Cu/Mn/Ce三元氧化物催化剂对甲苯催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了不同Cu/Mn/Ce摩尔比的铜锰铈三元复合氧化物催化剂。通过XRD、和H_2-TPR对催化剂的晶相结构和晶格氧的移动性进行了表征和分析,采用常压气-固反应装置考察了不同的铜锰铈摩尔比对催化氧化甲苯性能的影响,并讨论了催化剂晶相组成、氧移动性与催化活性的关系。结果显示,铜锰氧化物复合形成的新相Cu1.4Mn1.6O4是具有更高催化活性的中心,Ce O_2的加入提高了Cu_(1.4)Mn_(1.6)O_4分散度,从而增强了催化剂的氧移动性,提高了催化剂的活性和氧化能力。当Cu/Mn/Ce摩尔比为1:1:4时,催化氧化甲苯的活性最佳,T95%为282.6℃,CO_2选择性为100%。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醇加氢制戊二醇的影响

采用共沉淀法制得物质的量比为n (Cu~(2+))∶n (Mg~(2+))∶n (Al3+)=10∶65∶25的CuMgAl类水滑石前体(CMA-HT),经过不同温度焙烧制得CuMgAl水滑石催化剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N_2-物理吸附、程序升温还原(H_2-TPR)、H_2-程序升温脱附(H_2-TPD)、CO_2-程序升温脱附(CO_2-TPD)和NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)等对催化剂的结构进行表征,在高压反应釜中考察了CuMgAl水滑石催化剂催化糠醇(FFA)加氢制1,2-戊二醇(1,2-PeD)和1,5-戊二醇(1,5-PeD)的催化性能。研究结果表明,焙烧温度对催化剂的结构及其催化性能具有显著的影响,金属活性中心和碱性位随焙烧温度的升高先增加后减少。经600℃焙烧的CMA催化剂表面存在适宜的金属中心和碱性位,在金属位和碱性中心的协同催化下,表现出了优异的催化性能。在140℃,H_2压力为4MPa的条件下,反应8 h,糠醇的转化率和戊二醇的收率分别达74.13%和58.36%。     

Pd/MgAlO催化剂催化碳烟燃烧的研究

采用浸渍法合成了Pd负载的MgAlO水滑石基复合氧化物,通过NO2气氛的程序升温氧化(NO2-TPO)和预先存储氮氧化物(NOx)后程序升温氧化手段对催化剂催化碳烟燃烧的活性做了研究,同时通过氮氧化物程序升温脱附(NOx-TPD)对催化剂的存储氮氧化物的能力做了研究。结果表明:当有NO2参与碳烟反应时,催化剂催化碳烟燃烧的活性比以往在空气中的活性好,样品Pd/MgAlO存储NOx后再进行程序升温氧化发现催化碳烟燃烧的活性相比NO2气氛下的活性又有很大提高;预先存储NOx的Pd/MgAlO催化剂活性远远高于MgAlO,归因于催化剂负载Pd后NOx存储能力大大增强。     

Cu-Mn氧化物催化N_2O直接分解性能

分别以Cu(NO_3)_2·3H_2O和50%Mn(NO_3)_2水溶液为铜源和锰源,K_2CO_3为沉淀剂,采用沉淀法和共沉淀法制备单一Cu、Mn氧化物催化剂和Cu-Mn-O复合氧化物催化剂,用于催化N_2O直接分解反应,并利用N_2物理吸附-脱附、XRD、FT-IR和TPR等进行表征。结果表明,单一Cu和Mn氧化物分别以体相CuO和Mn2O_3物相形式存在,Cu-Mn-O复合氧化物中除形成CuMn_2O_4尖晶石物相外,还有一定量小晶粒CuO,较单一氧化物具有更加优异的还原性能,表现出较高的催化N_2O直接分解活性。在空速10 000 h~(-1)和N_2O体积分数0.1%条件下,Cu-Mn-O复合氧化物催化剂可在440℃催化N_2O完全分解,分别较单一Cu和Mn氧化物催化剂降低了40℃和60℃。     

