Al2O3负载Cu基催化剂的制备及其催化乙炔选择性加氢性能

采用等体积浸渍法合成了Cu(OH)₂/Al₂O₃前体，经乙炔处理、氢气还原制备了Al₂O₃负载的Cu基催化剂。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和N₂物理吸附对催化剂前体以及催化剂进行了表征，并在固定床反应器中系统考察了氢氧化铜负载量、乙炔处理温度、乙炔处理时间以及氢气还原温度对所制备催化剂催化乙炔选择性加氢性能的影响。研究结果表明：当Cu(OH)₂负载量为30%(质量分数)，乙炔处理温度为140℃，乙炔处理时间为2 h，氢气还原温度为150℃时，催化剂具有较高的低温乙炔选择性加氢活性。当反应温度为115℃时，乙炔转化率为98.50%，乙烯的选择性为66.15%，乙烷的选择性为15.75%,C₄的选择性为18.10%。     

Ni-La/γ-Al2O3·SiO2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢

制备了不同La含量的Ni-La/γ-Al2O3-SiO2催化剂,采用XRD、TPR和XPS等对催化剂进行了表征,结果显示,催化剂中加入La之后,能提高Ni的分散度.分别考察了水醇比和温度对La质量分数为5%的催化剂性能的影响,发现当水醇摩尔比为4.0时,氢气选择性650℃时达到99.0%,CO选择性400℃时只有0.7%.还对该催化剂进行了稳定性测试,结果表明,在整个100 h稳定性测试过程中不产生乙烯,氢气的选择性保持在67.2%左右,总积炭量仅仅为8.6 mg/(gcat·h),具有良好的稳定性和抗积炭性能.     

Ni-La/γ-Al_2O_3·SiO_2催化剂上乙醇水蒸气重整制氢

制备了不同La含量的Ni-La/γ-Al2O3·SiO2催化剂,采用XRD、TPR和XPS等对催化剂进行了表征,结果显示,催化剂中加入La之后,能提高Ni的分散度。分别考察了水醇比和温度对La质量分数为5%的催化剂性能的影响,发现当水醇摩尔比为4.0时,氢气选择性650℃时达到99.0%,CO选择性400℃时只有0.7%。还对该催化剂进行了稳定性测试,结果表明,在整个100h稳定性测试过程中不产生乙烯,氢气的选择性保持在67.2%左右,总积炭量仅仅为8.6mg/(gcat·h),具有良好的稳定性和抗积炭性能。     

乙醇蒸汽重整Pd/γ-Al_2O_3催化剂制氢

通过对不同Pd负载量、温度以及寿命的考察,评价了负载型Pd/γ-Al2O3催化剂在乙醇蒸汽重整制氢的催化反应中的性能。试验表明较高的Pd负载量或者较高的反应温度可以获得理想的氢气选择性。在650℃反应温度下,对含Pd为5%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂进行考察获得了最高的氢气选择性136%。而且在反应温度为750℃条件下,含Pd为1%(质量分数)的Pd/Al2O3催化剂对氢气的选择性可以达到110%。通过NH3-TPD,TGA分析手段对催化剂进行表征分析。     

Ni-Co/Al_2O_3催化乙醇水蒸气重整制氢性能研究

利用浸渍法制备Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂组成、反应温度、水醇比、液体空速对乙醇水蒸气重整反应的影响。结果表明,Ni-Co/Al2O3催化剂中Co含量的增加会提高氢气和一氧化碳的选择性,降低甲烷和二氧化碳的选择性,催化剂Ni7.5Co7.5催化性能最佳,450℃时乙醇转化率达到100%,氢气选择性为79.78%,二氧化碳选择性为91.89%。反应温度会影响乙醇水蒸气重整制氢反应中相关反应的权重和产物的分布。加大水醇比降低一氧化碳选择性,提高二氧化碳选择性;提高液体空速,加大一氧化碳选择性。Ni-Co/Al2O3催化剂反应前后发生明显的物相重构,Co3O4被还原成Co,Co与Ni共同起活性作用,Co3O4作为催化剂前体在乙醇水蒸气重整中显示出良好的活性。     

