正丁烷水蒸气重整反应NiO/Si-Al催化剂制备

以开发液化石油气水蒸气重整催化剂为目的,利用沉淀法制备Si-Al系载体,并用浸渍法制备NiO/Si-Al催化剂.以正丁烷为模型化合物,在连续流动固定床反应器中考查了催化剂组成及制备方法对其性能的影响.通过XRD、TG-DTG、TEM、X荧光光谱等分析手段对催化剂进行了表征.实验结果表明,硅铝沉淀次序制备的催化剂优于铝硅沉淀次序;催化剂的焙烧温度对其活性有很大影响,773K焙烧时的催化剂活性要高于973K高温焙烧时的催化剂活性;催化剂失活的原因有催化剂积碳(片状积碳和须碳)和表面烧结而导致活性组分分散度下降.NiO/Si-Al催化剂适宜的催化剂床层温度为1023～1073K,并在水碳比为2.0的反应条件下仍保持较好的反应活性.     

氨水改性纳米HZSM-5对其甲烷无氧芳构化性能影响

对不同浓度氨水改性前后纳米HZSM-5的物化性质进行研究,考察氨水改性纳米HZSM-5对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应(MDA)性能的影响。用不同浓度的氨水改性纳米HZSM-5,采用SEM,BET,XRD,NH3-TPD和TG等分析手段,对改性前后HZSM-5的形貌、表面酸性以及积碳进行表征。利用自行搭建的固定床试验装置,考察改性前后催化剂在催化MDA反应时的催化效果。结果表明:氨水通过对纳米HZSM-5的表面以及孔道进行刻蚀,一方面能够改变HZSM-5的孔性质;另一方面能够调变HZSM-5的酸性;氨水改性有效的降低了Mo/HZSM-5催化剂的积碳失活速率,提升了Mo/HZSM-5催化剂在MDA反应中的稳定性。     

高分散Ni/Al2O3-CeO2催化剂的制备及其甲烷干重整性能研究

以离子交换逆负载法合成了以氧化铝和氧化铈为载体的高分散镍基催化剂,通过溶度积的(Ksp)驱动将Ni负载在氧化物载体上,得到了用于甲烷干重整的高分散催化剂.采用XRD、TEM、N₂物理吸附-脱附等表征手段表征了催化剂的物理化学性质,使用固定床反应器评价其催化性能,研究了催化剂中CeO₂含量对甲烷干重整性能的影响.结果表明：在低CeO₂含量时(Ce质量分数为3.4%),催化剂具有较高活性和稳定性,产物H₂/CO比约等于1,反应后催化剂活性金属轻微烧结,积碳最少.     

乙醇羰化Ni-Sn/C催化剂失活机理的研究

探讨了乙醇羰化反应活性较高的Ni Sn/C催化剂的稳定性及失活机理 ,并利用俄歇电子能谱 (AES)和扫描电子显微镜 (SEM )等方法对催化剂进行了表征 .结果表明 ,催化剂在高于反应条件温度及长时间反应条件下 ,由于Sn易于富集在催化剂表面上 ,导致积碳效应 ,堵塞催化剂孔道 ,从而使具有活性的Ni0 活性中心数量减少 ,使催化剂活性降低     

Ni /半焦催化甲苯水蒸气重整反应的稳定性研究

为了研究生物质半焦负载镍催化剂(Ni/BC)在甲苯(生物质焦油模型化合物)水蒸气重整反应过程中的稳定性,进行了100 h稳定性评价实验,并将其与Ni/ZrO_2和Ni/γ-Al_2O_3等传统金属氧化物负载Ni催化剂进行对比,结果表明,Ni/BC稳定性优于Ni/ZrO_2,但劣于Ni/γ-Al_2O_3催化剂。利用热重(TG)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对反应前后的催化剂进行表征,结果表明,反应后Ni/BC催化剂表面积碳量高于Ni/ZrO_2和Ni/γ-Al_2O_3,且镍颗粒烧结严重,但是由于半焦具有较大的比表面积以及多孔结构,能够提供较多的活性位点,增强了催化剂的容炭能力。     

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.     

