轻油制氢催化剂使用过程中结构与性能的研究

我们对工业上使用过的轻油制氢催化剂进行了研究。分别将不同床层高度的催化剂进行了活性、物相、Ni晶粒大小、比表面、孔结构和表面状态的研究。得到了催化剂结构及其性能沿催化剂床层的某些变化规律。发现离床层入口三米处是催化剂结构变化的转折点,同时发现该处催化剂的失活原因是碳的沉积。在9—10米处催化剂中的镍在表面上有明显迁移聚集形成不连续薄片的现象,这是该处催化剂失活的主要原因。     

Cu 基低碳醇合成催化剂表面分形维数与催化性能

用分形几何描述催化剂的表面形貌，用盒子维模型测定了不同制备方法和载体所制备的催化剂表面分形维数，分形维数Ｄ被看作是催化剂形貌的表征参数。结果表明：催化剂表面形态具有自相似性，催化剂表面分形维数介于２．５７至２．６７之间，尖晶石载体对催化剂表面分形维数影响最大，制备方法也影响催化剂表面分形维数，相同组成的催化剂表面分形维数增大，催化剂的ＣＯ转化率提高。     

低压合成甲醇催化剂的TPR研究

对CuO-ZnO-Al_2O_3-V_2O_5低压合成甲醇催化剂进行了TPR(程序升温还原)研究。结果表明还原过程经历了慢速到快速再到慢速的三个阶段,此过程属于成核机理并有诱导期。还原时采用低H_2浓度、高空速、低升温速度对取得高活性、高选择性有利。对TPR谱图作数学解析,得到了催化剂的还原反应动力学方程。研究中发现催化剂还原前予经煅烧会降低其选择性。催化剂中各组分间存在有强相互作用。本文还初步探讨丁V_2O_5对催化剂结构及还原性能的影响。     

含稀土的Ni—催化剂上水蒸汽消碳动力学

用热重天平法研究了天津大学研制的含稀土的Ni—催化剂—REN上水蒸汽消碳动力学,并与丹麦研制的不含稀土的Ni—催化剂—RKN作了比较。得到了450～550℃及P=1atm条件下的消碳速率方程式。发现,稀土的存在使消碳活化能有所下降,但消碳的机理并末改变;水蒸汽分压对消碳速率基本上无影响。     

丙烯氨氧化合成丙烯腈Sb-Fe-Sn催化剂的结构及各组分的催化作用

合成丙烯腈用的Pb—Fe—Sn催化剂,其较好的化学组成(原子比)是Sb_(10)Fe_4Sn_3Te_(0.4)W_(0.2)Si_(12)—O_(62.4)。主要讨论这一催化剂的结构,以及各个组分的催化作用。Fe_2O_3与Sb_2O_3结合成FeSbO_4;SnO_2与Sb_2O_4形成SnO_2—Sb_2O_4固溶体;TeO_2中的Te~(4 )以晶格取代FeSbO_4中的Fe~(3 )或Sb~(5 )的形式均布在FeSbO_4晶体中;WO_3中的W~(6 )则以间隙离子形式存在于FeSbO_4晶粒间;SiO_2是连接各组成部分的骨架。催化剂的主要活性组分是FeSbO_4;SnO_2—Sb_2O_4固溶体是第二活性组分,也是分散与隔离FeSbO_4晶粒的结构型助剂;TeO_2是加速催化剂内部电子转移以提高催化活性和选择性的高效电子型助剂;WO_3对提高催化剂选择性有利,它是催化剂中防止FeSbO_4“低氧劣化”的不可缺少的组分;SiO_2是增加催化剂强度及给催化剂提供合适孔结构的载体。     

雨水收集系统与景观设计相结合的研究

 随着人口增长与经济发展,水资源短缺问题日益严重,雨水的利用价值受到越来越多的关注,尤其在城市,收集雨水对解决城市用水具有十分积极的意义;同时,由于城市空间拮据,把雨水收集系统与景观设计结合起来,合理利用空间美化环境值得探讨。本文综合现有资料,对雨水收集系统和景观设计的关系进行了初步探讨,挖掘出两者结合的可能性。     