碳纳米管负载CuO-CeO_2催化剂用于CO选择性氧化

分别以碳纳米管(CNTs)和68%浓HNO3处理的CNTs为载体,采用超声辅助的浸渍法制备负载型Cu O-CeO_2复合氧化物催化剂,用于富氢气中CO选择氧化。采用XPS和LRS对预处理前后CNTs管的结构与表面性质进行研究。采用XRD和H2-TPR对催化剂结构进行表征。结果表明,经浓HNO3处理的CNTs载体表面含氧官能团—COOH相对含量提高了约68%,且表面缺陷增多,有助于催化剂活性组分的沉积和分散。以此负载的Cu O-CeO_2催化剂上Cu O物种具有较好的分散性,晶粒尺寸较小,催化剂表现出强的低温氧化还原能力,且表面CO氧化活性位增多,对CO选择性氧化具有低温高活性,T50低至90℃,反应温度低于140℃保持高选择性,且CO完全转化反应温度窗口拓宽宽至30℃。     

铈对铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢反应性能的影响

采用沉淀凝胶法制备了一系列不同Ce含量的Ce-Cu-SiO2催化剂,利用N2物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、N2O吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氢气程序升温脱附(H2-TPD)等方法对催化剂进行表征,并在连续流动固定床反应器中考察了催化剂催化草酸二甲酯加氢制取乙二醇的反应性能。实验结果表明,引入适量的Ce能够改善Cu-SiO2催化剂的还原性能,增加Cu0表面积,减小Cu晶粒尺寸,增加催化剂的氢吸附能力。添加适量的Ce可提高催化剂对草酸二甲酯加氢制取乙二醇的选择性和稳定性。在195℃、3 MPa和质量空速(WHSV)0.07 h-1反应条件下,0.06Ce-Cu-SiO2催化剂上草酸二甲酯转化率可达99.4%,乙二醇选择性可达99.1%,且具有良好的稳定性。     

Pd-Cu/γ-Al_2O_3双金属催化剂脱除水中硝酸盐

采用分步浸渍法和共浸渍法制备系列Pd负载质量分数为1%的Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂,以氢气为还原剂研究其对水中硝酸盐催化脱除的性能。结果表明,催化剂中Cu与Pd物质的量比以及Cu、Pd的浸渍顺序对催化剂性能有重要影响,硝酸根转化率随着Cu与Pd物质的量比的增大而增大;硝酸根转化活性以Cu与Pd物质的量比为5∶1、先浸渍Pd再浸渍Cu所得催化剂较优;从氨氮选择性方面看,以先浸渍Cu后浸渍Pd制备的催化剂选择性较低,在Cu与Pd物质的量比为1∶1、先浸渍Cu再浸渍Pd所得催化剂较优。     

超重力场共沉淀法制备Cu/ZrO2催化剂的研究

以硝酸铜、氧氯化锆为原料,以w(NaOH)=20%溶液为沉淀剂,采用超重力场共沉淀法,制备出用于二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸的Cu/ZrO2催化剂。通过正交实验获得了较优的催化剂制备条件：超重力场反应器转速为800r/min、沉淀终点pH=12、陈化时间为5h、原料锆铜原子比为2:1和锆盐初始浓度为0.2mol/L。优化条件下制得的催化剂前驱体,经500℃焙烧5h、220~240℃下还原5h得到Cu/ZrO2催化剂。将催化剂用于二乙醇胺催化脱氢性能研究,亚氨基二乙酸钠的收率达97.50%,选择性达98.05%。将该催化剂重复使用5次,平均收率为95.02%,单程失活率为1%~2%,具有较稳定的催化活性和较长的使用寿命。且在实验室小试条件下该催化剂的催化性能优于传统共沉淀方法制备的Cu/ZrO2催化剂。     