固体氧化物燃料电池阳极催化剂材料NiO/BaO/CeO_2的合成及抗积碳性能研究

采用甘氨酸燃烧法(GNP)合成了NiO/BaO/CeO_2(NiBaCe)催化剂,该催化剂对甲烷的水蒸气重整有较高的催化活性和稳定性。900℃时CH4的转化率达到了90.5%。在800℃时,经过至少400min的稳定性测试,CH_4转化率保持在78%以上。选取两种基底[8%Y稳定的二氧化锆(YSZ)和氧化铝(Al_2O_3)]通过共压法将催化剂与基底分别压制形成基底/催化剂双层生坯体,制备了NiBaCe-YSZ和NiBaCe-Al_2O_3两种催化剂层,并且利用独立催化剂层结构的电池研究了以甲烷为燃料时电池的放电性能。恒流放电实验表明以湿甲烷为燃料,800℃下负载催化剂的电池稳定操作13h后性能仍然较稳定,空白电池由于严重的积碳放电20min后电压迅速降为零,表明NiBaCe催化剂层的使用提高了电池镍基阳极的抗积碳性能。     

Au-K/C催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能

采用过量溶液浸渍法制备了用于乙炔氢氯化反应的Au-K/C催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET表征。分析结果表明,Au-K/C催化剂活性组分在载体表面高度分散。在常压固定床反应器中,通过考察温度、空速和反应物配比对Au-K/C催化剂活性的影响,得到了基于Au-K/C催化剂的乙炔氢氯化反应的优化条件,即:反应温度170℃,乙炔空速120 h-1,原料配比VHCl/VC2H2=1.10。在该条件下,对Au-K/C催化剂连续进行120 h的活性考察,结果显示催化剂活性无明显降低,乙炔转化率大于96.0%,氯乙烯选择性不低于99.5%。     

蒙脱石负载纳米镍甘油水蒸气重整制氢

采用提升pH工艺把不同含量的镍浸渍在蒙脱石(MMT)上,分别在600、700与800℃下煅烧成型.研究Ni/MMT催化剂用于甘油水蒸气重整(GSR)制氢的效果,并通过氮气吸附、粉末X射线衍射和透射电镜对Ni/MMT催化剂进行表征.甘油水蒸气重整制氢是在1.013×105 Pa,400~600℃,固定床反应器中进行的.对不同镍含量以及煅烧温度对催化活性与产物选择性的影响进行分析.700℃煅烧的催化剂比600、800℃煅烧的催化剂拥有更好的催化活性.在700℃下煅烧的镍含量为19.89%的催化剂催化活性最好,在600℃时甘油转化率达到85%,同时氢气选择性为76%.实验结果表明,在400~600℃随着温度上升,甘油转化率上升.     

La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能

采用柠檬酸络合法制备钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3,通过固定床反应器对催化剂进行活性测试,考察钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能;并利用BET、XRD、FT-IR、SEM等手段对反应前后的催化剂进行表征。结果表明:钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3对NO有较高的催化活性;并且由于金属Fe的掺杂,提高了催化剂的抗硫性能。当SO_2浓度不高于0.05%时,催化剂表现出较好的抗硫性能;当SO_2浓度大于0.05%时,催化剂对NO的催化活性明显下降。FT-IR、SEM等表征说明,在低硫浓度下,金属Fe的掺杂可以有效阻碍硫酸盐物种的生成和累积;但在深度硫化后,催化剂的活性仍会受到一定的影响。     

高比表面碳基催化剂的制备及乙醇制乙烯性能

为了获得具有优良乙醇脱水制乙烯性能的催化剂,对桉木木屑进行水热处理制得高比表面生物质碳基催化剂(HPC);采用SEM、XRD、BET、NH₃-TPD、FT-IR和TPD等对催化剂物理化学结构进行表征;在自制的固定床反应器中进行乙醇制乙烯反应评价催化剂性能。实验结果表明：HPC催化剂具有更均匀的孔道结构和较大的比表面积,HPC-600的比表面积为1 748 m²/g;在氮气氛围中采用HPC-600催化剂,在温度为350℃,重时空速为3.5 h^-1时,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.60%和100%。以水蒸气为载气进行10次循环实验后,实验结果表明初始乙醇单程转化率和乙烯选择性相差较小,但催化剂的稳定性得到一定提升。     

