KF/γ-Al2O3催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

采用等体积浸渍法制备了一系列氧化铝负载碱金属氟化物固体碱催化剂,用于甘油(丙三醇)与碳酸二甲酯酯交换反应合成碳酸甘油酯,其中KF/γ-Al2O3催化剂能够更好地促进碳酸甘油酯的生成。进一步考察了KF/γ-Al2O3催化剂的制备条件、反应条件对甘油与碳酸二甲酯酯交换反应的影响。当KF负载在γ-Al2O3的负载量为15%(质量分数,下同),于400℃焙烧5 h后制得固体碱催化剂,在n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=3∶1,反应温度80℃,反应时间1.5 h的条件下,甘油的转化率达96.1%,碳酸甘油酯选择性和收率分别达98.1%和94.3%。     

纳米ZnO对催化剂H4SiW12O40-La2O3/纳米ZnO:γ-Al2O3表面结构及催化活性的影响

将纳米ZnO作为甲醇脱水制备二甲醚催化剂的组分,考察了纳米ZnO的含量对催化剂H4SiW12O40-LA2O3/纳米ZnO:γ-Al2O3催化活性的影响.采用TPD和BET等技术探讨分析了纳米ZnO的加入与催化剂结构和表面性质的关系.结果表明:纳米ZnO增大了催化剂的比表面,改善了催化剂的孔结构,提高了催化剂活性组分分散度,增大了中等强度的酸量,提高了甲醇的转化率;催化剂H4SiW12O40-LA2O3/纳米ZnO:γ-Al2O3(1:3)有最佳催化活性.     

纳米ZnO对催化剂H4SiW12O40-La2O3／纳米ZnO：γ-Al2O3表面结构及催化活性的影响

将纳米ZnO作为甲醇脱水制备二甲醚催化剂的组分,考察了纳米ZnO的含量对催化剂H4SiW12O40-La2O3／纳米ZnO：γ-Al2O3催化活性的影响。采用TPD和BET等技术探讨分析了纳米ZnO的加入与催化剂结构和表面性质的关系。结果表明：纳米ZnO增大了催化剂的比表面,改善了催化剂的孔结构,提高了催化剂活性组分分散度,增大了中等强度的酸量,提高了甲醇的转化率;催化剂H4SiW12O40-La2O3／纳米ZnO：γ-Al2O3（1：3）有最佳催化活性。     

H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用浸渍法制备ZrO2-Al2O3复合载体负载硅钨酸催化剂,并通过FT-IR、XRD对其进行了表征.以H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3为催化剂,通过环己酮与1,2-丙二醇反应合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮.较系统地研究了醇酮物质的量比、催化剂用量、带水剂用量及反应时间等条件对收率的影响.结果表明:H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化剂是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,固定环己酮用量为0.20mol,在n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.3,催化剂的用量占反应物量总质量的2.0％,带水剂环己烷的用量为8mL,反应时间75min的优化条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达84.6％.     

H_4SiW_(12)O_(40)/SiO_2催化正丁醛自缩合反应

正丁醛自缩合合成辛烯醛是工业生产辛醇的重要步骤之一。首先考察了3种杂多酸H3PW12O40、H4SiW12O40和H3PMo12O40对正丁醛自缩合反应的催化性能,发现H4SiW12O40的催化性能最好。其次,利用浸渍法制备了负载型H4SiW12O40催化剂,考察了载体和制备条件对催化剂性能的影响,确定以SiO2为载体,H4SiW12O40负载量为50%(质量分数),在150℃焙烧2 h的制备条件。探讨了反应条件对催化剂性能的影响,确定了适宜反应条件:催化剂与正丁醛的质量比为0.15,反应温度120℃,反应时间6 h。在此条件下,正丁醛的转化率为90.4%,辛烯醛的选择性为89.2%。通过对催化剂进行ICP-AES分析和XRD表征,发现活性组分流失是造成催化剂稳定性差的主要原因。为减缓H4SiW12O40的流失,以[emim]BF4离子液体为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了H4SiW12O40/SiO2催化剂,实验结果表明,催化剂稳定性有一定程度的提高。     

