VMo/γ-Al_2O_3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al_2O_3和VMo Mg/γ-Al_2O_3催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al_2O_3和3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上出现C—O键的温度比3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

自组装低负载量Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲苯

以PdCl_2和Pd2(dba)3[三(二亚苄基丙酮)二钯]为前驱体,通过浸渍法、沉积沉淀法和自组装法分别制备了负载量(质量分数,下同)为0.03%的Pd/γ-Al_2O_3-IM、Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂用于催化氧化甲苯。在甲苯体积分数为0.1%、空速(SV)为18000 m L/(g·h)条件下,Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂上甲苯实现98%转化率的温度(T98)为220℃,比Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-IM分别降低了40和75℃。通过N2吸附-脱附、XRD、TEM、XPS和H2-TPR对催化剂进行了表征。结果表明:自组装法制备的Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂的比表面积(345 m2/g)和孔体积(0.52 cm3/g)最大,Pd纳米粒子(Pd NPs)平均粒径最小(5.0 nm),活性物种主要以Pd O的形式高度分散于载体γ-Al_2O_3表面。此外,Pd O与载体γ-Al_2O_3之间的强相互作用(SMSI)促进了其催化氧化甲苯的活性。     

CO_2气氛中TiO_2-Al_2O_3催化乙苯脱氢制备苯乙烯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2-Al_2O_3催化剂,考察了Al_2O_3的含量对TiO_2-Al_2O_3催化剂催化乙苯脱氢制备苯乙烯性能的影响。研究结果表明,加入20%Al_2O_3后,乙苯转化率显著提高,进一步提高Al_2O_3含量,乙苯转化率降低,但稳定性提高。BET、XRD表征结果显示,Al_2O_3的加入可以稳定TiO_2锐钛矿结构,减小氧化钛粒径,提高催化剂表面积。Raman光谱显示部分Ti~(4+)被Al~(3+)取代。     

稀土改性Ni/γ-Al_2O_3催化糠醛加氢制2-甲基呋喃的研究

采用超声-浸渍方法制备负载型Ni/γ-Al_2O_3及稀土(nRE∶nNi=1∶100)改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂。以糠醛加氢制2-甲基呋喃为探针反应测试催化性能。结果表明,反应温度为310℃时,Ni/γ-Al_2O_3催化剂糠醛转化率为100%,对2-甲基呋喃选择性为95.3%;添加稀土Nd和Eu改性后,催化剂活性不变,对2-甲基呋喃的选择性从95.3%分别提高到96.2%和97.4%。     

磷酸改性γ-Al2O3催化葡萄糖转化5-羟甲基糠醛研究

在间歇搅拌反应釜中,以磷酸改性的γ-Al_2O_3作为固体酸催化剂,在水和仲丁醇组成的两相体系中对葡萄糖脱水制备生物基平台化合物5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF)进行研究。考察了磷酸浓度和催化剂用量对葡萄糖转化率和HMF收率的影响。结果表明,氧化铝未经磷酸改性时,催化葡萄糖转化HMF收率仅为18.1%,经1 mol×L~(-1)磷酸改性后,HMF收率可达34.1%。根据吡啶原位红外和程序升温热重分析结果可以得知,磷酸改性后γ-Al_2O_3催化剂表面出现Lewis酸位点,且γ-Al_2O_3稳定性增加,从而使其催化葡萄糖脱水制备HMF催化活性增强。该催化剂在含水体系中表现出良好的稳定性,催化剂重复使用四次后,活性基本不变。     

