Cu-Co-Al复合氧化物在N_2O分解反应中的催化活性

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法和高温焙烧法制备了系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物催化剂,并采用浸渍法制备了相应的K改性催化剂,将这些催化剂用于N2O分解反应,考察了催化剂组成和K负载量对活性的影响。采用N2物理吸附(BET)、XRD和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂的活性较高。表征结果显示,系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物均为尖晶石型结构。在550℃下N2O连续进行分解反应600 min,有氧无水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4(K与(Cu+Co)的原子比为0.03)催化剂上的N2O转化率分别为77.0%和92.8%;而在有氧有水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂上的N2O转化率分别为14.5%和36.2%。与Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂相比,0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂具有较高的活性和稳定性。     

焙烧温度对CeCu氧化物催化剂上苯基挥发性有机物催化燃烧的影响

采用柠檬酸络合法制得Ce Cu氧化物催化剂,考察焙烧温度对Ce Cu氧化物催化剂性能的影响。采用XRD和H2-TPR方法对Ce Cu氧化物催化剂进行表征,通过对苯基挥发性有机物(PVOCs)催化燃烧活性评价催化剂的性能。实验结果表明,Cu O物种能有效地溶入Ce O2晶格中形成Ce Cu氧化物固溶体,提高了催化剂体系中金属氧化物的低温可还原性;焙烧温度为350℃的Ce Cu氧化物催化剂(Ce Cu(350))对甲苯的催化燃烧活性高于焙烧温度为300℃和400℃的Ce Cu氧化物催化剂;在反应温度225℃下,Ce Cu(350)氧化物催化剂上甲苯的转化率为94.3%;Ce Cu(350)氧化物催化剂对PVOCs有良好的催化燃烧活性,转化率高低的顺序为:乙苯二甲苯甲苯苯。     

NiMo/Al2O3上H2还原脱除烟气中SO2和NO探索

采用连续管式固定床反应器,在压力为常压、反应温度为100～600 ℃、无氧和含氧气氛下考察了NiMo/Al2O3催化剂上H2催化脱除SO2、NO的性能。结果表明：NiMo/Al2O3催化剂具有良好的同时脱硫脱硝的性能,SO2转化率、单质硫选择性均高于单独脱硫或单独脱硝时,但N2生成率低于单独脱硝时,其中SO2转化率随温度的升高而增高,直至达到100%;含氧气氛下的SO2转化率、单质硫选择性、N2生成率整体优于无氧气氛下的结果;SO2的存在对NO的吸附有抑制作用,NO的存在显著提高了SO2转化率和单质硫选择性。     

焙烧温度对镁铝复合氧化物载体性能的影响

采用混合固相反应法制备了一系列不同焙烧温度的镁铝复合氧化物载体,并负载Co-Mo活性组分制备了Co-Mo/MgO-Al2O3催化剂;通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附、X射线衍射、热分析和质量滴定等方法考察了焙烧温度对载体性能的影响,并评价了Co-Mo/MgO-Al2O3催化剂在水煤气变换反应中的活性。实验结果表明,500~800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体以MgAl2O4.xMgO.yAl2O3无定形复合氧化物形式存在,900~1 300℃焙烧的镁铝复合氧化物载体转变为MgAl2O4尖晶石;600~800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体具有适宜的比表面积和孔结构,有较高的零电荷点,有利于Co-Mo活性组分的吸附和分散,以其为载体制备的Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂具有很高的活性。     

CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物的甲烷催化燃烧性能研究

采用共沉淀法制备了系列CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物甲烷燃烧催化剂,并采用XRD和BET对所得催化剂进行了表征.结果表明,在适当的Ce/Mn摩尔比范围内,试样经500℃焙烧可形成Ce/Mn固溶体复合氧化物,更高焙烧温度则导致催化剂比表面积下降和一定程度的烧结.500℃和800℃焙烧催化剂的活性变化规律略有不同,其活性主要由Ce/Mn摩尔比决定,其中活性最高的催化剂中Ce/Mn摩尔比为7:3.100h稳定性试验结果表明,经800℃焙烧的Ce3Mn7O20-δ催化剂具有良好的热稳定性.典型催化剂在低转化率下的宏观动力学实验结果表明,甲烷催化燃烧在CexMn10-xO20-δ固溶体氧化物催化剂上为一级动力学反应,反应速率受催化剂固有性质控制.     