尖晶石MFe2O4(M=Co、Cu、Mg)催化沼气重整制氢研究

采用溶胶-凝胶法制备了CoFe_2O_4、CuFe_2O_4和MgFe_2O_4 3种尖晶石铁氧体催化剂,开展了基于固定床反应器的沼气催化重整制氢研究。利用N_2吸附脱附、X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)和扫描电镜(SEM)对催化剂的结构进行了表征,并考察了温度、V_(CH_4)和V_(CO_2)比值及催化剂的体积空速(GHSV)等因素对氢气和一氧化碳选择性的影响。实验结果表明:自制样品均为尖晶石型铁氧体;各催化剂在催化后仍然保持着尖晶石结构;当V_(CH_4)∶V_(CO_2)=1∶1、GHSV=6 000 h~(-1)、在800℃时,尖晶石CuFe_2O_4表现出最优的性能,获得氢气和一氧化碳选择性为87.60%和89.79%;Cu和载体之间的相互作用有利于消除催化剂积碳,并促进重整反应。     

磁流化床烟气脱硫反应特性研究

提出了把磁流化床技术应用于烟气脱硫的新思路,并研制了一套磁流化床脱硫实验装置.分析了磁场和铁磁颗粒的催化作用,明确在流化床外施加一个磁场且采用铁磁颗粒作为床料,可以增加流化床内的脱硫反应几率和反应效率.多种工况下的脱硫实验验证了磁流化床强化脱硫的理论分析,当采用床料dp=220 μm铁磁颗粒,施加外加磁场的磁感应强度B=40 mT,钙硫质量比m(Ca)/m(S)=1.85,入口烟气温度T0=250 ℃的工况条件下进行脱硫,获得了85.93%的脱硫效率.实验结果还表明,脱硫效率随着磁性颗粒粒径的变小或磁感应强度的增大而增加.     

苯制苯酚催化剂制备和反应特性研究

通过对ZSM-5系列催化剂上进行N2O氧化苯制苯酚(BTOP)反应过程中反应活性和失活规律的研究,揭示了反应失活的原因,探索了减轻催化剂失活的措施,开发出了具有较高活性和稳定性的ZSM-5系列BTOP反应催化剂.实验以n(S iO2)/n(A l2O3)=40、80、120的ZSM-5原粉(样品A、B、C)和经不同条件高温水蒸气处理的样品(A-W、B-W、C-W)为催化剂,进行了化学和XRF分析,XRD、低温N2吸附和吡啶-红外技术表征,并在催化剂装量为1 g的固定床反应器内,测定了BTOP反应活性及其下降规律.实验结果表明:在3种ZSM-5原粉中,其BTOP反应活性均随n(S iO2)/n(A l2O3)的增加有规律地降低;经高温水蒸气处理后,其初期反应活性由66%(A)~58%(B)增加到96%~98%,苯酚产率由2.35(A)~1.76(B)mm o l.g-1.-h 1,增加到4.00~3.16 mm o l.g-1.-h 1.用“L酸性中心说”对上述现象进行说明,并对水蒸气处理温度对催化剂活性的影响进行讨论,得出在本实验条件下最佳水蒸气处理温度为650~700℃.     

