Ni/Al水滑石催化DMC与苯酚的酯交换反应研究

通过水热合成法制备了Ni/Al水滑石催化剂,并测试了其催化DMC与苯酚酯交换反应的性能,考察了沉淀剂和镍铝摩尔比对Ni/Al水滑石活性的影响。结果发现,Ni/Al水滑石具有较好的酯交换催化活性,且以尿素为沉淀剂制备的Ni/Al水滑石晶型较好,目标产物的选择性也较高。进一步研究表明,均一的水滑石物相对酯交换反应的催化活性有利,在镍铝摩尔比为1:1,n(Urea):n(NO3-)=1:1,100℃水热合成条件下制备的催化剂的催化活性最好,碳酸二甲酯(DMC)的转化率为20.2%,甲基苯基碳酸酯(MPC)和碳酸二苯酯(DPC)的收率分别为13.1%和3.8%。     

C3H6和NO在Cu-Al-MCM-41催化剂上的反应和吸附行为

利用XRD、NMR、N2吸附等温线、TPD、原位红外（in situFTIR）和程序升温技术等手段考察了Cu-Al-MCM-41的结构特征、化学吸附性能和催化NO选择性还原的反应活性。经Cu离子交换的Al-MCM-41半未改变载体的结构特征,仍保持长程有序的中孔结构。C3H6和NOCu-Al-MCM-41发生竞争吸附。C3H6在反应中起双重作用：一方面,提供NO选择性还原的还原物种;由于其在催化剂上的吸附而阻抑了NO的吸附。     

Nb对FeCeOx催化剂NH3选择性催化还原NO的促进机制

以NH3为还原剂的选择性催化还原(NH3-SCR)是消除大气重要污染物氮氧化物(NOx)的关键技术之一.采用共沉淀法制备了一系列Nb促进的NbaFe1-aCeOx(a=0,0.1,0.2,0.4)催化剂用于NH3选择性催化还原NO反应,并利用BET、XRD、XRF、NH3-TPD、H2-TPR、insituDRIFTS...     

O2在Cu-Al-MCM-41上NO选择性还原反应中的作用

考察了O2对Cu-Al-MCM-41催化剂上NO选择性还原反应和吸附性能的影响. 结果表明,O2在反应中有相反两方面的作用一方面为NO氧化及催化剂活性中心的氧化还原循环提供氧物种;另一方面,直接完全氧化C3H6,引起还原剂的耗尽.     

类水滑石CuMgAl的制备、表征及其催化性能的研究

针对共沉淀法制备类水滑石难于操作、易混入碱金属离子等缺点,采用水热和尿素水解法制备了三元类水滑石CuMgAl（Cu＋Mg/Al=3,Cu/Mg=5.0,3.0,1.0,0.33）,并将合成的类水滑石用于苯羟基化反应;采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等手段对类水滑石进行表征,以CuMgAl31作为催化剂,考察了反应时间、反应温度、溶剂及用量、催化剂用量、n（benzene）/n（H2O2）对苯羟化反应的影响.结果表明：与CuMgAl11、CuMgAl21、CuMgAl13催化剂相比,CuMgAl31具有较高的反应活性,反应的最佳条件为：反应时间6h、反应温度65℃、15mL吡啶作为溶剂、10mg催化剂、n（benzene）/n（H2O2）=3.0时,苯的转化率为5.5%,苯酚的选择性几乎为100%.     

O2在Cu—A1—MCM—41上NO选择性还原反应中的作用

考察了O2对Cu-A1-MCM-41催化剂上NO选择性还原反应和吸附性能的影响．结果表明，O2在反应中有相反两方面的作用：一方面为NO氧化及催化剂活性中心的氧化还原循环提供氧物种；另一方面，直接完全氧化C3H6，引起还原剂的耗尽．     

富氧条件下In2O3／A12O3催化剂C3H6选择性还原NO

以碳氢化合物作为还原刑的选择性催化还原法(SCR)被认为是净化稀燃汽车尾气中NO的最有效途径之一．采用深胶—凝胶法制备了In2O3／Al2O3氧化物催化剂，对其进行了BET、XRD、XPS及TPD表征．在固定床反应器上用C3H6作还原剂，考察了不同焙烧温度，H2O及SO2对催化剂活性的影响．结果发现，催化剂的最佳焙烧温度为600℃，在反应温度为400℃时，NO最大转化率为95％．水蒸汽存在下，NO转化活性温度窗口向高温方向移动，NO最大转化率下降到90％，对应的反应温度为450℃．添加φ(SO2)＝0．009％后，催化剂在低于350℃的区间还原NO的活性得到一定程度的提高，表现出促进作用．当反应温度大于350℃后，催化活性明显下降，NO最大转化率下降到58％．     

