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。     

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。     

MoO_3-MgO/ZrO_2复合催化剂催化水解HCFC-22的研究

通过共沉淀和过饱和浸渍法制备了MoO_3-MgO/ZrO_2三元复合催化剂,从MoO_3-MgO/ZrO_2催化剂的使用寿命考察了其催化水解HCFC-22的性能.同时考察了催化剂制备的镁锆摩尔比、焙烧温度、焙烧时间、催化水解温度、反应时间等条件对HCFC-22水解率的影响,结果表明镁锆摩尔比为3∶10,在400℃焙烧3 h的催化剂在催化水解温度为350℃时对HCFC-22的水解率可达98.88%,同时得出MoO_3-MgO/ZrO_2三元复合催化剂在连续反应42 h后水解率保持在60%以上.主要水解产物为HF、HCl和CO_2.     

Mo负载量及助剂Co对耐硫甲烷化催化剂性能的影响

考察了Mo基耐硫甲烷化催化剂中Mo负载量的影响．结果表明,MoO3的最佳负载量为其单层饱和负载量,大于此负载量后催化剂表面将出现MoO3晶型和颗粒团聚现象,这导致了其甲烷化活性降低．助剂CoO的添加会抑制Mo基催化剂的甲烷化活性,主要原因是生成了钼酸钴晶相,使得甲烷化活性位减少,从而导致了甲烷化活性的降低．实验结果为耐硫甲烷化催化剂设计提供了重要依据．     

MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化水解HCFC-22和CFC-12的研究

氟利昂无害化与资源化处理技术已成为当今环保领域的研究热点.采用混合沉淀过饱和浸渍法制备MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂.将氟利昂通入以石英砂为催化剂填料载体的催化反应床中,利用管式炉加热,进行催化水解实验.从水解温度、水蒸气体积分数等反应条件考察了MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂对CHClF_2(HCFC-22)和CCl_2F_2(CFC-12)降解效果的影响.结果表明,500℃焙烧的MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸在相同的条件下催化水解HCFC-22和CFC-12,HCFC-22的降解率高于CFC-12,HCFC-22比CFC-12容易水解.两者的主要水解产物均为CO、CO_2、HF和HCl.被吸收后的产物为氟离子和氯离子,成分简单,经简单处理可被回收利用.反应60 h后HCFC-22和CFC-12的降解率仍维持在70%以上.由此可见,MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂催化水解HCFC-22活性高且稳定性好.XRD和SEM表征表明,MoO_3/ZrO_2-TiO_2催化剂的主要结构为四方晶相的Zr(MoO_4)2掺杂锐钛型的TiO_2.     

胶溶剂对合成QHS-3钠、钙浮选剂颗粒催化剂物化性质的影响

以QHS-3钠、钙浮选剂用粉末催化剂、拟薄水铝石以及a-氧化铝为基础,采用挤压成型方式制备成颗粒催化剂,考察了不同胶溶剂及胶溶剂用量对成型后催化剂的抗压强度、物相及孔结构等物化性质的影响.研究表明,四种胶溶剂中硝酸溶胶能力最强,制备的颗粒催化剂微孔数目最多,比表面积最大,抗压强度最高;比表面积随着硝酸浓度的增加呈现先增加后减小的趋势,在浓度为10%时,比表面积最大,颗粒催化剂强度随着硝酸浓度的增加显著提高,浓度达到15%后,其抗压强度趋于稳定;胶溶剂制备颗粒催化剂的过程中没有生成新的物相.     

Ag改性Mn/H-beta催化剂的甲烷低温催化燃烧

为提高Mn基催化剂的甲烷低温催化燃烧活性,以H-beta分子筛作为催化剂载体,采用浸渍法通过Ag改性制备了Mn-Ag/H-beta催化剂;在固定床反应器中研究了Mn-Ag/H-beta催化剂在低温(523~823K)时的甲烷低温催化燃烧活性和抗水耐硫性;通过X射线衍射和X射线光电子能谱等表征手段研究了Mn-Ag/H-beta催化剂中Ag和Mn的相互作用。研究表明:在温度低于823K时,Ag改性显著提高了Mn/H-beta催化剂的低温催化活性;当催化剂中Ag和Mn的质量分数均为6%时,Mn-Ag/H-beta催化剂的催化活性较好;SO2和H2O会抑制Mn-Ag/H-beta催化剂的活性;H2O对于催化剂的硫酸化无明显的促进作用;Mn-Ag/H-beta催化剂中Mn主要以Mn3+和Mn4+的氧化态形式存在,Ag的添加可促进部分Mn3+向Mn4+的转变;催化剂中Mn具有稳定Ag+活性位的作用。研究结果可为甲烷低温催化燃烧催化剂的优化设计提供参考。     

