Co-Fe/硅藻土催化剂上肉桂醛的选择加氢——反应性能的研究

在固定床反应器中对肉桂醛选择加氢制肉桂醇的反应性能进行了研究。考察了Co-Fe催化剂的活性和选择性;Co负载量、助剂Fe对催化剂选择加氢性能的影响;考察了反应温度、压力、H2的空速等对肉桂醛在催化剂上加氢性能的影响。结果表明,钴/硅藻土催化剂的最佳钴负载量为12%,助催化剂和主催化剂的最佳比为Fe/Co=0.20(mol/mol)。最佳反应温度为423 K,反应的压力越高越有利于催化反应,但压力大于4 MPa后,肉桂醛的转化率和肉桂醇的选择性提高幅度不大,宜控制在4 MPa左右。空速对肉桂醇的选择性影响不大,但空速越高肉桂醛的转化率越低,催化反应中宜控制较低的氢气空速为佳。     

掺杂Co对CNTs负载Pt催化剂上肉桂醛选择性催化加氢性能的影响

研究了Co的掺杂对Pt/CNTs催化剂催化加氢肉桂醛反应性能的影响。结果发现, Co的掺杂对Pt/CNTs催化剂催化加氢活性起到明显促进作用, 并有利于C＝O基团的选择性加氢。Pt-0.17% Co/CNTs催化剂显示了较高的肉桂醇加氢选择性, 在反应条件为70℃、2 MPa和1.5 h时, 肉桂醛的加氢转化率达到97.1％,生成肉桂醇的选择性达到93.6％。同时, 初步研究了该催化剂上肉桂醛催化加氢反应动力学, 催化反应的活化能为26.5 kJ•mol^-1。     

过渡金属改性的Pt／n-Al2O3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝（n-Al2O3）负载的Pt-M（M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn）双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M／n·Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt／n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe／n—Al2O3（中性）催化剂中Pt、Fe的含量均为0．3％时,在70℃,2MPa氢气条件下反应1．5h,肉桂醛的转化率为100％,肉桂醇选择性高达84．8％。     

过渡金属改性的Pt/n-Al_2O_3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝(n-Al2O3)负载的Pt-M(M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn)双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M/n-Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt/n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe/n-Al2O3(中性)催化剂中Pt、Fe的含量均为0.3%时,在70℃,2 MPa氢气条件下反应1.5 h,肉桂醛的转化率为100%,肉桂醇选择性高达84.8%。     

Co/TiO2-SiO2催化剂上肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇

采用等体积浸渍法制备了系列Co/TiO₂-SiO₂催化剂,用于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应体系。系统考察了钴含量、焙烧温度、还原温度、稀土助剂等参数变化对钴催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明,钴催化剂的活性和选择性与其表面钴的晶粒度有一定关系,较大尺寸的钴物种对肉桂醛加氢有利。当Co含量为15%、焙烧温度和还原温度均为823 K时,催化剂表现出良好的加氢性能。稀土助剂La和Ce的引入能改善Co /TiO₂-SiO₂催化剂表面活性组分钴的分散度,提高了钴催化剂的加氢性能。     

Co/TiO2-SiO2催化剂上肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇

采用等体积浸渍法制备了系列Co/TiO₂-SiO₂催化剂,用于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应体系。系统考察了钴含量、焙烧温度、还原温度、稀土助剂等参数变化对钴催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明,钴催化剂的活性和选择性与其表面钴的晶粒度有一定关系,较大尺寸的钴物种对肉桂醛加氢有利。当Co含量为15%、焙烧温度和还原温度均为823 K时,催化剂表现出良好的加氢性能。稀土助剂La和Ce的引入能改善Co /TiO₂-SiO₂催化剂表面活性组分钴的分散度,提高了钴催化剂的加氢性能。     

肉桂醛选择性加氢Co-Fe/硅藻土催化剂稳定性考察

通过肉桂醛在高压微反固定床上24 h的催化加氢反应,考察了肉桂醛选择加氢的催化剂Co-Fe/硅藻土稳定性。结果表明,肉桂醛选择加氢催化剂Co-Fe/硅藻土在反应初期存在反应的诱导期,诱导期后,肉桂醛转化率70%,肉桂醇选择性80%,肉桂醇收率可达60%以上,且催化性能趋于平稳,表现出良好的催化性能和稳定性。利用XRD、SEM、TG-DSC对反应前后催化剂结构进行表征,发现催化剂经24 h反应,结构不变,表面颗粒分布更细化,无积炭迹象。     

