Au/CeO_2催化CO氧化反应行为研究

通过考察不同比表面积CeO_2载体和催化剂预处理条件对Au/CeO_2催化CO氧化反应性能的影响,研究了影响Au/CeO_2催化活性的关键因素及催化剂表面氧活化行为和反应机理。结果表明,含有不同比表面积CeO_2载体的Au/CeO_2催化剂具有不同的CO氧化反应活性,其中以Au/CeO_2-89.0的催化性能最佳。O_2预处理有利于催化剂的反应性能,而H_2预处理则明显降低了催化剂的反应活性。载体CeO_2的表面晶格氧可参与Au/CeO_2表面的CO氧化反应,表面晶格氧和CO反应形成CO_2并脱附后,形成氧空位,然后气相中的O_2填补氧空位,重新形成晶格氧,形成氧化还原循环,维持反应的持续进行。     

银催化剂使用前后的微观变化

使用SEM、XPS和TPR-TPD等仪器表征了工业银催化剂反应前后的微观形态。在SEM中观察到反应后的催化剂表面银粒子，因烧结而导致催化剂表面的形态发生了很大变化．银粒子由于相互聚集而长大，在氧化铝表面大量暴露出来，改变了银与氧化铝之间原有的相互作用形态：XPS和TPR分析说明催化剂表面银主要以金属状态存在：TPD结果说明反应后的催化剂表面对氧的吸附性能发生了很大变化。研究表明：银催化剂活性和选择性的衰减主要是催化剂表面性质的变化所引起的。     

B型银催化剂上乙烯环氧化宏观动力学研究

针对B型银催化剂,提出以表面反应为控制步骤、乙烯与一个活性中心位上非解离吸附氧发生环氧化反应和乙烯与相邻多个活性中心位上解离吸附氧发生深度氧化反应的乙烯环氧化反应机理;考虑到抑制剂1,2-二氯乙烷的竞争吸附作用,引入有效总活性位点覆盖率概念,构建包含1,2-二氯乙烷影响因子项的乙烯环氧化宏观动力学模型。采用无梯度反应器进行B型银催化剂上乙烯环氧化合成环氧乙烷的宏观动力学实验,以单纯形优化方法进行非线性参数估值,建立了与实验数据良好吻合的B型银催化剂上乙烯环氧化宏观动力学模型。     

负载型纳米Au催化剂催化氧化反应的研究进展

探索原子经济的新型催化反应以实现高效节能地生产绿色化学品成为催化领域的一个挑战性课题。负载型纳米Au催化剂在很多催化反应尤其是氧化反应中表现出了很好的催化性能。总结了负载型纳米Au催化剂在选择氧化和氧物种促进反应中的研究进展,并讨论了影响负载型纳米Au催化剂性能的因素及催化反应机理,对负载型纳米Au催化剂在工业上的潜在应用前景进行了展望。     

甲烷制合成气Ni基催化剂评述

综述了甲烷氧化制合成气的Ni基催化剂的研究意义和现状。对不同晶型的Al2O3载体及载量进行了系统的阐述。由于其表面酸中心较容易积炭,可添加稀土金属、碱金属、碱土金属、贵金属助剂或其混合物,以增强催化剂表面的碱性,提高催化剂的抗积炭性能。讨论了可能发生的积炭反应以及温度对反应平衡常数的影响,对积炭的原因、积炭的形状及影响积炭的因素进行了论述。直接反应机理是目前制合成气比较公认的反应机理,论述了Ni催化剂上CH4制合成气的活性位及原理,同时对透氧膜的透氧机理、透氧量及其在制合成气方面的应用进行了综述及展望。     

环氧乙烷银催化剂的研究进展

从银催化剂在乙烯环氧化反应中的作用机理、反应动力学研究、载体制备、助剂优选、制备工艺改进、国内银催化剂的研究及工业应用情况、应用技术改进等方面,对用于制备环氧乙烷的银催化剂近十年的研究进展进行了述评,讨论了银催化剂研究工作中存在的问题和发展方向,指出银催化剂的理论研究相对滞后,需加大基础研究,为开发成本低廉、性能更好的银催化剂提供理论指导。     

甲苯气相选择性氧化制苯甲醛的研究进展

综述了近年来甲苯气相选择性氧化制苯甲醛反应的研究进展,重点对负载型钒氧化物、钒基复合氧化物、含钒分子筛、钼基复合氧化物和其他金属元素复合氧化物等各类催化剂进行了评述,认为催化性能和稳定性较好的含钒或钼的多组分复合氧化物催化剂应为今后的研究重点;同时对反应机理进行了讨论,认为氧化物催化剂表面的亲核氧物种有利于甲苯选择性氧化生成苯甲醛,而亲电氧物种则使甲苯完全氧化生成碳氧化物。此外,值得关注的是将膜反应器应用于甲苯气相选择性氧化制苯甲醛的反应,可打破反应平衡限制,提高甲苯转化率。     

