HZSM-5/堇青石整体式催化剂的制备及催化性能

以整体式堇青石蜂窝陶瓷为载体,经预处理后涂覆HZSM-5分子筛,制备出含不同HZSM-5质量分数的HZSM-5/堇青石整体式催化剂。采用XRD和BET对催化剂的结构进行了表征,在常压微型固定床反应装置上评价催化剂的甲醇制烯烃反应性能,并考察了催化剂中HZSM-5分子筛的质量分数、反应温度、气体空速等与烯烃组成分布的关系。结果表明：HZSM-5/堇青石整体式催化剂中仍保持HZSM-5分子筛的XRD特征衍射峰;催化剂的比表面积、孔体积随着HZSM-5质量分数的增加而增加;催化剂中HZSM-5分子筛质量分数为22.5%时具有最好的活性,在反应温度为380℃、气体空速为820mL/(g·h)的条件下,乙烯的选择性为35.22%,丙烯的选择性为30.95%。     

HPW改性HZSM-5催化乙醇流化床脱水制乙烯

采用HPW浸渍改性HZSM-5分子筛,将其应用于催化乙醇流化床脱水制乙烯反应,探讨工艺条件对催化性能的影响.实验结果表明:HPW浸渍浓度为0.04mol/L,浸渍时间为24h,焙烧温度为350℃,焙烧时间为4h时所得催化剂催化乙醇脱水制乙烯性能最佳,此时乙醇转化率和乙烯选择性可以分别达到98.1%和97.1%.采用XRD、NH3-TPD、XPS等手段对催化剂结构进行表征,结果表明HPW的"假液相"行为和适量的二级结构能够协同催化反应,催化剂的酸中心强度和酸量大小决定了催化剂的活性.     

分子筛型固体酸催化剂用于长直链烯烃和苯的烷基化反应

以分子筛型固体酸代替氢氟酸作催化剂,研究了长直链烯烃和苯的烷基化反应。对各种类型分子筛的研究表明:以金属阳离子交换的Y型分子筛为催化剂,在常压、苯/烯=8(摩尔比)、烯/剂=6(重量比)的条件下,反应0.5小时,烯烃的转化率可达97%以上,苯的单烷基化的选择性在90%以上。提高反应温度和压力可进一步提高烯烃的转化率,当反应温度150℃、压力2MPa、重量空速6h~(-1)时,烯烃转化率高于90%的时间可达100小时以上。     

Cu-ZSM-5催化降解含酚废水反应条件的研究

酚类化合物是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物.本文研究了利用Cu-ZSM-5分子筛催化降解含酚废水的条件,详细考查了pH值、反应温度、催化剂用量、焙烧温度以及催化剂的反应时间等因素的影响,并优化了反应条件.研究显示:当pH为4.5、反应温度160℃、催化剂最佳用量1.8g/L、焙烧温度420℃、反应进行1h时,含酚废水的COD去除率为99.2%.     

水热处理HZSM-5分子筛的结构变化及其对甲苯甲醇烷基化制对二甲苯催化性能的影响

HZSM-5分子筛经水热处理后,通过浸渍法合成了多组分复合改性的甲苯与甲醇烷基化催化剂.采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、低温N2吸附、Al固体核磁共振谱(27Al MAS NMR)和热重分析(TG)等手段对水热处理前后的分子筛孔道结构和酸性的变化进行了表征.在小型固定床上考察了改性HZSM-5上制备的催化剂在甲苯与甲醇烷基化反应中的性能.在反应温度为440℃,液时空速5h-1,甲苯(T)/甲醇(M)=2的条件下,经水热处理4小时HZSM-5上制得的催化剂显示了较好的稳定性,明显高于未经水热处理的催化剂.水热处理后HZSM-5上强酸位酸强度降低和孔道的疏通可能是催化剂稳定性提高的主要原因.     