钛负载Mo_7O_(24)~(6-)插层Si-Mg/Al-LDO的制备及其催化性能

通过共沉淀、离子交换等过程制备含硅Mo_7O_(24)~(6-)Mg/Al型层状双金属氢氧化物(LDHs),将此前体在773 K焙烧4 h后,在钛酸四丁酯甲苯溶液中加热回流4～6 h,得到钛负载Mo_7O_(24)~(6-)插层Si-Mg/Al-LDO催化剂,并将此催化剂用于丙烯环氧化制备环氧丙烷反应中.通过X射线衍射、红外光谱和扫描电子显微镜等对水滑石焙烧前后样品及最终催化剂进行分析.结果表明:钼酸根插层水滑石前体,晶相单一,结晶度高;硅溶胶负载对水滑石晶体结构没有破坏;硅-钛原子合理匹配,分散在催化剂中,具有良好的环氧化催化性能,其中(3)Ti-Mo_7O_(24)~(6-)(2.68)Si-Mg/Al-LDO的催化活性最高,双氧水的转化率达到85.16%,环氧丙烷的选择性达到78.39%.     

富氧条件下In2O3/Al2O3催化剂C3H6选择性还原NO

以碳氢化合物作为还原剂的选择性催化还原法(SCR)被认为是净化稀燃汽车尾气中NO的最有效途径之一.采用溶胶-凝胶法制备了In2O3/Al2O3氧化物催化剂,对其进行了BET、XRD、XPS及TPD表征. 在固定床反应器上用C3H6作还原剂,考察了不同焙烧温度,H2O及SO2对催化剂活性的影响. 结果发现,催化剂的最佳焙烧温度为600 ℃,在反应温度为400 ℃时,NO最大转化率为95%. 水蒸汽存在下,NO转化活性温度窗口向高温方向移动,NO最大转化率下降到90%,对应的反应温度为450 ℃. 添加φ(SO2)=0.009%后,催化剂在低于350 ℃的区间还原NO的活性得到一定程度的提高,表现出促进作用. 当反应温度大于350 ℃后,催化活性明显下降,NO最大转化率下降到58%.     

偏钨酸铵柱撑水滑石上邻苯二酚与甲醇的O-甲基化反应

为提高水滑石催化剂在邻苯二酚与甲醇的气固相烷基化反应中的性能,将偏钨酸铵(AMT)阴离子交换到水滑石层间,采用XRD、FT-IR以及异丙醇脱水-脱氢探针反应等表征手段和方法研究了交换后水滑石的结构和酸碱性质,并将交换前后的水滑石用于邻苯二酚与甲醇气固相合成愈创木酚的反应中.结果表明:AMT阴离子代替NO3-进入到水滑石层间;NO3-柱撑水滑石本身对邻苯二酚与甲醇的气固相反应没有活性,而用AMT交换后水滑石对目标反应的活性明显提高,且催化活性随着层板阳离子种类和比例的不同有较明显的差别,其中AMT-Mg2Al和AMT-Mg1.5Al催化剂表现出了较好的催化性能,邻苯二酚转化率为75%,此时愈创木酚选择性为90%.该催化剂上存在的弱B酸-碱中心对目标反应更有利.     

MnOx/TiO2催化剂的制备及其低温NH3选择性催化还原NO性能

为了研究MnOx/TiO2催化剂的低温催化还原NO性能,采用微乳液法在不同的煅烧温度下制备了不同晶相的纳米TiO2,并以此为载体,利用浸渍法制备了一系列MnOx/TiO2催化剂.然后,利用BET,XRD,HRTEM,H2-TPR等方法研究了载体和催化剂的微观结构、分散状态和氧化还原性质.实验结果表明:随着煅烧温度的增加,纳米TiO2从锐钛型逐渐向金红石型转变,700℃煅烧得到的纳米TiO2呈混晶相,800℃煅烧得到的纳米TiO2则为纯金红石型;锐钛型及混晶相TiO2载体与活性氧化物MnOx之间的相互作用较为强烈,当纳米TiO2中金红石型与锐钛型并存时,MnOx优先与锐钛型纳米TiO2作用;纯金红石型纳米TiO2与MnOx之间的相互作用较弱.模拟NH3选择性催化还原NO的反应活性测试结果表明,500℃煅烧得到的MnOx/TiO2催化剂表现出较高的低温活性.     

骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇

以骨架镍作为加氢催化剂 ,在悬浮床中液相加氢还原糠醇制备四氢糠醇。分析了催化剂制备条件和加氢反应条件对骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇的影响。实验结果表明 ,在适当的反应条件下 ,糠醇可完全转化 ,四氢糠醇的收率和选择性较高。骨架镍催化剂适宜的制备条件为 5 0℃下镍铝合金在NaOH溶液中溶解 90min。在镍铝合金用量为 2 .0 %～ 6 .0 %、氢压为 5 .0～ 6 .0MPa的反应条件下 ,糠醇转化率可达 99%以上 ,四氢糠醇收率和选择性约为 97%。加入乙醇作为溶剂 ,可以降低杂质 1,2 戊二醇的含量 ,提高四氢糠醇的选择性。     

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%。     

铈对铜基锆交联粘土催化剂性能的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联粘土Zr-RE-PILC(RE=Ce、La、Y),经SO42-改性后,以浸渍法制备了用于C3H6选择性还原NO的铜基交联粘土催化剂Cu(3%,质量分数)/Zr-RE-PILC,在微型反应器上考察了稀土元素La、Ce、Y的引入对催化性能的影响,并采用XRD技术对催化剂进行了表征.结果表明,引入Ce可以显著提高催化剂的高温活性和载体的热稳定性.当Zr/Ce摩尔比为5、老化温度为65℃、焙烧温度为500℃时,可以合成热稳定性良好的Zr-Ce-PILC复合交联粘土载体.采用Cu/Zr-Ce-PILC催化剂,在反应温度为300℃、反应气组成为0.22%NO-0.15?H6-2%O2-97.63%He、空速为50 000mL/(h.g)的条件下,NO的转化率可达65%;反应温度为500℃时NO的转化率仍达22.5%.     

Cu/Ce-Ti-PILC上丙烯选择催化还原NO的研究

采用铈钛共交联剂对蒙脱土进行柱撑,制备铈钛共交联粘土(Ce-Ti-PILC),并以其为载体,制备了应用于C3H6选择还原NO催化荆Cu/Ce-Ti-PILC.考察了(Ce Ti)/clay比、制备方法、活性组分、Cu含量、催化剂焙烧温度等对催化剂性能的影响,并用比表面、N2吸附/脱附等温线、XRD、孔径分布及TPR等表征方法对载体和催化剂进行表征.结果表明,(Ce Ti)/clay比为15 mmol·g-1,采用浸渍法,活性组分Cu负载量为3(wt)%,催化剂焙烧温度为500℃,空速25 000 h-1时,Cu/Ce-Ti-PILC在250℃使NO转化率达到最大值71.21%.     

甲烷部分氧化制合成气Co/TixZr1-xO2催化剂研究

利用络合法制备系列TixZr1-xO2固溶体载体,然后浸渍质量分数为20%的活性组分Co,制备了系列Co/TixZr1-xO2催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)和氢程序升温还原(H2-TPR)等手段对制备和反应后的催化剂进行表征,研究络合剂和Ti/Zr摩尔比对Co/TixZr1-xO2催化甲烷部分氧化制合成气反应时催化性能的影响。研究结果表明,采用柠檬酸络合法制备的钛锆固溶体负载的钴比较容易被还原;当Ti/Zr摩尔比为1时,该催化剂表现了较高的活性以及对H2、CO的选择性。     

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。     

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。     

贫燃条件下NO_x选择催化还原催化剂的研究

利用浸渍法制备了四个系列分子筛型催化剂 :Cu/ZSM- 5、 Ag/ZSM- 5、 Cu/SAPO-1 1及 Ag/SAPO- 1 1 ,研究其在贫燃条件下对 C3H6 选择催化还原 NOx的反应性能 ,并通过FT- IR手段对催化剂进行表征 .红外表征显示 Ag/ZSM- 5催化剂中担载的 Ag导致催化剂骨架结构受到一定程度的破坏 .其他三个系列催化剂的实验结果表明 :在加水反应条件下 ,ZSM- 5担载的催化剂在 2 5 0℃时有最佳活性 ,而 SAPO- 1 1担载的催化剂最佳反应温度是35 0℃ .但后者的催化活性比前者好 .7wt% Ag/SAPO- 1 1催化剂对 NO转化率达到 63.2 2 % ,C3H6 转化率达到 1 0 0 % .而 3wt% Cu/ZSM- 5对 NO转化率为 43.43% ,C3H6 转化率为69.81 % .三个系列催化剂反应活性高低如下 :7wt% Ag/SAPO- 1 1 >3wt% Cu/SAPO- 1 1 >3wt% Cu/ZSM- 5 .说明 SAPO- 1 1分子筛有望作为汽车尾气净化催化剂的载体 .     

骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇

以骨架镍作为加氢催化剂，在悬浮床中液相加氢还原糠醇制备四氢糠醇。分析了催化剂制备条件和加氢反应条件对骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇的影响。实验结果表明，在适当的反应条件下，糠醇可完全转化，四氢糠醇的收率和选择性较高。骨架镍催化剂适宜的制备条件为50℃下镍铝合金在NaOH溶液中溶解90min。在镍铝合金用量为2.0%-6.0%、氢压为5.0-6.0MPa的反应条件下，糠醇转化率可达99％以上，四氢糠醇收率和选择性约为97％。加入乙醇作为溶剂，可以降低杂质1，2－戊二醇的含量，提高四氢糠醇的选择性。