聚乙烯亚胺改性MCM-48的制备及其CO2吸附性能的研究

以聚乙烯亚胺（PEI）为氨基改性剂,采用浸渍法对介孔分子筛MCM-48进行改性,利用X射线衍射、低温N2吸附/脱附和热重分析法等手段考察了改性前后样品的结构特征以及热稳定性,并采用静态体积法考察了298K和348K下CO2的吸附行为。结果表明,经过PEI改性后,MCM48样品的结构特征得到了很好地保持,改性后样品的比表面积和孔体积随着PEI负载量的增加而显著下降。在348K下,PEI改性MCM-48样品对CO2吸附量随着PEI负载量的增加而显著提高,当PEI负载量达到60％（ω）时,所得吸附剂在348K和10^5Pa下对CO2的吸附量从改性前的0．36mmol／g提高到3．13mmol／g。稳定性实验表明,PEI改性介孔MCM48材料重复使用6次,对CO2吸附容量无明显下降。表明PEI改性MCM48材料作为CO2吸附刑具有广阔应用前景。     

中空介孔氧化硅球负载钛酸铋催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

采用浸渍法合成了中空介孔氧化硅球负载钛酸铋系列催化剂,并用于苯酚与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸二苯酯的反应。采用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、XPS等方法对载体及系列催化剂进行表征。实验结果表明,在钛酸铋负载量30%(w)、催化剂用量0.8 g、150～180℃、反应9 h的优选条件下,苯酚转化率可达46.7%、酯交换选择性为99.6%;连续使用5次后,苯酚转化率由28.8%降低到24.7%。表征结果显示,少量的钛酸铋流失是催化剂活性下降的主要原因;与未负载的钛酸铋相比,负载型钛酸铋在介孔氧化硅球上高度分散,提供了更多的活性位,催化剂活性提高;中空介孔氧化硅的壳能够减少活性组分的流失。     

Co负载量对Co/SBA-15催化剂在Fischer-Trosch合成反应中性能的影响

采用初湿浸渍法制备了不同Co负载量的Co/SBA-15催化剂。通过N2吸附-脱附、透射电子显微镜、X射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。在固定床反应器中评价了催化剂的Fischer-Tropsch合成反应性能。实验结果表明,负载Co后,载体的介孔结构保持完好。负载的Co填充或堵塞了载体的部分孔道,催化剂的BET比表面积和总孔体积下降,平均孔径增大。Co负载量(质量分数)为20%时,Co物种的粒子尺寸最小、分散度最高。Co负载量在40%以内时,随Co负载量的增加,与载体之间强相互作用的Co物种增多,催化剂的还原难度增大。Co负载量为40%时,CO的转化率最大;Co负载量为20%时,C5+烃的收率最大。最佳的Co负载量为20%。     

MgO改性MCM-22分子筛催化苯与碳酸二乙酯的烷基化反应

以Mg(NO3)2为前体,在MCM-22分子筛上负载不同量的MgO,制备了MgO改性的MCM-22分子筛(MgO/MCM-22)催化剂;在固定床连续微反装置上,考察了MCM-22分子筛原粉和MgO/MCM-22催化剂对苯与碳酸二乙酯进行烷基化反应合成乙苯的催化性能;采用XRD、BET、NH3-TPD和吡啶吸附红外光谱等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,随MgO负载量的增加,苯的转化率逐渐降低,而乙苯的选择性逐渐升高。表征结果显示,随MgO负载量的增加,催化剂的酸强度减弱,酸量减少;催化剂的比表面积和孔体积也随MgO负载量的增加而减小,从而导致苯的转化率随MgO负载量的增加而逐渐降低;而减少的酸中心抑制了副反应的发生,因此乙苯的选择性随MgO负载量的增加而增大。适宜的MgO负载量(质量分数)为3%。     