转化吸收型氧化锌基脱硫剂脱除H2S和COS性能

以前驱物工业活性ZnO和碱式碳酸锌分解的ZnO为脱硫剂活性组分,在引入结构助剂γ-Al_2O_3、碱性助剂K2CO3改性的基础上,制备出转化吸收型氧化锌基脱硫剂。在300℃、空速2000h–1及常压下,考察了活性组分ZnO前驱物种类及不同前驱物制备的助剂γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱除硫化物性能的影响。结果表明:改性氧化锌基脱硫剂的孔隙结构和碱性显著影响其脱硫性能。与工业活性ZnO制备的氧化锌脱硫剂相比,以碱式碳酸锌分解的ZnO制备的脱硫剂对硫化氢的脱除效率和穿透硫容更高,穿透硫容约增加10倍。不同前驱物制备的γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱硫性能有较大影响。其中,拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3显著提高了氧化锌基脱硫剂脱硫性能,穿透硫容达12.18%。以碱式碳酸锌分解ZnO为活性组分,添加拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3和碱性助剂K2CO3制备的改性氧化锌基脱硫剂对COS的脱除起到转化与吸收作用,COS转化率达99.98%,穿透硫容为4.03%。     

γ-Al_2O_3负载氧化锰催化臭氧化苯酚的研究

采用纳米级γ-Al_2O_3作为催化剂基体,制备γ-Al_2O_3负载氧化锰纳米催化剂来催化臭氧化降解水中的苯酚。采用浸渍法制备负载型的金属氧化物催化剂,以间歇反应的方式对不同浸渍浓度下催化剂的效能,不同催化剂投加量及苯酚溶液初始pH值等影响因素进行了深入研究。研究表明,4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂显著提高了臭氧化降解水中苯酚的效果。催化剂投加量试验研究表明4%Mn/γ-Al_2O_3催化剂具有更多的活性位点。基于此,提出了催化臭氧化苯酚的反应机理。     

助剂改性对Ni-Cu/γ-Al_2O_3催化剂催化月桂腈加氢性能的影响

对浸渍法制备的负载型Ni-Cu/γ-Al_2O_3催化荆,用Na和Cr进行酸碱性调节,并通过H_2,NH_3和CO_2程序升温脱附(TPD)技术表征了催化剂H_2吸附能力和酸碱性质.结果显示,Cr和Na改性后催化剂的酸碱性质得到了调节,H_2吸附能力显著增强,其中Cr与Na联合改性后的样品Ni-Cu-Cr-Na/γ-Al_2O_3具有最小的低强度酸量、最大的低强度碱量和最大的H_2吸附能力.催化剂月桂腈加氢性能表明,在氢分压2.0 MPa、反应温度70℃、反应时间30 min时,Ni-Cu-Cr-Na/γ-Al_2O_3催化剂具有最大活性,月桂腈的转化率为98%,月桂伯胺的选择性为99.2%.催化剂稳定性好,重复使用10次后,月桂腈的转化率由98%降为94.6%,月桂伯胺的选择性仍维持在98%以上.     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在CS_2催化水解反应中的性能比较

通过制备高纯度的前驱体湃铝石获得了η-Al_2O_3材料,采用XRD验证了η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在晶相结构上的差异,比较了两者的表面形貌、织构及酸碱性能,结果显示,η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3的比表面积相当,但η-Al_2O_3具有更弱的弱碱位和较少的强碱位,并拥有丰富的中等强度酸性位。将η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3作为催化剂应用于CS_2水解反应,结果表明,在(200～450)℃测试温度范围内,η-Al_2O_3催化剂对CS_2的水解活性始终优于γ-Al_2O_3,两种催化剂上CS_2反应的浓度效应也明显不同,推测与它们的酸碱性质影响了对CS_2的吸附能力有关,导致两者催化CS_2水解反应遵循了不同的机制。     

TiO_2改性对Ni_2P/α-Al_2O_3催化加氢脱氧性能的研究

以α-Al_2O_3为载体,经(CA-Ni-P-Pd)+TiO_2和(Ni-P-Pd)+(TiO_2-CA)路径,采用程序升温还原法(TPR)制备了负载型磷化镍(Ni_2P)催化剂,采用XRD和H_2-TPR等技术对催化剂结构进行表征,对其催化加氢脱氧性能进行测试。实验结果表明,TiO_2的添加有效降低催化剂氧化物前驱体的还原温度;相比于Ni_2PPd/α-Al_2O_3,TiO_2-CA改性的催化剂中Ni_2P的晶粒均有不同程度的变大。     

