磷酸盐稳定钨锆复合氧化物载铂催化剂催化甘油氢解反应

用分步浸渍-焙烧法制备了不同含量磷酸盐稳定的钨锆复合氧化物载铂催化剂(Pt/phosphated WO3/ZrO_2)。采用NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、X线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和H2脉冲吸附等技术对催化剂进行了表征。用固定床反应器考察了催化剂催化甘油加氢制1,3丙二醇的反应性能。结果表明,随着PO_4~(3-)含量增加,Pt/phosphate WO3/ZrO_2催化剂比表面积呈先增大后减小的趋势,PO_4~(3-)质量分数0.8%的Pt/0.8phosphated WO3/ZrO_2催化剂比表面积达到最大值108 m2/g。适量引入PO_4~(3-)可增大催化剂总酸量,增强催化剂金属还原性,提高了催化剂H2吸附量,Pt/0.8phosphated WO3/ZrO_2催化剂H2吸附量达到最大值110.7μmol/g。Pt/0.8phosphated WO3/ZrO_2催化剂水热处理和反应前后比表面积基本没有变化,反应前后催化剂H2吸附量基本不变,Pt/phosphate WO3/ZrO_2催化甘油加氢稳定性较Pt/WO3/ZrO_2催化剂显著提高。     

高比表面ZrO_2负载的钴基费-托合成催化剂结构和催化性能

通过碱液回流老化法制备出了2种高比表面积的ZrO_2载体(ZrO_2-NaOH、ZrO_2-NH_4OH),采用溶胶-凝胶法制备出2种ZrO_2-SiO_2复合载体(ZS-1、ZS-2),并将其负载钴制备出了负载量为10%(质量分数,ω)钴基费-托合成催化剂(Co/ZrO_2-NaOH、Co/ZrO_2-NH_4OH、Co/ZS-1和Co/ZS-2).采用N_2吸附-脱附、X-射线衍射、程序升温还原和程序升温脱附、氧滴定等手段对催化剂进行了表征,催化剂活性测试在微型固定床反应器上进行.结果表明:碱液回流老化后可显著提高ZrO_2的比表面积和热稳定性,NH_4OH回流制得的ZrO_2载体平均孔径比NaOH回流的ZrO_2载体大.由其制得的钴基催化剂费-托合成活性最高,证明载体的孔结构显著影响催化剂的反应性能.复合载体制备的钴催化剂10Co/ZS-1、10Co/ZS-2展示较低的CO_2、CH_4选择性和较高的C_(5+)选择性.     

新型介孔钒氧化物催化剂上丙烷高选择性氧化脱氢制丙烯研究

采用醇溶液浸渍法制备了介孔SBA-15、介孔MCM-41及无定形SiO2三种不同氧化硅载体担载的系列钒氧化物催化剂．活性测试结果表明,SBA-15为载体的钒氧化物催化剂具有优良的丙烷氧化脱氢反应性能．BET、SEM/TEM、UV-Vis DRS,TPR,UV Raman和程序升温吡啶-FTIR结果表明：介孔SBA-15载体较大的比表面积及孔径、对钒氧物种较高的分散能力以及催化剂表面仅存在少量的弱酸性位等特点有利于丙烷的活化及产物丙烯的脱附,使得催化剂在丙烷氧化脱氢反应中显示出高活性和高选择性．     

LiOH改性对铂钨锆催化剂的影响

采用共浸渍-焙烧法制备不同LiOH质量分数改性的铂钨锆催化剂(Pt-WZr),通过N_2等温吸附-脱附、X线衍射(XRD)、NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、CO脉冲吸附、H_2-程序升温脱附(H_2-TPD)对催化剂的理化性质进行表征。使用连续流动的固定床反应器考察催化剂对甘油氢解制备1,3-丙二醇的催化性能,使用高温水热釜考察钨锆复合氧化物的水热稳定性。结果表明:适量LiOH的引入能够显著调节催化剂的酸强度,减少强酸量、增大弱酸量,有利于提高催化剂表面活性组分Pt的分散度,增强Pt与钨锆载体间的相互作用,促使催化剂中的四方相ZrO_2向单斜相ZrO_2转变。LiOH的引入显著提高了甘油转化率和1,3-丙二醇收率,当LiOH质量分数为1.0%时,甘油转化率和1,3-丙二醇收率达到最优,分别为85.8%和39.7%。与未改性的钨锆复合氧化物相比,LiOH改性后的钨锆复合氧化物水热稳定性得到显著提高。     

