过渡金属氧化物催化剂对丙酮氧化的催化性能

以氧氯化锆和过渡金属硝酸盐为原料,溶胶-凝胶法制备氧化锆载体,采用溶液浸渍法制备出负载型纳米复合氧化物催化剂。对过渡金属氧化物(Mn、Ni、Cu、Fe和Co)催化剂进行初步筛选,其中Mn₂O₃/ZrO₂催化活性最佳。考察了活性组分含量、焙烧温度和焙烧时间等对催化剂催化活性的影响。催化剂的最佳制备条件：锰负载量为6%,450 ℃焙烧6 h。丙酮的转化率达62%。通过TEM、SEM、XRD和TG-DTA对催化剂结构进行了表征。结果显示,催化剂颗粒均匀,大小约为20 nm;无定形的Mn2O3是催化剂的活性中心。     

γ-Al_2O_3负载的Ni_xCo_(1-x)Co_2O_4催化剂N_2O催化分解性能

以K_2CO_3为沉淀剂,γ—Al_2O_3为载体,采用共沉淀法制备了负载质量分数为30%和具有Co_3O_4尖晶石结构的Ni_xCo_(1-x)Co_2O_4复合金属氧化物催化剂(x分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0),确定了最适宜的x值。考察了焙烧温度对催化剂的影响,对制备的样品进行了XRD、BET、SEM和H_2-TPR等表征,在微反装置上对催化剂进行N_2O催化分解活性评价。结果表明,适宜的x值为0.5,焙烧温度为800℃。N_2O和O_2浓度是影响催化剂的N_2O催化分解转化率的主要因素,低浓度有利于提高N_2O催化分解转化率。掺杂还原性气体(如CO和NO)加速了N_2O催化分解反应,有利于提高催化剂的N_2O催化分解转化率。在模拟工业装置反应尾气[φ(N_2O)=12%、φ(O_2)=16.8%和其他混合气体]条件下,催化剂N_2O完全催化分解温度为612℃,满足实际工业生产装置运行要求(小于750℃)。     

整体式催化剂MnO_X-CeO_2/Al_2O_3催化燃烧苯研究

利用浸渍法负载制备出MnOX-CeO2/Al2O3整体式催化剂,研究了活性组分的负载量、催化剂的焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,从而确定了催化剂的最佳制备工艺。结果表明：当Mn的负载量（质量分数）为10%,催化剂焙烧温度为600℃,焙烧时间为3 h时,催化剂MnOX-CeO2/Al2 O3具有最好的催化活性,在250℃时使苯的转化率在90%以上,并且适合比较大的空速范围,因此催化剂MnOX-CeO2/Al2O3具有广泛的工业应用前景。     

过氧化氢氧化苯酚铜锰复合氧化物催化剂的制备

采用固相法制备了新型催化剂铜锰复合氧化物催化剂。利用高效液相色谱法对苯酚过氧化氢氧化反应产物进行分析,以苯酚转化率和苯二酚收率为评价指标,对催化剂进行了评价。结果表明,催化剂性能随铜与锰物质的量比、焙烧温度、焙烧时间和研磨时间等因素的增大呈先升高再降低的趋势,并与络合剂的还原性有关。确定最佳工艺条件为:室温下,按锰与铜物质的量比1:2将Cu_2(OH)_2CO_3、MnCO_3和适量H_2C_2O_4·2H_2O混匀,置于研钵匀速研磨10 min,马弗炉400℃焙烧2 h。最佳条件下,苯酚转化率为63.7%,苯二酚收率为59.1%。     

钴基催化剂的制备及性能评价

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备F-T合成钴基催化剂,在F-T合成小型固定床反应装置评价催化剂。考察并优化了钴源、焙烧温度、钴负载量、反应温度和原料气空速等工艺条件对催化荆活性和F-T合成产物收率的影响,测试了Co/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性。结果表明,最佳制备条件:以硝酸钴为钴源,焙烧温度400℃,钴负载质量分数10%。在温度230℃、压力2 MPa、原料气组成n(H_2)∶n(CO)=2和反应空速1 800 h~(-1)的条件下,进行60 h运转实验,CO转化率可达69.1%,C_5~+烃收率高达89.6%。     

