Fe-Mn/SiO_2催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

以SiO2为载体,采用浸渍法分别制备了Fe-Mn(物质的量比为1∶1)质量分数为5%~35%的Fe-Mn/SiO2催化剂,以及Fe-Mn质量分数为30%,Fe-Mn物质的量比(x=0.1~0.9)的Fex-Mn1-x/SiO2催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、氢气程序升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。结果表明Fe、Mn物质的量比为1∶1、Fe-Mn质量分数为30%的Fe-Mn/SiO2催化剂具有最好的活性,在280℃的反应条件下甲苯可完全催化燃烧。在Fe-Mn/SiO2催化剂体系中,Fe-Mn质量分数小于30%时检测不到Fe或Mn的物相。Fe-Mn质量分数大于30%时只检测到了Fe2O3物相;在Fex-Mn1-x/SiO2催化剂体系中,x的值在0.5~0.9之间时只检测到了Fe2O3物相,x的值在0.1~0.3之间时只检测到了Mn2O3物相。催化剂的氧化还原性能与Fe-Mn的质量分数和Fe、Mn的物质的量比有很大的关系,这些可能都影响着催化剂的性能。     

不同载体和前驱体对钴基催化剂浆相费托合成性能的影响

以SiO2和γ Al2O3为载体,以硝酸钴、醋酸钴和氯化钴为前驱体,利用浸渍法制备出钴基细粒子催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能,分析了不同载体和前驱体对浆相费托反应性能的影响。结果表明,SiO2载体上钴物种的分散度和还原度均高于γ Al2O3载体,因而Co/γ Al2O3催化剂的活性最差,CO转化率远低于Co/SiO2催化剂。不同钴前驱体所制备的Co/SiO2催化剂钴物种的分散度和还原度有很大的差别,其相应的Co/SiO2催化剂的浆相费托活性顺序由大到小依次为:Co(NO3)2,Co(NO3)2+Co(CH3CO2)2,Co(CH3CO2)2,CoCl2。     

La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂的抗积炭性能研究

采用脉冲反应和程序升温氧化反应考察了Ni/MgAl2O4和La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上CD歧化和甲烷催化分解的程度.结果表明,在相同处理条件下,Ni/MgAl2O4催化剂上CD的歧化程度远高于La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂,Ni/MgAl2O4催化剂上甲烷分解产生的积炭量是La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上的4.28倍.利用甲烷处理La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂后,其X光电子能谱(XPS)的C1s谱中NixC的结合能比Ni/MgAl2O4催化剂高.这证实了催化剂中较高正价态镧的存在,使得还原态催化剂的金属镍表面电子向镧上迁移;还原态金属粒子电子浓度降低,使得催化剂上CO歧化和甲烷分解反应的速率降低,从而使催化剂表现出较强的抗积炭能力.     

Na~+和卤素修饰的Ag/MgO催化剂在丙烯环氧化反应中的催化性能

制备了一系列未经修饰和经Na+和卤素修饰的5%(质量分数)Ag/MgO催化剂.考察了富氧条件(p(C3H6)∶p(O2)=2.53∶98.8)下,Na+和卤素的修饰对Ag/MgO催化剂的丙烯环氧化反应性能的影响.研究发现,添加于催化剂中的Na+有助于环氧丙烷选择性的提高,而与Na+共存的Cl-和Br-则显著增加环氧丙烷的选择性.氧程序升温脱附(O2-TPD)表征显示,Ag/MgO催化剂中Na+和Cl-的添加提高了催化剂中次表面氧的含量和稳定性,从而促进了其在丙烯环氧化反应中的催化性能.     

还原条件对Pd/Al2O3催化剂上对硝基苯酚加氢性能的影响

用过量浸渍-液相还原法制备Pd/Al2 O3催化剂,采用等离子发射光谱仪(ICP)、X线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征,并在对硝基苯酚催化加氢反应中考察其催化性能.结果表明:还原剂的类型、还原温度和还原时间对Pd/Al2 O3催化剂的晶型和活性影响显著.当采用水合肼(N2 H4·H2O)作还原剂、0℃还原30 min时,催化剂表现出较高的对硝基苯酚加氢活性,加氢速率达到22.7 mmol/(min·g),对氨基苯酚的选择性为100％,收率为99％.与工业常用骨架Ni催化剂的性能进行比较,Pd/Al2 O3催化剂在活性、选择性和稳定性都明显优于骨架Ni催化剂.     

