不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂的苯胺焦油加氢轻质化

采用分步沉淀法制备CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂,通过比表面积分析(BET)、X线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)对催化剂结构和物化性能进行表征,研究催化剂对苯胺焦油加氢裂化的反应活性。结果表明:适量加入CeO_2可提高NiO在载体γ-Al_2O_3表面的分散,提高NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂的还原性及吸氢能力,进而提高催化剂的活性和稳定性。采用CeO_2质量分数15%的NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在反应温度265℃、反应压力3.0 MPa、液时空速0.3 h-1和氢油体积比2 000的条件下,苯胺焦油裂解率为100%,胺类物质收率为58.54%。     

耐硫甲烷化催化剂的成型工艺探究

采用挤出法对Ce O2-Al_2O_3载体和MoO_3/ZrO_2催化剂进行了成型处理并研究了成型工艺对高温、低温催化剂耐硫甲烷化性能的影响,考察了不同成型助剂对负载型Mo基催化剂成型效果和耐硫甲烷化活性的影响,并对所制备的成型催化剂进行稳定性考察.结果表明,铈铝复合载体的适宜成型条件是水粉质量比约0.45~0.55、黏合剂为10%,(质量分数,下同)的拟薄水铝石,胶溶剂为10%,的硝酸,润滑剂为1%,的田菁粉;MoO_3/ZrO_2低温催化剂的成型工艺条件是拟薄水铝石添加量为10%,,硝酸添加量为5%,,田菁粉添加量为1%,.在此条件下制备的高温和低温成型催化剂均具有良好的稳定性,这为耐硫甲烷化催化剂的工业放大研制提供了重要依据.     

超临界水催化氧化降解邻氨基苯酚

本实验通过超临界水氧化的方式对邻氨基苯酚进行催化氧化研究。探讨了以浸渍法所制备的CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3和Mn_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3 3种催化剂对超临界水氧化降解邻氨基苯酚的影响。设计正交实验探究最佳的催化剂的制备方案以进行对邻氨基苯酚的超临界水氧化反应。本实验采用的实验装置为盐浴间歇式超临界水氧化(SCWO)实验装置、通过浸渍焙烧的材料作为超临界水氧化的催化剂,氧气作为实验的氧化剂,并以化学需氧量(COD)去除率反映超临界水氧化效果,本次实验通过催化剂Mn_2O_3/CeO_2/γ-Al_2O_3的COD降解效果最佳,达到71.42%,比无催化剂的超临界水氧化降解效果提升33.6%。通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析发现Mn_2O_3有着良好的热稳定性,有助于提升良好的热稳定性。     

La_2O_3改性Ni/α-Al_2O_3催化剂中镍分散度对抗积碳性能的影响

本文考察了La_2O_3改性后的Ni/α-Al_2O_3催化剂中镍晶粒度的变化,及其对抗积碳性能的影响。平均镍晶粒度采用X-射线宽化法测定,积碳速率通过在动态热重装置中正庚烷的蒸汽转化进行考察。结果表明,加La_2O_3有效地提高了镍在载体上的分散度,同时也明显地改善了催化剂的抗积碳性能。La_2O_3的这些效应与其加量有明显的关系,而且存在着一个最合适的加量。在低于此加量时,镍分散度和抗积碳性能均随La_2O_3加量的增加而迅速增加,积碳速率随平均镍晶粒度的减少而近似直线性地下降;高于此加量时,增加La_2O_3的加量,镍分散度与抗积碳性能均无进一步的明显变化。按理论分析计算La_2O_3的量适当加量,接近而略低于La_2O_3在载体表面的最大单层分散量。当载体表面La_2O_3量高于最大单层分散量时,适当变化活性组份镍的含量,对催化剂的平均镍晶粒度和抗积碳性能均无显著的影响,但此时积碳速率和甲烷转化活性有相当一致的变化关系。从不同温度下的积碳速率的计算证明,加La_2O_3改性,能使低温下的积碳活化能大大提高。     