双金属氧化物TiO_2基催化剂的氧化还原性能

以金属硝酸盐为前驱物,乙二胺四乙酸为助剂,采用正交实验设计和浸渍法制备Cu-Ni、Cu-Fe和Ni-Fe系列TiO_2基双金属氧化物催化剂,通过XRD和H_2-TPR进行表征,评价其氧化还原性能。结果表明,活性组分为Cu和Fe、物质的量比为0.2∶0.2、pH为8.0和400℃焙烧的5#催化剂具有优良的氧化还原性能,起始还原温度148℃条件下,耗氢量达80.72 mmol·g-1。活性组分、物质的量比、pH值和焙烧温度等催化剂制备参数影响氧化还原反应的难易(起始还原温度)和强弱(耗氢量),Cu和Fe物质的量比为0.2∶0.2的催化剂由于协同效应具有最低的起始还原温度和很高的耗氢量。较低物质的量比含Ni活性组分的催化剂由于形成复合金属氧化物固溶体而难以在较低温度被还原,中性或碱性条件下通过氢氧化物脱水生成金属氧化物有助于提高催化剂的耗氢量,400℃足以形成适宜的晶型以提高催化剂氧化还原性能。     

助剂掺杂Cu/Al_2O_3湿式氧化处理造纸废水

以CuO为主活性组分,过渡金属为掺杂组分,在γ-Al_2O_3载体上浸渍制备复合催化剂.对造纸制浆废水采用催化湿式氧化处理,考察Cu负载量,掺杂组分的种类和掺杂量、焙烧温度和时间对催化剂对造纸废水的催化降解性能.结果表明,在Cu的负载质量分数为6%,助剂Mn的掺杂质量分数为4%,700℃下焙烧4h制备出在负载型Cu-Mn二元复合催化剂.在反应温度为200℃,氧气分压为2 MPa的条件下,废水的COD去除率最高可达88.1%.     

Co/Mn/Zr复合催化剂催化甲苯液相氧化

以乙酰丙酮锆或乙酸锆与乙酸钴和乙酸锰制备乙酸钴/乙酸锰/乙酰丙酮锆或乙酸锆(Co/Mn/Zr)三元复合催化剂。比较乙酸钴(Co)、乙酸钴/乙酸锰(Co/Mn)和Co/Mn/Zr催化剂体系对甲苯液相氧化反应的催化性能。结果表明:在催化剂中添加Zr可以降低反应温度,提高甲苯转化率和苯甲酸选择性。与乙酸锆相比,采用乙酰丙酮锆制得的Co/Mn/Zr具有较好的催化活性。在Co,Mn和Zr物质的量之比为5 5 1,Co与甲苯的物质的量之比为1 10 000,溶剂乙酸与甲苯质量比为1 2.3,反应温度160℃和反应压力1.4 MPa的条件下反应3 h后,苯甲酸选择性和甲苯转化率分别为80.2%和15.4%。     

负载型CuMnO_x/TiO_2催化剂催化燃烧甲苯

采用沉积-沉淀法制备CuMnO_x/TiO_2新型甲苯燃烧催化剂,考察焙烧温度、Cu与Mn物质的量比、Cu和Mn总负载量、空速及水蒸汽含量对催化甲苯燃烧性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Cu与Mn物质的量比为1∶1时,催化剂活性最好,反应温度250℃时,甲苯去除率为100%;水蒸汽的出现明显降低了甲苯转化率。XRD和H2-TPR表征结果表明,CuMnO_x/TiO_2催化剂的主要活性相为铜锰尖晶石(Cu1.5Mn1.5O4),它的存在降低了CuMnO_x/TiO_2催化剂的还原温度,是催化活性优良的主要原因。     

催化湿式氧化高浓度十二烷基苯磺酸钠废水催化剂的研究

以过渡金属氧化物CuO为主活性组分通过对Co3O4的复合和掺入电子助剂CeO2的考察,研制出适用于催化湿式氧化处理高浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)废水的复合催化剂。考察了各组分浸渍液浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂的催化活性和稳定性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明制备的催化剂在合适的条件使CODCr去除率达到88.4%。     

甲醇和乙醇合成异丁醛La-V/TiO_2-SiO_2催化剂的制备及其催化性能

以V_2O_5为活性组分,通过对催化剂活性组分、载体结构和助剂等因素的研究,制备La-V/TiO_2-SiO_2催化剂,在n(甲醇)∶n(乙醇)=4∶1、空速1.5 h-1、氮气流量120 m L·min~(-1)、反应温度360℃和常压条件下,乙醇转化率84%,异丁醛选择性67%。     

Decomposition of nitrous oxide over supported rhodium catalysts and dependency on feed gas composition

The catalytic decomposition of nitrous oxide to nitrogen and oxygen was studied overRh/ZnO, Rh/CeO₂, Rh/ZSM-5, CuZSM-5 and CoAlCO₃HT (hydrotalcite). The effects of metal loading and calcination conditions upon the catalytic performance were examined on Rh/ZnO. A 0.5 wt.% Rh/ZnO catalyst was found to be the most active catalyst, whose reaction rate was 4.0 × 10⁴ μmol(N₂O) · g⁻¹ · h⁻¹ under the conditions of 950 ppm N₂O and 5% O₂ at 300°C. The oxidized Rh/ZnO showed a higher activity than that calcined in a reducing atmosphere. The TEM and EDX observations revealed the formation of particles of ca. 50Åin diameter. They consisted of rhodium and zinc oxides as major and minor components, respectively. The activities of all these catalysts decreased when NO₂ and H₂O were added to the feed.     