Zn/HZSM-5丙烷芳构化催化剂反应与再生过程的稳定性

对分别用离子交换法和浸渍法制备的 Zn/ HZSM- 5丙烷芳构化催化剂 ,进行了反应与再生过程的稳定性研究。在固定床连续流动反应器上考察了催化剂的结焦行为 ,用NH3- TPD和 TG对结焦催化剂作了酸性、结焦量的测定 ,并进行了 TEM形貌表征 ,表明催化剂上的结焦是造成失活的主要原因。 5 2 0℃下的空气烧炭并不能使催化剂恢复到初始水平 ,但催化剂的芳烃选择性有所提高 ,而失活速率明显降低 ;二次再生的催化剂同一次再生的基本保持了相同的活性和选择性。对经历了 3次反应与再生后的催化剂进行了锌含量测定 ,表明锌的流失相当缓慢。     

稀土氧化物在稀土—镍系制氢催化剂中的抗积碳作用

本研究利用动态热重法,对Ni系催化荆和RE—Ni系催化剂在烃类水蒸汽转化反应中的积碳性能进行对比实验。研究发现,在Ni系催化剂中加入稀土氧化物,可有效地改善催化剂的抗积碳性能,但必须在有水蒸汽存在下,与Ni密切接触才能发挥其效能。实验还发现,在Ni系和RE—Ni系催化荆上所积之碳均属“管须”状,但积碳速率的变化规律有显著不同。前者积碳曲线呈“S”型,停止积碳时,活性丧失;后者呈递减型,积碳速率为零时,活性保持不变。我们认为,在RE—Ni体系中,在水蒸汽存在下,利用稀土氧化物的氧化还原性,可以加速建立水的吸附解离平衡,释放出足够的氧,以提高稀土氧化物中晶格氧向Ni表面的迁移速率和Ni表面的氧化能力,从而加速在Ni表面上含碳物种的氧化,起到抑制碳积累的作用。     

Ni催化甲烷裂解生长碳纤维

碳纤维是一种高性能增强纤维,在发展高级复合材料中起着重要的作用.气相生长碳纤维(vapor-grown carbon fiber,VGCF)的强度、杨氏模量和传导性均显著地优于已工业化的聚丙烯腈法或沥青法制备的碳纤维.文献报道的Fe催化甲烷裂解制备VGCF的反应温度高于1000℃;使用Ni催化剂时,在500℃只生成了少量的须状碳.吴兴亚等人对Ni催化剂在正庚烷水蒸气转化过程的积碳反应的研究中,发现在550℃可以生成相当量的碳纤维;最近师江柳等人对Ni催化剂在含甲烷气氛的积碳反应的研究中,发现在450℃即可生成须状碳.实验采用商品Ni催化剂(Ni含量24%),使用原位动态热磁天平反应装置(竖管式石英反应器,混合气CH_4/H_2=9∶1, 流速50mL/min),在500℃即可生成较大量的碳纤维(Ni催化剂颗粒如果为很厚的碳物种所覆盖,则将失去活性);与使用Fe催化剂相     

纳米钙钛矿LaMnO3＋λ的制备与表征

采用柠檬酸络合的溶胶－凝胶法制备了纳米钙钛矿ＬａＭｎＯ３＋λ。利用Ｘ－射线衍射分析、差热分析，透射电镜，比表面积测定对制备过程中的焙烧温度、ｐＨ值、柠檬酸用量、成胶温度及干燥条件等进行了研究。在优化条件下制得的样品（ｐＨ０．５、Ｌａ：Ｍｎ：柠檬酸＝１：１：６，形成胶体的温度６０℃，低温真空干燥后１２０℃干燥，焙烧温度６５０℃），能够有效地催化ＣＯ还原ＮＯ的反应。