微晶态α -MnO2的界面合成及其催化性能

以KMnO4和KOH的混合溶液及Mn(NO3)2溶液为原料,采用CCl4/H2O界面法,通过改变锰盐、碱溶液、陈化时间及焙烧温度等条件,制备了系列MnOx催化剂.以邻二甲苯的分解率和二氧化碳产率综合评价了上述催化剂的活性,XRD,BET及SEM测试结果显示,陈化24 h及焙烧400℃条件下得到的催化剂为微晶态α-MnO2纳米颗粒,其比表面积为28.962m2/g.     

2甲基吡啶合成2乙烯基吡啶

以二苯胺生产过程中产生的副产物2-甲基吡啶为原料,以KOH改性的HZSM-5沸石分子筛为催化剂,气相一步法合成了2-乙烯基吡啶。考察了催化剂的焙烧温度、用于改性的钾含量、成型过程中的粘结剂的种类和含量,反应的工艺条件等因素对反应的影响。实验结果表明,催化剂焙烧温度为550℃,改性钾离子的质量分数为3％,以硅溶胶作为粘结剂进行催化剂成型,硅溶胶的用量为K-HZSM-5质量的50％,当反应温度为360-370℃,原料2-甲基吡啶和甲醛摩尔比为1：3,质量空速0．75h^-1时,2-甲基吡啶的转化率可达到80．26％,2-乙烯基吡啶的选择性可达到97．59％,实现了副产物的有效利用。     

常温常压下Cu_xO催化湿式氧化甲基橙

采用沉淀法制备CuxO催化剂,以甲基橙溶液模拟纺织废水,研究CuxO催化剂在常温常压下催化湿式氧化甲基橙的性能,探讨了焙烧温度和焙烧时间对催化剂催化活性的影响,考察了工艺条件中甲基橙溶液的浓度和pH、催化剂用量以及反应温度对催化湿式氧化过程的影响,探讨了CuxO催化湿式氧化甲基橙的机制和动力学。结果表明:CuxO的最佳制备条件为500℃焙烧4 h;20℃下,催化湿式氧化体系中催化剂CuxO的用量为2 g/L,甲基橙溶液的质量浓度为0.000 5 g/L,pH为3时,催化反应效率最高,2 h后脱色率可达83.6%。     

微波辅助加热分子筛催化苯乙烯空气环氧化的研究

以钴离子交换的分子筛为催化剂,以微波辅助加热的方法催化苯乙烯的空气环氧化.通过考察催化剂的煅烧温度、循环使用及失活原因等,探讨微波加热方法催化苯乙烯空气环氧化反应的最佳反应条件.研究结果表明,以CoMOR为催化剂,反应2.5 h即可得到94%的苯乙烯转化率和92.5%的环氧化选择性.同时,仅经过90℃去离子水回流洗涤5 h,然后100℃干燥2 h后,催化剂可在循环使用中保持较高的活性.本工作对高效催化苯乙烯空气环氧化反应及其循环使用有着重要的意义.     

失活V-P/HZSM-5分子筛的再生及催化性能研究

采用水蒸气法对失活V-P/HZSM-5分子筛催化剂进行再生,探讨水蒸气温度、流速及处理时间对再生后催化性能的影响,并用XRD、FTIR、SEM等分析手段对催化剂再生前后的结构进行表征.结果表明,水蒸气再生催化剂的最佳条件为:水蒸气流速为0.3mL.min-1,再生温度为400℃,再生时间为3h.     

Mn-Ce/γ-Al_2O_3协同O_3催化降解苯乙烯

利用Mn-Ce/γ-Al_2O_3二元复合金属氧化物催化剂协同O_3氧化降解苯乙烯废气。研究催化剂活性组分负载量、改性金属氧化物添加量、焙烧温度对催化剂性能的影响,探究不同工艺参数(O_3浓度、苯乙烯浓度、停留时间)对催化苯乙烯降解效果的影响及苯乙烯在O_3催化氧化环境下的降解机制。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附分析仪对催化剂进行表征;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定反应前后苯乙烯气体及反应产物质量浓度。结果表明:在Mn负载量为5%、Ce负载量为1%、焙烧温度为500℃条件下,催化剂性能最好,并且在O_3质量浓度0.2 g/m~3、苯乙烯质量浓度为1 g/m~3、停留时间为4 s时,苯乙烯最高去除率达到90.4%。     