CO_2氧化丙烷脱氢制丙烯Pd-Cu/MoO_3-SiO_2催化剂研究

以MoO3 SiO2复合物作载体,采用等体积浸渍法制得了Pd Cu催化剂,采用BET、TPR、IR对催化剂结构及CO2、C3H8在催化剂上的吸附位、吸附态进行了分析。实验结果证明,CO2在催化剂上存在卧式吸附态,丙烷以亚甲基和其中一个甲基上的氢吸附在Mo=O双键的端基氧上。在微型反应装置上测试了催化剂在CO2氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的催化性能,常压和600℃条件下,C3H8转化率达26 94%,C3H6选择性达78 34%。通过催化剂的物化性质、化学吸附性质与反应性能的关联,讨论了反应机理和影响催化剂性能的基本因素。     

渣油悬浮床加氢裂化反应机理

在高压反应釜中模拟悬浮床加氢裂化反应,考察了辽河稠油在H2氛围下的热裂化反应和油溶性分散型Ni 催化剂存在下的悬浮床加氧裂化反应结果的差别,也对比了两者的气体产物组成、反应生焦及催化剂的SEM形貌和反应牛焦的元素分析结果,以探讨渣油悬浮床加氢裂化反应机理.结果表明,悬浮床加氧裂化反应与热裂化反应相比,气体产物分布没有差别,轻油收率略有降低,但其生焦量却大幅降低,说明悬浮床加氢裂化反臆主要按自由基热反应机理进行,分散型催化剂的存在只是起到促进加氢反应速率的作用.加氢裂化反应生焦的Ni含量显著增加,其来源应为催化剂,山此可以断定催化剂在反应前期促进加氧反应速率,抑制反应的裂化和生焦,反应后期被反应过程中生成的焦炭严密包裹,成为焦炭沉积的场所,因此减少了反应器壁的结焦.     

脂肪酸甲酯的生产工艺研究

分别使用NaOH和固体碱为催化剂,进行酯交换反应制备脂肪酸甲酯,考察了固体碱催化剂的制备并对其性能进行表征,对两种催化剂酯交换反应的工艺条件进行优化,进一步分析了两种催化剂存在下的反应机理。     

在电解银催化剂上甲醇氧化为甲醛的动力学研究

采用管式连续流动反应器,研究了在电解银催化剂上甲醇氧化为甲醛的动力学,测定了在颗粒状的催化剂上空速为11000时~(-1)、反应温度为520℃和470℃时,反应气体各组份对反应速度的影响,从反应机理出发导出了该反应的动力学方程式: 520℃时 r=0.651p_mp_(o_2)~(1/2) 470℃时 r=0.367p_mp_(o_2)~(1/2)反应对甲醇为一级,对氧为1/2级,求得该反应的活化能估算值为13.292千卡/摩尔,用该方程式计算的结果与实测值进行比较,数据吻合。     

CO2氧化丙烷脱氢制丙烯Pd—Cu／MiO3－SiO2催化剂研究

以MoO3-SiO2复合物作载体，采用等体积浸渍法制得了Pd-Cu催化剂，采用BET、TPR、IR对催化剂结构及CO2、C3H8在催化剂上的吸附位、吸附态进行了分析。实验结果证明，CO2在催化剂上存在卧式吸附态，丙烷以亚甲基和其中一个甲基上的氢吸附在Mo=O双键的端基氧上。在微型反应装置上测试了催化剂在CO2氧化丙烷脱氢制丙烯反应中的催化性能，常压和600℃条件下，C3H8转化率达26．94％，C3H6选择性达78．34％。通过催化剂的物化性质、化学吸附性质与反应性能的关联，讨论了反应机理和影响催化剂性能的基本因素。     

负载型贵金属催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应机理的原位红外和喇曼光谱表征

采用原位时间分辨红外光谱和原位显微喇曼光谱技术,对CH4/O2/Ar(2/1/45)混合气在SiO2和Al2O3负载的Rh、Ru、Ir等催化剂上反应的初级产物和催化剂表面物种进行了研究.在此基础上,辅之以改变催化剂预处理条件,脉冲反应-质谱和TPR等实验方法,对相应催化剂上的O2-和积碳物种浓度及其与甲烷部分氧化(POM)制合成气反应机理的关系进行了系统研究.实验结果表明,燃烧-重整机理是Ru/Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径,而由CH4的直接氧化生成CO和H2是Rh/SiO2上POM反应的主要途径;在新还原的Ir/SiO2上,CO是POM反应的初级产物,而在稳态条件下,催化剂表面积碳与CO2和/或H2O的反应以及未积碳表面的CH4燃烧-重整反应可能是CO生成的主要途径之一.造成Ru/SiO2、Ru/Al2O3、Rh/SiO2和Ir/SiO2等催化剂上POM反应机理差异的原因主要源于反应条件下催化剂表面氧物种(O2-)和积碳物种浓度的差异,而造成反应条件下催化剂表面氧物种浓度差异的本质可能与Ru、Rh和Ir等对氧亲合力及M-O键能的高低等因素有关.对Rh/Al2O3催化剂,POM反应的初级产物与催化剂的焙烧温度有关.在600℃焙烧的催化剂上,CO是POM反应的初级产物,而在900℃焙烧的催化剂上,CO2是反应的初级产物,造成两催化剂上POM反应机理差异的本质可能与不同温度焙烧的催化剂上Rh物种的可还原性不同并进而影响POM反应条件下催化剂表面氧物种的浓度有关.     

