焙烧温度对MnOx催化还原NO性能的影响

以金属有机骨架为牺牲模板制备了一系列MnO_x催化剂,考察了焙烧温度对催化剂脱硝性能的影响,并利用多种手段对催化剂的表面结构和物化性质进行分析表征。结果表明：随着焙烧温度的升高,Mn₃O₄的结晶度变好,但不利于活性组分的分散;MnO_x催化剂的比表面积和孔体积变小,孔径增大;MnO_x催化剂具有的弱酸性位点减少,氧化还原性能变差,进而催化剂的低温脱硝活性变差。活性评价结果表明,300 ℃焙烧的MnO_x催化剂具有最佳的低温活性,在体积空速为20 000 h^-1的条件下,反应温度为120～200 ℃时,NO转化率达90%以上。     

γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂及其对MTO反应的催化性能

采用介孔γ-Al₂O₃对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂,研究了复合催化剂物化性质及其对甲醇制低碳烯烃(MTO)反应的催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附法(NH₃-TPD)和物理吸附仪(BET)等手段对不同γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,与物理共混催化剂相比,水热包覆法制得γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂形成了包覆相和微-介孔结构(微孔比表面积123 m²/g,介孔比表面积95 m²/g)。在常压、催化剂装载量1 g、水/醇摩尔比2/1、原料进料体积空速2 h^-1、N²流速20 mL/min、反应温度380  ℃条件下,复合催化剂表现出优越的催化性能和反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达到100%和88%,催化剂寿命达到990 min,与物理共混催化剂相比,复合催化剂寿命延长了640 min。     

过渡金属改性的Mg-Al复合氧化物催化尿素与苯酚绿色合成水杨酰胺

借助水滑石“记忆效应”制备了过渡金属修饰的Mg-Al类滑石(HT-M,M为Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Cu²⁺)前驱体,将其在450 ℃煅烧,获得了过渡金属改性的Mg-Al复合氧化物(CHT-M),并将它们用于催化尿素与苯酚合成水杨酰胺。采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等手段表征了HT-M和CHT-M的结构、织构、形貌和表面碱性质。研究表明：过渡金属离子在进入水滑石层板的同时,还可调变CHT-M催化剂碱性位数量;由于苯酚酚羟基氢原子可被催化剂碱性位吸附活化,因此,在反应温度210 ℃、反应时间12 h、催化剂用量0.3 g的最佳条件下,具有最高表面碱量的CHT-Mn获得了最高的水杨酰胺收率(41.2%)。更为重要的是,CHT-Mn催化剂重复使用4次后,催化活性基本保持不变,因此,它是绿色合成水杨酰胺的高活性多相催化剂。     

低温等离子体协同磷化镍催化甲烷干重整反应性能

分别采用化学镀法和浸渍法制备Ni₃P/SiO₂和Ni/SiO₂催化剂,并将其与介质阻挡放电等离子体协同催化甲烷干重整制合成气(H₂+CO)反应。对所制备的催化剂进行X射线粉末衍射、X射线光电能谱、N₂物理吸附-脱附和CO₂程序升温脱附表征和催化甲烷干重整性能评价。相较于Ni/SiO₂,Ni₃P/SiO₂具有更大的比表面积和更多缺电子态的Ni^δ+位点,以及对CO₂较强的吸附能力。催化性能评价结果表明,当等离子体输出功率20 W时,Ni₃P/SiO₂具有比Ni/SiO₂更优的甲烷干重整催化活性和稳定性,这可能是Ni₃P/SiO₂表面较多的Ni^δ+位点促进了反应物分子的吸附活化。对Ni₃P/SiO     

