镍钛类水滑石衍生物富氧选择性催化还原NO

采用制备镍钛类水滑石前驱体的方法制备其衍生物催化剂,用于富氧条件下C3H6选择性催化还原NO反应。结果表明,镍钛类水滑石衍生物催化剂在410℃时对NO的转化率达到67%。该催化剂表现出以锐钛矿为主,含有少量氧化镍和钛酸镍的混合结构。硝酸盐物种是C3H6选择性催化还原NO反应的活性中间体。     

Mg-Al水滑石的制备及其对Aldol缩合反应的研究

采用共沉淀法制备了Mg-Al摩尔比为2:1及3:1的Mg-Al水滑石,通过FT-IR、XRD、TG-DTA对合成的水滑石进行了表征,并以其为催化剂前驱体经高温焙烧后得到MgO-Al2O3复合氧化物(LDO).研究了该复合氧化物(LDO)在环戊酮和正戊醛Aldol缩合反应中的催化性能.结果表明:Mg-Al摩尔比为3:1的水滑石在焙烧温度为500℃,酮醛摩尔比为3:1,催化剂用量为反应物总量的8%,于回流下(约122℃)反应4 h,生成的2-亚戊基环戊酮占生成物百分比为85.2%,正戊醛转化率为99.0%,催化活性高于MgO和Al2O3.     

CH4三自热重整制合成气催化剂的制备与性能

以稀土氧化物(CeO2、La2O3)为助剂对Ni/类水滑石催化剂进行改性,用于CH4三自热重整反应,旨在改善催化剂的活性和稳定性。以共沉淀法先制得铈(镧)掺杂的镁铝类水滑石(LDHs),焙烧后再以浸渍法负载镍活性组分得到Ni/LDHs前驱体,再焙烧得到NiO/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂。用ICP-AES进行Ni、Mg、Al元素分析,BET法测试催化剂比表面积,XRD表征催化剂物相,H2-TPR表征催化剂活性中心。考察了原料气组成为n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶1.8∶0.1时催化剂在750℃、0.1MPa条件下CH4三自热催化重整的稳定性及积炭性能。结果表明,制得的Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂中,Ni组分以NiO形式存在于催化剂表面,能降低催化剂还原活化温度;在催化剂中掺杂CeO2(La2O3)对其活性有一定程度的调控作用,且能够很好地改善催化剂的抗积碳性能;当Ni的质量分数为10%、Al与Mg的质量比为1.7时,催化活性较好,750℃、0.1 MPa时,CH4转化率达到92.3%,CO2转化率达到98.3%;反应100 h后,Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂上的CH4转化率仍可维持在75%以上。     

铜铝复合氧化物的制备及催化异丙醇脱氢反应的研究

利用共沉淀法合成了铜铝类水滑石,并以其为前驱体,经不同温度下焙烧制备复合金属氧化物,借助现代分析技术XRD,TG-DTA,FT-IR等对合成物性质进行表征,以异丙醇脱水脱氢为探针反应,评价催化剂表面的酸碱催化行为。实验结果表明,一定条件下,铜铝类水滑石衍生复合氧化物表现出良好的脱氢催化性能,350℃反应时,异丙醇转化率为100%,脱氢选择性近100%。     

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.     

水滑石-石墨烯复合物用于CO甲烷化

以水滑石-石墨烯复合物为前驱体,经还原活化后用于CO甲烷化反应,利用石墨烯的高热导性,以期提高甲烷化催化剂抗烧结性能.研究发现:在复合物中,水滑石主要分布在石墨烯片层上,但是由于石墨烯片层面积较大,会将部分水滑石包裹起来,造成水滑石结晶度下降,同时这种构象可能导致还原后所得催化剂中部分金属活性组分被覆盖,进而无法与原料气体接触,所以混有石墨烯的催化剂催化性能弱于Ni-Al_2O_3催化剂,但其高温抗烧结性能明显提高:Ni-Al2O3/5%,rGO催化剂经50,h的稳定运行,其CO转化率一直稳定在100%,.     

