催化剂载体对噻吩吸附和表面反应的影响

应用动态分析方法考察了噻吩在Mo/Al_2O_3、Mo/SiO_2、Mo/TiO_2三种催化剂上的吸附和表面反应速率常数,实验结果表明:(1)载体对吸附和反应性能都有影响,其中对吸附影响更加突出。在任一载体上,K_A·k_r/k_a远小于1,表面反应是噻吩氢解的速率控制步骤,而吸附是平衡的;(2)由MoO_3载量对K_A及K_r的影响推测,对Mo/Al_2O_3催化剂,噻吩主要吸附于载体上,而氢解反应则发生在金属Mo上;对Mo/SiO_2催化剂,则吸附和反应都发生在Mo上;(3)用动态分析方法按两步反应机理获得的载体对K_p的影响规律与稳态法结果基本一致。     

Mo/Tio_2-Al_2O_3催化剂加氢脱硫性能的研究

在中压反应装置上以环己烷70w％、环己烯25w％和噻吩5w％混合液为反应物,考察了Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的噻吩加氢脱硫(HDS)和环已烯加氢(HYD)活性。催化剂采用三种预处理条件:(1)400℃H_2S/H_2硫化;(2)500℃H_2还原;(3)不处理。结果表明,预硫化处理的催化剂活性最高,且HYD/HDS大于1。Mo/TiO_2-Al_2O_3的HYD和HDS的活性总是比Mo/Al_2O_2高。当TiO_2的含量超过单分子层时,不经任何处理的Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂就具有很高的HDS和HYD性能,表明TiO_2-Al_2O_3载体有显著改善Mo催化剂加氢脱硫性能的作用。     

Ir在Pt-Ir/Al_2O_3催化剂中的形态与作用

应用H_2吸附的程序升温脱附(TPD)和环戊烷(CP)的脉冲反应,对Pt-Ir/Al_2O_3催化剂及其参比样Al_2O_3、Pt/Al_2O_3、Ir/Al_2O_3进行氢吸附及氢解活性的测定.试验注意到:Pt/Al_2O_3,Pt-M/Al_2O_3等负载型贵金属催化剂的TPD谱图一般包括两个可区分开的波峰,即T_m在100℃附近的低温峰(α峰)和T_m在500℃附近的高温峰(β峰)。前者是非活化吸附氢的信号,与催化剂的表面性质有关;后者是吸收氢或溢流氢(spillover),与催化剂表面性质无关。Pt-Ir/Al_2O_3(3)、Ir/Al_2O_3(2)、Pt/Al_2O_3(1)的TPD谱图α峰面积是Aa(3)>Aa(2)>A_α(1),Al_2O_3无信号,表示不吸附氢。它们在CP上的氢解活性也是这样的顺序,其表观反应速度常数之比为:k_3∶k_2∶k_1=15∶8∶1.根据Aa(3)=Aa(2) Aa(1),及240℃、280℃时k_3与k_2的比各约等于1.0和2.0的关系。认为Pt-Ir/Al_2O_3的活性中心,多数由Pt/Al_2O_3,Ir/Al_2O_3的活性中心组成,可简单表示为(Pt)_m (Ir)_no在设定三个催化剂的金属分散度相同的基础上,从TPD谱图a峰的面积和Pt,Ir的含量,求得它们的氢吸附的化学计量相对值,表示为PtH,Ir_2H_3.结果指出:Ir在Pt-Ir/Al_2O_3中基本上是独立存在,保存Ir/A1_2O_3中原有的形态与结构.Ir是高氢解活性组分,烃类氢解是它的特征反应.     

Ni/TiO_2-Al_2O_3裂解汽油一段选择加氢催化剂的研究

分别以Al_2O_3和TiO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Ni负载量相同的裂解汽油一段选择加氢催化剂Ni/Al_2O_3和Ni/TiO_2-Al_2O_3;采用X射线衍射、低温N_2物理吸附、压汞法和氢程序升温还原等方法对载体和催化剂进行了表征,并对催化剂的活性和选择性进行了评价。表征结果显示,TiO_2-Al_2O_3载体中TiO_2的晶相为β-TiO_2,Al_2O_3为无定形相;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近70%,而Ni/Al_2O_3催化剂中15～110 nm的孔体积占总孔体积的近50%;Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的还原温度低于Ni/Al_2O_3催化剂。催化剂的评价结果表明,在反应温度65℃、反应压力2.8 MPa、液态空速4 h~(-1)、H_2与裂解汽油体积比为500:1的条件下,Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的加氢活性和选择性高于Ni/Al_2O_3催化剂。     