一氧化碳耐硫甲烷化催化剂动力学测试

钴系耐硫甲烷化催化剂对于含硫量中等的ＣＯ原料气具有良好的耐硫特性,论文研究了此催化剂的动力学原理,在排除床层内扩散和外扩散影响条件下测定了动力学数据,关联了动力学方程     

KD306型耐硫甲烷化催化剂本征动力学

采用等温积分反应器,测试了ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的本征动力学,建立了幂函数动力学模型。检验表明：模型拟合良好,残差分布合理,参数回归显著,模型能真实反映ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的反应特性。     

KD306型耐硫甲烷化催化剂有效扩散系数的测定

基于开发的计算机取样系统,采用ＳＰＳＲ法脉冲动态测试ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的有效扩散系数。线性化和参数估值的结果吻合较好,证实：线性化简化是合理的,参数估值是可用于有效扩散系数。ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的曲折因子为７．２。     

挤条成型Mg/Sn/W复合氧化物催化剂制备及性能表征

对Mg/Sn/W复合氧化物催化剂粉末成型工艺进行了研究,并采用X射线衍射(XRD)、N2吸附(BET)、扫描电镜(SEM)等手段对其进行了表征,讨论了不同粘结剂及粘结剂含量、造孔剂及造孔剂含量、焙烧温度等工艺条件对催化剂成型效果的影响,并得出Mg/Sn/W复合氧化物催化剂成型的最佳操作条件为：以拟薄水铝石为粘结剂且含量为15%,合适的胶溶剂含量为5%,干燥温度为80℃,焙烧温度为550℃,并保持3 h.此条件下得到的反应选择性可达86.57%.     

不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

海藻酸辅助溶胶-凝胶法制备球形氧化铝颗粒

以2种不同的拟薄水铝石(PB)和海藻酸钠(ALG)为原料,采用海藻酸辅助溶胶-凝胶法制备γ-Al2O3颗粒.用氮气吸附-脱附、强度测定仪、XRD、SEM、XRF对样品进行表征;考察了2种拟薄水铝石的胶溶指数;研究了不同拟薄水铝石配比及胶溶剂硝酸处理时间对氧化铝颗粒物化性质的影响.结果表明:拟薄水铝石的胶溶指数是影响颗粒强度的重要因素;采用不同的拟薄水铝石进行配比,可调控氧化铝颗粒的孔结构及强度;随着硝酸处理时间的延长,氧化铝颗粒的比表面积、孔容和孔径逐渐降低,钙含量也随之降低,但颗粒的强度随着处理时间的延长而增大,并在15,min时达到最大值104,N,继续延长处理时间强度出现一定程度的降低;硝酸处理过程改变了拟薄水铝石粒子的大小和堆积方式,并没有改变γ-Al2O3的物相结构.     

高稳定性网状Ni/ZrO_2催化剂CO甲烷化性能研究

合成具有抗烧结和抗积碳性能的Ni基催化剂是CO甲烷化催化剂设计的难点,而利用催化剂载体特定的结构对活性金属纳米颗粒的空间限域效应是提高镍基催化剂活性和稳定性的有效策略。以一步法制备的Ni/UiO-66为前驱体,经焙烧和还原,获得了一系列具有网状结构的Ni/ZrO_2催化剂。针对反应强放热的特点,三维网状结构在稳定镍颗粒的同时,三维空隙结构能够有效移除反应中的局部热点,并且金属Ni与载体ZrO_2紧密的界面结构有效地提升了催化剂的活性和稳定性。结果表明,一步法制备的Ni/ZrO_2催化剂的反应活性和稳定性均优于浸渍法制备的Ni/t-ZrO_2催化剂,在压力1 MPa,t=325℃,WHSV=15 000 mL·g~(-1)·min~(-1)条件下,Ni/ZrO_2-N催化剂的CO转化率达到86%,反应120 h后催化剂网状结构保留完好,反应活性和选择性保持稳定。CO甲烷化结果表明,网状结构催化剂的设计策略可以拓展至对其他活性金属进行限域以提升其反应活性和稳定性。     

螺旋通道床超重力碳分法制备纳米拟薄水铝石

以偏铝酸钠溶液和二氧化碳气体为原料,采用螺旋通道床超重力碳分法制备纳米拟薄水铝石粉体.介绍了拟薄水铝石形成机理和工艺条件,研究了添加表面活性剂、原料浓度以及气液比对粉体粒径的影响.利用TEM等检测方法对产品进行分析表征,结果表明该法可制得平均粒径约5 nm纤维状的纳米拟薄水铝石.     