镁修饰钨铝复合氧化物在甘油催化中的应用

采用重复浸渍-焙烧法将Mg(NO_3)_2和贵金属Pt依次负载在已制备的钨铝复合氧化物WO_x/Al_2O_3(W/Al)载体上,制得负载Pt的镁修饰钨铝复合氧化物(Pt-MgO/W/Al)。使用X线衍射仪(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、CO脉冲吸附、H_2程序升温脱附(H_2-TPD)和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对制备的样品进行表征。用水热釜对催化剂进行水热稳定性的探究,在固定床反应器上考察催化剂催化氢解甘油的性能。结果表明:负载在W/Al表面的Mg(NO_3)_2在一定温度下焙烧后在催化剂上分解,使得催化剂有良好的水热稳定性,提高并保持了Pt在催化剂上的分散度,增强了催化剂的H_2吸附能力,并在长时间的催化氢解反应过程中提高了催化剂活性,保持了催化剂性能的稳定;在H_2压力为4 MPa、甘油的质量空速为0.2 h~(-1)、反应温度为160℃的条件下,甘油的转化率达到78%,1,3-丙二醇的选择性达到55%。     

中微孔活性炭负载铂催化剂制备及其催化降解乙醇性能

分别以具有中微孔、微孔和中孔的颗粒活性炭为载体,制备Pt负载的铂炭催化剂.使用BET、SEM、XPS、TEM等对所制备的材料进行物性结构表征;使用固定床反应器表征铂炭催化剂对乙醇的热催化降解性能.研究表明,Pt负载量为0.05％(质量分数)、载体具有微孔和中孔混合结构的铂炭催化剂,在280℃时乙醇的降解率为87.81％...     

V2 O5/γ-Al2O3催化剂的乙苯混合脱氢研究

采用等体积浸渍法制备了一系列V2O5/γAl2O3催化剂,用程序升温还原反应(TPR)、X射线光电予能谱分析(XPS)、粉末X射线衍射分析(XRD)和N2物理吸附对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在CO2气氛下乙苯氧化脱氢反应性能和在系统中通入O2对催化剂结构和催化性能的影响.结果表明,随着V负载量的增加,催化剂在CO2氧化乙苯脱氢过程中的初活性增加,但催化剂的稳定性变差;在CO2氧化乙苯过程中加入少量O2可以有效抑制催化剂表面积碳,同时使催化剂表面高价态的V物种含量增加,从而维持较高的活性和稳定性.     

Ni-Fe/坡缕石催化水蒸气重整杏核热解焦油制氢

以坡缕石为载体用共沉淀法制备了Ni-Fe/坡缕石催化剂,考察了不同煅烧温度、反应温度、水碳摩尔比条件下该催化剂对杏核热解焦油水蒸气重整制富氢气体的性能,采用扫描电镜、比表面积分析以及X射线衍射仪,对Ni-Fe/坡缕石催化剂进行了结构表征,并与其他3种生物质气化催化剂(石英砂,白云石,商业镍基催化荆Z409)进行了对比.结果表明,Ni-Fe/坡缕石催化剂具有良好的低温活性和抗积碳能力,在500℃、质量空速为0.62 h-1和水碳摩尔比为4.3的条件下,碳转化率达到了92.1%,在连续5 h的实验中未发现失活现象,而相同条件下Z409催化剂的活性寿命仅为90 min.     

对氯甲苯氨氧化法制备对氯苯腈实验综合性实验研究

设计了对氯甲苯氨氧化制备对氯苯腈的综合研究性实验,采用浸渍法制备了VPO/SiO2催化剂,并用XRD、FTIR和SEM对催化剂进行表征,在内径30 mm的石英管固定床反应器上采用正交设计进行工艺条件实验,考察了反应温度、氨比以及空气比对反应的转化率、摩尔产率和选择性的影响。在经过筛选的最佳反应条件下,使用VPO/SiO2催化剂,PCT转化率92.24%、PCBN摩尔产率86.01%,生成的对氯苯腈为白色针状结晶,纯度高于99%。     

Cu/SiO2催化剂上醋酸甲酯加氢制乙醇失活研究

采用蒸氨法制备了Cu/SiO2催化剂,在微型反应器上考察了Cu/SiO2催化剂上醋酸甲酯加氢制备乙醇反应的稳定性.利用物理吸附,H2-TPR,in-situ XRD,TEM,DTG-DSC等表征技术对失活催化剂进行了分析,利用NH3-TPD考察了Cu/SiO2催化剂的表面酸性.反应后催化剂上Cu晶粒略有长大,催化剂上积碳量为3.8％.积碳导致的催化剂孔结构的变化可能是催化剂失活的主要原因.