HZSM-5催化裂解抽余C5制备乙烯／丙烯

以HZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器上进行抽余C5催化裂解制备乙烯/丙烯实验.考察了不同硅铝摩尔比的HZSM-5催化裂解抽余C5制备乙烯/丙烯的反应性能;用H3PO4浸渍法对HZSM-5进行改性,考察P改性对抽余C5催化裂解性能的影响,并采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其进行表征.结果表明,硅铝摩尔比为50的HZSM-5具有较好的催化裂解抽余C5制乙烯/丙烯反应性能,该催化剂最适宜的工艺条件是0.1 MPa、550℃、液体质量空速为3 h-1、水/油(抽余C5)体积比为0.8;未改性HZSM-5(硅铝摩尔比为50)在最佳工艺条件下反应3 h,所得乙烯和丙烯总收率为43.43%,而P改性后的HZSM-5在相同条件下反应,乙烯和丙烯总收率可达47.30%,提高了3.87%;P改性不会破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,可调节分子筛的酸性,改善HZSM-5分子筛的催化裂解性能.     

金属元素改性后的液化石油气制芳烃催化剂性能评价

利用X射线衍射和红外光谱分别表征了金属元素改性的HZSM-5分子筛液化石油气芳构化催化剂,并且在反应温度510 ℃、进料空速0.25 h-1和系统压力0.1MPa的条件下,利用100 mL固定床实验装置考察了改性金属元素种类、改性金属元素含量和双金属元素改性对催化剂性能的影响.结果表明,HZSM-5分子筛经锌或锌-铝改性后物相基本没有变化,但是改性后催化剂B酸中心减少,L酸中心明显增加,并出现新的芳构化活性中心.在Zn/HZSM-5催化剂上,液化气芳构化的芳烃收率比HZSM-5催化剂提高22%,并且催化剂的稳定性明显改善;Zn-Al/HZSM-5芳构化催化剂不仅能进一步提高液化气芳构化的芳烃收率,还能有效延长催化剂的使用寿命;当Zn-Al/HZSM-5催化剂上锌含量为2.0%～4.0 %,铝含量为2.0%～3.0%时,催化剂表现出最好的活性及稳定性.     

金属元素改性后的液化石油气制芳烃催化剂性能评价

利用X射线衍射和红外光谱分别表征了金属元素改性的HZSM-5分子筛液化石油气芳构化催化剂,并且在反应温度510 ℃、进料空速0.25 h-1和系统压力0.1MPa的条件下,利用100 mL固定床实验装置考察了改性金属元素种类、改性金属元素含量和双金属元素改性对催化剂性能的影响.结果表明,HZSM-5分子筛经锌或锌-铝改性后物相基本没有变化,但是改性后催化剂B酸中心减少,L酸中心明显增加,并出现新的芳构化活性中心.在Zn/HZSM-5催化剂上,液化气芳构化的芳烃收率比HZSM-5催化剂提高22%,并且催化剂的稳定性明显改善;Zn-Al/HZSM-5芳构化催化剂不仅能进一步提高液化气芳构化的芳烃收率,还能有效延长催化剂的使用寿命;当Zn-Al/HZSM-5催化剂上锌含量为2.0%～4.0 %,铝含量为2.0%～3.0%时,催化剂表现出最好的活性及稳定性.     

稀土改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备La、Ce、Sm、Eu等稀土(RE)金属改性的HZSM-5分子筛催化剂(RE/HZSM5),考察它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其物化性能进行表征,并讨论反应温度对La/HZSM-5催化性能的影响.结果表明:少量稀土引入不破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,只对表面酸性产生了较大的影响;表面酸量决定RE/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的性能,酸量的增大有利于乙醇转化率的提高;在不同稀土改性的催化剂中,2%La/HZSM-5的催化性能最佳,在反应温度240 ℃、55%原料乙醇、进料质量空速(WHSV)2.5 h-1的条件下,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和98.6%.     

