达到22.7 mmol/(min·g),对氨基苯酚的选择性为100％,收率为99％.与工业常用骨架Ni催化剂的性能进行比较,Pd/Al2 O3催化剂在活性、选择性和稳定性都明显优于骨架Ni催化剂.     

载体晶粒尺寸对CuY催化剂性能的影响

以偏铝酸钠和硅溶胶为主要原料,采用无导向剂法制备了不同粒径的分子筛NaY, 利用离子交换反应, 采用NH₄NO₃溶液将NaY转化为NH₄Y分子筛.以NH₄Y为载体,通过蒸气浸渍法制备了CuY催化剂.采用XRD、TEM、BET和XPS等技术对催化剂进行了表征分析.将CuY催化剂应用于甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)的反应,考察了载体粒径对催化活性的影响.结果表明:载体晶粒影响了孔结构,尤其是间隙孔的形成,进而影响催化剂的催化活性.当粒径约500 nm时,晶粒间隙孔恰好有利于DMC的形成,此时CuY催化剂表现出最优的催化活性,DMC基于甲醇的时空收率、甲醇转换率、DMC选择性分别为273.1 mg/(g·h)、6.5%、72.1%.     

硅烷聚合物修饰对SAPO-34分子筛膜的分离性能的影响

采用化学液相沉积（ CLD）技术将含有咪唑官能团的硅烷聚合物沉积在SAPO-34分子筛膜表面,修饰膜的缺陷以提高其气体渗透选择性.通过傅里叶红外（ FT-IR）、X-射线衍射（ XRD）和场发射扫描电子显微镜（ FE-SEM）等表征手段证明了硅烷聚合物以 Si—O—Si 共价键形式成功地接枝在膜表面.在298 K、0.1 MPa压力差的测试条件下,修饰后SAPO-34分子筛膜的CO2/CH4理想分离选择性由12提高到76,提高了5倍,CO2的渗透速率由7.22×10-7mol/（m2·s·Pa）降低至4.13×10-7 mol/（m2·s· Pa）,降低了42.8;.考察了温度和压力差对SAPO-34分子筛膜的CO2和CH4渗透速率的影响.     

堇青石质整体式催化剂的制备及其催化噻吩加氢脱硫性能

采用涂敷法将工业加氢脱硫催化剂(FH UDS)负载到草酸预处理过的堇青石上,制得堇青石基负载FH-UDS新型整体式催化剂,用XRD、N2吸附脱附、SEM和XPS等分析手段对所制备催化剂的结构进行了表征,并以噻吩加氢脱硫为模型反应,基于高压固定床反应装置,对所制备催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了实验研究。结果表明,酸处理增大了堇青石的比表面积,使其Mg、Al含量急剧减少,但未改变其物相结构;堇青石预处理条件、活性胶的pH值以及扩孔剂的加入对催化剂性能影响较大。在满足机械强度要求情况下,堇青石预处理时的酸浓度越大,煮沸时间越长,涂敷效果越好,催化剂的HDS活性越好;由质量分数50%草酸煮沸4 h的堇青石、pH=3的活性胶制备的催化剂具有较好的加氢脱硫活性,当反应温度为350℃时,噻吩的转化率已达到95%;在活性胶中加入尿素扩孔剂有利于催化剂活性的提高,反应温度较低时,此作用更显著。当反应温度为300?℃和325?℃时,噻吩的转化率分别由66%,78%提高到77%,91%。     

固载杂多酸催化剂的轻汽油醚化反应性能研究

采用不同杂多酸负载于活性炭制成催化剂,并应用于FCC轻汽油醚化反应.结果表明:在反应温度75℃、液时空速1.0h-1、醇与烯物质的量比为1.0的工艺条件下,以负载质量分数20%的Na8GeW11O39.xH2O为活性组分制备的催化剂,对FCC轻汽油醚化反应表现出良好的醚化活性,产物中醚的体积分数可达11.76%,说明其具有一定的应用前景.     

SAPO-34分子筛的合成及其对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能

制备具有适宜酸性能和最佳物理性质的催化剂是甲醇制低碳烯烃(MTO)工艺的关键。采用水热晶化法,考察了不同模板剂、模板剂用量、pH、晶化时间和温度等因素对SAPO-34分子筛制备的影响,并采用XRD、SEM、BET和NH3-TPD等方法进行表征,从而考察分子筛结构、表面酸性等性质对分子筛催化剂在MTO反应中的催化性能的影响。结果表明:四乙基氢氧化铵(TEAOH)为合成SAPO-34的最佳模板剂,与二乙胺相比,TEAOH制得的SAPO-34比表面积大(400 m2/g),呈立方晶形,颗粒尺寸较小且分布均匀,具有比例适宜的强、弱酸中心;而以二乙胺为模板剂合成的SAPO-34具有较多的强酸中心,酸性较强。采用TEAOH为模板剂,当n(TEAOH)∶n(Al2O3)为2.02~1.35时,减少模板剂用量,合成产物仍为SAPO-34,相对结晶度减小;当n(TEAOH)∶n(Al2O3)为1.35~1.01时,减少模板剂用量会导致SAPO-5与SAPO-34共生。直接、快速的升温过程不利于晶粒的成长;先升温至90~150℃并维持这一温度,待过渡相态稳定后再继续升温至170~250℃晶化,有利于得到更高结晶度的SAPO-34晶体,此时SAPO-34分子筛在MTO反应中显示了最优的催化性能,甲醇转化率100%,对低碳烯烃的选择性为83.40%,活性时间为220 min。     

煤基活性炭载体预处理对甲醇气相氧化羰化合成DMC性能的影响

研究催化剂的浸渍制备方法、煤基活性碳载体、不同浓度HCl、HNO3预处理条件对甲醇气相氧化羰化合成碳酸二甲酯催化剂活性的影响。实验结果表明：分步浸渍法优于一步法;在已选择煤基AC载体中,以宁夏华辉AC3为载体制备的CuCl/AC催化效果最优,甲醇转化率为22.5%,DMC选择性为92.3%,DMC时空收率为131.2 g.kg^-1.h^-1;6 mol/L HCl预处理效果最好,甲醇转化率为24.1%,DMC选择性为94.7%,DMC时空收率为147.2 g.kg^-1.h^-1。     

促进型Pt/C类催化剂对甲醇的电氧化作用

研究了硅钼酸、磷钨酸促进型Pt／C类催化剂对甲醇的电氧化作用．采用循环伏安法和线性伏安法考察了催化剂的制备方法、添加剂、甲醇浓度、反应温度等因素对催化剂活性的影响,并用XRD和EDS技术对催化剂进行表征．结果表明：Mo含量(质量分数)为7．87％的Pt—Ru—Mo／C催化剂的活性为Pt—Ru／C商品催化剂(E—TEK)活性的1．65倍;添加硅钼酸和磷钨酸可以使得活性组分的分散度提高,从而显著提高催化剂的活性和抗毒性能．