CTAB添加量对草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂的影响

以氨水(w(NH3)为28%)为沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,采用沉淀沉积法(蒸氨法)制备了Cu/SiO2催化剂,研究了催化剂制备过程中CTAB添加量对草酸二甲酯加氢制备乙二醇反应性能的影响。结果表明,最佳CTAB添加量制备的催化剂表现出较好的催化性能。在固定床反应器中,当反应温度为200℃,反应压力为2.1MPa,氢酯比为90时,草酸二甲酯的转化率达到100%,乙二醇的选择性为97.37%。采用BET、XRD、H2-TPR、XPS等对催化剂结构进行表征。结果表明CTAB添加量影响催化剂晶型,孔结构,活性组分的表面化学状态,从而影响了Cu/SiO2催化剂对草酸二甲酯加氢制备乙二醇的催化性能。     

焙烧温度对草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂性能的影响

以氨水(w=28%)作为沉淀剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,采用沉淀沉积法(蒸氨法)制备了Cu/SiO2催化剂,采用BET、XRD、H2-TPR等对催化剂结构进行表征,考察了焙烧温度对催化剂草酸二甲酯加氢制备乙二醇反应性能的影响。结果表明焙烧温度影响催化剂晶体结构、孔结构和活性组分的还原性能,从而影响了Cu/SiO2催化剂对草酸二甲酯加氢制备乙二醇的催化性能。当焙烧温度为400℃时催化剂表现出较好的催化性能。在固定床反应器中,当反应温度为200℃,反应压力为2.1MPa,n(H2)/n(DMO)为90,LHSV为0.8h-1,草酸二甲酯的转化率达到100%,乙二醇的选择性为97.3%。     

铜基催化剂上草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的研究

采用共沉淀方法制备铜基催化剂,进行了草酸二甲酯气相加氢活性评价,考察了不同载体(SiO2,Al2O3,ZnO)对草酸二甲酯加氢反应的影响,结果表明CuO/SiO2有较好的草酸二甲酯加氢活性及乙二醇选择性。进而考察了不同制备方法以及焙烧温度对其加氢性能的影响。采用N2O吸附,XRD,TG-MS,N2吸脱附等分析手段,对催化剂进行表征。将表征结果与实验结果相关联,发现草酸二甲酯加氢反应活性与Cu0有关,提高铜比表面积有利于提高加氢活性。采用并加法制备且在400℃焙烧的催化剂加氢性能最优,其草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性分别可达98%和87%。     

水热陈化对Cu/SiO_2催化剂催化草酸二甲酯加氢制乙二醇的影响

以水热处理方法,对均匀沉积沉淀法(尿素为沉淀剂)制备的Cu/SiO_2催化剂进行陈化处理,考察了催化剂陈化处理过程中水热温度以及时长对草酸二甲酯加氢制备乙二醇反应性能的影响。研究结果表明:水热陈化温度为120℃,水热时长为36h时催化剂表现出较好的催化性能。在固定床反应器中,当反应温度为473K,反应压力为2MPa,n(H_2)/n(DMO)为80,液时空速为1.0h~-1,草酸二甲酯的转化率达到100%,乙二醇的选择性达到96.2%。BET、SEM表征结果表明:水热陈化处理的温度和时长会影响催化剂孔结构微观形貌、活性组分的还原性能,从而影响了Cu/SiO_2催化剂的性能。     

氨水量对草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂的影响

以氨水(w(NH3)为28%)为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Cu/SiO2催化剂,并用TPR、BET、XRD进行了表征。研究了该催化剂催化草酸二甲酯(DMO)加氢合成乙二醇(EG)的反应性能,考察了制备过程加入的氨水量对DMO转化率、EG选择性的影响。结果表明,氨水量40mL制备的催化剂具有较好的催化性能,在210℃,2.1MPa,n(H2)/n(DMO)为90,LHSV为1.0 h-1的反应条件下,DMO转化率达到100%,EG选择性97.33%。采用40mL氨水制备的Cu/SiO2催化剂具有较高的比表面积、较低的CuO还原温度,还原后的Cu/SiO2催化剂中同时存在Cu+和C0活性中心。     

铜含量对草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂性能的影响

采用蒸氨沉淀法制备了不同铜含量的系列Cu/SiO_2催化剂,并利用H_2-TPR、N_2O化学吸附、BET、XRD,FT-IR等手段进行了表征,研究了铜含量对Cu/SiO_2催化剂催化草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应性能的影响。结果表明,活性金属铜的高效分散,对催化剂性能具有较大影响,过量的铜会覆盖于催化剂表面,造成铜的活性比表面积下降,降低催化剂的加氢性能。对于所考察SiO_2载体,其可以有效分散高达40%的活性金属铜,而较高铜含量的催化剂具有较优的加氢活性,尤其是具有较优的低温加氢活性。催化剂C-40-Cu在180℃时,可达到几乎100%的DMO转化率和大于97%的乙二醇选择性。     

