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。     

载体改性对丙烷脱氢铬基催化剂性能的影响

以8种氧化物SiO_2、TiO_2、ZrO_2、ZnO、CuO、Ag_2O、CeO_2、SnO_2为改性剂对Al_2O_3载体进行预处理,采用浸渍法制备负载型铬基催化剂并用于丙烷脱氢制丙烯反应.使用X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附–脱附、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)等手段对催化剂结构进行表征,在固定床反应器上对催化剂的催化性能进行评价.结果表明:采用不同氧化物对载体预处理改变了催化剂表面酸性和丙烷脱氢反应性能.在同等反应条件下,经过ZrO_2改性的催化剂催化活性和稳定性较好,反应1h后丙烷转化率可以达到50%以上.     

天然锰矿负载CeO_2低温NH_3-SCR脱硝性能

文章采用浸渍法制备了天然锰矿负载CeO_2复合催化剂,采用一系列表征方法对催化剂理化性质进行了分析,探讨了不同Ce/Mn摩尔比及催化剂的煅烧温度对其低温选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)NO性能的影响,得出CeO_2/MnO_x催化剂的最佳制备条件。结果表明,以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为载体,使用浸渍法制备的Ce/Mn摩尔比为0.3、400℃空气气氛下煅烧2h复合型催化剂具有良好的低温催化还原NO性能,当NO初始质量浓度为1 000 mg/m3时,100℃时NO转化率为72.7%,250℃可达95.7%。较大的比表面积、Ce与Mn之间的强相互作用、高浓度晶格氧以及表面吸附态氧组分提供更多的表面酸位点使得CeO_2/MnO_x复合催化剂具有优良的低温SCR NO性能。     

甘氨酸燃烧法制备Co/CeO_2催化剂用于CO选择性氧化脱除

采用甘氨酸燃烧法制备了不同负载量的Co/CeO_2催化剂,考察了钴负载量和反应温度对其在富氢气氛中选择性催化氧化CO的反应性能,并与浸渍法制备的Co/CeO_2催化剂进行了对比;同时采用XRD、SEM和H_2-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,在富氢气氛下,甘氨酸燃烧法制备的Co/CeO_2催化剂,对CO的选择性催化氧化反应,具有较好的低温反应活性和较高的选择性.当钴金属氧化物负载量为30%时,在150~200℃,催化剂对CO的催化氧化率达到99%以上;并且在反应温度为150℃时,催化剂对CO催化氧化的选择性达到100%.另外,通过用XRD、Raman和TPR对催化剂进行分析表征,在甘氨酸燃烧法制备的催化剂中Co_3O_4具有较好的分散度,Co和Ce之间的相互协同作用提高了催化剂的催化氧化活性和选择性.     

Ni和Ce前驱体对Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化制合成气性能的影响

以不同Ni和Ce的化合物为前驱体、商品SiO_2为载体,采用浸渍法制备了一系列Ni/SiO_2、CeO_2/SiO_2和Ni-CeO_2/SiO_2催化剂,对CeO_2在SiO_2载体上的分散情况进行了表征,在此基础上进一步探究了不同前驱体制备的CeO_2/SiO_2对Ni物种的稳定情况以及Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化(POM)制合成气的反应性能.研究发现:以Ce(NO3)3或Ce(NO3)3添加柠檬酸制备的CeO_2/SiO_2催化剂的氢气程序升温还原(H2-TPR)谱图中均同时出现了表面CeO_2和体相CeO_2物种的还原峰,而以Ce(CH3COO)3制备的CeO_2/SiO_2催化剂上则主要含表面CeO_2物种.不同前驱体制备的1%Ni/SiO_2(1%为质量分数,下同)催化剂的POM反应稳定性均较差.向1%Ni/SiO_2中添加CeO_2后,以硝酸盐或硝酸盐添加柠檬酸制备的1%Ni-10%CeO_2/SiO_2催化剂的POM反应稳定性均显著改善,且Ni物种的还原峰温均有所提高,说明相关催化剂上的CeO_2与Ni物种之间存在较强的相互作用,可以较好地稳定催化剂上的Ni物种,防止其在反应条件下烧结.向以乙酸盐为前驱体制备的Ni/SiO_2中添加CeO_2后,1%Ni-10%CeO_2/SiO_2催化剂的POM反应稳定性有所下降,其原因可能是该催化剂上的CeO_2与Ni物种之间的相互作用较弱,不利于稳定Ni物种.     

