具有镁铝尖晶石表面覆盖层的Ni/γ-Al_2O_3催化剂

甲烷化Ni/γ-Al_2O_3催化剂中,添加少量的MgO,能提高催化剂的耐热性,但过量的MgO由于形成MgO-NiO固熔体,使NiO还原困难,使镍催化剂的活性降低。本文用浸渍法使γ-Al_3O_3表面先形成镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)覆盖层,从而有效地防止了Mg-NiO固熔体的生成,另一方面也减少了NiO与γ-Al_2O_3表面结合成更难还原的镍铝尖晶石(NiAl_2O_4)的可能性,使催化剂易于还原,且有更高的活性。     

热解条件对CuCe-O/γ-Al2O3催化性能的影响北大核心CSCD

采用柠檬酸络合法制备了一系列的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂,利用XRD,H_2-TPR,BET,SEM等手段对不同热解温度、热解气氛下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂进行表征,并在连续固定床微反装置上评价了CuCe-O/γ-Al_2O_3催化剂的CO氧化性能。实验结果表明,改变热解温度及热解气氛对CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的比表面积及形貌特征影响较小,CuCe-O/γ-Al_2O_3试样中CuO在γ-Al_2O_3载体表面呈高度分散状态,弱氧气氛增强了CuO/CeO_2两相间的相互作用,加剧了Ce^(3+)从CuO中获取氧的趋势,提高了氧化铜的氧化还原能力,相应的H_2-TPR还原温度向低温区偏移;在15%(φ)空气+85%(φ)N_2热解气氛及230℃热解温度下制备的CuCe-O/γ-Al_2O_3试样具有优良的CO氧化活性,表明适宜的热解条件可以增强CuO/CeO_2两相的相互作用,进而提高CuCe-O/γ-Al_2O_3试样的氧化还原能力。     

载体预处理及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响

考察了载体预焙烧和La_2O_3改性及焙烧温度对CuO/γ-Al_2O_3催化剂的影响。结果表明,随着催化剂焙烧温度的升高,CuO与Al_2O_3之间的固相反应加强,CO氧化活性下降。γ-Al_2O_3经过高温预焙烧后,可减弱CuO与Al_2O_3之间的相互作用。La_2O_3对γ-Al_2O_3载体改性后,降低了催化剂的CO氧化活性。XPS和DSC结果表明La_2O_3的存在稳定了催化剂表面上的Cu以Cu~(2+)状态存在,阻碍了CuO在CO氧化反应中的还原氧化循环。     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

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。     

活性恢复处理技术对Mo-Ni/γ-Al_2O_3再生催化剂加氢性能的影响

采用活性恢复处理技术对工业Mo-Ni/γ-Al_2O_3再生催化剂进行活化处理,对活化处理前后的催化剂进行XRD,BET,SEM,TPR,TG表征,并在固定床恒温中型加氢装置上评价催化剂的柴油加氢性能。结果表明:与活化处理前相比,经过活化处理后的Mo-Ni/γ-Al_2O_3再生催化剂的比表面积及孔结构得到改善,还原温度降低100℃左右,活性金属组分与载体间的相互作用力减弱,Mo-Ni活性组分在催化剂表面的分散更好;在反应温度低10℃的工艺条件下,经过活化处理后的Mo-Ni/γ-Al_2O_3再生催化剂的加氢性能优于未活化处理的再生催化剂。     

磷钼酸改性Ni催化剂上秸秆液化油的加氢脱氧研究

秸秆是重要的农弃物资源,催化秸秆液化油加氢脱氧提高燃油品质,这对于优化利用农弃物资源和开发新能源都具有十分重要的意义。以γ-Al_2O_3为载体,通过浸渍法制备了负载型Ni催化剂(Ni/γ-Al_2O_3)和磷钼酸改性的Ni催化剂(Ni/γ-Al_2O_3-HMoP),采用氮气吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)和程序升温脱附(NH_3-TPD)对催化剂的物性进行了表征,并考察了磷钼酸对催化剂在秸秆液化油催化加氢精制中的性能的影响。结果显示,磷钼酸改性可有效提高催化剂对秸秆液化油的催化加氢脱氧活性。磷钼酸改性一方面可增加活性金属在催化剂载体上的分散,并使Ni活性粒子在载体微孔内尺寸大小趋于均匀,有利于活性组分Ni的分散,使催化剂具有更好的选择性和催化稳定性;另一方面,引入的磷钼酸与镍盐发生相互作用,提高了镍的还原性和活性位数量。秸秆液化油的加氢脱氧反应结果显示,在10%Ni/γ-Al_2O_3-HMoP-3催化剂上,温度250℃,氢气压力4.5MPa,秸秆液化油的催化加氢脱氧反应较为彻底,精制油颜色明显变浅。     