不同硅铝比Co/ZSM-5催化剂对费托合成汽油馏分烃选择性的调控

以ZSM-5分子筛为载体,通过等体积浸渍法制备了Co/ZSM-5系列催化剂,用于费托合成反应一步法制汽油馏分烃(C_5^C_(11)烷烃)。考察了不同硅铝比(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50,80和200)的ZSM-5分子筛对Co/ZSM-5催化剂费托合成汽油馏分选择性的影响。采用氮气物理吸附-脱附、X射线衍射、氢气程序升温还原(H_2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段对载体和催化剂进行了表征,并在高压固定床反应器上对催化剂的费托合成催化性能进行了测试。结果表明,对比Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50和80)催化剂,Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂表现出最高的汽油馏分烃类选择性,高达52.8%,这主要归功于Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂上较小钴颗粒尺寸、较优的还原性能以及适量弱酸位的协同作用。分子筛的酸性为催化剂的加氢裂解转化提供活性位,促进重质烃产物发生裂解和异构等二次反应,较小的钴颗粒尺寸和较优的还原性能有利于提高C_5C_(11)烷烃)。考察了不同硅铝比(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50,80和200)的ZSM-5分子筛对Co/ZSM-5催化剂费托合成汽油馏分选择性的影响。采用氮气物理吸附-脱附、X射线衍射、氢气程序升温还原(H_2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段对载体和催化剂进行了表征,并在高压固定床反应器上对催化剂的费托合成催化性能进行了测试。结果表明,对比Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50和80)催化剂,Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂表现出最高的汽油馏分烃类选择性,高达52.8%,这主要归功于Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂上较小钴颗粒尺寸、较优的还原性能以及适量弱酸位的协同作用。分子筛的酸性为催化剂的加氢裂解转化提供活性位,促进重质烃产物发生裂解和异构等二次反应,较小的钴颗粒尺寸和较优的还原性能有利于提高C_5⁺烃选择性。     

Co改性Mn/Cu/MgO催化剂对合成气制混合醇的影响

采用共沉淀法制备了Co改性的Mn/Cu/Mg氧化物催化剂,通过低温N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、CO程序升温脱附(CO-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对催化剂进行表征,并研究了其CO加氢制混合醇的催化性能。结果表明:Co的加入促进了Co_2Mg和MnCo_2O_4相的形成,有利于Cu,Mn及Mg物种的分散;当Co和Cu的物质的量之比增加至0.3时,总醇中C_(2+)OH与C_1OH选择性之比由0.31增至3.12,C_(2+)OH时空收率由9.07 g/(kg·h)增至28.83 g/(kg·h);适量Co助剂的添加可有效提高催化剂的插碳能力,从而提高了C_(2+)OH在总醇中的选择性,催化剂稳定性能良好。     

Ce修饰Na Y分子筛负载PdO纳米晶催化剂用于苯的催化氧化反应

以CeO_2修饰多孔NaY分子筛作为载体,采用高温液相还原法制备纳米晶PdO催化剂,用于低浓度苯催化氧化反应。采用XRD、N2吸附-脱附、透射电镜-能谱(HRTEM-EDS)、H2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)和程序升温表面反应(TPSR)等对载体和催化剂进行表征。结果表明,NaY分子筛结构稳定,比表面积651 m~2·g~(-1)和孔容0. 326 cm~3·g~(-1),纳米晶PdO能够较均匀地分散在NaY载体上,颗粒尺寸约(3～5) nm。加入一定量CeO_2后,Pd O以较小的纳米晶颗粒形式分散在CeO_2周围,活性组分与助剂协同作用促进了催化剂中晶格氧的流动性,明显改善了0. 2%Pd/NaY的氧化性能。0. 2%Pd/8%Ce/NaY表现出最佳催化活性和良好稳定性,250℃可完全催化降解1000×10~(-6)的苯,并且230℃连续反应100 h,催化剂转化率稳定在86%。     