CuMn_2Ti_xO_(4+2x)复合氧化物的制备及其催化甲烷燃烧性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜锰钛复合氧化物催化剂Cu Mn2TixO4+2x(x=0,0.5,1,2),通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,并考察了钛掺杂量和焙烧温度对催化剂的结构及其催化甲烷燃烧活性的影响。实验结果表明,掺杂钛提高了催化剂的比表面积和可还原性,使催化剂的活性明显提高;当x=1时,即Cu Mn2Ti O6催化剂的活性最高,在反应气体积组成为CH4 3.0%,O2 20%,N2 77%和气态空速12 000 h-1的条件下,甲烷转化率达10%时的反应温度为320℃,甲烷转化率达90%时的反应温度为445℃;随催化剂焙烧温度的升高,Cu Mn2Ti O6催化剂的活性逐渐降低。     

负载型镁铝水滑石催化酯交换合成生物柴油

采用共沉淀法合成了镁铝水滑石,以其为载体负载K2CO3制备了负载型镁铝水滑石催化剂,用于菜籽油酯交换合成生物柴油。研究了未负载活性组分时,镁铝水滑石和焙烧后得到的镁铝复合氧化物对酯交换反应的催化活性,以及负载K2CO3后,活性组分负载量对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射表征了焙烧前后以及负载K2CO3前后催化剂物相结构的变化。实验发现,水滑石载体和K2CO3在高温焙烧后形成的钾铝和镁钾氧化物是催化剂碱性和活性提高的重要原因。进一步优化了活性组分负载量和酯交换反应条件,以镁铝水滑石为载体,负载25%的K2CO3作为催化剂,在催化剂用量2%,醇油摩尔比12∶1,反应温度60℃,反应时间1.5h时,油脂转化率高达99%。     

Ru-La-O/γ-Al_2O_3复合催化剂上CO选择性氧化脱除及再生

采用分步浸渍法制备了一系列Ru1-Lax-Oy/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中进行CO选择性氧化催化性能研究。考察了催化剂上不同La2O3添加量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响,并通过TPR、XRD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,添加w(La)=10%的Ru1-La10-Oy/γ-Al2O3催化剂在110℃～170℃温度区间具有99%以上的CO转化率,并且催化剂的选择性相对较高。经氮气、氢气及氧气再生处理后的Ru1-La10-Oy/Al2O3催化剂,其催化活性有所不同,其中经氧气处理后的催化剂,表面吸附氧含量较高,活性恢复较好。     

Li-Ca-Zn-Al-O催化油酯醇解反应

以锂、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用沉淀焙烧法制备了Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂,采用单因素试验考察了制备条件对催化剂活性的影响。找到的制备复合氧化物催化剂的优化工艺为：元素配比n(Li):n(Ca):n(Zn):n(Al)=1:4:2:2,反应温度120 ℃,焙烧温度800 ℃,焙烧时间7 h。将优化条件下制备的Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物用于催化蓖麻油和甲醇的醇解反应,在n(甲醇):n(蓖麻油)=9:1,m(催化剂):m(蓖麻油)=0.04:1,搅拌速率550 r/min,反应温度65 ℃,反应时间3 h的条件下,蓖麻油转化率可达91.9%。采用Hammett指示剂法、TG、BET及XRD对复合氧化物及其前驱体进行了表征。结果显示：Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物的碱强度为7.2～11.2;Li-Ca-Zn-Al类水滑石在温度升至800℃时质量趋于稳定;Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂比表面积为25.70 m2/g、孔容为0.0477 4 cm3/g,且主要由CaO及ZnO两种晶体构成。     

Li-Ca-Zn-Al-O催化油脂醇解反应

以锂、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用沉淀焙烧法制备了Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂,采用单因素试验考察了制备条件对催化剂活性的影响。制备复合氧化物催化剂的优化条件为:元素配比n(Li)∶n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=1∶4∶2∶2,反应温度120℃,焙烧温度800℃,焙烧时间7.0h。将优化条件下制备的Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物用于催化蓖麻油和甲醇的醇解反应,在n(甲醇)∶n(蓖麻油)=9∶1、m(催化剂)∶m(蓖麻油)=0.04∶1、搅拌速率550r/min、反应温度65℃、反应时间3h的条件下,蓖麻油转化率可达91.9%。采用Hammett指示剂法、TG、BET及XRD对复合氧化物及其前躯体进行了表征。结果显示:Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物的碱强度为7.2~11.2;Li-Ca-Zn-Al类水滑石在温度升至800℃时质量趋于稳定;Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂比表面积为25.70m~2/g、孔体积为0.047 74cm~3/g,且主要由CaO及ZnO两种晶体构成。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化菜籽油酯交换合成生物柴油