添加ZrO_2对镁钙砂抗水化性能的影响

以w(CaO)为55%的镁钙砂细粉为原料、ZrO_2为添加剂,在1550℃温度下烧结5h制备镁钙试样,研究了添加ZrO_2对镁钙试样物相组成、显微结构、烧结性能和抗水化性能的影响。结果表明,添加ZrO_2能促进镁钙材料的烧结,且随着ZrO_2加入量的增加,试样的体积密度逐渐增大,显气孔率减小,抗水化性能逐渐增强,这是由于ZrO_2的加入增大了Ca~(2+)的空位浓度,有利于Ca~(2+)的扩散,促进了镁钙试样的烧结致密化和试样中CaO晶粒的长大。此外,ZrO_2还可与游离态CaO反应生成不易水化的CaZrO_3,该反应发生在晶界等容易水化的部位,改变了镁钙试样的显微结构,又进一步提高了材料抗水化性能;当ZrO_2添加量超过5%后,试样的各项性能变化趋于平缓。综合考虑,该镁钙试样中ZrO_2的适宜添加量为5%。     

FBD型CO高变催化剂耐硫性能的研究

通过对FBD型、B112型CO高变催化剂进行H2S中毒、恢复的活性比较,发现FBD型CO高变催化剂具有低温活性好、耐硫性能强的特点.采用扫描电镜、BET、红外光声光谱技术进行深入研究,结果表明:FBD型CO高变催化剂添加的耐硫助剂提高了催化剂比表面积、孔容,并且能优先与H2S结合,屏蔽催化剂中Fe3O4的Fe2+活性位与H2S作用,从而提高了催化剂的耐硫性能.     

Ni/ZSM-5-Al2O3催化剂上润滑油基础油 临氢降凝反应性能研究

以ZSM—5分子筛和拟薄水铝石为原料,硝酸镍为镍源,采用挤条成型及等体积浸渍法制备了不同镍负载量的催化剂。通过N_2吸附-脱附、X射线衍射和吡啶吸附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。以加氢裂化尾油为原料,在固定床反应装置上对自制催化剂进行了临氢降凝反应评价。结果表明,负载适量镍可以改善催化剂的孔结构和酸性;在反应温度为280℃、空速为1.0 h~(-1)、氢油比为500、压力为15 MPa的条件下,使用镍负载量为5%的催化剂,可得到凝点为-19℃,收率为62.4%,黏度指数为92的润滑油基础油。     

钼、稀土对镍基甲烷化催化剂性能的调变

由浸渍法和沉淀法制备了两个系列的Ni/γ－Al2O3甲烷化催化剂,应用程序升温还原（TPR）对催化剂进行了表征,测定了催化剂的CO四烷化活性及抗硫性,考察了Mo及稀土（La、Ce)助剂对不同方法制备的Ni基甲烷化催化剂的活性、抗硫性和表面结构的影响,结果表明,Mo助剂的加入对两种方法制备的Ni基催化剂的甲烷化活性、选择性及抗硫性都有所促进：Ni基催化剂中加入10％Mo助剂,程序升温还原过程中还原速度最快,具有最佳的甲烷化选择性;Ni基甲烷化催化剂的抗硫性随助剂Mo含量的增加而增强;沉淀法制备的催化剂的抗硫性能更佳;稀土（La、Ce）助剂的加入对甲烷化活性没有显影响,但对抗硫性能有一定的改善。     

Ca~(2+)、Mg~(2+)在MCM-41离子交换制备镍基催化剂对合成气甲烷化的性能分析

煤制天然气符合煤炭清洁利用的发展要求,其中合成气甲烷化是关键步骤,而合成气甲烷化催化剂则是关键的核心。为了探索高效、稳定的合成气甲烷化催化剂,本文采用过量浸渍法制取镍基催化剂,并采用离子交换法在载体MCM-41加入碱土金属Ca2+、Mg2+探索对催化剂活性的影响。研究结果表明:在n(H2)∶n(CO)=3∶1、反应压力1.5 MPa、反应温度350℃及质量空速30000 h-1的反应条件下,碱土改性的Ni/Mg O-MCM-41催化剂CO的转化率为99%,催化剂选择性达到90.4%;在250℃时碱土改性催化剂表现出良好的低温活性,比Ni/MCM-41的活性高60%;碱土改性催化剂高温活性稳定,在550℃时活性测试未出现明显下降。经过一系列表征和分析可知:镍颗粒细小的分布在载体表面,与载体有强相互作用并且碱土助剂Ca2+、Mg2+阻止了镍颗粒的烧结。