CF4在Al2O3上的分解反应——最佳反应温度探索

以程序升温及恒温反应方式研究了CF4在Al2O3上的分解反应,测试了CF4的转化率,用XRD、比表面积测试、SEM-EDS等技术对反应前后的Al2O3进行了结构表征。结果表明：程序升温反应至700℃时CF4转化率达到最高;850℃恒温反应时γ-Al2O3的结构稳定性和反应活性较高,900℃反应时部分γ-Al2O3转变成了低活性的α-Al2O3导致比表面积和CF4转化率急剧下降。850℃是γ-Al2O3与CF4反应的最佳温度。     

MnO2/γ-Al2O3催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

以γ-Al2O3为载体,采用超声浸渍法制备了MnO2/γ-Al2O3催化剂,结合X射线衍射、X射线光电子能谱和CO2程序升温脱附的表征,考察了催化剂对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应的影响。结果表明,以Mn(NO3)2为锰源经焙烧后形成的MnO2表面碱性最强,对尿素醇解反应的活性最高;采用超声浸渍法,当Mn在γ-Al2O3上的负载量(质量分数,下同)为30%时,Mn在γ-Al2O3表面主要以Mn4+的形式存在,且分散度高,催化剂表面的碱中心的碱性最强。当其催化尿素醇解时,碳酸丙烯酯收率达65.0%。     

Rh/MgO/γ-Al2O3上的毫秒级甲烷蒸汽重整过程

采用负载型Rh/MgO/γ-Al2O3催化剂研究了毫秒级甲烷蒸汽重整过程,在水碳比为1和3的条件下,详细考察了反应温度、空速和催化剂Rh含量对反应转化率和选择性的影响。研究结果表明,Rh/MgO/γ-Al2O3催化剂在毫秒级操作条件下具有良好的催化性能,使用5%(质量分数)Rh催化剂,在水碳比3、反应温度1150K、空速641.11 L·(gcat)-1·h-1时,CH4转化率约90%,CO2选择性约20%,毫秒级接触时间反应行为即可接近热力学平衡。高温有利于毫秒级甲烷蒸汽重整过程。     

甘油在改性Ni/γ-Al2O3催化剂上水蒸气重整制氢的研究

通过催化剂性能评价,考察了助剂CeO2、CaO和La2O3对催化剂Ni/γ-Al2 O3催化性能的影响,发现Ni/γ-Al2O3经3种助剂修饰后催化剂活性都明显提高,其中La2O3修饰后的催化剂活性最高,甘油转化率在450～650℃内一直保持100％;氢气选择性在450℃时即达到85％,而且随着温度升高逐渐变大并趋于平稳,最高时可达到92.37％.同时考察了温度、甘油溶液浓度、空速对甘油水蒸气重整制氢反应的影响.运用NH3-TPD和TPR对催化剂进行了表征,发现助剂的添加降低了催化剂的酸性,经改性后催化剂中NiAl2 O4相含量明显降低;催化剂中加入La2O3降低了Ni与Al2O3载体之间的相互作用,因此有利于甘油水蒸气重整制氢反应.     

Ru/γ-Al2O3改性及其催化加氢邻苯二甲酸二异壬酯

采用等体积浸渍法,以γ-Al2O3为载体制备了一系列Ru/γ-Al2O3催化剂.考察了田菁粉添加量、柠檬酸添加量及焙烧温度对Ru/γ-Al2O3催化剂催化邻苯二甲酸二异壬酯加氢制备1,2-环己烷二甲酸二异壬酯的影响.对催化剂进行了BET、XRD、H2-TPD和NH3-TPD表征.结果表明,Ru/γ-Al2O3改性的最佳条件为田菁粉和柠檬酸添加量分别为拟薄水铝石质量的1.0％和3％,700℃焙烧4 h,Ru含量(质量分数,下同)为0.3％.在温度150℃、压力5 MPa和空速0.25 h–1的工艺条件下,邻苯二甲酸二异壬酯的转化率为98.9％,1,2-环己烷二甲酸二异壬酯的选择性高达97.1％,经过30 d的稳定性测试催化剂表现出良好的催化活性.     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。     