溶胶-凝胶法制备钒掺杂中孔氧化硅及丙烷氧化脱氢的研究

采用溶胶-凝胶法制备了钒掺杂中孔氧化硅（V-meso-SiO₂）,用N₂ 物理吸附、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、紫外可见漫反射、红外光谱、程序升温脱附、程序升温还原系统研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能。结果表明： V-meso-SiO₂催化剂具有约600m²/g的比表面、5.0nm左右的平均孔径、类似蠕虫状的介孔孔道结构;氧化钒在材料的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体钒存在,是丙烷氧化脱氢反应的活性中心位;通过优化反应温度、原料气体流速等条件,V-meso-SiO₂催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有较好的催化活性。     

低温还原法制备封装型Pt@ZSM-5催化剂及其催化丙烷脱氢的性能

采用低温还原法辅助水热合成路线,将铂纳米粒子包裹在H-ZSM-5型沸石腔体内部,制备低温还原封装型Pt@ZSM-5催化剂．通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等对所制备的催化剂进行表征分析,并在丙烷脱氢制丙烯反应中对此催化剂进行考察．结果发现：低温条件下制备的封装型Pt系催化剂与常温条件下制备的贵金属负载型催化剂相比,丙烷初始转化率从55%提高到65%,丙烯初始选择性从43%提高到53%,并且具有更加明显的抗积炭效果．     

疏水基团对介孔材料SBA-15-SO_3H催化性能的影响

采用直接合成方法制备含有不同量疏水基团-CH3固体酸SBA-15-SO_3H.通过X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和N_2吸附-脱附等手段对催化剂进行表征,并在乙酸正丁酯酯化反应中进行催化性能评价.结果表明:随着疏水基团甲基含量的增加,样品的疏水性增强,酯化反应的酯化率有所提高,酯化率最高达到75.89%.     

Cu/ZrO2催化二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸性能研究

采用共沉淀法制备了Cu/ZrO2催化剂,考察了反应物料对二乙醇胺氧化脱氢制亚氨基二乙酸(IDA)反应中催化剂性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等手段考察了催化剂反应前后的结构特征及表面性能.结果表明:催化剂在循环使用过程中的结构改变是造成催化活性下降的主要因素.反应物料氢氧化钠促使亚稳态ZrO2载体向四方相转变,加剧了非晶态活性Cu(0)的晶化,进而影响活性组分Cu(0)与载体的相互作用,进一步加快了活性组分Cu(0)颗粒的长大,导致催化剂的活性下降.     

纳米复合氧化物NaMoNiO催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

采用溶胶-凝胶法制备了纳米NiO以及Na或/和Mo掺杂的纳米NiO催化剂,考察了催化剂的丙烷氧化脱氢(oxidative dehydrogenation of propane,ODHP)反应性能,并利用BET、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱、程序升温还原(H2-TPR)以及程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征.在考察的不同催化剂中,Na和Mo共掺杂的催化剂(Na0.03Mo0.10NiO)表现出最佳的ODHP反应性能.425℃反应时,其最高丙烯收率为15.4%.催化剂表征结果表明,该催化剂较低的可还原性能以及合适的表面酸性可能是其丙烯选择性较高的重要原因.另外,较小的晶粒尺寸以及钼酸镍物种的存在可能也有助于其ODHP反应性能的提高.     

Mg_3(PO_4)_2修饰铂钨锆复合氧化物的性能

采用浸渍-焙烧法制备不同含量Mg_3(PO_4)_2修饰的铂钨锆复合氧化物(Pt-WO_3/ZrO_2)。采用N_2吸附-脱附、X线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)以及CO脉冲吸附等手段对Mg_3(PO_4)_2修饰的Pt-WO_3/ZrO_2进行表征。通过连续的固定床反应器对Mg_3(PO_4)_2修饰的Pt-WO_3/ZrO_2催化甘油氢解的稳定性能进行评价,并利用水热釜对修饰前后的WO_3/ZrO_2载体进行水热稳定性研究。结果表明:一定量Mg_3(PO_4)_2修饰的Pt-WO_3/ZrO_2,ZrO_2的四方相较单斜相增长较多,总酸量增加,Pt的分散度增大,金属的还原性能增强,其中2%Mg_3(PO_4)_2修饰的Pt-WO_3/ZrO_2催化甘油氢解的稳定性能较为显著,200 h内反应基本趋于稳定。一定量Mg_3(PO_4)_2的引入有效地促进了ZrO_2晶型的转变,促使其他晶型的ZrO_2更多地转变为四方相的ZrO_2,阻止了WO_3/ZrO_2载体总酸量的降低和孔道结构的坍塌,从而提高了WO_3/ZrO_2载体的水热稳定性。     

