铈锆改性镍基催化剂制备及其甲烷三重整性能

文章采用共沉淀法制得铈、锆掺杂氧化铝载体,以浸渍法负载活性组分镍得到Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂,改善了CH4三重整反应的活性和稳定性。用EDS、XRD、BET、H2-TPR分别表征催化剂的组成、物相、比表面积和还原活性。考察了原料气组成n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶0.5∶0.1时,催化剂在750℃、0.1MPa下对CH4三重整的稳定性及积碳性能。结果表明:ZrO2掺杂提高了催化剂的活性和稳定性;CeO2掺杂降低了Ni基催化剂的还原活化温度,且催化剂的稳定性更好;Al/Zr、Ce/Al的原子比分别为8和0.015的10%Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3对CH4三重整的性能最好;反应100h后,催化剂的CH4转化率仍然大于87%,CO2转化率大于89%,积碳量仅为3.8%,催化剂的使用寿命大为延长。     

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。     

MnO_2-CuO-CeO_2复合催化剂的制备及处理化工集装罐清洗废水的应用

针对非均相贵重金属催化剂成本高,非均相过渡金属催化剂性能良好、成本低,但使用寿命短、易流失的特点,研制高效复合MnO2-Cu O-CeO2非均相过渡金属催化剂.采用正交实验对催化剂制备过程中的n(Cu)∶n(Mn)、Ce的摩尔分数、焙烧温度、焙烧时间进行探讨,确定最佳制备条件,并对其结构和组成通过扫描电镜分析、X射线衍射分析及热重分析进行表征.用该催化剂催化氧化模拟苯酚废水,对催化剂用量、氧化剂H2O2用量、反应温度、反应时间进行优化,确定最佳反应条件并利用其进行降解化工集装罐清洗废水的应用研究.研究表明催化剂MnO2-Cu O-CeO2的最佳制备条件为:n(Cu)∶n(Mn)=4∶6、Ce的摩尔分数为10%、焙烧温度为600,℃、焙烧时间为4,h.催化氧化法处理苯酚废水的最佳工艺参数:催化剂用量0.8,g/L、H2O2用量与COD比值为3、反应温度170,℃、反应时间1,h.化工集装罐清洗废水COD去除效果显著,COD去除率达到95%左右.     

固体碱催化剂KF/Al2O3催化合成乙二醇丁醚

针对乙二醇丁醚合成中传统催化剂产物后处理工艺复杂、污染环境等缺点,采用浸渍法制备KF/Al2O3负载型固体碱催化剂,催化环氧乙烷(EO)与丁醇反应合成乙二醇丁醚.考察了催化剂前驱体/载体比例、焙烧温度对催化性能的影响.结果表明氟化钾(KF)负载量为30%,焙烧温度为600℃时,催化剂时EO和丁醇反应催化活性最高.对催化剂进行了XRD表征,并采用Hammett指示剂法测定了催化剂的碱强度:pKa＞9.3的总碱量为3.0mmol/g催化剂,碱强度(H_)≥18.4,属中等碱强度催化剂.KF/Al2O3固体碱催化剂用于催化合成乙二醇丁醚最佳工艺条件为:反应温度110℃,反应压力0.20～0.30 MPa,催化剂用量为0.5%(m/m),n(BuOH)∶n(EO)为5∶1,反应时间100～120 min,EO转化率达99.47%.     

固体酸MoO_3/ZrO_2-TiO_2的制备和催化性能的研究

采用混合沉淀过饱和浸渍法制备Mo O_3/Zr O_2-Ti O_2固体酸催化剂.以催化水解CFC-12(CCl_2F_2)的转化率90%作为评价标准,考察并优化浸渍液浓度、浸渍时间、浸渍温度、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备条件.结果表明,催化剂的最佳制备条件为:钛锆摩尔比为7∶3,浸渍液浓度为0.25 mol/L,浸渍时间6 h,浸渍温度60℃,焙烧温度500℃.对催化剂进行XRD、SEM、EDS表征,结果表明该方法合成的催化剂为纯相,主要结构为四方晶相的Zr(Mo O_4)_2掺杂锐钛型的Ti O_2,稳定性较好,是催化水解CFC-12良好的催化剂.     