载体织构对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂结构和甲烷化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了4种不同γ-Al2O3为载体的负载型Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,通过BET、XRD和H2-TPR等表征手段对载体和催化剂进行了表面微观结构分析,并考察了其低温浆态床催化CO甲烷化反应的活性和稳定性。结果表明,载体γ-Al2O3的表面织构性质对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂活性物质Ni的分布和甲烷化活性影响较大。比表面积和平均孔径分别为192m2/g和5.8nm的γ-Al2O3载体具有较好的低温浆态床CO甲烷化活性,有利于活性组分的分散,且与γ-Al2O3表面作用较强的β-NiO含量较多,还原后活性物质Ni晶粒较小,形成的活性中心数量多,甲烷化活性及稳定性较好,CO的平均转化率和CH4平均选择性分别达到97.0%和89.0%。而以比表面积较大的高硅γ-Al2O3载体制备的催化剂,游离态α-NiO含量较多,还原过程中容易迁移和团聚,形成较大的Ni晶粒,催化剂的活性和稳定性均差,CO的初始转化率为85.5%,反应17h后活性急剧下降。     

完全甲烷化催化剂的制备及优化

以γ-Al_2O_3为载体,NiO为活性组分,MgO和CeO_2为助剂,制备出完全甲烷化催化剂,考察了载体中Si物种,MgO和CeO_2助剂对催化剂活性的影响,并对甲烷化反应的工艺条件进行了优化。结果表明:添加MgO有利于提高催化剂的高温稳定性,添加CeO_2可以抑制CO加氢反应中积炭的产生;催化剂载体中Si物种的存在不利于甲烷化反应;甲烷化反应最佳反应温度为300℃,反应压力为3 MPa。     

氧化钛对烃类蒸汽转化制氢催化剂活性的影响

本文对提高Ni/α-Al_2O_3催化剂的烃类水蒸汽转化制氢催化活性的途径作了评述和分析,除了引入稀土氧化物可以提高活性以外,将TiO_2加入Ni/α-Al_2O_3催化剂中也可以有效地提高其催化活挂,同时对于TiO_2在催化剂中加入的方式和加入量有相应的要求。催化剂的制备采用浸渍法,使一定量的TiO_2浸渍在载体α-Al_2O_3的表面上。催化剂的活性测定采用常压流动型微催化色谱装置,以甲烷为原科进行甲烷水蒸汽转化制氢反应。本文对于TiO_2可以提高Ni/α-Al_2O_3催化剂的烃类水蒸汽转化制氢活性的原因作了评述,其主要原因在于活性组分Ni和TiO_2之闻是属于强的金属-载体相互作用(SMSI),尤其在Ni和TiO_2界面上发生这种强相互作用(IMSI),从而产生Ti~(3+)的新的活性中心,提高了催化活性。     

Ag助剂对Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂催化环戊二烯选择加氢性能反应的影响

以TiO_2-Al_2O_3复合氧化物为载体,Ni为主活性组分,依次考察了Ni的负载量、助剂金属(Co、Cu、Zn、La和Ag)的种类和含量对催化剂催化环戊二烯选择加氢反应的影响。实验结果表明,5种助剂中,Ag可以最大程度地提升Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的选择加氢活性和提高环戊二烯的转化率及环戊烯的选择性。催化剂的Ni负载量为15%,Ag助剂的加入量为3.0%时,在反应温度45℃、反应压力0.5 MPa、氢/烃(摩尔比)1.2、液体体积空速8.0h~(-1)的条件下,环戊二烯的转化率大于92.5%,环戊烯的选择性大于91.5%。催化剂在200h稳定性考察实验中,呈现较好的稳定性。BET测试结果表明,Ag-Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的比表面积为142.7m~2/g,孔体积为0.41mL/g,孔集中分布在4~9nm之间,最可几孔径为7.1nm;XRD测试结果表明,Ag助剂的加入使NiO的晶粒变小并在载体表面分散的更均匀,而使TiO_2的晶粒变大并在载体表面聚集,减弱了NiO与载体中TiO_2的相互作用;TPR测试结果表明,Ag助剂的加入使催化剂的氢还原峰向低温方向移动了80℃以上,使催化剂更容易还原活化。     