沉淀剂对体相加氢催化剂物化性质和活性的影响

分别选用NH3.H₂O,NaOH,Na₂CO₃以及不同配比NaOH和Na₂CO₃混合液作为沉淀剂制备一系列体相催化剂;采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、透射电镜、电子探针等表征方法和小型加氢装置评价手段,考察不同沉淀剂和不同沉淀剂配比对体相加氢催化剂物化性质和活性的影响。结果表明：采用单独一种沉淀剂时,由NaOH合成的体相催化剂压碎强度和孔结构最优,活性金属分散均匀,加氢脱硫活性最高;采用NaOH和Na₂CO₃的混合沉淀剂对体相催化剂有扩孔作用,可使催化剂性能提升;混合沉淀剂在m(Na₂CO₃)：m(NaOH)=2:3时催化剂物化性质和活性最佳,此时催化剂比表面积为213 m²/g,孔体积为0.308 cm³/g,堆密度为1.01 g/cm³,压碎强度为14.9 N/mm,相对脱硫活性为采用NaOH为沉淀剂的催化剂的1.66倍。     

TiO2/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯的研究

采用超声辅助溶胶-凝胶浸渍法制备二氧化钛/活性碳纤维（TiO₂/ACF）复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、N₂吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)等方法对TiO₂/ACF复合材料进行表征。在自制的反应器中进行了紫外光激发下甲苯的动态去除实验,考察了不同因素对TiO₂/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯效果的影响。结果表明：TiO₂/ACF复合膜具有吸附和光催化协同效应,在穿透点之前,对于甲苯的去除可保持100%;在穿透点之后,浸渍3次的TiO₂/ACF复合材料对甲苯的去除率可达80%。     

含铜类水滑石高选择性催化氧化甘油

采用水热法制备了一系列含铜类水滑石催化剂并进行焙烧改性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T系列催化剂,再采用碱金属调变催化剂碱性,得到Cu_xMg_yAl_z-CHT-T催化剂;采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和N₂吸附-脱附等方法对其进行表征;将该催化剂应用于催化甘油氧化反应中,考察了制备条件和反应条件对其催化性能的影响。结果表明,Cu和Mg的配比明显影响Cu_xMg_yAl_z-CHT-T的晶型结构和催化性能,其中Cu_0.3Mg_2.7Al_1.0-CHT-450催化剂的催化甘油氧化反应的性能最好。甘油催化氧化反应的最佳条件为反应温度60℃、n(NaOH)/n(Glycerol)=8、氧气体积流速80 mL/min、反应10 h。在此条件下,甘油转化率为57.4%,甘油酸选择性可达73.7%。与相同反应条件下的未负载碱金属的Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450相比,采用5%Li/Cu_0.3 Mg_2.7 Al_1.0-CHT-450催化剂所得甘油转化率可提高3.2百分点;但碱金属负载量过大时,金属离子堵塞孔道,可使催化性能降低。     

威远地区页岩岩心的无机组成、结构及其吸附性能

页岩含气量是页岩含气性评价、资源储量预测的关键参数,其值与页岩的组成、结构和吸附性能密切相关,但过去对页岩的无机组成及其对页岩吸附能力影响的研究相对较少。为此,利用四川盆地威远地区的页岩岩心,采用扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、低温N₂吸脱附方法分别对岩心的无机组成、表面性质、孔结构进行了表征;采用重量吸附法测试了岩心对CH₄和CO₂的吸附性能。结果表明：①该页岩岩心中含有大量的石英和方解石、少量的黏土矿物（蒙脱石、伊利石、绿泥石）和多种金属元素,因此岩心脆性大;②岩心内部含大量的孔隙和大孔,微孔很少,比表面积和孔容均很低,因此吸附能力较低;③CH₄主要以游离形式存在于岩心孔隙中,岩心对CH₄的吸附量为0.88~1.89 m³/t（25 ℃）和0.47~0.86 m³/t（40 ℃）,岩心对CO₂的吸附性能高于CH4。     

Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂的研究

采用共沉淀法制备ZrO₂-Al₂O₃,用硫酸溶液浸渍ZrO₂-Al₂O₃制备SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃,采用等体积法浸渍氯化铂溶液制备Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂。采用N₂吸附-脱附、X射线荧光、X射线衍射、NH₃ 程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱等表征了不同Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂的孔结构、晶相结构和酸性质,以正己烷为原料评价Pt-SO42-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的反应转化率和异构化活性。结果表明：Al₂O₃质量分数为5%、SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃焙烧温度为650 ℃、硫酸加入量（w）为15.0%时,Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂四方晶相ZrO₂含量最高,总酸量和B酸量最多,正己烷转化率和异构化率最高。在反应温度240 ℃、反应压力2.0 MPa、体积空速1.0 h^-1、氢油体积比700的条件下,Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的正己烷转化率为88.72%,异构化率为80.07%。     