载体对肉桂醛选择性加氢钴基催化剂的影响

以肉桂醛选择性加氢制肉桂醇为探针反应,通过反应筛选出对催化作用有利的载体,并确定催化剂的最佳负载量。催化剂表征结果表明,酸性载体较碱性载体好,在酸性载体中硅藻土具有更好的助催化作用,钴负载在硅藻土上的最佳负载质量分数为12%,载体存在颗粒效应及催化剂金属与载体存在强相互作用,载体影响催化剂的分布、晶体的形状及活性中心的多少。     

BP神经网络优化肉桂醛加氢制肉桂醇反应条件

利用均匀设计的实验结果,采用寻优后的具有泛化能力的3层BP神经网络,优化肉桂醛选择加氢制备肉桂醇反应条件。结果表明,催化剂用量对转化率影响最大,当催化剂用量为0.25～0.3g/mL,反应温度95～100℃,反应压力2.5～3MPa时肉桂醛的转化率最高,达100%;温度对选择性影响最大,当溶剂用量为70mL,反应温度80℃,反应压力1～1.5MPa时肉桂醇的选择性最高,为72%。     

共沉淀法制备氧化铝负载铜催化剂及其在肉桂醛选择性加氢反应中的应用

采用共沉淀法制备了Al2O3负载Cu催化剂,表征了其晶相、孔结构、表面形貌,考察了制备条件对催化肉桂醛加氢性能的影响. 结果表明,与浸渍法所制催化剂相比,共沉淀法所制催化剂具有更高的肉桂醛加氢活性;随焙烧温度升高,催化剂活性组分粒径增大,肉桂醛的转化率先升高后下降,873 K还原的催化剂的活性最高;随反应温度升高,反应速率迅速上升,肉桂醇的选择性则下降. 在2 MPa和363 K条件下,反应4 h后肉桂醛的转化率为14.7%,肉桂醇的选择性为56.5%.     

Fe对肉桂醛选择性加氢催化剂Co/硅藻土的修饰作用

研究了Fe对负载型选择性加氢催化剂Co/硅藻土上肉桂醛加氢反应的修饰作用。实验结果表明,助剂Fe的加入对肉桂醛的活性和肉桂醇的选择性都有影响,但主要影响体现在催化活性上,选择性影响不明显。当n(Fe)∶n(Co)＜0.20,催化活性由60.69%明显提高到80.63%,再提高n(Fe)∶n(Co),活性又降低。结合XRD、SEM和正电子寿命谱等表征手段,结果发现,Fe对Co₃O₄晶体的完整程度产生影响,导致晶体缺陷数增加,Fe引入使催化剂在载体硅藻土表面分散性更好,分散的单层性更明显,负载在硅藻土上催化剂的晶粒粒径也有变小的趋势。     

非晶态CoNiB能催化糠醛液相加氢制糠醇

采用化学还原法制备了CoNiB非晶态合金催化剂,并用于糠醛液相加氢制糠醇反应。考察了Ni／Co摩尔比,NaBH4滴加速率等催化剂制备条件对催化性能的影响,以及反应压力、反应时间、反应温度等反应条件对糠醛转化率和糠醇选择性的影响。结果表明：最佳的催化剂制备条件是Ni／Co摩尔比为5／5,NaBH;滴加速率为2．6mL·min2;最佳的反应条件为反应压力2MPa,反应时间3h,反应温度80℃。在此条件下糠醛的转化率为46．2％,糠醇的选择性为90．4％。     

乙醇重整制氢技术的实验研究

使用性能较优的10Co18La/Al2O3催化剂进行乙醇重整制氢反应,研究不同反应温度、反应空速的影响,结合反应机理进行探讨。结果表明：反应温度升高时,反应速率加快,乙醇转化率上升,氢气的选择性减小。反应空速增加时,反应速率加快,乙醇转化率下降,氢气的选择性增大。反应温度为500℃、反应空速为40 mL/（h.gcat.）时为最佳条件。