喹啉催化加氢机理的量子化学研究

利用固定催化剂晶胞结构参数，用分子动力学方法全参数模拟优化了喹啉分子在具有不同硫原子缺陷的硫一钼一镍催化剂晶体表面的吸附过程，得到了反应物分子在催化剂晶体表面的最稳定吸附态，有效地判断了不同晶格催化剂对反应物吸附强弱及对反应物的活化程度。以氢、碳原子间距离为横坐标，其对应的能量值为纵坐标，建立了氢原子进攻喹啉分子的加氢坐标系及加氢反应模型，求出了反应活化能，从而判断不同催化剂晶体表面结构对催化剂活性的影响。结果表明，晶体上硫原子缺陷越多，反应物分子越易与活性中心镍原子相结合，越容易使反应物分子活化，反应所需的活化能就越小。     

H2吸附对Hi／海泡石催化剂的表征

对研制的Ｎｉ／海泡石苯加氢催化剂进行了氢气吸附性能的研究，得到了氢吸附量与加氢活性关系。并对催化剂制备过程中不同焙烧温度、不同镍含量的催化剂用氢吸附法进行了表征。通过程序升温脱附求得了氢气、苯、环己烷的脱附活化能及脱附动力学方程。     

钼镍系列加氢处理催化剂的表面活性结构

通过Ｘ射线粉末衍射法、Ｘ射线光电子能谱法及激光拉曼光谱法，研究了钼镍系列加氢处理催化剂的表面活性结构。从分子水平上，阐明了该系列催化剂表面组分的结构，探讨了表面组分结构与反应活性间的关系。     

H＿2吸附对Ni／海泡石催化剂的表征

对研制的Ｎｉ／海泡石苯加氢催化剂进行了氢气吸附性能的研究，得到了氢吸附量与加氢活性关系．并对催化剂制备过程中不同焙烧温度、不同镍含量的催化剂用氢吸附法进行了表征．通过程序升温脱附（ＴＰＤ图）求得了氢气、苯、环已烷的脱附活化能及脱附动力学方程．     

骨架镍催化剂活性原因的分析

骨架镍催化剂产生活性的原因是因为表面缺陷部位存在着活性中心，它将氢活化为弱吸附的线式Ni-H表面物种，使其参与加氢反应，线式Ni-H是可逆吸附，由气相H2补充，完成催化循环。     

Co-Mo/MCM-41上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压滴流床反应器上考察了以MCM-41担载不同原子物质的量比的Co-Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性,并在总压5.0MPa、温度280～340℃和液时空速30～90h-1条件下,研究了HDS的反应动力学.利用假1级平推流反应模型求得了DBT加氢脱硫反应的表观反应速率常数和表观反应活化能.根据DBT加氢脱硫反应网络中氢解路径的速率常数和加氢反应路径的速率常数随Co和Mo原子物质的量比的变化关系可以看出,氢解反应和加氢反应在不同的活性中心上进行,Co的引入强化了催化剂的氢解反应活性.在不同Co和Mo原子物质的量比的催化剂上进行反应时,DBT加氢脱硫反应的表观活化能不同.Co和Mo原子物质的量比为0.25、0.50、0.75和1.0时的表观活化能分别为111.0、92.9、82.1和101.4kJ.mol-1.研究结果表明,表观活化能与反应活性有很好的相关性.     

H2在镍表面吸附活化作用的量子化学研究

用ＤＦＴ方法对Ｎｉｎ－Ｈ２（ｎ＝１,２）进行高水平的计算,结果发现Ｈ２分子在镍表面是一个Ｈ原子与一个镍原子键合,这各吸附模式既有利于Ｈ２分子的活化也有利于体系的稳定性。     