氢氧直接合成过氧化氢用PdO/γ-Al2O3催化剂过渡金属改性研究

采用等体积浸渍法制得过渡金属改性的系列催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3 (M=La、Mn、Ni、Ce).在10℃、常压下考察了过渡金属种类及氧化镧负载量对催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3催化氢氧直接合成过氧化氢性能的影响.采用能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行表征分析.结果表明,经过渡金属改性后的MOx-PdO/γ-Al2O3催化剂活性高于未改性的催化剂PdO/γ-Al2O3;以镧为助剂制得的La2O3-PdO/γ-Al2O3(氧化镧质量分数为1％、氧化钯质量分数为2.5％)催化剂性能优于其他过渡金属改性的催化剂,与PdO/γ-AhO3相比,所得过氧化氢的浓度、收率、选择性分别提高了76.54％、76.61％、44.21％.     

Pd/γ-Al2O3催化降解苯的研究

针对苯在Pd/γ-Al2O3催化剂上的催化降解过程,研究了预处理方式对Pd/γ-Al2O3催化活性的影响,考察了其稳定性,并与Pd-Pt/γ-Al2O3催化剂进行了比较。通过BET和XPS对不同预处理方式下的Pd/γ-Al2O3催化剂进行了表征。研究结果表明:预处理方式对于催化剂活性有明显影响,相比H2,反应气预处理也可以提高催化剂的催化性能,并使操作过程简化;与Pd-Pt/γ-Al2O3相比,Pd/γ-Al2O3同样具有良好的催化稳定性。当空速为3 000 h-1,催化降解反应持续120 h后,苯降解率仍维持在99.6%以上。     

Ni对Cu-Ni/γ-Al_2O_3苯羟基化催化剂的影响

通过程序升温还原方法合成了Cu/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,使苯直接羟基化制苯酚。该反应过程中,温度和溶剂对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂的反应性能影响进行了探讨。采用H2-TPR、XRD、EDS等表征技术考察了Ni对催化剂结构和性质的影响。结果表明,Ni使催化剂前驱体还原温度增加、活性组分Cu单晶粒度降低、催化剂表面Cu原子数增加;当反应温度为70°C、以水作反应溶剂时,Cu-Ni/γ-Al2O3比Cu/γ-Al2O3催化剂有较高反应活性和选择性,苯转化率为32.4%,苯酚选择性为93.3%,苯酚收率为30.2%。     

负载型Ni-B/γ-Al_2O_3非晶态合金催化剂苯加氢性能

采用化学还原法制备了负载型Ni-B/γ-Al2O3非晶态合金催化剂,并对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、比表面积检测(BET)、程序升温还原(TPR)表征。以苯加氢为探针反应,在高压微反装置上考察了活化温度、Ni-B摩尔比、Ni质量分数等制备条件对催化剂加氢性能的影响。实验结果表明,Ni-B以非晶态的形式负载在γ-Al2O3载体上,最佳活化温度为200—260℃,Ni-B/γ-Al2O3非晶态合金催化剂最佳Ni-B摩尔比为1∶3.4;Ni质量分数增加使催化剂的加氢活性提高。在反应压力0.5 MPa、氢苯摩尔比4,空速1.0 h-1的条件下,反应温度高于160℃时,苯加氢制环己烷产率均为100%。     