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱K2CO3/γ-Al2O3催化剂,并将其用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对生物柴油收率的影响。实验结果表明,采用K2CO3负载量(质量分数)为20%、在600℃下焙烧5h的K2CO3/γ-Al2O3催化剂,当催化剂与菜籽油的质量比为0.03,甲醇与菜籽油的摩尔比为12∶1,在60℃下反应1h后,生物柴油的收率高达93.6%。用X射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关。     

Pd/Al2O3-TiO2催化剂的制备条件

 以含K₂O的Al₂O₃-TiO₂复合物为催化剂载体,考察了浸渍液pH值、浸渍液浓度、浸渍时间和焙烧温度对Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂颗粒的蛋壳厚度、Pd粒子粒径等的影响。采用BET、TEM等方法对所制备的催化剂进行了表征,选择较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂进行了C₄馏分选择加氢活性评价。结果表明,随着浸渍液pH值的减小,催化剂颗粒的蛋壳厚度增加;浸渍溶液的浓度越高,浸渍时间越长,越有利于金属在催化剂内层的分布;浸渍液的pH值并不会影响Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂Pd粒子最终的大小。催化剂焙烧温度越高,Pd粒子的平均直径越大,Pd的分散度越小。在反应温度40℃、压力1.5 MPa、体积空速8.0 h^-1、氢/炔摩尔比2.5的条件下,较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂催化C₄馏分加氢的炔烃转化率73%、丁二烯选择性85%、丁二烯损失率2.5%。     

焙烧方法对CO2-O02联合重整甲烷用Ni／ZrO2催化剂性能的影响

采用溶胶-胶法制备了ZrO2载体，应用静态空气、流动空气、流动氮气、流动空气-态空气焙烧方法处理载体粒子，采用浸渍法制备了上述载体的负载型Ni／ZrO2催化剂，考察了焙烧方法、焙烧温度对Ni／ZrO2催化剂性能的影响。结果表明，采用流动氮气500℃焙烧载体，制得的Ni／ZrO2催化剂孔径小，比表面积较大；采用流动氮气800℃焙烧载体，制得的Ni／ZrO2催化剂在联合重整甲烷反应中甲烷转化率高于90％。     

WO3/C复合物的制备及其在燃料油中氧化脱硫应用

通过在520℃煅烧氧化物和氮化碳的混合物成功的合成WO3/C复合物。自制的样品通过XRD、EDS、SEM、IR和BET表征。与氧化钨和氮化碳相比较,WO3/C复合物展现出小的粒径,大的比表面积和高的脱硫活性。反应温度、催化剂用量、反应时间、氧化剂用量、硫化物类型和萃取剂用量对脱硫的影响都被研究。实验结果表明WO3/C复合物展现出比氧化钨高的脱硫活性。在催化剂用量为0.02 g,双氧水用量为0.2 mL, 1-丁基-3甲基咪唑硫酸酯用量为1.0 mL,反应温度为70 ℃,反应时间为180 min的最佳条件下,WO3/C复合物的脱硫率可达95.8%。催化剂循环使用5次,其脱硫活性没有明显的降低。     

用于棉籽油制备生物柴油的固体酸催化剂研究

研制出适用于棉籽油与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体酸催化剂。考察了催化剂活性组分比例、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂活性的影响。研究结果表明,在n（Al）：n(Zr)：n（La）＝1：0.4：0.08、焙烧温度550℃、焙烧时间5h的条件下优化制备的S2O82-/Al2O3-ZrO2-La2O3固体酸催化剂,用于酯交换反应时具有良好的催化活性和稳定性,在反应温度150 ℃、醇油摩尔比12:1、固体酸催化剂用量为油质量的4％、反应时间6h的条件下产物中棉籽油甲酯含量达到95.8％,催化剂重复使用10次后甲酯含量仍维持在86％左右;制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准。     

Ni_2O_3催化剂的制备及其催化过氧化氢产生羟基自由基性能的研究

以Al2O3为载体,采用浸渍沉淀法制备了系列ZrO2/Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂。采用TG-DTA,XRD及SEM等技术对催化剂进行表征,确定催化剂的最佳焙烧温度为460℃。正交实验结果表明,在焙烧温度460℃、Ni2O3负载量50%、Fe2O3负载量2.5%、ZrO2负载量5%条件下,催化剂催化分解H2O2的效果最好,H2O2分解率达到98.65%。在初步处理甲醇、甲苯、间氨基苯磺酸和间二乙胺基苯磺酸钠有机废水的实验中,CODCr的去除率分别达到98%,87.25%,82.64%和86.12%。     