CuNi/Al2O3催化剂上乙炔选择加氢的研究

采用浸渍法制备了CuNi/Al2O3催化剂,研究了Ni负载量、Cu负载量及n(Cu)/n(Ni)对催化剂上乙炔选择加氢活性和选择性的影响,以及催化剂的还原性能。结果表明:CuNi/Al2O3催化剂中Cu提高了Ni的还原性,使催化剂具有很高的活性及乙烯选择性。随Cu/Ni原子比的提高,催化剂的活性下降,选择性升高,当Ni的负载量为10%、n(Cu)/n(Ni)=0.5时,在反应温度为50℃、反应压力为0.2 MPa、原料气流量为45 mL/min及H2流量为1.5 mL/min的反应条件下,乙炔的转化率达88.98%,乙烯的选择性达74.01%,乙烯收率为65.86%。     

Nano-structured CeO2 supported Cu-Pd bimetallic catalysts for the oxygen-assisted water–gas-shift reaction

The present work focuses on the development of novel Cu-Pd bimetallic catalysts supported on nano-sized high-surface-area CeO₂ for the oxygen-assisted water–gas-shift (OWGS) reaction. High-surface-area CeO₂ was synthesized by urea gelation (UG) and template-assisted (TA) methods. The UG method offered CeO₂ with a BET surface area of about 215 m²/g, significantly higher than that of commercially available CeO₂. Cu and Pd were supported on CeO₂ synthesized by the UG and TA methods and their catalytic performance in the OWGS reaction was investigated systematically. Catalysts with about 30 wt% Cu and 1 wt% Pd were found to exhibit a maximum CO conversion close to 100%. The effect of metal loading method and the influence of CeO₂ support on the catalytic performance were also investigated. The results indicated that Cu and Pd loaded by incipient wetness impregnation (IWI) exhibited better performance than that prepared by deposition–precipitation (DP) method. The difference in the catalytic activity was related to the lower Cu surface concentration, better Cu–Ce and Pd–Ce interactions and improved reducibility of Cu and Pd in the IWI catalyst as determined by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed reduction (TPR) studies. A direct relation between BET surface area of the CeO₂ support and CO conversion was also observed. The Cu-Pd bimetallic catalysts supported on high-surface-area CeO₂ synthesized by UG method exhibited at least two-fold higher CO conversion than the commercial CeO₂ or that obtained by TA method. The catalyst retains about 100% CO conversion even under extremely high H₂ concentration.     

Ce-Fe/ZSM-5催化剂用于燃机烟气SCR脱硝的性能

采用浸渍法制备了一系列Ce?Fe/ZSM-5催化剂,基于燃机烟气工况研究了Fe含量及Ce掺杂量对Fe/ZSM-5催化剂的中高温脱硝性能的影响,并结合一系列表征技术对其物化性能进行研究。结果表明,Fe含量为4wt%时,Fe/ZSM-5催化剂在550℃下NOx转化率为77.11%。掺杂Ce后Ce?Fe/ZSM-5催化剂的高温脱硝效果明显提升,Ce负载量为1wt%时,550℃时NOx转化率仍保持95.92%,催化剂有优异的中高温催化活性,比Fe4/ZSM-5提高了18.81%。同时改变烟气中的NO2和O2含量,发现NO2和O2浓度增加均可提高催化剂的脱硝性能,水热老化测试表明Ce1?Fe4/ZSM-5催化剂具有优异的水热稳定性,分别在10vol% H2O, 600℃和10vol% H2O, 800℃条件下老化后,在450?550℃内NOx转化率保持约90%。适量掺杂Ce后催化剂表面Lewis酸含量及强度增强,表面吸附氧比例增大,Ce与Fe元素间的协同作用提高了催化剂的高温氧化还原能力,提升了高温活性,因此促进了中高温条件下SCR反应的进行。     

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%。     

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％。     

助剂掺杂Cu/Al_2O_3湿式氧化处理造纸废水

以CuO为主活性组分,过渡金属为掺杂组分,在γ-Al_2O_3载体上浸渍制备复合催化剂.对造纸制浆废水采用催化湿式氧化处理,考察Cu负载量,掺杂组分的种类和掺杂量、焙烧温度和时间对催化剂对造纸废水的催化降解性能.结果表明,在Cu的负载质量分数为6%,助剂Mn的掺杂质量分数为4%,700℃下焙烧4h制备出在负载型Cu-Mn二元复合催化剂.在反应温度为200℃,氧气分压为2 MPa的条件下,废水的COD去除率最高可达88.1%.     