苯选择性加氢RuZn-ZrO_2催化剂的基底形貌效应

以棒状和花状ZrO_2为载体,采用化学还原浸渍法制备RuZn-ZrO_2催化剂,利用X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、H_2化学吸附、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等表征催化剂的物理化学性质,并考察催化剂在苯选择性加氢反应中的催化性能。结果表明:花状四方相Ru Zn-ZrO_2催化剂表现出最优的苯选择性加氢催化性能,不仅活性最高,而且环己烯选择性也最好,其较高的催化性能主要归因于高的Ru粒子分散度和高的饱和吸水量,这些物化性质依赖于ZrO_2载体的独特形貌和晶相。动力学分析表明,苯加氢生成环己烯的反应速率常数(k_1)与环己烯加氢生成环己烷的反应速率常数(k_2)的比值与环己烯收率呈正相关。     

Na_2SiO_3对Pt/WO_3/ZrO_2催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇的影响

制备了不同Na_2SiO_3质量分数的Pt/Na_2SiO_3-WO_3/ZrO_2催化剂。通过X线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H_2的化学吸附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法表征催化剂的理化性质。用固定床反应器考察催化剂对甘油氢解制1,3-丙二醇反应的催化性能。结果表明:引入Na_2SiO_3可调变催化剂中ZrO2晶相组成、催化剂的酸性、可还原性能和H2吸附性能,进而影响催化剂对甘油氢解制1,3-丙二醇反应的催化性能。引入适量的Na_2SiO_3,可使Pt/Na_2SiO_3-WO_3/ZrO_2催化剂有较高的活性和稳定性。     

不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

负载型磷钨酸催化剂的制备、 表征及酯交换制备生物

通过浸渍法将磷钨酸负载于Worm like状介孔载体上, 制备负载型磷钨酸催化剂,  并采用X射线衍射（XRD）、 红外光谱(FR IR)、 N2吸附 脱附等方法对载体和负载型催化剂进行表征. 将负载型磷钨酸催化剂用于蓖麻油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油, 用高碘酸氧化法测定酯交换的转化率. 考察反应温度、 甲醇和蓖麻油物质的量比、 反应时间和磷钨酸负载量等参数对酯交换反应的影响. 结果表明, 在55 ℃, 醇油物质的量比为6, 反应时间2 h, 磷钨酸负载量为50%的催化剂条件下, 酯交换转化率可达95.1%.     

V2O5/ZrO2-Al2O3催化甲醇选择性氧化合成二甲氧基甲烷

采用浸渍法制备了V₂O₅质量分数不同的V₂O₅/Al₂O₃催化剂,采用Zr对Al₂O₃载体进行改性并应用于催化甲醇选择性氧化制备二甲氧基甲烷(DMM)的反应中。经X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)和NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)表征分析,结果表明:与单一Al₂O₃负载的钒基催化剂相比,Zr改性提高了钒氧化物的分散性与稳定性,加强了催化剂中各组分间的相互作用,有效调变了催化剂的酸性和氧化性,进而提高了DMM的选择性。考察了反应条件对甲醇选择性氧化制备DMM的影响,最佳反应温度为175 ℃,经20%V₂O₅/12%ZrO₂-Al₂O₃催化氧化,甲醇转化率为27.9%,DMM选择性为99.9%。     

PANI/Fe-杭锦2~#土催化剂对乙酸的光催化降解研究

首先采用Fe掺杂杭锦2~#土为载体,聚苯胺(PANI)为活性组分,使用原位聚合法制备了PANI/Fe-杭锦2~#土负载型光催化剂,采用红外光谱(IR)、X射线光电能谱(XPS)、氮气吸附脱附(N_2-BET)、透射电子显微镜(TEM)和固体紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对催化剂进行表征.选用乙酸为降解物考察催化剂的催化活性及稳定性.探究了催化剂中PANI活性组分负载量、反应光源及催化剂用量等反应条件对催化剂催化性能的影响.实验结果表明,室温可见光下,使用0.07 g用量的PANI负载量为5%的催化剂,对10 mL初始浓度为80 mg·L~(-1)的乙酸溶液反应6 h后其降解率达到62.3%,表现出较好的催化活性.     