含碳Cu-Zn-Al乙炔选择性加氢催化剂制备及性能

采用共沉淀法制备不同Cu/Zn摩尔比铜-锌-铝水滑石前体,焙烧后经过乙炔预处理和H₂还原得到Cu_mZn_3-mAl-LDO(T140-R150)催化剂(m取值为1、1.5、2、3)。对上述含碳铜-锌-铝催化剂进行N₂物理吸附、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜表征,研究其在大量乙烯存在时乙炔选择性加氢反应中的催化性能。结果表明：在铜-铝水滑石中引入锌,可提高前体中铜的分散度,有利于碳化铜(Cu_xC)加氢活性相的生成,提高乙炔选择性加氢反应的性能。催化剂最佳制备条件为：Cu/Zn摩尔比1,乙炔处理温度140℃,乙炔处理时间2 h,氢气还原温度150℃,氢气还原时间3 h。在温度100℃和压力0.1 MPa条件下,Cu_1.5Zn_1.5Al-LDO(T140-R150)催化乙炔选择性加氢反应的乙炔转化率达100%,乙烯选择性为53.9%,C₄选择性为15.5%,乙烷选择性为30.6%。     

以Mn-Al和Mg-Mn-Al水滑石为前体制备苯甲酸甲酯加氢反应催化剂

用共沉淀法制备了Mn-Al和Mg-Mn-Al水滑石,考察了通过焙烧水滑石制备的催化剂对苯甲酸甲酯的加氢性能,同时还考察了Mn/Al比和K促进剂对催化剂反应性能的影响.通过该方法制得的催化剂对苯甲酸甲酯的加氢性能优于传统的10%Mn/γ-Al2O3负载型催化剂,390℃时苯甲酸甲酯在3%K/Mg0.2Mn1.8Al1催化剂上的转化率为90.0%,苯甲醛选择性为88.0%.XRD、TPR和CO2-TPD结果表明催化剂的氧化还原性和表面碱性对苯甲酸甲酯加氢反应起了重要作用.     

Zn对Cu-Zn-Al催化乙酸甲酯加氢反应的影响

采用共沉淀法制备Cu-Zn-Al催化剂,采用XRD、N2等温吸附-脱附、SEM、H2-TPR、XPS和ICP-OES等手段对催化剂进行表征。结果发现,Zn的加入降低了Cu-Zn-Al催化剂颗粒的团聚程度,提高了活性中心Cu组分的分散度。并且Zn含量的改变可以影响Cu组分的价态分布,进而影响其催化性能。当n(Cu)/n(Zn)=2/3时,n(Cu+)/n(Cu0)为1.04,Cu-Zn-Al对乙酸甲酯(MA)加氢反应具有最优的催化性能。在反应温度为240 ℃、反应压力为3.0 MPa、n(H2)/n(MA)=20的最优条件下,Cu-Zn-Al催化乙酸甲酯反应中乙酸甲酯转化率为98.8%,甲醇和乙醇选择性分别为99.4%和98.7%。对Cu-Zn-Al催化剂进行300 h寿命测试,乙酸甲酯转化率一直稳定在98%以上,甲醇和乙醇选择性则分别保持在99%和98%左右。     

可抑制1,2-丁二醇生成的高性能草酸二甲酯加氢B-Cu/MS催化剂的研究

开发高效草酸二甲酯(DMO)加氢催化剂,保持乙二醇(EG)高选择性和稳定性的同时,抑制难分离副产物1,2-丁二醇(1,2-BDO)的生成,对提升我国煤制乙二醇产品质量并降低生产成本具有重要的实际意义和经济前景。以介孔二氧化硅(MS)为载体,采用尿素协助沉淀结合后浸渍法制备出高分散的硼物种改性Cu基DMO加氢催化剂,并调控硼的掺杂量对其进行优化。通过BET、XRD、TEM、H_2-TPR、NH_3-TPD和XPS等方法对优化后的系列催化剂进行了系统表征。结果表明,适量硼物种的引入不仅可以提高Cu/MS催化剂的EG选择性和稳定性,而且弱酸性氧化硼的引入成功抑制了碱性位上副产物1,2-BDO的生成。在180℃、2.5 MPa、质量空速(WHSV)0.4 h~(-1)和n(H_2)/n(DMO)为100的反应条件下,3B-Cu/MS催化剂催化DMO加氢的转化率达100%、EG选择性达98.24%,无副产物1,2-BDO生成且稳定性高达200 h。     

Synthesis of Cu/ZnO Flower-like Hierarchical Porous Structures and Investigation of Their Catalytic Performance for Dimethyl Oxalate Hydrogenation

The Cu/ZnO flower-like hierarchical porous structures were successfully synthesized via the cetyltrimethyl ammonium bromide(CTAB) assisted hydrothermal method. The morphology and structure as well as the catalytic performance for dimethyl oxalate(DMO) hydrogenation to ethylene glycol(EG) were investigated. Through annealing the zinc copper hydroxide carbonate(ZCHC) precursors, the Cu/ZnO flower-like hierarchical porous structures were obtained, which were assembled by a number of porous nanosheets. The catalyst made of these well-defined flower-like hierarchical porous structures with large specific surface area and effective gas diffusion path via the well-aligned porous structures showed higher EG selectivity and yield as compared to the Cu/ZnO catalyst obtained by conventional co-precipitation technique. The results indicated that the Cu/ZnO flower-like hierarchical porous structures have excellent potential application for manufacture of high performance catalysts.     