Magnetic graphene oxide-anchored Ni/Cu nanoparticles with a Cu-rich surface for transfer hydrogenation of nitroaromatics

The bimetallic nanoparticles compositing of Ni-rich core and Cu-rich shell (Ni/Cu NPs) were successfully synthesized by a liquid-phase thermal decomposition method. The content of copper and nickel in Ni/Cu NPs was controllable by adjusting the ratio of two metal precursors, copper formate (Cuf) and nickel acetate tetrahydrate (Ni(OAc)₂·4H₂O). Ni/Cu NPs were further anchored on graphene oxide (GO) to prepare a magnetic composite catalyst, called Ni/Cu-GO. The dispersibility of Ni/Cu NPs in solution was enhanced by GO anchoring to prevent the sintering and aggregation during the reaction process, thereby ensuring the catalytic and cycling performance of the catalyst. The catalytic transfer hydrogenation (CTH) reaction of nitroaromatics was investigated when ammonia borane was used as the hydrogen source. Cu dominated the main catalytic role in the reaction, while Ni played a synergistic role of catalysis and providing magnetic properties for separation. The Ni₇/Cu₃-GO catalyst exhibited the best catalytic performance with the conversion and yield of 99% and 96%, respectively, when 2-methyl-5-nitrophenol was used as the substrate. The Ni₇/Cu₃-GO catalyst also exhibited excellent cyclic catalytic performance with the 5-amino-2-methylphenol yield of above 90% after six cycles. In addition, the Ni₇/Cu₃-GO catalyst could be quickly recycled by magnetic separation. Moreover, the Ni₇/Cu₃-GO catalyst showed good catalytic performance for halogen-containing nitroaromatics without dehalogenation.     

Fe2O3/AC催化剂的低温选择性催化还原脱硝性能

以活性焦(AC)为载体、Fe2O3为活性组分,采用等体积浸渍法制备Fe2O3/AC催化剂,研究了Fe含量对Fe2O3/AC催化剂低温脱硝性能的影响. 结果表明,当Fe负载量为6wt%时能获得比其它负载量更佳的NOx转化率,尤其在240℃时NOx转化率达93.9%,当分别有120?10?6(vol) SO2和3.5vol H2O存在时,脱硝率分别稳定在约86%和74%;催化剂孔径≤4 nm,随Fe负载量增加,孔径呈增大趋势;催化剂较稳定;Fe主要以γ-Fe2O3分散在催化剂表面,负载适量Fe2O3使表面吸附氧Oβ和Fe3+增多,为催化剂提供更多活性位,提高了Fe2O3/AC催化剂的低温选择性催化还原脱硝活性.     

分子筛负载V_2 O_5催化剂在NH_3选择还原Nox反应中的性能

以分子筛为载体,采用低温浸渍法制备负载V_2O_5催化剂。采用XRD、FT-IR和SEM等手段对催化剂进行表征,并在固定床微型反应器中对催化剂活性进行评价。结果表明,以PSRY为载体的V_2O_5/PSRY催化剂活性较好,金属助剂Cu(Cu与V物质的量比为0.1)的加入使V_2O_5/PSRY催化剂活性提高,T(85)为231℃。     

贫燃条件下铜离子改性铝交联蒙脱土汽车尾气净化催化剂的研制

以铝交联蒙脱土为载体,研制铜离子改性铝交联蒙脱土催化剂,在贫燃条件下考察其选择性还原NO的催化活性,并与Cu/ZSM-5做了比较。结果表明:采用浸渍法Cu2+负载量以w(Cu2+)=3%为最佳,可使NO转化率达52 25%;采用SO2-4改性能较大幅度提高催化活性,使NO转化率提高15 42%,同时能使操作温度范围更宽,500℃NO转化率仍达到22 16%,优于Cu/ZSM-5。