碱金属K、Li对Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO选择性氧化的助催化作用

以Ru为活性组分,碱金属氧化物K2O和Li2O为助剂,采用浸渍法制备Ru/γ-Al2O3、Ru1K10Oy/Al2O3和Ru1Li10Oy/Al2O3催化剂,对制备的催化剂进行TPR、XRD和SEM表征,采用固定床石英反应器考察催化剂的CO氧化性能。结果表明,碱金属助剂的引入对Ru/γ-Al2O3的催化性能有一定影响,K2O和Li2O的掺杂,显著降低Ru/γ-Al2O3催化剂上CO选择性氧化温度。Ru1K10Oy/Al2O3和Ru1Li10Oy/Al2O3催化剂低温具有较高的CO转化率和选择性,随着反应温度的升高,提高CO转化率的同时,存在更多的氢气消耗,导致CO选择性降低。     

Ru1LaxOδ/γ-Al2O3 催化剂上CO选择性氧化去除性能及焙烧温度的影响

采用共浸渍法制备了一系列Ru1LaxOδ/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,考察了La2O3的加入量、焙烧温度对CO选择性氧化反应性能的影响.添加La2O3的Ru1La10Oδ/y-AI2O3催化剂在110～170℃时能达到99%以上的CO转化率,选择性相对较高;镧的加入提高了催化剂的热稳定性.在500℃以前焙烧钌的晶粒大小变化不大,但是焙烧温度达到了600℃后.晶粒明显长大.催化剂活性也随之下降.     

Ru-La2O3/γ-Al2O3催化CO选择性氧化反应

采用浸渍法制备了Ru-La2O3/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中考察了催化剂中稀土La的掺杂量、氧气量、原料气中水和CO2含量以及空速等工艺条件对Ru-La2O3/γ-Al2O3催化剂在CO选择性氧化反应中催化性能的影响.结果表明,Ru/γ-Al2O3催化剂添加质量分数10%的La2O3后的催化性能较好,且具有较好到抗湿性和抗CO2能力.在原料气组成为65%H2,25%CO2,1%CO,9%He,氧气的分压与CO分压相等,气体流速为100 mL/min和气体空速为10 000 h-1的条件下,在110～170℃进行CO选择性氧化,CO转化率大于99%,CO的出口浓度小于100 μL/L,满足了质子交换膜燃料电池对富氢气体中CO浓度的要求.     

Pt-Ni/CNTs-γ-Al_2O_3用于富氢气体中CO的优先氧化

通过胶溶法制备碳纳米管(CNTs)-γ-Al2O3复合材料,并以其为载体,采用共浸渍法制备一系列Pt-Ni双金属催化剂用于富氢气体中CO优先氧化。采用N2物理吸附脱附、X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)和扫描电子显微镜(SEM)技术对催化剂进行了表征。在低温条件下,Pt-Ni/CNTs-γ-Al2O3催化剂在CO优先氧化反应中表现出高的活性和选择性,并具有宽的净化CO温度窗口。复合材料中的CNTs被氧化铝包裹,低温条件下还原所得Pt-Ni合金纳米颗粒均匀分布在Al2O3表面。该催化剂优良的催化性能归因于Pt-Ni合金的形成和CNTs的添加避免或减缓了热点的形成。热点的存在导致氧气用于H2氧化的选择性提高,并且会促使逆水汽变换反应的发生,两者均对CO的消除有害。     

载体γ-Al_2O_3的改性对担载型催化剂La_(0.8)K_(0.2)-Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/γ-Al_2O_3碳烟催化燃烧性能的影响

采用混合法制备La0.8K0.2Mn0.95Cu0.05O3/γ-Al2O3担载型钙钛矿型催化剂,担载前载体于0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行浸渍改性。运用程序升温氧化对各担载型催化剂进行活性评价,考察载体改性时间对催化剂活性的影响。采用XRD和FTIR对催化剂进行了表征,结果显示,改性后的担载型催化剂能够保持良好的钙钛矿结构;与6 h和24 h的相比较,发现载体γ-Al2O3经过12 h浸渍改性后,混合法制备的担载量为20%的担载型催化剂表现出较好的催化活性,将碳烟的起燃温度降至389℃,该温度在柴油车排气温度范围内。     