Ni/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化及对萘饱和加氢反应的影响

采用浸渍法,改变镍负载量、焙烧温度和焙烧时间等条件制备了Ni/Al_2O_3系列催化剂,使用高压固定床反应器评价了优化后的Ni/Al_2O_3催化剂在萘饱和加氢反应中的性能,并进行了200 h的稳定性实验。采用XRD,H2-TPR,SEM,TG,DTA,BET等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,在镍负载量为10%(w)、焙烧温度为450℃、焙烧时间为4 h的条件下,制备的催化剂加氢性能较高,活性组分Ni O与γ-Al_2O_3载体间存在相互作用且高度分散于载体表面。实验结果表明,在反应压力为5 MPa、反应温度为260/275℃、LHSV=1 h-1、氢油体积比为300∶1的反应条件下,采用优化后的Ni/Al_2O_3催化剂,十氢萘的选择性最高可达99%以上,产物中顺式和反式十氢萘的比例可达3.0。     

生物质甘油经气化制甲烷Ni-Ce/Al2O3催化剂研究

采用浸渍法制备了助剂Ce掺杂的Ni/Al_2O_3催化剂,用于甘油重整气甲烷化反应,分别采用BET、XRD、H_2-TPR、CO_2-TPD等手段对催化剂进行了表征,并考察了Ce掺杂量、甲烷化温度、在线运行时间对Ce掺杂Ni/Al_2O_3催化甲烷化性能的影响。结果表明,掺杂的Ce会优先占据Ni/Al_2O_3催化剂的微孔,抑制活性组分Ni与载体Al_2O_3相互作用而生成尖晶石NiAl_2O_4,促进表面高度分散的活性Ni的生成,其催化还原性、甲烷化性能得以提高。3%(w)Ce掺杂的Ni/Al_2O_3在甘油重整气甲烷化反应中最佳温度范围为275~300℃,CO和CO_2转化率分别可达99%和75%以上,每千克甘油经水蒸气重整、甲烷化反应后生成的甲烷量达到570L以上。     

γ-氧化铝的水热法合成及NiMo/γ-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫性能

以拟薄水铝石为原料,采用水热法合成载体γ-Al_2O_3的前体碳酸铝铵(AACH),利用XRD,BET,SEM,~(27)Al MAS NMR,Py-IR,HRTEM等手段对AACH、γ-Al_2O_3试样(Al_2O_3-AC)和Ni Mo/γ-Al_2O_3催化剂进行表征,考察了碳酸氢铵浓度和水热时间对制备AACH的影响,研究了催化剂的加氢脱硫性能。表征结果显示,在NH_4HCO_3浓度为2.00 mol/L、水热时间8 h条件下制备的AACH为棒状颗粒结构,结晶度较好;载体Al_2O_3-AC具有较大的比表面积、孔体积和孔径;Ni Mo/Al_2O_3-AC催化剂硫化后Mo S_2颗粒分布均匀,活性相中出现了较多Ⅱ型的Ni—Mo—S相,具有较好的加氢脱硫活性。实验结果表明,在LHSV=4.0 h~(-1)、V(H_2)∶V(油)=300、氢压2 MPa条件下,Ni Mo/Al_2O_3-AC催化剂催化二苯并噻吩脱硫率达76.12%。     

不同官能团有机物对MoNiP/Al_2O_3催化剂的组成、结构和性能的影响

以Mo和Ni为活性组分、γ-Al_2O_3为载体,采用具有不同官能团的有机物制备了MoNiP/Al_2O_3催化剂。通过H_2-TPR、XRD、原位Raman光谱、CO吸附红外光谱、XPS及HRTEM等方法表征了催化剂的组成和结构。以蜡油为原料,在反应压力11.0 MPa、氢油体积比700∶1、反应温度370℃、液态空速1.0 h~(-1)的条件下评价了催化剂的加氢活性。实验结果表明,添加具有不同官能团的有机物,特别是氨类有机物,改善了载体氧化铝表面羟基基团的分布,促使更多的Mo物种以八面体配位多核聚钼酸形态存在,并有效削弱了载体与活性金属之间的强相互作用,提高了Mo物种的分散度与硫化度,使催化剂形成更多的"Mo-Ni-S"加氢活性相,提高了催化剂的加氢活性。添加氨类有机物的催化剂对蜡油具有更高的芳烃饱和活性、加氢脱硫和加氢脱氮活性。     