氯对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂及其性能的影响

制备了不同氯含量的Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线荧光光谱仪(XRF)、低温氮吸附-脱附法、氨-程序升温脱附法(NH_3-TPD)、氢气程序升温还原法(H_2-TPR)、热重(TG)分析等手段考察了氯含量对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3催化剂物性、表面酸性、铂分散度等的影响。通过异丁烷脱氢反应,考察氯对催化剂脱氢性能及积炭的影响。结果表明:适宜的催化剂表面酸性能够提高催化剂的性能,当氯质量分数为0.9%时,催化剂表现出较高的活性和选择性。     

复合氧化物的制备及其在碳黑颗粒物氧化中的应用

采用柠檬酸络合燃烧法合成钾铈和钾铈镧复合氧化物催化剂。利用XRD对复合氧化物进行了表征。利用程序升温反应（TPR）方法研究了其对碳黑颗粒物的催化氧化性能,考查了焙烧温度、焙烧时间、前驱体中K、Ce的物质的量比等制备条件对催化剂活性的影响及稳定性。结果表明：钾铈镧复合氧化物对碳黑颗粒物具有较高的催化活性和稳定性。     

二甲醚催化氧化合成醋酸乙烯

通过浸渍法制得负载型H_4SiW_(12)O_(40)-MoO_3/SiO_2催化剂,并在连续流动同定床反应装置上考察了其在二甲醚催化氧化合成醋酸乙烯的催化活性,研究了反应压力和助催化组分改性催化剂对二甲醚催化氧化合成醋酸乙烯的影响.结果表明,当原料气配比为n(DNE):n(O_2):n(Ar)=1.5:1:1,反应压力为0.25 MPa,CoO改性H_4SiW_(12)O_(40)-MoO_3/SiO_2催化剂催化氧化二甲醚合成醋酸乙烯的选择性由3.69%提高至7.09%,二甲醚的转化率由55.20%增加至61.18%.X射线衍射结果表明,CoO能促进MoO3和U_4SiW_(12)O_(40)在SiO_2载体表面上均匀分布.NH3程序升温脱附结果显示,添加氧化钴助催化组分能进一步调变H_4SiW_(12)O_(40)MoO_3/SiO_2催化剂表面酸性.     

不同硅铝比Co/ZSM-5催化剂对费托合成汽油馏分烃选择性的调控

以ZSM-5分子筛为载体,通过等体积浸渍法制备了Co/ZSM-5系列催化剂,用于费托合成反应一步法制汽油馏分烃(C_5~C_(11)烷烃)。考察了不同硅铝比(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50,80和200)的ZSM-5分子筛对Co/ZSM-5催化剂费托合成汽油馏分选择性的影响。采用氮气物理吸附-脱附、X射线衍射、氢气程序升温还原(H_2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段对载体和催化剂进行了表征,并在高压固定床反应器上对催化剂的费托合成催化性能进行了测试。结果表明,对比Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=25,38,50和80)催化剂,Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂表现出最高的汽油馏分烃类选择性,高达52.8%,这主要归功于Co/ZSM-5(Si O_2/Al_2O_3=200)催化剂上较小钴颗粒尺寸、较优的还原性能以及适量弱酸位的协同作用。分子筛的酸性为催化剂的加氢裂解转化提供活性位,促进重质烃产物发生裂解和异构等二次反应,较小的钴颗粒尺寸和较优的还原性能有利于提高C_5~+烃选择性。     