纳米Al_2O_3负载Ru催化剂用于CO_2加氢合成甲酸研究

为了研究载体性质对Ru负载型催化剂的CO2加氢合成甲酸反应性能的影响,制备了以Al2O3纳米棒和γ-Al2O3为载体的一系列Ru基催化剂,采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、D2/OH交换和程序升温还原(H2-TPR)等方法详细表征催化剂的性质,并考察CO2加氢制甲酸的反应性能。结果表明:与传统Ru/Al2O3催化剂相比,以Al2O3纳米棒为载体时,Ru Ox物种在载体表面的分散程度高,Al2O3纳米棒的表面OH数目多,有利于提高催化剂的反应活性,另外当Ru在Al2O3纳米棒上的负载量(质量分数)为1%时,甲酸产量最高可以达到11.7mmol/h。     

乙苯CO_2脱氢规整结构催化剂

以堇青石蜂窝陶瓷为第一载体、γ-Al2O3为第二载体,制备了用于乙苯CO2脱氢的Fe系催化剂。研究发现,当Fe2O3负载量为10%时,Fe2O3/γ-Al2O3催化剂对于乙苯CO2脱氢反应活性最佳;添加适量碱金属、碱土金属和稀土元素氧化物为助剂改善Fe2O3/γ-Al2O3催化剂性能,催化剂活性明显提高,稳定性也有所增加。通过与传统颗粒催化剂比较,采用规整结构γ-Al2O3涂层堇青石负载的Fe系催化剂,乙苯转化率和苯乙烯选择性均有明显提高,反应温度为600℃、反应压力为常压、EB∶CO2为1∶10(摩尔比)、乙苯液时体积空速为1.0 h-1时,乙苯转化率可达85%,苯乙烯选择性为98%。     

Ni对Cu-Ni/γ-Al_2O_3苯羟基化催化剂的影响

通过程序升温还原方法合成了Cu/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,使苯直接羟基化制苯酚。该反应过程中,温度和溶剂对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂的反应性能影响进行了探讨。采用H2-TPR、XRD、EDS等表征技术考察了Ni对催化剂结构和性质的影响。结果表明,Ni使催化剂前驱体还原温度增加、活性组分Cu单晶粒度降低、催化剂表面Cu原子数增加;当反应温度为70°C、以水作反应溶剂时,Cu-Ni/γ-Al2O3比Cu/γ-Al2O3催化剂有较高反应活性和选择性,苯转化率为32.4%,苯酚选择性为93.3%,苯酚收率为30.2%。     

甲烷部分氧化制合成气反应的研究

用粒度为5mm的α－Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3为载体，用浸渍法制备了10％（质量）Ni基催化剂。在固定床流动反应器中，在反应温度500－850℃，大空速和不同的CH4／O2摩尔比下，测定了该催化剂用于甲烷部分氧化制合成气的活性和CO选择性。500℃用H2对催化剂还2h后，进行活性测试结果,10%Ni／β-Al2O3、Ni／γ-Al2O3对POM反应无活性，只有10％Niα－Al2O3对POM反应有活性。TPR测试结果表明，这是由于10％Ni／β-Al2O3和Ni／γ-Al2O3催化剂在700℃以下未被还原所致。另外，合成气的生成速率和CO选择尾均随反应温度和空速的增大而增大，并在CH4／O2摩尔比2时有最大值。     