“St?ber”模板法制备Ag@C纳米粒子及其催化性能

采用“St?ber”模板法合成了核-壳-壳结构的Ag@SiO2@RF复合纳米粒子，经过碳化、刻蚀得到了“Rattle型”结构的Ag@C纳米粒子。采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(RS)、N₂吸附及X线粉末衍射(XRD)表征检测，对其形貌、结构进行表征。结果表明：制备的Ag@C纳米粒子具有完整的球形结构、较大的空腔和可移动的纳米银内核，壳层上有介孔，平均孔径为7.8 nm，比表面积为866 m²/g。以2 mg Ag@C为催化剂，室温下用过量的KBH₄还原1 mmol/L对硝基苯酚，测试Ag@C纳米粒子的催化性能。结果表明：反应3 min，其转化率为98%，催化剂使用6次活性没有明显下降。     

煤层气发电高温NO_x烟气SCR处理技术及其应用

煤层气发电是煤层气利用的重要途径之一,但煤层气发电排放的高温尾气中含有大量的氮氧化物(NO_x),会对环境造成污染,需要对其进行脱硝处理,而高温烟气(约500℃)又不宜用V_2O_5/TiO_2蜂窝式催化剂进行直接脱硝处理。为此,在分析比较煤层气发电高温烟气与燃煤发电烟气差别的基础上,应用纳米组装和灌注法研制了GJ-HC-5型催化剂,并通过室内实验确定了脱除NO_x的最佳温度窗口(400~600℃)。之后,在某煤层气电厂进行中间试验,将发电机组高温烟气直接通入到SCR一体化装置进行脱硝处理,在SCR反应器进出口处连续监测,进口NO_x浓度约为620 mg/m~3,出口监测浓度约为20 mg/m~3,对烟气中的NO_x的脱除率始终保持在90%以上。试验结果表明,所研制的高温SCR催化剂符合实际烟气温度条件,且制备方法简单,是一种可行的煤层气发电高温烟气的脱硝方法。     

碱液浓度对1,4-丁炔二醇加氢Raney-Ni催化剂结构和性能的影响

采用不同质量分数(5%~20%)NaOH溶液浸取商品Ni-Al合金粉(粒径180~250 μm)制备Raney-Ni催化剂。通过XRD、TEM、N₂吸附-脱附、EDS等表征手段和1,4-丁炔二醇(BYD)加氢制1,4-丁烯二醇(BED)评价实验,考察不同碱液浓度对Raney-Ni催化剂结构和性能的影响。结果表明：10%质量分数碱液浸取制备的催化剂试样RN10%在2θ为44.3°、51.7°、76.1°处出现了活性组分Ni的特征峰,分别对应于Ni(111)、Ni(200)和Ni(220),即生成了面心立方晶格结构的Ni,且晶粒尺寸较小;比表面积大,为58.07 m²/g;对Al的浸取量较为适中。评价结果表明,试样RN10%加氢性能最好,BYD转化率为37.46%,BED选择性为91.73%,收率为34.36%。这与该试样活性组分Ni晶粒尺寸小,残余的Ni₂Al₃相充当“结构促进剂”,比表面积大,浸取Al含量适中有关。     

介孔碳及其铁改性材料吸附水中对硝基苯酚

采用水热合成法以F127为模板剂制备介孔碳材料（MC）,一步合成法引入Fe(NO ₃ ) ₃ •9H₂O得到铁改性介孔碳材料（Fe/MC-x,x为合成原料中铁源与间苯二酚的摩尔比,x=0.5、1、1.5）,对改性前后的材料进行TEM、N₂吸-脱附、XRD及FI-TR表征,通过考察吸附剂量、吸附等温线、吸附动力学对其吸附水中对硝基苯酚（p-NP）进行了研究。结果表明,所得MC和Fe/MC-x的孔径分布集中于3~4 nm,比表面积分别为643.6、635.6、636.0和587.2m²/g。实验条件下,Fe/MC-x的吸附性能优于MC,其中Fe/MC-1.0有最大吸附量220.35 mg/g,对应去除率为92.33%;平衡吸附量均与初始浓度呈正相关,与吸附剂投加量呈负相关,高温不利于吸附,P-NP在MC和MC-x上的吸附行为符合Freundlich模型;改性行为加快了吸附速率,吸附过程符合准二级动力学模型,主要为化学吸附控制吸附速率。     