Fe-M(M=V、Cr、Mn)熔铁催化剂的费-托合成反应性能研究

采用高温熔融法制备了一系列Fe_3O_4-FeO基Fe-M(M=V,Cr,Mn)熔铁催化剂,考察了其在n(H_2)/n(CO)=1.5、反应温度320℃、反应压力2.0 MPa和空速11400 h~(-1)条件下的费托合成反应(FTS)催化性能,研究了V、Cr、Mn助剂对Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂FTS催化性能的影响。并结合X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、H_2/CO/CO_2程序升温脱附(TPD)等手段对反应前后催化剂的物化性能进行表征。结果表明,Mn、V、Cr助剂的添加都增加了催化剂表面的碱性,提高了低碳烯烃选择性(C_2~=～C_4~=)。其中,添加V和Cr助剂后的催化剂,CO的转化率都有所降低,C_(5+)高碳烃选择性也大幅度降低。虽然V助剂的添加其产物中低碳烯烃选择性提高最多,但是其CO转化率大幅度下降。而Mn助剂添加后,其CO转化率最高,副产物CH_4选择性最低,且目标产物低碳烯烃选择性升高。因此,Mn是Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂费-托合成反应有利的助催化剂。     

过渡金属Ni对Pd/Al_2O_3催化剂甲烷催化燃烧性能的影响

考察过渡金属Ni对Pd/Al_2O_3催化剂甲烷催化燃烧活性的影响以及过渡金属负载量及循环条件对甲烷降解性能的影响,采用扫描电镜、N_2吸附-脱附以及H_2程序升温还原技术对催化剂进行表征。结果表明,过渡金属Ni的添加对催化剂在(375~475)℃下的甲烷催化燃烧活性产生影响。催化剂经多次重复使用后,催化燃烧活性提高。分析原因为经过渡金属Ni改性后,可与载体形成NiAl_2O_4尖晶石,促进活性组分形成较小晶粒,并改善活性组分分散度,提高催化剂催化活性。     

磷酸根表面修饰对钨锆复合氧化物载铂催化剂的影响

用浸渍法制备了磷酸根表面修饰的钨锆复合氧化物载铂催化剂(Pt/PO43--WO3-ZrO_2)。用NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附(BET)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、H2-脉冲吸附和X射线光电子能谱(XPS)分析等技术对催化剂进行表征。用水热釜考察了钨锆复合氧化物的水热稳定性,固定床反应器考察了催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇的反应性能。结果表明:引入适量磷酸根可抑制水热处理过程中钨锆复合氧化物单斜相ZrO_2向四方相转变,0.72 PO43--WO3-ZrO_2样品水热处理前比表面积83 m2×g-1,水热处理后比表面积86 m2×g-1,比表面积基本不变,提高了钨锆复合氧化物的水热稳定性。增强了催化剂金属还原性,提高了催化剂H2吸附量,Pt/PO43--WO3-ZrO_2催化甘油氢解稳定性较Pt/WO3-ZrO_2催化剂显著提高。     

乙烷与苯经接力催化路线制备乙苯

设计乙烷经氯氧化制备乙烯再与苯烷基化一步法制备乙苯的接力催化路线。研制铈基氧化物作为活化乙烷生成中间产物乙烯的催化剂,并耦合H-ZSM-5沸石分子筛与苯进一步烷基化生成乙苯。在Mn/CeO₂氧化物与H-ZSM-5沸石分子筛以研磨混合形成的双功能催化剂上,实现了乙烷与苯催化制备乙苯的可控接力催化。考察了氧化物的组成、氧化物与沸石分子筛的耦合方式与最适质量配比、沸石分子筛的硅铝比对接力催化反应的影响,并进行了催化剂稳定性研究。结合X射线衍射（XRD）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线荧光光谱分析（XRF）等表征手段分析了催化剂结构及其与催化性能的构效关系。提出后续催化剂研究的关键在于分子筛烷基化能力以及抗流失能力的提高。     