镍镧钾催化剂用于煤油蒸汽转化制氢

以堇青石为载体、La_2O_3和 K_2O 为助剂,制备了负载型 Ni 催化剂;采用热重-微商热重、X 射线衍射和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征,在固定床反应器内对催化剂催化煤油蒸汽转化制氰的性能进行了评价,研究了添加 K_2O 助剂、催化剂的焙烧温度和反应温度对催化剂活性和稳定性的影响。实验结果表明,添加 K_2O 助剂后,催化剂的活性、产物选择性和抗积碳性能都有所提高;焙烧温度影响催化剂的性能,在773 K 下焙烧的催化剂活性最佳,该催化剂在873 K、气态空速2300 h~(-1)、常压、煤油流量1 mL/h、n(H_2O):n(C)约为3.5的反应条件下,具有最佳的反应性能,并且催化剂的抗积碳性能良好。     

Fe_2O_3-V_2O_5掺杂,Cr_2O_3催化间甲酚甲基化制2,3,6三甲基苯酚

为得到高效低温催化剂,在Fe2O3-V2O5复合氧化物催化剂中添加不同金属氧化物MaOb(MaOb=CeO2,CaO,ZnO,ZrO2,Cr2O3)对其进行改性,制得Fe2O3-V2O5-MaOb催化剂,并将其用于间甲酚甲基化制备2,3,6-三甲基苯酚的反应。实验结果表明,按n(Fe):n(V):n(Cr)=100.0:1.0:0.5的比例添加Cr2O3可有效改善Fe2O3-V2O5催化剂的活性,优化的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂制备条件为:焙烧温度450℃、焙烧时间4 h、沉淀剂为25%(w)氨水。采用优化条件下制备的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂进行间甲酚甲基化反应,适宜的反应条件为:反应温度330℃、进料液态空速0.53 h-1。在优化反应条件下,间甲酚转化率为99.2%,2,3,6-三甲基苯酚选择性为94.6%。     

引入SiO2对固体超强酸S2O82-/SnO2结构及催化性能的影响

在S2O82-/SnO2中引入SiO2制备了固体超强酸催化剂S2O82-/SnO2-SiO2，利用FT-IR，TG，BET，XRD，UV等分析手段研究了SiO2的引入对S2O82-/SnO2超强酸表面结构及酸量的影响，并通过季戊四醇与苯甲醛的双缩醛反应考察了其催化活性。FT-IR和UV结果表明，引入适量的SiO2可以有效促进催化剂表面锡与过硫酸根的结合，提高催化剂表面的酸量；BET结果表明，引入SiO2可以显著提高样品的比表面积。催化剂S2O82-/SnO2-SiO2的较佳制备条件为：SnO2与SiO2质量比为1，过硫酸铵浸渍液浓度为1.0 mol/L，焙烧温度500 ℃。将催化剂应用于季戊四醇与苯甲醛的双缩醛反应中，双缩醛产率可达89.7%     

高稳定性Co~(2+)-NaX催化苯乙烯环氧化合成环氧苯乙烷

将5次固态离子交换制备的Co2+-NaX于500℃焙烧6h,再进行一次固态离子交换制备高稳定性Co2+-NaX催化剂。ICP表征结果表明,所制备的高稳定性Co2+-NaX催化剂中Co2+质量分数为9.13%,高于5次固态离子交换制备的Co2+-NaX的平衡Co2+质量分数(8.42%)。将高稳定性Co2+-NaX催化剂用于以分子氧为氧源的苯乙烯环氧化反应,考察了搅拌转速、催化剂用量、反应温度、反应时间和溶剂加入量等因素对反应的影响,确定了适宜的反应条件:苯乙烯6mL,溶剂N,N-二甲基甲酰胺48mL,催化剂1.0g,反应温度100℃,反应时间6h,搅拌转速800r/min,氧气通入速率6mL/min。在此条件下,苯乙烯的转化率为69.8%,环氧苯乙烷的选择性为54.2%。高稳定性Co2+-NaX催化剂的活性优于5次固态离子交换制备的Co2+-NaX,且其重复使用时活性保持不变。