The Effect of Metal Dispersion on Ni/Al2O3 Wax Hydrofining Catalyst

Positron annihilation spectroscopy for chemical analysis (PASCA), powder x-ray diffraction (XRD), and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to study the effect of calcination temperature on active metal dispersion of wax hydrofining catalyst. The experimental results showed that, with the increase of calcination temperature, the metal Ni and the support Al₂O₃ interaction became weaker. When calcination temperature reached 280°C, Ni(NO₃)₂ began to decompose and the inhibition effect of NO₃^- began to diminish. At 380°C, Ni(NO₃)₂ was almost decomposed, and NiO still had a high dispersion on the catalyst surface. At 440°C or higher, Ni(NO₃)₂ was completely decomposed, and to some extent, NiO aggregated on the catalyst surface in the form of noncrystalline clusters (atomic clusters). The most suitable calcination temperature in the experiment for the catalyst Ni/Al₂O₃ was 440°C or a little higher.     

水热处理对HZSM-5分子筛乙苯乙烯烷基化反应性能的影响

针对在保持高选择性的前提下抑制催化剂的快速积炭失活问题,利用X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、N₂物理吸附-脱附(BET)和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-FT-IR)等手段对水热处理后的HZSM-5催化剂进行表征,并详细考察了水热处理条件对反应性能的影响。结果表明,水热处理温度和时间对催化剂稳定性有显著影响,最佳水热处理条件为T=550 ℃、t=3 h、MHSV_H2↓O=1 h^-1。其中HT-550-3-1催化剂稳定性表现最好,反应32 h后乙苯转化率仅降低了2.6百分点,热重分析发现其炭质量损失率(1.38%)远低于HZSM-5的炭质量损失率(5.08%)。在最佳水热处理条件下的HZSM-5分子筛经过硅(Si)、镧(La)复合改性制得的HT-9%Si-4%La催化剂,在反应温度340~370 ℃、压力101.325 kPa、乙苯质量空速5 h^-1、n(C₈H₁₀)/n(C₂H₄)=5、n(N₂)/n(C₂H₄)=11.3的反应条件下,乙苯转化率高于12.1%,对二乙苯选择性超过97.0%,催化剂稳定运行454 h。     

Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3催化正己烷异构化反应动力学模型

采用共沉淀法制备SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃,等体积浸渍法制备Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂,采用5mL连续固定床反应装置评价了反应温度、反应压力、氢/油体积比和体积空速对Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂催化正己烷临氢异构化反应活性的影响。进行拟一级动力学模型验证,建立正己烷异构化一级反应网络动力学模型。结果表明：增加反应压力和体积空速,正己烷转化率降低;随着氢/油体积比、反应温度的升高,正己烷转化率提高。在180～200℃范围内,正己烷在Pt-SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂上的临氢异构化反应可以视为简单拟...     

凝胶法制备Cu-BTC块体及其吸附脱除二甲基二硫醚性能

金属有机骨架材料Cu-BTC具有高孔隙率、易调控的骨架结构以及含过渡金属等特点,是吸附脱除硫化物的优异材料。采用凝胶法在常温条件下制备块状样品Cu-BTC-g,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸附-脱附等手段对其进行分析表征,同时测定Cu-BTC-g样品对模型硫化物二甲基二硫醚(DMDS)的静态吸附容量、吸附热力学和动力学特性。结果表明：凝胶法制备的Cu-BTC-g样品晶体平均尺寸约为0.2μm、比表面积为901 m²/g、孔体积为0.40 cm³/g,晶体尺寸、比表面积和孔体积均小于溶剂热法合成的样品Cu-BTC-s;在吸附温度298 K下,Cu-BTC-g样品的DMDS吸附容量为110.8 mg/g,比Cu-BTC-s样品提高12%。