Co改性Ru/γ-Al_2O_3催化加氢制备1,2-环己烷二甲酸二异壬酯

研究了Co改性的Ru/γ-Al_2O_3催化剂在邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)催化加氢制备1,2-环己烷二甲酸二异壬酯(DINCH)的反应性能,并采用N_2低温吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、H_2程序升温脱附(H_2-TPD)和原子发射光谱(ICP)对催化剂进行表征。结果表明:Co与Ru的协同作用使得Ru/γ-Al_2O_3催化剂的活性增加。当Ru负载量为载体质量的1%,Co为载体质量的0.5%,反应压力为2 MPa、温度为120℃、转速为600 r/min、反应时间为5 h,催化DINP制备DINCH,DINCH选择性达100%,收率为99.4%。催化剂重复使用6次,产物DINCH收率都能维持在99%以上,表明该催化剂在催化DINP加氢制备DINCH中有较好的稳定性。     

铁铈复合选择性催化还原脱硝催化剂的碱金属(钾)中毒机理

采用湿法浸渍法将碱金属(钾和钠)负载到柠檬酸法制备的铁铈复合催化剂(FeCeO_x)表面模拟中毒,考察碱金属对此催化剂低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性的影响;通过N2吸附、程序升温脱附(NH3-TPD、NO-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)及原位漫反射红外傅里叶变换光谱(in situ DRIFTS)等表征技术分析了催化剂的失活原因和机理。结果表明,碱金属钾比钠对铁铈复合催化剂的脱硝活性影响更大;碱金属钾中毒后,催化剂的比表面积和氧化还原性能下降;钾降低了催化剂的低温NOx吸附能力,尤其是减少了活性硝酸盐物种而生成更多的惰性硝酸盐物种;催化剂表面酸性的显著下降是此催化剂失活的主要因素,且Br?nsted酸位和Lewis酸位两种酸性位均受到钾的影响,抑制着NH3在催化剂表面的吸附。     

VOCs催化燃烧的锰铈催化剂研究进展

催化燃烧是挥发性有机物(VOCs)的主要处理技术之一。锰铈催化剂因催化性能优异受到关注。从催化剂的活性影响因素和失活现象两部分对锰铈催化剂催化燃烧VOCs研究进展进行了综述。分析表明:锰铈催化剂T90在200～300℃内;催化活性受金属负载量、离子价态、氧化物结构影响;Cu、Sn等是提高催化剂抗中毒性的主要改性成分。     

Ce、Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂对C3H6-SCR反应性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Ce、Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂,对其C_3H_6-SCR(选择性催化还原)反应性能进行了评价,研究了Ce、Zr的引入对Mn/ZSM-5分子筛催化剂选择催化还原NO的影响,并采用X射线衍射、比表面积测量、扫描电子显微镜、NH_3-程序升温脱附(TPD)、H_2-程序升温还原(TPR)等表征手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明:Ce、 Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂C_3H_6-SCR反应中表现出较为优异的催化活性,最优配比的20%Mn-7%Ce-1%Zr/ZSM-5催化剂在200℃、30000h~(-1)的空速下,催化剂的最大脱硝效率达到87%,且操作温度窗口T50=150～380℃。活性组分Mn以MnO_2和Mn_2O_3形式存在,且与助剂Ce、Zr高度分散在催化剂表面,而且形成协同作用;催化剂表面的弱酸和中强酸和氧化还原性能的增强有利于C_3H_6-SCR低温催化活性的提高。     

磁性核壳型Fe3O4@CeO2催化剂分解H2O2的性能研究

催化湿式过氧化氢氧化是常见的一种降解水中有机物的方法,催化剂的加入能促使H_2O_2分解产生氧化能力更强且无选择性的羟基自由基,开发出性能优异的催化剂是该方法的关键所在。采用溶剂热法制备出磁性核壳型的Fe_3O_4@Ce O_2纳米催化剂,并采用N_2吸附-脱附、磁性测试和透射电子显微镜(TEM)对制备的Fe_3O_4@Ce O_2催化剂进行表征。考查Fe_3O_4及Fe_3O_4@Ce O_2分解H_2O_2的性能,结果表明,相比Fe_3O_4,Ce O_2包覆后的Fe_3O_4@Ce O_2分解的H_2O_2效率得到了提高。