纳米纤维状γ-Al2O3为载体的稀土催化剂

分别以超重力法制备的纳米纤维状γ-Al2O3和普通γ-Al2O3为载体，采用浸渍法制备了相同组分LaCeCuMn的纳米稀土催化剂，并应用微反活性评价装置测试了对CO和C3H8的氧化活性。利用XRD，TEM，BET等手段，分析了产品的结构和粒子形貌。实验结果表明，与以普通γ-Al2O3为载体的催化剂相比，催化剂活性组分在纳米纤维状γ-Al2O3载体上分散比较均匀，平均粒径为15～20nm，为纳米级催化剂；CO和C3H8氧化反应中起燃温度分别可以达到161，186℃，且二者的最终转化率均在99％以上。     

氢氧直接合成过氧化氢用PdO/γ-Al2O3催化剂过渡金属改性研究

采用等体积浸渍法制得过渡金属改性的系列催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3 (M=La、Mn、Ni、Ce).在10℃、常压下考察了过渡金属种类及氧化镧负载量对催化剂MOx-PdO/γ-Al2O3催化氢氧直接合成过氧化氢性能的影响.采用能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行表征分析.结果表明,经过渡金属改性后的MOx-PdO/γ-Al2O3催化剂活性高于未改性的催化剂PdO/γ-Al2O3;以镧为助剂制得的La2O3-PdO/γ-Al2O3(氧化镧质量分数为1％、氧化钯质量分数为2.5％)催化剂性能优于其他过渡金属改性的催化剂,与PdO/γ-AhO3相比,所得过氧化氢的浓度、收率、选择性分别提高了76.54％、76.61％、44.21％.     

La_(0.8)K_(0.2)Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3在含SO_2气氛下氧化模拟炭烟的性能

采用柠檬酸络合法合成La0.8K0.2Mn0.95Cu0.05O3钙钛矿型催化剂,并用浸渍法、络合法、混合法制备了系列担载型催化剂La0.8K0.2Mn0.95Cu0.05O3/γ-Al2O3。运用程序升温氧化(TPO)对未担载及不同担载量下的催化剂进行了活性评价,并考察了在不同浓度的SO2气氛下催化剂氧化模拟炭烟的性能,采用XRD、BET和FT-IR对催化剂进行了表征。XRD和BET测试结果显示,担载前催化剂具有良好的钙钛矿结构,担载后催化剂的比表面积增大;TPO测试表明浸渍法制备担载量为20%的催化剂表现了更好的催化活性。未担载的催化剂活性较高,但催化剂担载后耐硫性能得到提高。FT-IR证实了随着SO2浓度的升高催化剂表面产生的硫酸盐物种逐渐积累从而抑制了催化剂的活性。     

介孔γ-Al_2O_3负载离子型[Ru]配合物催化羟基丙酮不对称加氢

利用电荷作用负载法,使离子型[RuCl((R)-BINAP)(p-cymene)]+Cl-配合物负载于介孔γ-Al2O3上,获得了羟基丙酮不对称加氢催化剂。考察了溶剂、温度和氢气压力等对羟基丙酮催化加氢反应的影响。结果表明,[Ru]配合物能够负载于介孔γ-Al2O3上(Ru质量含量为3.6%),且催化剂主要位于γ-Al2O3表面曲度大的位置,催化剂结构在负载前后没有发生变化,具有催化反应中的热稳定性。在60℃、24 h、氢气压力8 MPa和10 mL甲醇作为溶剂的反应条件,58.5 mg催化剂催化2 mL羟基丙酮不对称加氢反应,获得了63.6%的催化转化率和42.6%的对映体选择性。     