HPWA-SBA-15催化氧化吸附脱除汽油中的噻吩硫

以纯硅介孔分子筛SBA-15为载体,磷钨酸为活性组分,采用直接合成法制备HPWA(磷钨酸)-SBA-15催化剂,并用XRD,BET法对负载磷钨酸后的SBA-15的结构进行分析。以过氧化氢特丁基为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)的异辛烷溶液为模拟油进行实验,对介孔分子筛催化剂HPWA-SBA-15的氧化吸附脱硫性能进行研究。结果表明,负载磷钨酸以后,催化剂Nb-SBA-15仍具有规则的二维六方介孔结构,仍属于介孔分子材料;磷钨酸负载量为30%时脱硫效果最佳;Nb-SBA-15催化剂具有较高的催化活性和稳定性。在反应温度为70℃,反应时间为60 min,催化剂用量占总质量的2.2%时,脱硫率达到了100%。     

乙二胺丙基功能化的SBA-15介孔分子筛的合成及催化性能

以聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,在强酸和水热条件下合成了SBA-15介孔分子筛,用氯丙基三甲氧基硅烷和乙二胺对分子筛进行乙二胺丙基功能化。运用X射线衍射、傅里叶红外光谱、N2吸附-脱附等手段对功能化前后的SBA-15介孔分子筛进行了表征。以苯甲醛与乙酰乙酸乙酯的Knoevenagel缩合为模型反应,研究了功能化后的SBA-15介孔分子筛的碱催化性能。实验结果表明,功能化后的SBA-15介孔分子筛对反应具有催化活性,同时反应温度、反应时间、溶剂和活性组分的负载量等条件对SBA-15介孔分子筛的催化活性都有影响。催化活性随着催化剂活性组分负载量的增加而提高,但存在一个最佳值。当达到最佳负载量即硅烷偶联剂与SBA-15介孔分子筛的质量比为5∶1时,以乙醇为溶剂在80℃下反应90m in,苯甲醛的转化率,最大达到29.2%。     

铁基催化剂裂解乙烯制备高纯度碳纳米管

研究了纳米Fe/A l2O3催化剂在流化床中裂解乙烯制备碳纳米管的情况。催化剂上铁晶粒的尺寸随铁负载量的增加呈线性增大。碳产品的生长倍率先随着铁负载量的增加而增大;在铁负载量(质量分数)为33%时达到最大值;然后逐渐减小。在铁负载量相同时,催化剂上的铁晶粒尺寸随还原温度和反应温度的升高而增大。较低的反应温度(773K)对提高碳产品的生长倍率及抑制无定形碳的形成有利。在铁负载量33%、还原温度773K的催化剂作用下,反应温度为773K时,可得到生长倍率(以每克催化剂生成的碳产品的质量计)为75g/g、平均直径为10~15nm的碳纳米管,产品中几乎不含无定形碳及被碳包覆的铁晶粒。     

氧化钾/SBA-15催化合成碳酸二正丁酯

以介孔分子筛SBA-15为载体,浸渍KNO3后经过焙烧,制得K2O/SBA-15固体碱催化剂.通过XRD,N2等温吸附脱附和IR等测试手段对试样进行了分析.研究了K2O/SBA-15催化碳酸二甲酯(DMC)与正丁醇(n-BuOH)酯交换合成碳酸二正丁酯(DBC)的反应.结果表明:当K2O负载量为2%,反应时间2 h,反...     

MCM-41负载磷钨酸催化剂的制备及其对乙酰化反应的催化性能

采用水热合成法制备了介孔分子筛 MCM-41,并利用浸渍方法将磷钨酸负载在 MCM-41分子筛上,经煅烧得到 PW/MCM-41催化剂;利用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、N_2吸附-脱附和 NH_3程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征;考察了 PW/MCM-41催化剂对苯甲醚及1,4-二甲氧基苯的乙酰化反应的催化性能。表征结果显示,磷钨酸负载到 MCM-41分子筛上后,保持了 Keggin 结构,MCM-41分子筛保持了介孔结构。实验结果表明,PW/MCM-41催化剂的活性随磷钨酸负载量的增大而降低;磷钨酸质量分数为30%的 PW/MCM-41催化剂上反应底物的转化率最高,使用该催化剂0.8 g,以10 mL 二氯甲烷为溶剂,在苯甲醚用量0.01 mol、乙酸酐用量0.02 mol、反应温度140℃、反应时间4 h 的条件下,苯甲醚转化率可达77.0%,对甲氧基苯乙酮的选择性为96.5%。     