CuZnAl催化剂中Cu含量对催化环己醇气相脱氢反应性能的影响

采用共沉淀法中的恒定pH法合成了不同Cu含量的CuZnAl类水滑石,以其焙烧产物CuZnAl复合氧化物作为催化剂,采用固定床反应器考察其催化环己醇气相脱氢制备环己酮的催化性能。结果表明:n(Cu)∶n(Zn)2范围内均能合成出层状结构完整、晶相单一、结晶度高的CuZnAlHTLcs;n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)=1.0∶1.0∶1.0的CuZnAl-HTLcs为前驱体经焙烧后可制备出比表面积高、Cu分散度好以及合适表面碱中心数量和强度的催化剂;经还原后,暴露合适比例的Cu0/Cu~+活性位,在反应温度为250℃时,环己醇的转化率可达65.76%,环己酮的选择性高达99.48%。     

类水滑石负载铜基催化剂的CO还原NO催化性能的研究

采用共沉淀法制备Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT型类水滑石,再负载不同比例的Cu O,得到一系列Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT催化剂。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(LRS)、N2吸附脱附分析(BET)、程序升温还原(H2-TPR)、原位红外漫反射(in situ DRIFTS)对样品表征,并且通过CO还原NO研究不同Cu O负载量的催化剂的催化性能。结果表明:8%Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT中的活性组分Cu O有较好的分散性,催化剂的还原能力最强,催化活性最好。NO转化率在200℃下就能达到100%,同时也具有较高的选择性,230℃下N2选择性达到100%。当负载量为5%时,负载的Cu O占据了载体表面一些活性位点,使得催化活性和选择性均比未负载的效果更差。当负载量8%的时候,随着负载的Cu O量的增加,Cu3Ce0.2Al0.8-O的前驱体表面的活性位点被Cu O慢慢地覆盖,比表面积减小,使得催化活性下降,还原能力降低,最终达到负载阀值时,尽管Cu O的负载量仍然在增加,但是催化剂的活性和选择性均保持不变。     

类水滑石化合物的合成及催化应用

简述类水滑石化合物的合成方法 ,并对以类水滑石化合物为前驱体的柱撑水滑石及将其焙烧后的复合氧化物的性质和催化应用进行了综述。     

水滑石衍生镍基纳米催化剂对邻苯二甲酸二辛酯加氢反应的调控

邻苯二甲酸二辛酯加氢是合成环保型增塑剂环己烷-1, 2-二甲酸二辛酯最重要的方法.本文以镍铝水滑石作为前驱体,制备了一种Ni-AlO纳米催化剂.在此催化剂作用下,邻苯二甲酸二辛酯的转化率和环己烷-1, 2-二甲酸二辛酯的选择性均可达99%,而在对比催化剂Ni-Al₂O₃作用下,邻苯二甲酸二辛酯的转化率仅为20%.此外,Ni-AlO催化剂的稳定性也明显优于后者.透射电子显微镜、程序升温还原和X光电子能谱等表征表明水滑石前驱体的生成对活性组分镍起到了分散作用,并提高了其与载体的相互作用,使Ni-AlO催化剂具有优异的催化性能.     

氮氧化物NOx的催化消除

综述了催化消除NOx的几种催化剂——复合金属氧化物、分子筛催化剂、负载型贵金属及类水滑石化合物的制备、特性及应用现状，并着重叙述了类水滑石化合物作为催化剂以及催化刺前驱体对氮氧化物消除(DeNOx)的催化性能及应用。     