裂解汽油一段加氢催化剂制备工艺研究

以α-Al2O3作载体,考察了催化剂制备过程中加入表面活性剂、改变钯盐母体种类以及洗涤阴离子的方式对催化剂加氢性能的影响,并对催化剂的表面结构及Pd的分散性进行了表征。结果表明:在纯烃加氢反应中,催化剂制备中加入PEC-400、使用硝酸钯母体且不洗涤阴离子的情况下,催化剂单独抗硫性能和同时抗硫、氮中毒能力均有提高。采用硝酸钯为活性金属母体,可制备出具有高抗硫中毒及同时抗硫、氮中毒性能的催化剂。     

CO吸附于PtRu合金(100)面上的DFT理论研究

采用DFT方法对CO吸附在PtRu(100)表面的吸附行为进行系统性的研究,分析了键参数及电子结构．结果表明Ru的加入确实能削弱CO在合金上的吸附并且活化CO分子．当Ru的含量达50％时,PtRu催化剂抗CO中毒能力最强．另外CO分子在合金表面的吸附还和其吸附位及表面原子排布有关,CO吸附在Pt上较吸附于Ru上更强,吸附位周围分布Ru较分布Pt更促进CO分子的活化．     

钴钼催化剂上2-甲基噻吩加氢脱硫的动力学考察

本文采用搅拌式微量天平流动反应器(Stirred flow microbalance re-actor),在常压及温度623K的条件下,考察了硫化态钴钼催化剂上2-甲基噻吩的加氢脱硫动力学。当催化剂活性达到稳态后,通过改变反应进料2-甲基噻吩、氢及硫化氢的流量,获得了不同的2-甲基噻吩、氢及硫化氢分压下的加氢脱硫速率数据。结果表明,反应物2-甲基噻吩及产物硫化氢均对加氢脱硫反应速度有明显的阻滞作用,这意味着在钴钼催化剂的加氢脱硫活性位上,硫化氢与2-甲基噻吩之间存在着竞争吸附。利用Langmuir-Hinshelwood方程较好地关联了所得到的实验数据,通过二元线性回归,确定了速率方程中相应的动力学参数,文中对2-甲基噻吩加氢脱硫的反应机理进行了初步的探讨。     

乙酰丙酸加氢生成γ-戊内酯的反应动力学

以Pd/C为催化剂(Pd质量分数为5%),在消除内、外扩散影响条件下,研究了乙酰丙酸非均相催化加氢制备γ-戊内酯反应动力学。考察了反应温度(100~160℃)和氢气压力(1.0~3.0 MPa)对反应速率的影响,以及氢气在乙酰丙酸液体中的溶解度(温度80~160℃、氢气压力0~5.25 MPa)。结果表明:乙酰丙酸非均相催化加氢反应对乙酰丙酸浓度的反应级数为零级,对氢气压力的反应级数为一级,反应活化能为33.0 kJ/mol;提出了加氢反应可能的机理,并简化氢解离吸附Langmuir等温吸附式,获得了与实验结果一致的加氢反应动力学模型表达式。     

对苯二甲酸的加氢精制过程Ⅱ.不同粒度催化剂上4-CBA表观加氢动力学

对Pd/AC催化剂上对苯二甲酸(TA)加氢精制过程中的对羧基苯甲醛(4-CBA)加氢反应进行了研究。考察了氢分压、反应温度、催化剂颗粒大小对4-CBA消逝速率的影响,结果表明:在高于0.35 M Pa时,氢分压对4-CBA加氢反应速率的影响很小,而温度和催化剂粒度大小对加氢反应的影响显著。同时,工业条件下的TA加氢精制过程存在着严重的内外扩散。采用幂函数动力学模型方程利用M atlab拟合得到了不同粒度催化剂上的表观动力学方程。     

氮化合物在加氢催化剂上的吸附研究

以喹啉为代表,考察了氮化合物在Ni-Mo/Al_2O_3加氢催化剂上的吸附特性。结果表明,在常温常压下,喹啉仅以N原子吸附;而在高温高压下,除了N原子吸附外,无N的芳环也要发生吸附。     