MgO修饰的HZSM-5分子筛对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响

采用浸渍法制备了系列MgO修饰的HZSM-5分子筛催化剂，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)等方法对修饰前后的HZSM-5分子筛催化剂进行表征，并在固定床反应器上对催化剂的性能进行评价.结果表明：MgO的修饰并未对HZSM-5分子筛的晶体结构有明显影响，但是部分MgO优先覆盖了分子筛表面的强酸位，从而降低了分子筛的酸强度，并改变了B酸/L酸比例；同时由于MgO堵塞部分孔道造成分子筛比表面积降低，进一步降低了分子筛表面酸性位的数量，影响甲苯甲醇烷基化反应性能和产物分布.MgO修饰后的HZSM-5分子筛，虽然使甲苯转化率降低，抑制了甲苯歧化反应、深度烷基化反应和缩聚反应的发生，但是有利于对二甲苯和乙基甲苯的生成，表现出一定的择形催化性能.     

硼改性对纳米HZSM —5分子筛催化甲醇制丙烯的影响

采用浸渍法制备了一系列不同硼含量的改性纳米HZSM-5分子筛催化剂。利用X射线衍射、氮气吸附/脱附和氨-程序升温脱附技术对硼改性前后纳米HZSM - 5分子筛催化剂的结构和酸性进行了表征，并在常压、500℃和曱醇空速为1 . 0/h的反应条件下，在连续流动固定床微型反应器上考察了其催化曱醇制丙烯反应的性能。结果表明，随硼含量的增加，改性纳米HZSM- 5分子筛的比表面积和孔容均减小，酸强度降低，强酸量减少，弱酸量先减少后增加，从而使丙烯选择性不断提高和催化剂的稳定性先提高后降低。     

高岭土为原料合成Y/MCM-41复合分子筛及其催化性能

以高岭土为原料,采用水热法合成了复合分子筛Y/MCM-41.采用X射线粉末衍射和氮气物理吸附等手段进行了表征,研究了各种因素对合成样品结构性能的影响,考察了该分子筛对苯酚与叔丁醇烷基化反应的催化性能.结果表明:120℃下水热反应24 h,成功合成了复合分子筛;复合分子筛具有介孔和微孔双重孔结构,比表面积为628.9 m2.g-1,平均孔径为2.73 nm;复合分子筛对苯酚与叔丁醇的烷基化反应具有良好的催化性能,最佳反应条件为n(叔丁醇)/n(苯酚)=2.0,空速为1.0 h-1,反应时间为1 h,反应温度为140℃,苯酚的转化率可达62.2%,4-叔丁基苯酚的选择性可达86.0%;反应温度对催化性能有明显影响,低温范围内升温有利于烷基化反应的进行,而温度过高时,脱烷基化反应为主要反应.     

改性KL沸石催化合成碳酸二甲酯

采用固相研磨法制备KOH负载于KL型分子筛的非均相催化剂KOH/KL,用于催化碳酸丙烯酯和甲醇合成碳酸二甲酯反应,探索其在不同KOH负载量、焙烧温度下对催化性能的影响;采用X线衍射仪(XRD)及N2吸附仪进行表征分析。结果表明:焙烧温度为400℃、KOH负载量为30%的催化剂L型骨架结构未被破坏,活性组分很好地分散在孔道中;在反应温度为70℃,反应4 h的条件下,碳酸丙烯酯转化率达到49.5%。     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化活性的研究

以钛酸四丁酯为原料,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂.研究了溶胶液的pH,溶胶液的温度,N掺杂量以及焙烧温度对TiO2光催化剂催化活性的影响,并用XRD、UV-Vis、XPS等手段对催化剂性能进行了表征,考察了催化剂在可见光和紫外光下的催化活性.结果表明最佳的制备条件为:饱和尿素溶液的加入量为4 mL、溶胶液的pH为2.5、溶胶液的反应温度为40℃、焙烧温度为500℃.制得的N/TiO2催化剂为锐钛矿相、平均粒径为18.5 nm.该催化剂在钨灯可见光照射5 h后对亚甲基蓝溶液的去除率为41.8%,比同样条件下用纯TiO2高11.9倍.