水滑石基Ni(Mn,Cu)Fe复合氧化物的制备及其低温NH_3-SCR应用

为了提升NiFe复合氧化物(NiFe-LDO)催化剂的低温脱硝性能,采用尿素水热分解法将过渡金属Mn和Cu原位引进NiFe类水滑石(NiFe-LDH)层板,借助Ni(Mn, Cu)Fe类水滑石(Ni(Mn, Cu)Fe-LDH)经500℃焙烧衍生构筑Ni(Mn, Cu)Fe复合氧化物(Ni(Mn, Cu)Fe-LDO)催化剂,考察协同功能组分Mn和Cu原位引入NiFe-LDH对衍生构筑复合氧化物催化剂低温脱硝性能的影响。研究结果表明:经Mn和Cu掺杂衍生构筑的Ni(Mn, Cu)Fe-LDO催化剂呈现出更好的低温脱硝性能,NiCuFe-LDO催化剂在210～360℃时,NO转化率均超过90%,N2选择性可达95%以上;而NiMnFe-LDO催化剂在150℃时NO转化率可达90%,180℃时NO转化率接近99%,150～360℃活性温窗范围内催化剂的N2选择性均可以稳定在96%以上,同时,其还呈现较好的高空速适应性和较强的抗水抗硫性能;Mn和Cu的引入不同程度地优化了Ni(Mn,Cu)Fe-LDO催化剂的氧化还原性和酸碱性,这是因为Ni3+和Mn3+间的电子转移加速了催化剂表面氧化还原循环,导致NiMnFe-LDO具有更优异的低温NH3-SCR性能。     

以水滑石及类水滑石为前体的2Mg/Al和2Ni/Al混合氧化物的表征

制备了来源于共沉淀法合成的水滑石(HT)和类水滑石(HTLc)前体的2Mg/Al和2Ni/Al混合氧化物,采用BET、XRD、TG-DTA、TPR、FT-IR、微量量热吸附和异丙醇探针催化反应进行了研究.结果表明,以HT和HTLc为前体制备的混合氧化物比表面积较大;在TPR中,2Mg/Al不还原、2Ni/Al混合氧化物是经由Ni2+→Ni°的还原过程;混合氧化物表面含有酸性位和碱性位;含镍氧化物样品的表面以L酸为主而B酸量极少;含镍样品的异丙醇催化反应转化率高,生成丙酮量大,表明其表面的氧化还原位是主要的.     

生物质裂解气的催化重整调变特性研究

采用真空浸渍法制备了双金属氧化物的复合型整体催化剂,考察了不同工况条件对生物质裂解气的催化重整调变反应性能的影响.结果表明,负载Ni O-Co_3O_4双氧化物的复合型催化剂,在850℃,CH_4的转化率达到94%,C_2H_4的转化率达到98%.     

pH操作窗口影响沉淀铁催化剂费托合成性能的研究

以Na_2CO_3为沉淀剂,在pH值介于6～8的条件下,采用并流沉淀法制备了费托(F-T)合成沉淀铁Fe-Cu-K-SiO_2催化剂。利用X射线衍射(XRD)、N_2吸附/脱附、氢气程序升温还原(H_2-TPR)及穆斯堡尔谱(MES)对催化剂的晶型结构、晶粒尺寸、孔结构、还原性能及碳化程度进行了表征,并在工业测试条件下考察了沉淀铁制备pH值对其催化费托合成反应性能的影响。结果表明,该操作窗口内pH值的变化对催化剂物化性能影响显著,提高沉淀pH值所制催化剂的晶粒增大,比表面积降低,从而增加了其还原和碳化的难度,使得相应催化剂的CO转化率和CH_4选择性降低,而CO_2和C_(5+)选择性增加。将MES表征结果与催化性能关联,发现CO转化率与Fe_5C_2相密切相关,而CO_2的选择性主要与Fe_3O_4相相关。     

贫燃条件下钙钛矿型催化剂上C_3H_6催化还原NO_x反应的研究

利用柠檬酸络合法制备钙钛矿型复合氧化物 L a0 .8Ce0 .2 Co XFe1- XO3催化剂 ,研究其在贫燃条件下 NOX 的催化还原性能 .实验表明 :在没有水蒸气存在的条件下 ,在 30 0°C时 ,La0 .8Ce0 2 Co O3催化剂上 NOX 的转化率可达 46.8%,这时还原剂丙稀已完全氧化 ;但在水蒸气存在下 ,La0 .8Ce0 2 Co O3催化剂上 NOX的转化率明显下降 ,同时丙稀的完全氧化温度也上升5 0°C～ 1 5 0°C,这主要是由于水蒸气对反应活性中心竞争吸附的缘故 ;而双取代的催化剂La0 .8Ce0 2 Ce0 .2 Fe0 .8O3和 La0 .8Ce0 2 Co0 .8Fe0 .2 O3催化剂具有相当的催化活性和较好抗水蒸气能力 ,这可能是由于 Ce O2 和 Co Fe O3之间的协同作用增加了氧空位 ,从而弥补了由于水蒸气竞争吸附所导致的活性下降     