糠醛加氢制糠醇中Cu-Zn/γ-Al2O3催化剂的改性研究

采用浸渍法制备γ-Al2O3负载Cu-Zn催化剂并用Co改性.考察了Cu-Zn负载量、Co用量、反应温度和质量空速对催化剂性能的影响,对催化剂进行100 h的稳定性评价实验,并采用X射线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征.实验结果表明,当Cu,Zn,Al和Co的摩尔比为1.00 :2.00:3.00:0.51时,Cu-Zn/γ-Al2O3(Co)的催化性能和稳定性比较好.在413 K,氢气流速为0.5 mL/s,糠醛空速为2 h-1条件下,糠醇的选择性达100%,糠醛转化率达94.6%,比使用单纯Cu-Zn/γ-Al2O3催化剂的转化率提高11%.催化剂中Cu晶相是催化活性中心,Co的加入抑制了Cu的氧化,提高了催化剂的活性和稳定性.     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ - Al2O3 HZSM -5、TiO2、SiO2和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO2反应.结果表明,Fe/γ - Al2O3催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO2,可以明显改善Fe/γ-Al2O3催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O2和H2O对催化剂活性的影响较大,CO2对催化剂的影响较小.XRD结果表明,FeS2是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS2转变为催化惰性的Fe7S8而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO2反应体系中引入O2后,Fe/γ - Al2O3催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe2O3,导致催化剂失活.     

复合氧化物催化剂催化氧化甲苯性能

以γ-Al2O3为催化剂载体,铜、锰为活性组分,稀土元素铈为助催化剂,采用浸渍法制备复合氧化物催化剂5%Cu/γ-Al2O3、5%Mn/γ-Al2O3、5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3,并考察其催化氧化甲苯性能。研究表明,复合氧化物催化剂催化氧化甲苯具有显著的效果,5%Cu-5%Mn/γ-Al2O3催化剂和5%Cu-5%Mn-1.6%Ce/γ-Al2O3催化剂表现出良好的低温活性和催化性能,对甲苯的完全燃烧温度分别为340℃和285℃。采用SEM和BET对催化剂进行表征,结果表明,催化剂的催化活性与活性组分在催化剂表面的分散度和催化剂的孔结构相关。     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。     

Pd/γ-Al2O3催化降解苯的研究

针对苯在Pd/γ-Al2O3催化剂上的催化降解过程,研究了预处理方式对Pd/γ-Al2O3催化活性的影响,考察了其稳定性,并与Pd-Pt/γ-Al2O3催化剂进行了比较。通过BET和XPS对不同预处理方式下的Pd/γ-Al2O3催化剂进行了表征。研究结果表明:预处理方式对于催化剂活性有明显影响,相比H2,反应气预处理也可以提高催化剂的催化性能,并使操作过程简化;与Pd-Pt/γ-Al2O3相比,Pd/γ-Al2O3同样具有良好的催化稳定性。当空速为3 000 h-1,催化降解反应持续120 h后,苯降解率仍维持在99.6%以上。     

Ni-Fe/BaTiO3-γ-Al2O3催化剂在低温条件下CO2和CH4重整中的应用

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Ni和Fe添加量的Ni-Fe/BaTiO3/γ-Al2O3双金属催化剂,并在固定床反应装置上考察了在873～1 073 K温度范围内催化剂对CO2和CH4重整反应的催化活性。实验结果表明:Ni、Fe负载质量分数均为5.0%的Ni-Fe/BaTiO3/γ-Al2O3催化剂活性最好。通过TPR、TPD和TPO表征并与单金属催化剂Ni/BaTiO3/γ-Al2O3相比,Ni-Fe/BaTiO3/γ-Al2O3催化剂具有更高的催化活性、脱附和抗积炭性能。     

Ni-Co催化剂上乙醇水蒸气重整制氢

采用沉积-沉淀法制备出γ-Al2O3、Si O2和Al2O3·Si O2负载的Ni-Co催化剂,对催化剂进行性能测试,并用XRD和TPR等手段对催化剂进行了表征。结果表明:Al2O3·Si O2负载的Ni-Co催化剂在400~450℃时的氢气选择性最高,Al2O3负载的Ni-Co催化剂在500~600℃时的氢气选择性最高。XRD结合TPR可知:γ-Al2O3、Si O2和Al2O3·Si O2负载NiCo催化剂中都存在不同种类Ni O-Al2O3相和Co Ox-Al2O3相,金属-载体之间的相互作用可以提高活性金属组分Ni和Co的分散度,有利于提高催化剂的性能。