Nb-SBA-15的制备及催化氧化脱硫的研究

以纯硅介孔分子筛SBA-15为载体,铌酸为铌源,采用后合成法制备了催化剂Nb-SBA-15,通过X射线衍射(XRD)、BET分析、差热分析对所制样品进行了表征。以异辛烷的二苯并噻吩溶液为模拟汽油,对介孔分子筛催化剂Nb-SBA-15的制备条件以及催化氧化脱硫性能进行了研究。实验结果表明,当铌酸负载量小于30%时,催化剂Nb-SBA-15仍具有规则的二维六方介孔结构。介孔分子筛催化剂Nb-SBA-15具有较高的催化活性和稳定性,在铌酸负载量为15%、催化剂焙烧温度为300℃、反应温度为60℃、反应时间为60 min、氧化剂H_2O_2与硫摩尔比为3、剂(N-甲基吡咯烷酮、NMP)油体积比为1、催化剂用量为5%时,脱硫率可达96.30%。     

TiO2-Al2O3复合载体焙烧温度对Co-Mo加氢脱硫催化剂性能的影响

采用混捏法制备纳米介孔TiO2-Al2O3复合载体,考察载体焙烧温度对负载型Co-Mo双金属加氢脱硫催化剂性能的影响,并采用N2物理吸附、X射线衍射和吸附吡啶红外光谱技术对复合载体及催化剂进行表征。结果表明,不同温度焙烧的复合载体都具有介孔结构;随焙烧温度的升高,催化剂的比表面积和孔体积减小,平均孔径增大;催化剂中TiO2的平均晶粒尺寸属纳米级且随焙烧温度的升高而增大;复合载体中Al2O3的存在提高了TiO2的晶型转变温度;不同温度焙烧的复合载体表面均主要为L酸中心而几乎没有B酸中心。在微型固定床反应器上对制备的Co-Mo/ TiO2-Al2O3催化剂进行了评价,结果表明,载体经适宜温度焙烧后所得催化剂具有良好的加氢脱硫活性和选择性。     

负载型Ni/Y催化剂性能与结构研究

采用饱和浸渍法制备了Ni/Y双功能催化剂,考察了Ni负载量对催化剂性能的影响。通过N2物理吸附（BET）、X射线衍射（XRD）、核磁共振（NMR）、透射电镜（TEM）等技术对催化剂结构进行了表征。结果表明：随着Ni负载量的增加,催化剂结晶度、比表面积、孔体积和B酸量均减小,而催化剂临氢再生性能则随着Ni负载量的增大先增大后减小,Ni负载量为2.0%的2Ni/Y催化剂临氢再生性能最好,可使催化剂寿命恢复到初始寿命的92.8%;随着负载量的增加,Ni活性中心数增加,进而再生性能增加;但金属负载量过大,Ni分散性变差,造成Ni颗粒团聚长大,催化剂再生性能变差。     

碳酸二乙酯与苯酚催化合成苯乙醚

以碳酸二乙酯(DEC)为乙基化试剂,与苯酚在气固相条件下催化合成苯乙醚。以活性炭(AC)为载体考察了不同活性组分及其负载量对催化剂活性的影响。实验结果表明,以K2CO3为活性组分,负载量达到20%(质量分数)时K2CO3/AC催化剂的活性较好。CO2程序升温脱附表征结果表明,K2CO3/AC催化剂的碱量随K2CO3负载量的增加先增大后减小,这主要是由于K2CO3负载量过多会堵塞催化剂的内孔,从而抑制其碱性中心发挥作用。同时还考察了反应温度、气态空速和原料配比对催化剂活性的影响,在反应温度593K、反应压力0.6MPa、反应时间7h、气态空速1500h-1、n(DEC)∶n(苯酚)=1.5的条件下,苯酚的转化率和苯乙醚的选择性都可达到100.00%。     