Pt-Ni双金属催化剂的制备及其乙醇水蒸气重整制氢催化性能研究

通过水热晶化法合成了粒径可控的纳米级球状CeO_2,以不同粒径的CeO_2作为载体采用等体积浸渍法制备了一系列Pt-Ni/CeO_2双金属催化剂,并考察了其在乙醇水蒸气重整制氢(ESR)反应中的应用。采用XRD,SEM,N2吸附脱附和H_2-TPR表征手段对催化剂的理化性质、还原性能等进行了分析,并深入研究催化剂的催化性能。结果表明,以2Pt-6Ni/CeO_2(50nm)为催化剂,在反应温度为450℃、水醇摩尔比为6∶1的条件下反应10h后,乙醇转化率无明显变化,氢气选择性仍保持70%左右,副产物CO选择性仅为1.5%,还有微量的乙醛分子存在。这可归因于活性组分Pt和Ni间的高效协同作用:Pt可促进乙醇分解、脱氢;Ni组分除了较强的C—C键断裂能力外,对水煤气变换反应和甲烷重整也具有一定活性,可以降低产物中CO和CH_4的含量;同时,Pt的存在提高了Ni组分的分散度。此外,具有高氧活性的CeO_2也促进了乙醇水蒸气的解离,克服了金属表面积碳,与Pt,Ni间的交互作用一定程度上提升了催化剂的催化性能。     

BiOI/ZrO2光催化降解甲基橙性能研究

采用沉淀-浸渍法制备了不同BiOI负载量的BiOI/ZrO_2催化剂,并考察了不同BiOI负载量对BiOI/ZrO_2催化剂光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,随BiOI负载量的增加,BiOI/ZrO2催化剂吸附甲基橙和降解甲基橙的能力都先升高后降低.当BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5时,催化剂吸附甲基橙的能力和光催化降解甲基橙的能力都达到最佳,甲基橙吸附率达到了69.7%,甲基橙降解率达到了94.9%.在BiOI负载量相同和制备方法相同情况下,BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5的催化剂吸附和降解甲基橙能力都比纯BiOI的强.甲基橙在不同BiOI负载量的BiOI/ZrO_2催化剂上降解反应为一级反应,BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5的催化剂上速率常数最大(0.024 min~(-1)).     

苯选择性加氢RuZn-ZrO_2催化剂的基底形貌效应

以棒状和花状ZrO_2为载体,采用化学还原浸渍法制备RuZn-ZrO_2催化剂,利用X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、H_2化学吸附、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等表征催化剂的物理化学性质,并考察催化剂在苯选择性加氢反应中的催化性能。结果表明:花状四方相Ru Zn-ZrO_2催化剂表现出最优的苯选择性加氢催化性能,不仅活性最高,而且环己烯选择性也最好,其较高的催化性能主要归因于高的Ru粒子分散度和高的饱和吸水量,这些物化性质依赖于ZrO_2载体的独特形貌和晶相。动力学分析表明,苯加氢生成环己烯的反应速率常数(k_1)与环己烯加氢生成环己烷的反应速率常数(k_2)的比值与环己烯收率呈正相关。     

还原方式对Ru-Zn/ZrO_2催化剂上苯加氢反应的影响

以苯选择性加氢制环己烯为模型反应,考察了Ru-Zn/ZrO_2催化剂制备过程中还原方式对催化剂催化性能的影响.运用TEM、SEM、BET等技术对催化剂进行了表征.评价结果表明,采用高压液相还原制备的RuZn/ZrO_2-3催化剂在苯选择加氢制环己烯反应中表现出高催化性能,当苯转化率为41%时,环己烯选择性达到了83.8%.TEM、SEM结果表明催化剂上Ru微晶呈高分散,有利于苯转化率的提高.BET比表面积25 m~2/g,RuZn/ZrO_2-3催化剂最可几孔径分布范围20~50 nm,有利于环己烯选择性的提高.     

高比表面ZrO_2负载的钴基费-托合成催化剂结构和催化性能

通过碱液回流老化法制备出了2种高比表面积的ZrO_2载体(ZrO_2-NaOH、ZrO_2-NH_4OH),采用溶胶-凝胶法制备出2种ZrO_2-SiO_2复合载体(ZS-1、ZS-2),并将其负载钴制备出了负载量为10%(质量分数,ω)钴基费-托合成催化剂(Co/ZrO_2-NaOH、Co/ZrO_2-NH_4OH、Co/ZS-1和Co/ZS-2).采用N_2吸附-脱附、X-射线衍射、程序升温还原和程序升温脱附、氧滴定等手段对催化剂进行了表征,催化剂活性测试在微型固定床反应器上进行.结果表明:碱液回流老化后可显著提高ZrO_2的比表面积和热稳定性,NH_4OH回流制得的ZrO_2载体平均孔径比NaOH回流的ZrO_2载体大.由其制得的钴基催化剂费-托合成活性最高,证明载体的孔结构显著影响催化剂的反应性能.复合载体制备的钴催化剂10Co/ZS-1、10Co/ZS-2展示较低的CO_2、CH_4选择性和较高的C_(5+)选择性.