Mo/γ-Al2O3表面H2的吸附性能

利用H2与探针分子吸附的原位红外光谱技术，研究了担载Mo的质量分数为15％的Mo／γ-Al2O3催化剂表面的H2吸附。结果表明，还原态的Mo／γ-Al2O3催化剂表面可以形成多种配位不饱和Mo中心（Mo（CUS）），H2易在由桥式Mo-O-Mo键还原形成的Mo（CUS）上吸附。在323K下，H2主要以质子形式可逆吸附在Mo金属的表面；在较高温度下（573K），H2解离吸附在Mo（CUS）上，产生活化氢，使催化剂表面吸附物种发生加氢反应。证实H2与探针分子的交替吸附及共吸附的实验可以有效地提供Mo／γ-Al2O3催化剂表面H2吸附的信息。     

二芳基乙烷催化剂的制备

苯乙烯和混合二甲苯的混合物,在SiO_2-Al_2O_3催化剂存在下合成二芳基乙烷。讨论了Al_2O_3含量、焙烧温度及PH值对催化活性的影响。     

负载于TiO_2载体上的第Ⅷ族金属粒子大小的估算——对金属与载体间强相互作用的催化剂的表征

<正> 自1978年Tauster等发现第Ⅷ族金属元素负载于TiO_2载体上,经770K氢还原处理后,催化剂的活性组份——金属粒子对H_2和CO的化学吸附受到明显的抑制,因此,无法用化学吸附法测定负载型催化剂中金属粒子分散度和估算粒子大小。他们认为,出现这种现象是因为金属与载体间存在强相互作用(简称SMSI)。几年来,不少研究工作者对这类SMSI效应很关注,先后研究了其催化性能。例如Ni/TiO_2,发现以TiO_2为载体的镍催化剂比载在Al_2O_3和SiO_2载体上的催化剂其性能有显著差异,如在甲烷化反应与费多合成中有较高的     

载体对甲烷直接氧化制合成气的影响

研究了10%NiO担载在5种不同载体(α-Al_2O_3、ZrO_2、SrTiO_3、SiO_2、TiO_2)上制备的催化剂样品对甲烷直接氧化制合成气的影响。主要考察了催化剂的活性和抗积炭性能。程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)和CO_2程序升温脱附(TPD)实验结果表明该系列催化剂的活性顺序为:Ni/α-Al_2O_3＞NiO/ZrO_2＞NiO/SrTiO_3＞NiO/SiO_2(?)NiO/TiO_2。TPR结果显示NiO与不同载体之间经800℃焙烧都有不同程度的相互作用,但是强相互作用(如NiO与TiO_2生成了新相NiTiO_3)对催化活性不利。TPD表明催化剂表面相对较强的碱中心有利于甲烷分子的活化,并能增加催化剂抗积炭性能。     

多组份加氢催化剂中TiO_2的竞争吸附效应

用X光能谱定量分析了钼,钴和镍在Al_2O_3-TiO_2载体和预浸TiO_2的Al_2O_3载体上的径向浓度分布。并与Mo、Co、Ni/Al_2O_3催化剂的活性组份分布特征做了比较。实验数据表明钼、钴和镍诸组份相对富集在二氧化钛的高浓度区,证明了二氧化钛对钼、钴和镍的竞争吸附效应及其对浓度分布的影响。     

焙烧温度对Cr-K_2O/Al_2O_3催化剂异丁烷脱氢性能的影响

以活性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制得Cr-K_2O/Al_2O_3催化剂前驱体,经过不同温度焙烧制得Cr-K_2O/Al_2O_3-t催化剂。通过BET、XRD和NH3-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察了Cr-K/Al_2O_3-t催化剂催化异丁烷脱氢制异丁烯的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂的异丁烯收率和异丁烯的选择性,500～600℃焙烧的催化剂可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面酸性位减少,适宜的焙烧温度为600℃。在常压、500℃、异丁烷体积空速400h~(-1)的反应条件下,Cr-K_2O/Al_2O_3-600催化剂上异丁烯收率和选择性分别达到50.2%和94.9%。     

甲烷、二氧化碳转化制合成气的研究——Ⅰ.催化剂及其催化性能

采用固定床流动反应装置研究了金属负载型催化剂对甲烷二氧化碳转化制合成气的催化活性,考察了催化剂活性组份、载体及反应条件等对合成气生成量的影响。发现负载型Ni/Al_2O_3催化剂对甲烷二氧化碳转化具有高催化活性,其合成气生成量随反应温度升高或压力降低而增加。通过测定发现,当镍负载量低于13.15w％时,即使在热力学积炭区使用Ni/Al_2O_3催化剂,它也具有高抗积炭性能。考察了Ni/Al_2O_3-5催化剂在700℃下连续运行120小时的瞬间活性,发现产物合成气摩尔含量一直保持在91％左右,催化剂活性无任何降低趋势。     