固载化AlCl_3催化合成金刚烷

以固载化AlCl3为催化剂催化桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化合成金刚烷。采用N2吸附、原子吸收和化学分析方法对载体的比表面积、孔分布和催化剂中氯化物负载量进行了表征;考察了载体类型、催化剂颗粒大小、反应温度、单釜反应时间对催化剂性能的影响。实验结果表明,以γ-Al2O3为载体制备的固载化AlCl3催化剂具有较高的活性和较好的金刚烷选择性;升高反应温度、延长单釜反应时间及使用大颗粒催化剂有利于提高金刚烷选择性。在以20～40目γ-Al2O3为载体的固载化AlCl3催化剂7.5mL、endo-TCD0.5g、环己烷用量20mL、反应温度413K、H2压力2.5MPa、单釜反应时间4h的条件下,endo-TCD转化率为100.0%,金刚烷选择性达24.6%,反应12次后金刚烷选择性降至14.0%。该催化剂可重复使用,失活原因是生成的焦油覆盖了催化剂表面的强酸中心。     

HPWCs-HMS上的醋酸甲酯水解反应

 以十二胺(DDA)为模板剂,利用杂原子掺杂技术合成了Cs-HMS载体。以丁醇为溶剂,按照Cs/磷钨酸(HPW)摩尔比为1.5的比例,通过等体积浸渍法制备了一系列不同HPW负载量的催化剂w % HPW/Cs-HMS,并采用各种方法对载体及催化剂进行了表征,考察了负载量对催化剂结构性质及其醋酸甲酯水解反应性能的影响。结果发现,载体Cs-HMS随 HPW负载量的增加,其介孔结构的规整度、比表面积及孔容显著下降,其结构及形貌由短程有序的球状介孔逐渐转化为无序的片状微孔,最佳HPW负载量为40 %,在55 ℃、H2O 9mL、MeOAc 10 mL、催化剂用量1 g (基于HPW) 的条件下,40 % HPW/Cs-HMS上2 h醋酸甲酯转化率为 45.7 %;100 ℃、H2O 4.5 mL、MeOAc 20 mL、催化剂用量0.5 g 的条件下,40 % HPW/Cs-HMS上0.5 h醋酸甲酯转化率为21.8 %,比相同条件下树脂催化剂NKC-9高5 %,重复使用5次,40 % HPW/Cs-HMS的活性基本不变,维持在20.8 %,而树脂NKC-9则逐次失活。     

硫酸负载对Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3))催化剂性能的影响

采用共沉淀-浸渍法制备了系列硫酸负载催化剂Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)),利用X射线衍射仪、物理吸附仪、红外光谱仪等对其进行了表征,并在固定床微型反应装置上对其催化异丁烷正构化反应性能进行了评价。结果表明:硫酸单层分散于载体表面,硫酸负载不利于四方晶相ZrO_(2)长大;随着硫酸负载量的增加,催化剂介孔结构的有序性增强且孔径减小,孔径最小降为3.41 nm,孔容可提高至0.091 cm^(3)/g,比表面积增至100 m^(2)/g以上;在反应温度为250℃的条件下,硫酸负载量为15%时,异丁烷转化率高达41.74%;硫酸负载量为2%时,正丁烷选择性最高为93.91%。     

制备方法对1,4-丁炔二醇加氢Ni-Al_2O_3催化剂性能的影响

分别采用溶液燃烧法(SCM)、等体积浸渍法(IMP)、水热合成法(HTP)和浸渍燃烧法(ICM)制备了Ni负载量为18%(质量分数)的Ni-Al_2O_3催化剂,通过X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、N_2吸附-脱附、透射电镜(TEM)等表征手段和1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁二醇(BDO)评价实验,考察了制备方法对催化剂结构和性能的影响。结果显示,溶液燃烧法制备的SCM催化剂晶粒尺寸最小,仅为6.5 nm;低温还原峰面积大,峰型最为弥散;弱酸中心与强酸中心的面积比适中(3.0);孔径分布除在2～5 nm之间有明显的介孔外,在10～30 nm之间还有较为弥散的分布,即具有典型的介孔-介孔多级孔道结构。评价结果表明,SCM催化剂性能最好,BYD转化率为90.75%;BDO选择性为93.84%,收率也高达85.16%。这与活性组分晶粒尺寸小、低温还原峰面积大、弱酸中心与强酸中心比例适中、以及具有多级孔道结构和比表面积高达97.40 m~2/g有关。     