不同官能团有机物对MoNiP/Al_2O_3催化剂的组成、结构和性能的影响北大核心CSCD

以Mo和Ni为活性组分、γ-Al_2O_3为载体,采用具有不同官能团的有机物制备了MoNiP/Al_2O_3催化剂。通过H_2-TPR、XRD、原位Raman光谱、CO吸附红外光谱、XPS及HRTEM等方法表征了催化剂的组成和结构。以蜡油为原料,在反应压力11.0 MPa、氢油体积比700∶1、反应温度370℃、液态空速1.0 h^(-1)的条件下评价了催化剂的加氢活性。实验结果表明,添加具有不同官能团的有机物,特别是氨类有机物,改善了载体氧化铝表面羟基基团的分布,促使更多的Mo物种以八面体配位多核聚钼酸形态存在,并有效削弱了载体与活性金属之间的强相互作用,提高了Mo物种的分散度与硫化度,使催化剂形成更多的"Mo-Ni-S"加氢活性相,提高了催化剂的加氢活性。添加氨类有机物的催化剂对蜡油具有更高的芳烃饱和活性、加氢脱硫和加氢脱氮活性。     

Ni10.7YxWy/γ-Al2O3催化剂在甲烷干重整反应中的抗积碳性能北大核心CSCD

采用等体积浸渍法制备了一系列Ni_(10.7)Y_xW_y/γ-Al_2O_3催化剂,用于甲烷二氧化碳干重整(DRM)反应,通过XRD、BET、H_2-TPR、TPH、HRTEM和XPS对催化剂进行了表征,考察了金属助剂对催化剂性能的影响。实验结果表明,添加钇使NiAl_2O_4的还原程度增强且能促进活性组分Ni的分散,添加钇和钨可使催化剂的比表面积、孔径和孔体积均减小。同时添加钨和钇的Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性最好。在DRM反应过程中,Y_2O_3与CO_2作用形成Y_2O_2CO_3能抑制丝状碳的生成,从而提高催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂在DRM反应过程中发生W碳化反应生成α-WC,与活性组分Ni形成双活性位点,从而提高了催化剂的活性和稳定性。Ni_(10.7)Y_3W_(10)/γ-Al_2O_3催化剂不仅生成了双活性位点,还有效抑制了积碳的扩散,从而抑制了丝状碳的生成。     

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。     

不同晶型Al_2O_3载体负载CoMo催化剂的制备及其加氢脱硫性能研究

以拟薄水铝石为前驱体焙烧制得γ-Al_2O_3、δ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3 3种晶型氧化铝,进行了XRD、BET、FTIR和介电性质表征,用等体积浸渍法负载CoMo活性组分,评价了以这3种晶型氧化铝为载体的催化剂对噻吩的加氢脱硫性能,并考察了微波对汽油加氢脱硫体系的强化作用。结果显示,以γ-Al_2O_3、δ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3为载体的催化剂对噻吩的催化性能依次增强,在260℃下,θ-Al_2O_3体系的脱硫率能够达到96.41%;即使在低温下,如220℃时,微波加热对θ-Al_2O_3为载体的催化剂催化汽油加氢脱硫体系比常规加热脱硫率可提高15.1%。     

γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物的制备及其催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物催化剂(Co9Cux/γ-Al_2O_3),利用XRD,BET,H_2-TPR等手段对催化剂进行表征。考察了Cu负载量、有无O_2存在等对催化剂活性的影响,研究了催化剂的催化机理及其稳定性。表征结果显示,Co_9Cu_x/γ-Al_2O_3催化剂具有尖晶石结构,随Cu负载量的增加,催化剂的比表面积下降,CuO还原峰向低温区移动,Cu的负载量达15%(w)时,继续增加Cu负载量,催化剂比表面积基本保持不变,钴系氧化物的存在提高了催化剂活性。实验结果表明,Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂的活性最高,N2O转化率在565℃时达100%;Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的稳定性,在有O_2条件下,560℃连续催化分解N_2O反应24 h,N_2O转化率仍大于97%。