Rh-Ru双金属催化剂的NBR加氢动力学研究

以铑-钌(Rh-Ru)双金属催化剂对丁腈胶 (NBR)进行均相溶液加氢动力学研究。分别考察了该催化剂体系的加氢活性、加氢速率和选择性。经加氢实验表明,该催化剂对NBR加氢的较佳工艺条件为 :氢气压力1.4MPa;温度145℃ ,反应时间 4～5h ,使NBR加氢度≥98%。此外还求得各因素的反应级数,并得到该催化剂的NBR加氢动力学方程:-d[CC]/dt=k[CC]^1.70 p^1.17[Rh-Ru]^1.30 ,反应温度115～145℃时的加氢反应活化能为13.17kJ/mol。     

苯在Ru-Zn/Ru（0001）合金表面上的吸附——密度泛函研究

为了理解苯在Ru-Zn合金催化剂上的部分加氢催化机理,采用密度泛函方法对苯在Ru-Zn/Ru（0001）面上的吸附进行理论研究。计算结果表明,当苯的碳原子或者共轭双键直接位于表面Zn原子的atop位时,其吸附热较Ru（0001）面上的类似吸附状态下降约60%.Zn原子与苯环C原子之间的排斥作用导致苯环的成键轨道与表面Ru原子的价层轨道之间的空间对称性下降,从而不利于苯与合金表面的键合。当吸附位离开Zn原子时,邻近Zn原子对于苯的吸附基本没有影响。     

烃类化合物炔键选择加氢Pd-Pb/CaCO3催化剂的研究

用正交试验研究了喹啉、催化剂、温度等因素对炔键选择加氢的影响．方差分析及显性检验结果表明喹啉添加量与催化剂用量之间的配比对炔烃氢化反应的选择性有重大影响．并利用二元表和二元图得到了优化的反应条件．不同还原方法的尝试说明水合肼也是一种好的还原剂．两种浸渍方法的对比表明．用双浸渍法制备的钯催化剂选择加氢性能整体优于常规浸渍法制备的催化剂，当浸渍比为1：1时选择性最好．并对该现象进行了讨论．     

苯加氢反应镍催化剂表面活性集团性质的研究

用CS2 脉冲中毒法测定Ni/SiO2 催化剂表面上苯加氢反应的动力学性质 ,结合用H2吸附法测定的镍表面积数据 ,求出了苯加氢反应要求催化剂中Ni分散度随Ni含量减少而增加 ,分散度与Ni含量关系接近 4次方 .但分散度不影响催化反应的Ni原子组合数 ,K对Ni/SiO2 催化剂的影响也作了研究 ,K降低Ni/SiO2 对苯加氢反应的催化活性 ,但也不影响Ni原子组合数 .     

NiB/Al_2O_3非晶态合金催化剂抗硫性能研究

采用化学还原法制备了非晶态NiB合金及负载型非晶态NiB/Al2 O3合金 ,用浸渍法制备了Ni/Al2 O3催化剂。用ICP、BET、TPD及氢吸附等方法对催化剂进行了表征。以苯加氢为探针反应 ,以CS2 为毒物 ,对各催化剂的催化活性和抗硫性能进行了比较。研究结果表明 ,非晶态合金由于有更高的活性镍面积而表现出更高的催化活性及抗硫性能 ,载体能改善非晶态合金的性能 ,并对毒物有一定的吸附作用。在非晶态合金表面有三种中心 ,CS2 优先中毒高温吸附中心。     

负载型非晶态合金催化剂（Ni—B／SiO2）与己二腈气固相常压加氢的研究

采用化学还原法合成了负载型Ｎｉ－Ｂ非晶态合金催化剂及其对应的晶态Ｎｉ系催化剂。用电感耦合等离子光谱（ＩＣＰ）、Ｘ－射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）、比表面测定（ＢＥＴ）及氢吸附法对催化剂进行了表征。活性测试结果表明：负载型非晶态合金催化剂（Ｎｉ－Ｂ／ＳｉＯ２）对己二腈气固相常压加氢反应具有很高的活性和选择性,工业应用前景乐观。