丙烷在Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂上的临氢脱氢反应

制备出Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂,考察了丙烷在这种催化剂上高温临氢脱氢反应的行为,与Pt-Sn/Al_2O_3催化剂比较,Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂的丙烯收率明显提高,稳定性也有所改善。对催化剂的脱氢活性与催化剂中Pt、Sn、K含量关系的研究表明,催化剂的Sn/Pt原子比应调整在较低数值(0.66—1.64),催化剂中K含量不宜过高,适宜的K含量为≤2.0％(w)。     

Al_2O_3-TiO_2复合载体的制备与表征

采用共沉淀法制备了A l2O3-T iO2复合载体,采用BET法、压汞法、扫描电子显微镜、X射线衍射、吡啶吸附-程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱法对A l2O3-T iO2复合载体进行了表征。讨论了焙烧温度对A l2O3-T iO2复合载体的比表面积、孔径分布及晶型的影响,观察了A l2O3-T iO2复合载体的形貌,同时对A l2O3-T iO2复合载体的表面酸性进行了研究。实验结果发现,随焙烧温度的升高,A l2O3-T iO2复合载体的比表面积减小、孔体积和平均孔径增大;A l2O3-T iO2复合载体中T iO2的存在降低了A l2O3晶型的转变温度,而A l2O3的存在则升高了T iO2的晶型转变温度,提高了T iO2的热稳定性;A l2O3-T iO2复合载体表面具有较低的酸性,且只有L酸中心;A l2O3-T iO2复合载体为球状微粒。     

丝光沸石的酸性对乙苯异构化反应的影响

在微型连续流动固定床反应器上,以乙苯为原料,考察C_8芳烃异构化双功能催化剂中丝光沸石的酸性对乙苯异构化反应的影响,着重考察了丝光沸石的硅铝比、Na~+交换度和含量等对乙苯转化反应的影响;对载体预处理进行了研究,考察了氨处理和化学改性对乙苯异构化反应的影响。实验结果表明,随丝光沸石的硅锅比、Na~+交换度和含量的增大,乙苯转化率增加;但异构化选择性随硅铝比的增大而降低,随Na~+交换度和丝光沸石含量的增大先增加后下降,在一定酸性时出现峰值;适宜的硅铝比约为11,适宜的Na~+交换度约为80%,适宜的丝光沸石质量分数为30%～40%。总体上,化学改性方法可降低副反应程度,但对主反应的影响也较大;氨处理氢型载体的方法则可在降低副反应的同时,保持较高的活性,且选择性有所提高。     

乙酸水蒸气重整制氢Fe-Ni催化剂的研究

采用浸渍法制备了一系列负载型Fe-Ni催化剂,利用固定床反应器对该系列催化剂在乙酸水蒸气重整制氢反应中的催化性能进行了评价,研究了催化剂中Fe与Ni的摩尔比、载体种类、活性组分负载量、反应温度及液态空速对催化剂性能的影响。实验结果表明,在4种载体(Al_2O_3,ZrO_2,SiO_2,TiO_2)负载的Fe-Ni催化剂中,Fe-Ni/Al_2O_3催化剂表现出最高的活性和选择性;当Fe与Ni的摩尔比为0.25:1、Fe-Ni负载量(摩尔分数)为15%、水与碳摩尔比为7.5:1、液态空速为4.8 h~(-1)、反应温度为350℃时,可使乙酸完全转化,并且反应温度为600℃时H_2选择性高达96.2%。     

Al_2O_3-TiO_2复合载体用于乙炔选择加氢反应

采用共沉淀法制备了A l2O3-T iO2复合载体(简称复合载体),研究了该复合载体负载Pd后制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂在乙炔选择加氢反应中的催化性能。考察了复合载体合成条件(复合载体中T iO2的含量、中和反应温度、沉淀终点pH、A lC l3的质量浓度、沉淀物老化时间)对Pd/A l2O3-T iO2催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,复合载体的最佳合成条件为:T iO2质量分数30%,中和反应温度40℃,沉淀终点pH=9,A lC l3的质量浓度0.20g/mL,沉淀物不老化。采用最佳条件下合成的复合载体所制备的Pd/A l2O3-T iO2催化剂(Cat-02)的选择性大于85%,乙炔转化率达到90%以上,优于Pd/A l2O3催化剂。与工业催化剂G-58C相比,Cat-02在活性上还有一定差距,但具有更好的选择性。     

不同载体的镍基催化剂在甲烷部分氧化反应中的催化行为

考察了不同载体(SiC、Al2O3、SiO2、Si)负载的Ni基催化剂在甲烷部分氧化反应中的活性和稳定性。结果表明,30h内Ni/Si和Ni/SiO2催化剂的活性下降很快,而以SiC和Al2O3为载体的催化剂则具有非常高的活性和稳定性。对Ni/SiC和Ni/Al2O3催化剂,考察了它们在264h内的活性和稳定性,并对其进行表征。评价结果显示,长时间运转后Ni/SiC比Ni/Al2O3具有更好的活性和稳定性,积炭量明显少于Ni/Al2O3。