稀土改性固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-La2O3的制备及其催化性能

制备了稀土改性固体超强酸SO24-/TiO2-La2O3环境友好催化剂,并以丁酸丁酯的合成作为探针反应,系统考察了原料摩尔比n(La3+)∶n(Ti4+)、硫酸浸渍时间、焙烧温度、活化时间等制备条件对SO24-/TiO2-La2O3催化活性的影响.实验表明:制备催化剂的适宜条件是原料摩尔比n(La3+)∶n(Ti4+)=1∶34,浸渍浓度为0.8 mol.L-1,浸渍时间为24 h,焙烧温度为480℃,活化时间3 h.利用优化条件下制备的催化剂SO24-/TiO2-La2O3催化合成缩醛(酮),在醛/酮与二元醇(乙二醇,1,2-丙二醇)的投料摩尔比为1∶1.5,催化剂的用量占反应物总投料质量的0.5%,反应时间为1 h条件下,10种缩醛(酮)的产率为41.4%～95.8%.     

磷钨酸/TiO2催化剂的制备与光催化性能

为了研究磷钨酸/Ti O2复合催化剂制备条件对催化剂的光催化性能的影响,用溶胶凝胶法制备了磷钨酸掺杂纳米Ti O2复合催化剂(简称PW/Ti O2),并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和BET比表面积等手段对PW/Ti O2进行了表征。以苯为气相有机污染物,考察了热处理温度、热处理时间以及磷钨酸掺杂量对PW/Ti O2的催化性能的影响以及催化剂的循环使用,结果表明:PW/Ti O2的催化性能均随着焙烧温度,焙烧时间以及磷钨酸掺杂量的增加是先增加后减少,当磷钨酸与二氧化钛配比为0.008 5∶1,焙烧温度为350℃,焙烧时间为2 h时,PW/Ti O2的催化性能最佳。PW/Ti O2的光催化效果明显好于Ti O2和HPW,但随着催化剂使用次数的增加,其对苯的降解效率逐渐减弱。     

煅烧温度对ZrO2-TiO2光催化剂结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了不同锆掺杂量的TiO₂催化剂,考察了煅烧温度对催化剂结构和性能的影响.结果表明,在Zr/Ti=0.2,焙烧温度550℃,焙烧时间3 h的条件下,制备的550℃-20%ZrO₂-TiO₂催化活性最好.以头孢曲松钠模拟制药废水,当头孢曲松钠浓度20 mg/L,催化剂浓度为1.0 g/L,300 W氙灯照射180 min后,该催化剂对头孢曲松钠的降解率为61.5%.     

铑催化的还原胺化合成一级胺

采用浸渍法制备Rh/CeO2催化剂。通过粉末X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附分析、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对催化剂的性能进行表征。以苯甲醛和乙酸铵的还原胺化反应为模板反应,考察Rh/CeO2催化剂的催化性能。结果表明:Rh/CeO2催化剂具有多孔结构,且其在醛的还原胺化反应中表现出较高的活性和选择性。在反应温度为50℃、H2压力为0.1 MPa、乙醇作溶剂、n(乙酸铵)∶n(苯甲醛)∶n(Rh/CeO2)=50∶10∶0.1时,苯甲醛的转化率为100%,苄胺的产率为88%。催化剂重复使用5次后,依旧可以保持较高的催化活性。在优化条件下,系列苯甲醛均可选择性地还原胺化得到相应一级胺。     

Ru/Mn_xCe_(1-x)O_2催化苯甲醇液相氧化制苯甲醛

采用3种不同方法制备了Mnx Ce1-x O2载体,并通过负载Ru制得2.5%Ru/Ru/Mnx Ce1-x O2催化剂,考察了载体的制备方法、焙烧温度及n(Mn)∶n(Mn+Ce)对催化剂活性的影响.实验结果表明,由溶胶-凝胶法、n(Mn)∶n(Mn+Ce)=0.50、773K下焙烧制备的载体所制得的2.5%Ru/Ru/Mnx Ce1-x O2催化剂的活性最高,在333K下反应1h,苯甲醛产率达67.4%.XRD、N2物理吸附及SEM表征表明,该条件下制备的Mn0.5Ce0.5O2-sol-gel-773K载体具有完整的孔结构,较大的比表面积,且能够形成较多高分散的Ce-Mn-O复合氧化物.