2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-22和H-MCM-36上的吸脱附性能研究

在固体酸催化异丁烷与丁烯的烷基化反应中,烷基化产物(2,2,4-三甲基戊烷)及时从催化剂表面脱附有利于催化反应特性和催化剂寿命的改善。用智能重量分析仪(IGA)研究了2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-22和H-MCM-36上的吸附/脱附等温线及动力学,以分析孔道结构对2,2,4-三甲基戊烷吸附脱特性的影响。结果表明,2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-22和H-MCM-36上的平衡吸附量均随平衡压力增大而增大,总体上随温度升高而降低。等温平衡吸附线可用Langmuir-Freundlich模型进行描述。H-MCM-36比H-MCM-22具有更强的酸性中心和更大的平衡吸附量。H-MCM-36的孔道中介孔比例高达55.4%,介孔结构有利于减小粒内扩散阻力,使2,2,4-三甲基戊烷脱附比H-MCM-22更彻底。吸脱附动力学研究结果表明,在303K时,2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-22上的吸附主要由粒内扩散控制,当温度升至323K和343K时,吸附过程受表面吸附速率控制。在测定的三个温度条件下,2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-22上的脱附均受粒内扩散控制,而2,2,4-三甲基戊烷在H-MCM-36上的吸脱附行为均受表面吸附速率控制。研究结果表明,采用具有介孔结构的MCM-36为基体进行C4烷基化反应催化剂的制备,可有效改善产物2,2,4-三甲基戊烷在催化剂颗粒内的扩散特性和脱附特性,将有利于改善反应的选择性及催化剂寿命。     

负载贵金属的HMCM-56催化剂上C_9~+重芳烃加氢脱烷基反应

采用等体积浸渍法制备了负载不同贵金属的M/HMCM-56催化剂(M=Pt,Re,Pd)用于工业C9+重芳烃加氢脱烷基制苯、甲苯和二甲苯(BTX),研究了贵金属负载量(质量分数)对催化剂性能的影响;选取活性组分Re进一步制备了二元复合活性组分催化剂Re-NiO/HMCM-56,用XRD、H2-TPR、氮吸附和吡啶吸附红外光谱等技术研究了活性组分复合及浸渍顺序对催化剂物性结构及性能的影响。实验结果表明,随贵金属负载量的提高,C9+重芳烃转化率增加,BTX选择性和收率降低;Re/HMCM-56催化剂的性能较为优异,Re负载量为0.3%时,BTX收率高达52.68%。Re负载量为0.3%、NiO负载量为6.0%的Re-NiO/HMCM-56催化剂中Re与NiO未产生协同催化作用形成更有利于反应进行的新活性中心;引入Re减弱了NiO与HMCM-56分子筛的相互作用,使更多的NiO以颗粒状态存在,同时也抑制了催化剂的B酸和L酸中心;加入NiO抑制了B酸中心,促进了L酸中心的形成;Re和NiO的浸渍顺序对催化剂物性结构和性能的影响较小。     

催化裂化催化剂LZR-20的柠檬酸改性研究

对高温焙烧后的LZR-20催化剂进行了柠檬酸改性,采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、N2吸附、磨损指数仪对改性后的催化剂进行了表征.结果表明:柠檬酸改性前后,催化剂的结晶度和稀土含量变化较小,磨损指数虽有所升高,但随着柠檬酸处理前催化剂焙烧温度的升高,磨损指数逐渐下降;改性后催化剂的介孔孔体积和比表面积明显增加,且介孔孔体积随改性前催化剂焙烧温度的升高而增大;经800℃焙烧后再经柠檬酸处理的催化剂,与改性前相比,重油产率下降0.99％,总液收增加0.90％.