草酸二甲酯催化加氢制乙二醇铜基催化剂研究进展

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇是最具工业应用前景的乙二醇合成新工艺。着重介绍了草酸二甲酯非均相加氢Cu基催化剂的研究进展,总结了催化剂的制备方法、载体、助剂等对催化反应性能的影响,初步探讨了反应过程催化剂的活性中心及反应机理。     

花状分级多孔CuO/ZnO催化剂构建及其催化草酸二甲酯加氢反应性能研究

CuO/ZnO flower-like hierarchical porous structures were successfully synthesized via cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) assisted hydrothermal method. The morphologies and structures as well as their catalytic performance for dimethyl oxalate (DMO) hydrogenation to ethylene glycol (EG) were investigated. Through annealing the zinc copper hydroxide carbonate (ZCHC) precursors, CuO/ZnO flower-like hierarchical porous structures were obtained, which were assembled by a number of porous nanosheets. The catalyst made of these well-defined flower-like hierarchical porous structures with large special surface area and an effective gas diffusion path via well-aligned porous structures showed the higher EG selectivity and yield comparing to the Cu/ZnO catalyst obtained by conventional co-precipitation technique. The results indicated that CuO/ZnO flower-like hierarchical porous structures have excellent potential application for fabrication high performance catalysts.     

加氢法合成新戊二醇

由甲醛、异丁醛经醇醛缩合－ 加氢两步法制新戊二醇。所用的催化剂分别为三乙胺和Ｃｕ － Ｚｎ － Ａｌ。结果表明该催化体系具有活性高、选择性好等特点。在甲醛、异丁醛缩合过程中,异丁醛转化率９４－６ ％ ,羟基戊醛选择性９８－４ ％ ;在羟基戊醛加氢过程中,羟基戊醛转化率１００ ％ ,新戊二醇选择性１００ ％ 。该工艺有较好的工业应用前景。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂失活研究:硫中毒

在DMO加氢制乙二醇过程中,Cu/SiO2催化剂出现了失活现象,通过采用低温氮气吸附、XRD、TEM、XRF及EDS表征对失活前后催化剂进行表征,发现催化剂失活是由于硫中毒。Cu/SiO2催化剂对硫很敏感,容易硫中毒,且其耐硫性比甲醇合成Cu/ZnO/Al2O3催化剂差。加氢Cu/SiO2催化剂硫中毒失活是一个快速的过程,含微量硫的原料反应90 h后,乙二醇收率降至5.67%。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应的研究

在微型管式反应器中,采用Cu/SiO2催化剂,在温度190～210℃、压力1～3MPa、草酸二甲酯(DMO)与氢气的摩尔比(氢酯比)40～120、DMO空速6.0～25.0mmol/(g.h)的条件下,对DMO加氢制乙二醇的反应进行了研究。实验结果表明,高温、高压、高氢酯比和低DMO空速都能提高DMO的转化率和乙二醇的收率,但同时也增加了副产物的选择性。较适合的反应条件为:压力2MPa,温度205～210℃,氢酯比80～100,DMO空速10.0mmol/(g.h)。动力学研究表明,DMO加氢反应符合Langmuir-Hinshelwood吸附反应动力学模型,表面反应为速率控制步骤,氢气不解离吸附,由此得到了相应的动力学方程及参数。统计检验结果表明,该模型对DMO加氢反应高度适定。     

草酸二乙酯和草酸二甲酯加氢反应热力学对比分析

采用Benson基团贡献法、Constantinou-Gani法和Rihani-Dorasiwamy法计算了草酸二乙酯(DEO)、乙醇酸乙酯、草酸二甲酯(DMO)和乙醇酸甲酯等物质的标准生成焓、标准生成吉布斯自由能和摩尔定压热容。在473~513K和1.0~3.5MPa下,分别计算了DEO和DMO加氢反应的焓变、吉布斯自由能变和平衡常数。计算结果表明,除在低压高温条件下乙醇酸甲酯加氢生成乙二醇的反应为非自发反应外,DEO和DMO加氢都是自发进行的放热反应;低温高压有利于生成乙二醇;与DMO的加氢反应相比,DEO加氢反应具有更高的平衡常数。