Pt/WO3-TiO2/ZrO2-Al2O3甘油加氢体系中Al2O3的双功能催化作用研究

考察了WO3-TiO2/ZrO2-Al2O3四元氧化物中ZrO2:Al2O3质量比对Pt-WO3体系对质量分数30%甘油水溶液氢解制备1,3-丙二醇催化性能的影响，揭示了Al2O3组分在四元氧化物体系中的双功能作用。N2物理吸附脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换CO吸附及吡啶吸附红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(H2-TPR)等表征结果表明，氧化铝的掺入量直接影响到制备过程中WOx、ZrO2、TiO2等氧化物的晶相结构，进而影响到负载Pt纳米与载体的相互作用。在固定床反应器中，Pt-WO3-TiO2/ZrO2-Al2O3催化剂(Pt质量分数2%)上甘油转化率随着Al2O3质量比的升高逐渐降低，当ZrO2/Al2O3质量比为9:1时，催化活性最高，甘油转化率为38%，1,3-PDO选择性为49%，催化剂可稳定运行不低于100小时。     

KI/γ-Al_2O_3催化CO_2与甘油合成甘油碳酸酯的研究

以γ-Al2O3为载体,通过等体积浸渍法制备了负载型KI/γ-Al2O3催化剂,并通过二氧化碳、环氧丙烷和甘油合成甘油碳酸酯反应评价其催化活性,结果发现,KI负载量为1.5 mmol/g时具有最高的活性和稳定性。催化剂使用4次后,其活性没有明显降低。同时考察了反应温度、反应时间、反应压力和反应物摩尔比对反应的影响。在最佳反应条件下(环氧丙烷为0.3 mol,甘油为0.1 mol,反应温度为130℃,反应时间为2 h,反应压力为5.0 MPa),甘油的转化率为58.5%,甘油碳酸酯的产率为54.6%。     

负载型WO3/SiO2-Al2O3催化剂用于合成乙酸乙酯反应研究

考察了SiO2、γ-Al2O3和SiO2-Al2O3载体负载氧化钨作为催化剂用于乙酸乙酯合成反应研究,并通过XRD、氮气物理吸附、Raman和NH3-TPD对催化剂进行表征。结果表明,氧化钨负载在SiO2-Al2O3载体上,具有更强的酸性和更高的酸量,有利于促进乙酸乙酯合成反应进行。当W在SiO2-Al2O3载体表面的负载量为8%(质量分数,下同)时,乙酸转化率最高可以达到69.7%,载体表面WO3晶体颗粒不利于提高酯化反应活性。     

CO3O4/MPS催化氧化NO性能

微乳法制备的介孔二氧化硅（MPS）负载Co3O4构成了Co3O4/MPS催化剂,考察了负载量、焙烧温度等制备条件和反应温度、空速、NO进口浓度、O2体积分数等操作条件对Co3O4/MPS催化氧化NO性能的影响,并对载体及催化剂进行了BET和XRD表征。结果表明：MPS比表面积远大于其它载体,Co3O4呈立方晶型,MPS负载25%的Co3O4在300 ℃下焙烧3 h得到催化剂的晶体颗粒最小,分散性好,具有最佳催化氧化活性和良好的稳定性,在NO进口浓度500 μL/L、O2体积分数10%、空速12 000 h－1的条件下,250 ℃时NO氧化率可达50%～60%（此时可获得最高的NOx吸收效率）,300 ℃氧化率达到80%以上,接近热力学平衡值。     

Ru-La2O3/γ-Al2O3催化CO选择性氧化反应

采用浸渍法制备了Ru-La2O3/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中考察了催化剂中稀土La的掺杂量、氧气量、原料气中水和CO2含量以及空速等工艺条件对Ru-La2O3/γ-Al2O3催化剂在CO选择性氧化反应中催化性能的影响.结果表明,Ru/γ-Al2O3催化剂添加质量分数10%的La2O3后的催化性能较好,且具有较好到抗湿性和抗CO2能力.在原料气组成为65%H2,25%CO2,1%CO,9%He,氧气的分压与CO分压相等,气体流速为100 mL/min和气体空速为10 000 h-1的条件下,在110～170℃进行CO选择性氧化,CO转化率大于99%,CO的出口浓度小于100 μL/L,满足了质子交换膜燃料电池对富氢气体中CO浓度的要求.