ZSM—5分子筛中引入过渡金属对催化热裂解反应的影响

应用含有不同过渡金属的ZSM－5分子筛及催化剂对轻柴油进行催化热裂解反应,研究了在分子筛及催化剂中引入过渡金属对于催伦热裂解反应机理及乙烯、丙烯产率的影响。结果表明,ZSM－5分子筛或催化剂中引入过渡金属后,反应产物分布发生了变化,催化热裂解反应的机理有了一定程度的改变,尤其是银的引入提高了乙烯的产率,而且并未降低丙烯产率,说明银在催化热裂解反应中既可以促进正碳离子的生成,又有可能通过氧化－还原作用部分改变反应机理,促进自由基的生成。     

反应控制法可控合成多层级银颗粒及其催化性能

采用反应控制法(即调控硝酸银、羟氨与甘氨酸体系中银的还原反应速率)合成了枝状、花状及球状三种不同形貌的具有多层级结构的银颗粒,将这三种银颗粒负载到氧化铝载体表面制成银催化剂,并研究了银颗粒的多层级结构对乙烯环氧化反应中银催化剂性能的影响。实验结果表明,反应控制法可实现多种形貌、不同层级结构的银颗粒的可控合成;而具有更丰富层级结构的暴露更多Ag(111)晶面的枝状银颗粒更有利于乙烯环氧化反应;控制反应过程中银的迁移以及银晶面结构的变化是提高银催化剂性能的关键。     

苯胺和碳酸二甲酯合成苯氨基甲酸甲酯的表观动力学与反应机理

以无水醋酸锌为催化剂,研究了碳酸二甲酯(DMC)与苯胺反应合成苯氨基甲酸甲酯(MPC)的表观反应动力学。结果表明:当DMC大量过量时,DMC与苯胺甲氧羰基化一步合成MPC的反应为准一级反应。并通过红外光谱分析了DMC、苯胺与甲醇对醋酸锌催化剂结构的影响,推测了该反应的反应机理。     

Ag/α-Al_2O_3催化剂的热分解过程研究

研究了Ag/α -Al2 O3催化剂在空气中的热分解过程。通过扫描电镜、热重分析等方法 ,对不同温度下热分解的银催化剂进行了剖析 ,并与银催化剂的反应性能相结合。结果表明 ,不同温度的热分解将影响催化剂中银颗粒的大小和形态 ,并最终影响催化剂性能。提出了适宜的热分解条件     

油酯加氢脱氧反应机理研究进展

采用可再生资源（如植物油、动物油和废弃油脂等）制备生物柴油是有效解决能源供给问题和化石燃料引发的环境问题的有效途径之一。综述了油脂加氢脱氧（HDO）制得的生物柴油具有的优点及涉及的反应,并详细叙述了催化反应机理。重点介绍了贵金属催化剂（如Rh、Pt、Pd和Ru）和过渡金属Mo和Ni催化剂用于油脂HDO的反应机理,阐述了催化剂中金属种类、载体性质和助剂等对油脂催化HDO反应机理的影响,并对其未来的发展进行了展望。通过对催化剂HDO反应机理的深刻理解,以及对活性组分的优化与组合,能有效调控相应催化剂的HDO反应性能,为生物柴油工业化生产奠定了良好的理论基础。     

反应气中水含量对银催化剂反应性能的影响

叙述了乙烯氧化制环氧乙烷反应气中水蒸气含量对银催化剂反应性能的影响。微型反应器评价结果表明：反应气中水蒸气含量在0．32％～3．88％时，乙烯转化率随反应气中水蒸气浓度的升高而降低；在一定的时空产率下，反应气中水蒸气的含量对银催化剂的活性、选择性和稳定性有不利影响，对银催化剂的活性和选择性的影响是部分可逆的。     

乙烷和C1—C2混合气中乙烷氧化脱氢制乙烯

对纯乙烷和Ｃ１－Ｃ２混合气中乙烷氧脱氢制乙烯从催化剂、反应工艺条件、反应动力学及反应机理等几个方面进行了比较。指出二者的催化剂体系分为以下几类：（１）碱金属和碱土金属氧化物,（２）过渡金属氧化物,（３）稀土金属氧化物等。