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。     

蜂窝状催化剂的La_2O_3-Al_2O_3涂层的研究

由三异丙氧基铝水解制得的γ-Al_2O_3,比铝盐沉淀得到的γ-Al_2O_3具有较高的比表面积和热稳定性。采用La_2O_3为稳定剂能推迟高温下γ-Al_2O_3的相变,监抑制烧结,从而减缓因高温而引起的表面积下降。以这种涂层处理后的蜂窝状载体,负载上化学式量为LaCu_(0.5)Mn_(0.5)O_3催化活性组份,经900℃焙烧后,测试催化剂对CO氧化的催化活性,结果表明载体上的涂层Al_2O_3加La_2O_3稳定化后,对提高催化剂的高温稳定性有明显的效果。     

载体对纳米NiB催化肉桂酸加氢催化活性与稳定性的影响

采用浸渍-还原法制备负载型纳米NiB催化剂,以肉桂酸加氢反应为模型,考察载体(γ-Al_2O_3、SiO_2、TiO_2)对催化剂的催化活性和稳定性的影响.发现载体γ-Al_2O_3具有较好的分散镍活性组分的作用,在多次循环使用后催化剂活性组分流失较少.负载型NiB/γ-Al_2O_3催化剂在肉桂酸加氢反应中表现出较好的稳定性,此外,催化剂套用次数越多其活性反而越高,连续反应3次后肉桂酸的转化率可达75.0%,其加氢产物的选择性仍然保持在100%.通过系列表征,发现其最主要的原因可归为随着反应的不断进行载体孔道中的活性组分纳米NiB逐步暴露所致,更重要的是载体γ-Al_2O_3能够有效抑制活性组分的流失和团聚.     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.     

2-甲基呋喃及2-甲基噻吩氢解反应的中毒研究

采用搅拌槽式微量天平流动反应器,在硫化态CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上考察了氢化吡啶及2,6-二甲基吡啶两种含氮毒物对于2-甲基呋喃加氢脱氧及2-甲基噻吩加氢脱硫反应的毒化过程。研究发现,CoMo/γ-Al_2O_3催化剂上加氢脱氧与加氢脱硫反应的活性均具有空间位阻效应(Sterical hindrance effects)。同时,当少量毒物2,6-二甲基吡啶吸附于催化剂表面时,不仅未使两种氢解反应中毒,反而产生轻度的促进作用。就此而论,这两种活性位具有相似之处。然而,同一毒物作用下,加氢脱氧与加氢脱硫中毒过程的相对活性曲线的明显区别似又表明加氢脱氧位与加氢脱硫位之间存在差异。     

固定床微型反应器中沸石催化剂的结炭研究

本文研究了分子筛类型催化剂的活性催化过程中的中毒失活过程,探讨了催化剂在反应过程中表面反内孔道生成炭结垢与该催化剂的结构关系以及反应活性降低的速率     

纳米催化剂FeCl3-Al（isobutyl）3-phenanthroline的制备

利用透射电镜和聚合实验研究了纳米催化剂FeCl3-Al(i-Bu)3-phenanthroline的制备方法,分析了各组分的比例、加入顺序、老化等因素对其催化活性的影响.实验结果表明,在加氢汽油介质中,当c(Butadiene)=1.85×103 mol/m3,c(FeCl3)/c(Butadiene)=3.0×10-5,c(Al(isobutyl)3)/c( FeCl3)=66,c(phenanthroline)/c(FeCl3)=1.6时,催化剂的粒径小于50 nm,丁二烯转化率可达到98%以上,聚丁二烯的相对分子质量为2.90×107,此为最佳配比.加料顺序为phenanthroline,FeCl3,Al(isobutyl)3,能有效阻止Fe3+被深度还原.老化时间为4 h、老化温度在-15～20 ℃内不影响催化剂活性.     

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 .     