La2O3—Ni／MgAl2O4催化剂的抗积炭性能研究

采用脉冲反应和程序升温氧化反应考察了Ni/MgAl2O4和La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上CO歧化和甲烷催化分解的程度。结果表明,在相同处理条件下,Ni/MgAl2O4催化上CO的歧化程度远高于La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂,Ni/MgAl2O4催化剂上甲烷分解产生的积炭量是La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上的4．28倍。利用甲烷处理La2O3-Ni/MgAl2O4催化上,其X光电子能谱（XPS）的C1s谱中的NixC的结合能比Ni/MgAl2O4催化剂高。这证实了催化上中较高正价态镧的存在,使得还原态催化剂的金属镍表面电子向镧上迁移;还原态金属粒子电子浓度降低,使得催化剂上CO歧化和甲烷分解反应的速率降低,从而使催化剂表现出较强的抗积炭能力。     

不同载体和前驱体对钴基催化剂浆相费托合成性能的影响

以SiO2和γ-Al2O3为载体，以硝酸钴、醋酸钻和氯化钴为前驱体，利用浸渍法制备出钻基细粒子催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能，分析了不同载体和前驱体对浆相费托反应性能的影响。结果表明，SiO2载体上钴物种的分散度和还原度均高于γ-Al2O3载体，因而Co／γ-Al2O3催化剂的活性最差，CO转化率远低于Co／SiO2催化剂。不同钴前驱体所制备的Co／SiO2催化剂钴物种的分散度和还原度有很大的差别，其相应的Co／SiO2催化剂的浆相费托活性顺序由大到小依次为：Co(NO3)2，Co(NO3)2 Co(CH3CO2)2，Co(CH3CO2)2，CoCl2。     

富氧条件下NO_x的选择催化还原:载体与活性组分的影响

考察了不同载体 ,如微孔沸石 P、ZSM- 5和 Beta,中孔材料 MCM- 41以及 γ- Al2 O3 等负载Co催化剂在富氧条件下对丙烷选择性催化 NOx 还原的活性 .用 N2 吸附等温线、程序升温还原( TPR)及 X光光电子能谱 ( XPS)等方法表征了载体的孔结构和 Co的化学态并与反应活性关联 .结果表明 :载体的结构和孔道以及 Co组分的化学态决定了 NOx 选择催化还原活性 ,催化剂对 NOx催化转化活性次序如下 :Co/Beta>Co/ZSM- 5 Co/P≌ Co/γ- Al2 O3 >Co/MCM- 41 ,适宜的孔径以及保持 Co组分在孔道内为 Co2 + 结构是 Co/Beta活性最高的主要原因     

水及还原温度对氧化铕促进的Cu-ZnO催化剂上甘油氢解性能的影响

采用共沉淀法制备了氧化铕(Eu2O3)促进的Cu-ZnO催化剂,通过X射线衍射(XRD)、N2O脉冲吸附等手段对所制备的催化剂物化性质进行表征,考察了它们在连续流动固定床反应器中甘油氢解反应的催化性能,讨论了反应液中水的质量分数及还原温度对Eu2O3促进的Cu-ZnO催化性能的影响.结果表明:引入Eu2O3不改变甘油氢解反应的产物分布,但能显著提高催化剂的稳定性;减少反应液中水含量及降低还原温度有利于提高催化剂的稳定性;稀土Eu2O3能够增强Cu-ZnO的抗水氧化能力,使催化剂表面Cu0难被水氧化而不易失活.     