负载型铜铁催化剂直接催化分解N_2O的研究

利用等体积浸渍法制备了不同组成的CuFeO/γ-Al_2O_3复合氧化物催化剂,通过催化分解N_2O的活性评价结果确定催化剂的最佳Cu-Fe原子质量比为2∶1、最佳负载量为25%。通过XRD、BET、H_2-TPR等表征手段对催化剂的结构进行研究。结果表明,Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3催化剂表面的CuO结晶度较小且高度分散,具有较大的比表面积;相比其他CuFeO/γ-Al_2O_3复合氧化物催化剂和单组分CuO/γ-Al_2O_3催化剂,Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3还原能力更强,故表现出更强的N_2O催化分解能力。考察了N_2O质量分数、O_2体积分数、空速等反应条件对Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3活性的影响。在515℃高温条件下连续反应100 h,N_2O转化率保持在90%左右,表明Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的热稳定性。     

长链烷烃(n-C_(10～12))脱氢制单烯烃催化剂的研究Ⅱ.Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂上C_(12)脱氢反应行为

采用真空浸渍法制备Pt-Sn/MgAl_2O_4和Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂。对两种催化剂进行C_(12)脱氢催化性能评价比较,并使用BET、XRD、CO吸附、TPR、NH_3-TPD和TG等手段对催化剂进行表征。NH_3-TPD测定结果表明,Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂具有较弱的酸性。Pt-Sn/MgAl_2O_4催化剂的初始转化率(21.6%)比Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂初始转化率(22.6%)低,但其单烯烃选择性(83.9%)比后者(73.6%)高。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

CaO和MnO_2双修饰的γ-Al_2O_3催化再生乙基蒽醌工作液

针对蒽醌法生产工艺中广泛使用的γ-Al_2O_3对蒽醌降解物再生效率低的不足,以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了不同CaO负载量的CaO/γ-Al_2O_3催化剂,考察了CaO含量对乙基蒽醌工作液再生的影响,筛选出最佳的CaO负载量为3.0%(3.0CaO/γ-Al_2O_3)。在此基础上,进一步制备了CaO和MnO_2双修饰的催化剂,考察了MnO_2负载量对3.0CaO/γ-Al_2O_3催化乙基蒽醌工作液再生的影响,表明Mn O2负载量为0.5%的催化剂(3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3)性能较好。采用X射线荧光光谱、氮气低温物理吸附和X射线粉末衍射等表征手段对三个代表性催化剂的物理化学性质进行了研究。结果表明,与γ-Al_2O_3和3.0CaO/γ-Al_2O_3相比,双修饰的3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂不仅明显促进了工作液中四氢-2-乙基羟基蒽酮(OXOH4e AQ)和四氢-2-乙基蒽醌环氧化物(EPOXH4e AQ)的再生,而且加速了四氢-2-乙基蒽醌(H4e AQ)向2-乙基蒽醌(eAQ)的转化。经优化得到的3.0CaO0.5MnO_2/γ-Al_2O_3具有一定的工业应用前景。     

非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al_2O_3催化剂去除甲苯

采用自制线管式介质阻挡放电反应器,针对非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al_2O_3催化剂对低浓度甲苯的去除开展研究。研究中制备了Mn/γ-Al_2O_3、Mn-Ce/γ-Al_2O_3、Mn-La/γ-Al_2O_3催化剂,从甲苯去除率、产物O_3生成、CO_x选择性及其他副产物生成情况考察比较了空管放电、协同催化剂放电时催化降解甲苯性能,并对催化剂进行了BET、SEM、H2-TPR和ICP-OES表征研究。结果表明:稀土助剂的加入有助于提高甲苯去除率及降低程度,且La催化性能优于Ce.,当外加电压22 k V、气量6 L·min-1、甲苯初始浓度600 mg·m-3时,Mn-La/γ-Al_2O_3催化剂对甲苯去除率达到72.74%。H2-TPR结果表明,稀土助剂的加入提高了催化剂低温活性及储氧能力,添加La的效果优于Ce。催化剂有助于抑制副产物O_3生成,提高CO_2和COx选择性。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3的CO氧化性能