纳米催化剂FeCl3-Al(isobutyl)3-phenanthroline的制备

利用透射电镜和聚合实验研究了纳米催化剂FeCl3-Al(i-Bu)3-phenanthroline的制备方法,分析了各组分的比例、加入顺序、老化等因素对其催化活性的影响。实验结果表明,在加氢汽油介质中,当c(Butadiene)=1.85×103mol/m3,c(FeCl3)/c(Butadiene)=3.0×10-5,c(Al(isobutyl)3)/c(FeCl3)=66,c(phenanthroline)/c(FeCl3)=1.6时,催化剂的粒径小于50 nm,丁二烯转化率可达到98%以上,聚丁二烯的相对分子质量为2.90×107,此为最佳配比。加料顺序为phenanthroline,FeCl3,Al(isobutyl)3,能有效阻止Fe3+被深度还原。老化时间为4 h、老化温度在-15~20℃内不影响催化剂活性。     

生物质油提质加氢脱氧催化剂研究进展

随着化石能源的日益减少,来源于木质纤维素基可再生生物质油越来越受到人们的关注.但是,与石油相比,生物质油含氧量高,导致其能量密度低、黏度高、热和化学稳定性差,因而必须进行脱氧提质才能用作发动机燃料.在生物质油提质方法中,加氢脱氧(HDO)最具应用前景.综述了木质纤维素基生物质油HDO催化剂的研究进展,包括过渡金属硫化物、磷化物、氮化物和碳化物,贵金属,金属-酸双功能催化剂,过渡金属以及非晶态合金等.过渡金属硫化物催化剂用于HDO时,会因S被氧化物或水中O逐步取代而失活;贵金属催化剂虽具有高HDO活性和选择性,但因价格高、资源受限而无法大规模应用;过渡金属氮化物、碳化物和过渡金属催化剂活性较高,但会在HDO中因结焦或氧的嵌入导致催化剂失活;非晶态合金催化剂具有较高HDO活性,但热稳定性较差;过渡金属磷化物的HDO活性高,稳定性好,是一类优良的HDO催化活性相.载体的表面性质和孔结构对其负载的HDO催化剂性能影响较大.碳沉积和结构破坏是HDO催化剂失活的主要原因.     

乙炔在锆催化体系下的聚合

本首次研究了应用锆的膦酸酯盐作乙炔定向聚合的催化剂。结果表明，该催化剂可以使乙炔在室温下聚合生成顺式含量55%以上，有银白色成紫铜色金属光泽、柔软性和稳定性较好的聚乙炔薄膜。对所得聚乙炔进行了红外光谱、光声光谱、电阻率及元素分析等表征。此外，对聚乙炔膜的电化学及电池性能也进行了研究。该新催化剂的开发为合成聚乙炔提供了更广阔的合成范围。     

程序升温还原法研究环已醇脱氢催化剂的还原性

以程序升温还原技术（TPR）研究了由不同组成、不同制备方法、不同前处理条件以及加入不同助剂的环已醇脱氢制环已酮新型催化剂的还原 性，并与催化反应活性的稳定性相关联。结果表明，采用适当还原条件可显著提高催化剂活性稳定性。     

Pt—NaY催化耕中Pt粒大小的测定

用浸渍和吸附两种方法分别制得含Pt量7.0％(重量)的Pt—NaY催化剂。用X—射线衍射峰宽化法、透射电子显微镜和氢化学吸附三种方法测定了Pt粒大小,讨论了Pt在NaY中的分散性及三种测定分散度方法的特点。     

在Pt／Al2O3催化剂上苯深度氧化的内扩散影响

测定了苯深度氧化的催化剂有效因子,其值在0.49～0.97之间。用近似方法计算了η的理论值。联合使用显式Adams-Bashforth和隐式Adams-Moulton数值解,得到O_2在催化剂孔内的分压分布。     

Mn(Ⅲ)-Salen型催化剂的合成及催化氧化苯乙烯的研究

对Mn(Ⅲ)-Salen型模拟酶仿生催化剂的合成及催化氧化活性进行了相关的研究.以取代水杨醛和二胺类为原料,合成制备了4种Salen型仿生催化剂,用IR、UV等测试方法对Salen型催化剂的化学结构进行表征,并对以氧气为氧化剂的苯乙烯催化氧化制备苯甲醛反应的氧化选择性进行了初步的探索.实验结果表明:Mn(Ⅲ)Cl2-Salen型仿生催化剂具有良好的氧化选择性,其苯甲醛氧化选择性可达87%.