PtSnLa/Ca-Al_2O_3作为异丁烷脱氢催化剂的研究

采用海藻酸铵辅助法制备了Ca掺杂Al_2O_3小球(粒径为(1.8±0.1),mm),并通过顺序浸渍法获得PtSnLa/Ca-Al_2O_3催化剂,采用XRD、XRF、氮吸附-脱附与NH_3-TPD等方法研究了载体及催化剂的性质,并探讨了Ca掺杂含量与La含量对异丁烷催化脱氢性能的影响.研究表明:载体中Ca的引入可增加催化剂的热稳定性,从而在催化剂制备过程中保留较高的比表面积,同时还可降低催化剂的表面酸性;随着Ca含量的增加,催化活性先升高后降低,以Ca0.89-Al_2O_3为载体制备的催化剂的催化性能最佳;添加适量La可提高催化脱氢性能,最佳负载量为1.1%(质量分数).     

镁修饰钨铝复合氧化物在甘油催化中的应用

采用重复浸渍-焙烧法将Mg(NO_3)_2和贵金属Pt依次负载在已制备的钨铝复合氧化物WO_x/Al_2O_3(W/Al)载体上,制得负载Pt的镁修饰钨铝复合氧化物(Pt-MgO/W/Al)。使用X线衍射仪(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、CO脉冲吸附、H_2程序升温脱附(H_2-TPD)和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对制备的样品进行表征。用水热釜对催化剂进行水热稳定性的探究,在固定床反应器上考察催化剂催化氢解甘油的性能。结果表明:负载在W/Al表面的Mg(NO_3)_2在一定温度下焙烧后在催化剂上分解,使得催化剂有良好的水热稳定性,提高并保持了Pt在催化剂上的分散度,增强了催化剂的H_2吸附能力,并在长时间的催化氢解反应过程中提高了催化剂活性,保持了催化剂性能的稳定;在H_2压力为4 MPa、甘油的质量空速为0.2 h~(-1)、反应温度为160℃的条件下,甘油的转化率达到78%,1,3-丙二醇的选择性达到55%。     

Pt/WO_3/ZrO_2催化四氢糠醇氢解反应的失活研究

通过分步浸渍-焙烧法制备得到一种铂钨锆复合氧化物(Pt/WO_3/ZrO_2)催化剂,通过连续流动固定床反应器考察该催化剂催化不同水含量的四氢糠醇(THFA)溶液氢解反应的活性与稳定性。反应前后的催化剂采用N_2物理吸附-脱附、X线衍射(XRD)和NH_3程序升温脱附等技术进行表征,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICPAES)测量反应余液中的W元素流失量。结果表明:当反应液中水质量分数从20%增加至80%时,四氢糠醇氢解转化率翻了一倍,高达到88. 3%;过多的水会降低催化剂的稳定性,当反应液中水质量分数为80%时,四氢糠醇转化率在150 h内下降了75%。铂钨锆复合氧化物催化剂氢解反应过程中存在W流失,水质量分数为80%时达到最大流失量(9. 832 4×10~(-5));当反应液pH=7. 5、还原温度200℃时,反应余液的W流失量(6. 881×10~(-6))最小。     

不同载体上硫化的钼催化剂甲烷化反应与低温氧吸附的研究

本文研究了不同载体γ-Al_2O_3、ZrO_2、CeO_2和La_2O_3上硫化的钼催化剂的甲烷化反应性能,得到甲烷化活性顺序:Mo/ZrO_2>Mo/γ-Al_2O_3>Mo/CoO_2>Mo/La_2O_3;热稳定性顺序:Mo/La_2O_3>Mo/CeO_2>Mo/γ-Al_2O_3>Mo/ZrO_2。研究了低温氧吸附的预处理条件,并用脉冲色谱法测定了载体,反应前和反应后催化剂的氧吸附量。结果表明反应后低温氧吸附量下降百分数和活性下降百分数有线性关系。讨论了以低温氧吸附与甲烷化活性进行关联的限制和活性中心的本质。