Cr--MnOx/TiO2--ZrO2低温选择催化还原NO的活性及抗毒性能

采用溶胶凝胶法制备TiO2-ZrO2载体,然后采用柠檬酸溶液浸渍法制备Cr-MnOx/TiO2-ZrO2复合催化剂.通过X射线衍射、比表面积测试( BET)、扫描电镜、X射线光电子能谱等测试方法对催化剂的物化性能进行表征分析,并进行NH3选择性催化还原NO实验,考察催化剂在低温下的活性及抗硫抗水性能. Cr元素介入到MnOx 中,形成了新型的CrMn1.5 O4活性物相,其中的Mn元素多以Mn3+和Mn4+存在.高价态的Cr5+使Mn元素由Mn3+向高氧化态的Mn4+转化,有利于低温选择性催化还原反应的进行.鉴于Cr元素第一电离能和电负性均低于Mn元素,能优先于Mn与SO2-4和SO2-3结合,保护MnOx 不被硫酸化,从而提高Cr-MnOx/TiO2-ZrO2催化剂的抗毒性能.制备的五种不同Cr/(Cr+Mn)摩尔比的催化剂中,Cr(0.4)-MnOx/TiO2-ZrO2的性能最优,其颗粒分散均匀,具有较大比表面积,在180℃时脱硝效率能够达到95.8%,同时通入5% H2 O和10-4 SO2,脱硝效率缓慢下降,反应8 h后,下降到73%,并保持稳定.     

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。     

水热法和组合法制备的杂多化合物催化性能的比较研究

采用水热法和组合法制备了杂多化合物催化剂Cs2.0Fe0.1HxPVMo11As0.4Oy.采用FT-IR和TG-DTA对不同方法制备的催化剂结构进行了研究,对它们在连续流动固定床反应器中选择性催化氧化异丁烷的催化性能进行了比较研究.实验表明,在C4H10/O2/N2/H2O=2/3/6/1,GHSV为910 h-1的条件下,水热法和组合法制备的催化剂的催化性能均在380℃时达到最佳,但这两者的催化性能差别却很大,产物甲基丙烯酸的选择性分别为9.53%和32.33%.     

原位水热合成La_(1-x)Ce_xCoO_3/SBA-15钙钛矿型催化剂和CO催化氧化反应性能的研究

采用原位水热合成法合成了La1-x Ce x CoO3/SBA-15(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,摩尔分数,下同)催化剂,并采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2物理吸附-脱附表征仪(BET)和程序升温还原(H2-TPR)等表征手段对催化剂的结构进行了研究.结果表明:Ce掺杂对催化剂的结构和CO催化氧化性能有较大的影响.在Ce掺杂部分取代La之后,催化剂形成了La1-x Ce x CoO3钙钛矿相,CeO2和Co3O4物相;当Ce的掺杂量为x=0.2时,催化剂的CO催化氧化活性最高.     

碱性介质中空气电极性能改进的研究

考察了在空气电极的催化层中添加稀土氧化物La2O3对催化剂存在形态、空气电极性能的影响;并在碱性介质中以锌为负极组成碱性一次锌-空电池,考察了电池的放电性能.实验结果表明,La2O3作为空气层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性.在碱性介质中,La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂.     

稀土元素Ce(La)促进的Pt/β催化剂上正庚烷的临氢异构化

采用共浸渍法制备稀土元素Ce、La修饰的Pt/Hβ催化剂,通过比表面积测定(BET)、X线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂进行表征,在连续流动常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明:催化剂中Ce或La的引入提高了正庚烷转化率,同时还在很大程度上提高了异构化产物的选择性。CePt/Hβ催化剂的最佳组成为Pt负载量(质量分数)0.4%,n(Ce)∶n(Pt)=5∶1,催化剂在230℃的反应温度下表现出很高的正庚烷转化率(61.5%)和异构化选择性(96.7%),明显高于相应的Pt/Hβ催化剂性能(50.6%和82.4%)。另外,在脱铝β沸石及预先负载杂多酸(磷钨酸)的脱铝Y沸石载体上也发现了Ce或La对其催化性能的促进作用。稀土元素Ce和La通过改善催化剂酸性和Pt分散度而起到了助催化作用。     