采用柠檬酸络合法制备一系列不同铜铈比的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、H2-TPR对其进行表征,采用连续固定床微反装置对Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化氧化活性进行评价。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的XRD图谱中除归属于γ-Al_2O_3的晶相峰外,还出现CuO和CeO_2的晶相峰。高温水热引起活性组分CeO_2的晶粒聚集、长大和尖晶石结构CuAl2O4物质的生成;CuO-CeO_2之间的共生共存与相互作用,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂中具有非完整结构的[Cu2+1-xCu+x][O1-12x12x]增多,Cu+离子和氧空位增多,有利于其H2-TPR还原峰温度向低温区偏移,有利于提高其CO的催化氧化活性,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的TCO50和TCO90降低。Cu与Ce物质的量比为5∶5制备的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3-55催化剂的TCO50和TCO90分别降至最低的162℃和199℃,表明此时的Cu-Ce-O协同效应最佳;CuO-CeO_2二相的共生共存与相互作用有利于减少高温水热环境下活性组分的聚集和晶粒长大,有利于Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂能够保持较高的CO催化氧化活性。     

载体种类及其酸改性对Pd基催化剂直接合成H_2O_2性能的影响

以SiO_2、AC、γ-Al_2O_3和ZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备系列Pd基催化剂;利用柠檬酸和硝酸改性γ-Al_2O_3制备Pd基催化剂,并使用CO-脉冲化学吸附、N2吸附脱附曲线,NH3-TPD对催化剂进行表征分析,利用评价装置测定各催化剂对直接合成H_2O_2的影响。结果表明,催化剂合成H_2O_2的产率(PH_2O_2)、收率(YH_2O_2)及选择性(SH_2O_2)顺序与其表面活性组分Pd的分散度以及催化剂表面弱酸量大小顺序一致。活性组分Pd的分散度越大,提供的活性位点越多,催化剂活性越高;催化剂表面弱酸量越大,能够提供质子化H_2O_2的H+越多,能有效抑制H_2O_2分解和氢化,H_2O_2稳定性高; Pd/γ-Al_2O_3(NMS)有最高的Pd分散度和表面酸量,其合成H_2O_2的催化活性最高。     

CuO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3催化氧化深度处理制药二级生化出水

采用浸渍法将Cu O、Fe_2O_3负载在γ-Al_2O_3表面,制备高活性臭氧催化氧化催化剂,通过N_2吸附脱附曲线,X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光光谱等方法对催化剂性能进行表征。与Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3/O_3、H_2O_2/O_3、γ-Al_2O_3/O_3等工艺相比,采用Cu O-Fe_2O_(3/)γ-Al_2O_3/H_2O_2/O_3工艺降解制药二级生化出水效果最为明显,较高的催化氧化效率主要归功于H_2O_2的诱导作用和催化剂的催化作用的双重作用加速臭氧生成更多·OH。考察废水中COD去除率及影响降解的因素,包括催化剂投加量、p H、双氧水投加量、臭氧流量等,实验结果显示在催化剂投加量2g/L、废水p H为9、双氧水投加量3.6mg/L、臭氧流量1.0L/min条件下,COD去除率达到62.96%。催化剂循环使用10次后,COD去除率仍然可达到58%以上,并且金属离子浸出较少,其结构稳定。通过自由基捕获剂测试,探讨该催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂催化CO氧化性能的研究

以拟薄水铝石为前驱体,经高温焙烧得到γ-Al_2O_3载体,利用Ce、La、Zr助剂对载体进行改性,然后采用等体积浸渍法制备CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂,通过N_2-吸附脱附、SEM、H_2-TPR、CO氧化活性评价等方法,考察助剂种类以及添加量对催化剂结构及催化CO氧化性能的影响。结果表明,以CeO_2为助剂,且添加量为15%(即m_(CeO_2)/m_(γ-Al_2O_3)=15%)时,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较高的分散度,较多的表面CuO物种,较好的氧化还原性能,进而提高了催化CO氧化性能。在反应温度为100℃,反应压力为常压,气相体积空速为2 000 h^(-1),原料气中CO含量为3%的条件下,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂上CO转化率达47.4%。