铈杂多配离子层柱水滑石ZnAl-Ce(PMoV)_2的合成、表征及催化性能

以十四酸根阴离子柱撑Zn-Al水滑石Zn0.77Al0.22(OH)2.0.22C13H27COO.0.81H2O(记为ZnAl-14A)为预撑前体,在水溶液中用离子交换法将以2:17缺位杂多酸根离子(P2Mo16VO61)11-(记为P Mo V)为配体的稀土杂多配阴离子Ce(P2Mo16VO61)219-(记为Ce(PMoV)2)插层组装到水滑石层板间,合成了1种具有大的层间距(3.37 nm)的超分子插层材料Zn0.77Al0.23(OH)2.0.0105[Ce(P1.9Mo15.7V1.1O61)2].0.029C13H27COO.0.87H2O(记为ZnAl-Ce(PMoV)2).用ICP,IR,XRD和DTA对产物的组成和结构进行了表征.结果表明,该产物中Ce(PMoV)2配阴离子沿其长轴垂直于层板的方向分布于水滑石层间;产物具有规整的层状结构、良好的结晶度和热稳定性;产物对乙酸与正丁醇的酯化反应,二甘醇的脱水-环化反应和H2O2氧化环已烷的反应有良好的催化性能,且易于回收重复使用.     

以类水滑石为前驱体的锌铝复合氧化物的制备及其抑菌性研究

采用共沉淀法制备了n=nZn2 /nAl3 =2,3,4的类水滑石,并以其为前驱体在500℃焙烧4 h得锌铝复合氧化物.用抑菌圈法研究了锌铝复合氧化物对枯草杆菌,金黄色葡萄球菌的抑菌能力.通过FTIR,XRD,BET,DSC等手段对样品进行了测试和表征.结果表明锌铝复合氧化物对细菌具有良好的抑菌能力.     

不同载体和前驱体对钴基催化剂浆相费托合成性能的影响

以SiO2和γ Al2O3为载体,以硝酸钴、醋酸钴和氯化钴为前驱体,利用浸渍法制备出钴基细粒子催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能,分析了不同载体和前驱体对浆相费托反应性能的影响。结果表明,SiO2载体上钴物种的分散度和还原度均高于γ Al2O3载体,因而Co/γ Al2O3催化剂的活性最差,CO转化率远低于Co/SiO2催化剂。不同钴前驱体所制备的Co/SiO2催化剂钴物种的分散度和还原度有很大的差别,其相应的Co/SiO2催化剂的浆相费托活性顺序由大到小依次为:Co(NO3)2,Co(NO3)2+Co(CH3CO2)2,Co(CH3CO2)2,CoCl2。     

Cu-Ni/C催化剂的低温制备及其催化合成碳酸二甲酯的研究

 采用氧化石墨（GO）作为碳素载体前驱体,金属氨配合物作为金属前驱体,用水合肼以低温液相还原的方式制备了碳负载铜镍合金催化剂（Cu-Ni/C）。通过FTIR、XRD、SEM、TEM和微反技术来研究催化剂的微观结构和反应性能。结果表明,90 ℃下还原得到碳负载的铜镍合金催化剂的合金粒径小于50 nm,能很好的分散于载体表面。在140 ℃,0.6 MPa的条件下,CH₃OH和CO₂在催化剂的金属活性位上发生反应,生成碳酸二甲酯（DMC）,甲醇的最高转化率为4.2%,DMC的选择性达到84.5%。