丙酮气相一步合成3,5-二甲基苯酚

采用浸渍法制备了K2O-MgO/γ-Al2O3催化剂,在固定床连续反应器上考查了MgO负载量对丙酮一步合成3,5-二甲基苯酚的催化性能的影响;并且,通过XRD(X-RayDiffraction)和N2-TPD对催化剂进行了表征。结果表明,在H2保护下,反应温度480℃,压力5.51625×105Pa,空速2.4h-1条件下,3wt%K2O-10wt%MgO/γ-Al2O3具有较好的催化效果,丙酮单程转化率为67.73%,3,5-二甲基苯酚选择性达34.45%。XRD图谱表明,尖晶石MgAl2O4的形成对3,5-二甲基苯酚的选择性有一定的影响,且K2O能中和γ-Al2O3表面的酸中心,使活性组分更好地分散于载体上。N2-TPD结果表明,催化剂比表面积的增加,有利于催化剂与反应物的充分接触,可提高目标产物3,5-二甲基苯酚的选择性。     

复合改性ZSM-5纳米片催化N_2O分解反应研究

以ZSM-5纳米片(Nanosheet-ZSM-5)为前驱体,醋酸铜、硝酸银、硝酸铈和硝酸镧为改性剂,采用一步法离子交换,制备了不同金属复合改性ZSM-5纳米片催化剂,测试了其N2O催化分解性能,结合催化剂的理化性质、H2-TPR和O2-TPD等表征,研究了复合改性对催化剂N2O分解性能的影响及其原因.结果表明,Ag、Ce或La的掺入,可促进Cu-ZSM-5纳米片催化剂上活性物种的还原,加快吸附氧的脱附,从而提高了N2O的催化分解活性.经Ag、Ce复合改性还可有效提高Cu-ZSM-5纳米片催化剂的低温活性.     

杂多化合物配位水的数量对环己烯环氧化反应的影响

以30%H2O2溶液为氧化剂,以六配位水和三配位水的铋钨杂多酸四丁基铵盐([(C4H9)4N]10[(MⅡ(H2O)3)2(WO2)2(BiW9O33)2]和[(C4H9)4N]12[(MⅡ(H2O))3(BiW9O33)2](M=Ni,Mn,Co))为催化剂,催化了环己烯环氧化反应,探索了杂多酸催化剂中配位水的数量对催化剂性能的影响.结果表明:H2O2(30%)与环己烯的物质的量比为3∶1,反应温度为80℃,反应时间为6 h,六配位水的铋钨杂多酸四丁基铵盐具有更高的催化活性.底物环己烯的转化率为58.9%,产物环氧环己烷的选择性大于等于99%.同时还对杂多酸催化环氧化环己烯的机理做了初步的探讨.     

加氢催化剂CuO-La2O3的TPR研究

本文由Cu、La的硝酸盐用共沉淀法制备了系列CuO-La2O3催化剂。对这些催化剂进行了TPR表征,考察了铜含量、镧含量对催化剂还原性能的影响。结果表明:随催化剂中Cu含量的增加,La含量的减少,铜离子还原峰峰顶温度降低,峰面积增大。当Cu与La的质量比为2∶8时,La2O3对CuO的分散性最好。     

石墨烯负载铂催化剂对肉桂醛选择性加氢性能影响

用沉积-沉淀-水合肼还原法制备氧化石墨烯（GO）、石墨（graphite）、酸化石墨（graphite-H）负载的Pt催化剂,研究了它们对肉桂醛选择性加氢生成肉桂醇反应的催化性能,并对该催化剂进行多晶X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、N2 吸附和X射线光电子能谱表征.结果表明：3种制备的催化剂中,负载Pt后氧化石墨烯被水合肼还原生成还原氧化石墨烯（RGO）,具有最高的比表面积,表面Pt的含量较低,所得Pt颗粒的粒径最小,具有最高的肉桂醛转化率;RGO 含有较多的酸性含氧基团C-OH 及COOH,有利于肉桂醛的C=O吸附,因此Pt/RGO具有最高的肉桂醇选择性.此外,还考察了Pt/RGO 催化性能与温度、氢气压强、反应时间的关系.实验表明,最佳反应温度为85℃,时间为3h,H2 压力为2.0MPa.