Co-ZSM-5 catalysts for N2O decomposition

The catalytic properties of cobalt containing ZSM-5 zeolites prepared by various methods were compared. TPR, XRD, N₂-BET, XPS, FTIR and UV–vis spectroscopy were used for characterizing the samples. Well-dispersed cobalt oxide-like species and isolated Co²⁺ ions in charge compensation positions were found in the zeolite. Catalysts prepared using a single step cation exchange method showed high activity for N₂O decomposition in a temperature range 300–550°C, in the presence of 0–5% O₂, and high stability in the presence of 10% H₂O to the feed. UV–vis spectra and TPR experiments indicated the presence of some cobalt oxides, not detected by DRX, in a Co-ZSM-5 catalyst containing 3.76 wt% Co, prepared by a solid-state reaction procedure. The N₂O conversion over this catalyst was strongly affected by addition of both O₂ and H₂O to the feed.     

沉淀方式对沉淀法制备Co_3O_4催化N_2O直接分解性能的影响

以Co(NO_3)_2·6H_2O为钴源,K_2CO_3为沉淀剂,采用沉淀法制备Co_3O_4催化剂,用于催化N_2O直接分解反应。利用N_2~-物理吸附、XRD、FT-IR、TEM、TPR和ICP等对其进行表征,考察沉淀方式对Co_3O_4催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,沉淀方式对制备的Co_3O_4催化剂织构性质、物相组成和晶粒尺寸等影响不大,但显著影响其K残留量和还原性能,进而决定催化剂直接催化分解N_2O的催化性能。反加法制得的催化剂中K残留量为1.43%,明显高于正加法,同时催化剂中Co~(3+)较正加法更易还原,因而表现出更高的催化性能。在空速10 000 h~(-1)和N_2O体积分数0.1%的条件下,反加法制备的催化剂可在280℃催化N_2O完全分解,较正加法低20℃。     

负载型Cu_2O/MgO催化剂制备及催化正己醇脱氢制备正己醛

以氧化镁粉末为载体,N2H4·H2O为还原剂,采用浸渍还原法制备Cu2O/MgO催化剂。考察制备条件对催化剂活性的影响,最佳原料配比为n(Cu2+)∶n(NaOH)∶n(N2H4·H2O)=5∶11∶5,对筛选出最佳条件下制备的催化剂进行正己醇脱氢制备正己醛工艺条件考察,采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,在反应温度250℃、空速1.25 m L·(h·g)-1、催化剂用量12 g和N2流速0.05 L·min-1条件下,正己醇转化率为59.33%,正己醛选择性为93.81%。     

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℃。     

KF/C催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

以三嵌段共聚物(EO-PO-EO)F127为结构导向剂,甲阶酚醛树脂为碳源,KF·2H₂O为无机前驱体,用溶剂诱导挥发自组装的方法合成KF/C复合材料。采用XRD、BET和XPS等手段对合成的材料进行结构表征,并考察KF/C在甘油与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯反应中的性能,结果表明,在甘油加入量为0.184 6 g、碳酸二甲酯加入量为0.900 7 g、溶剂N,N-二甲基乙酰胺为5.426 g、催化剂KF/C加入量为0.1 g、反应温度100 ℃、反应时间2 h和搅拌速率600 r·min^-1条件下,甘油转化率达98.5%,碳酸甘油酯选择性达99.8%,催化剂具有较好的循环使用性能。     

焙烧温度对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂结构与性能的影响

采用共沉淀法制备Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂,并用XRD、N_2低温吸附、H_2-TPR、SEM、TG-DTG等手段对催化剂进行表征,着重考察焙烧温度对催化剂结构与性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的增加,铜锌间的相互作用增强,有利于催化反应进行;但过高的焙烧温度又会导致催化剂中CuO晶粒过大,不利于铜的分散。350℃下焙烧4 h得到的催化剂活性最好; 300℃下适当延长焙烧时间得到的催化剂无法达到相同性能水平。     

Effect of Mn/Al ratio in Co–Mn–Al mixed oxide catalysts prepared from hydrotalcite-like precursors on catalytic decomposition of N2O

The Co–Mn–Al mixed oxide catalysts were prepared by thermal decomposition of hydrotalcite-like precursors with Co/(Mn + Al) molar ratio of 2 and Mn/Al molar ratio varying from 0 to 2. The obtained catalysts were characterized by powder XRD, XPS, BET surface area and TPR measurements and tested in N₂O decomposition. The most active Co4MnAl catalyst exhibited both the optimum Mn/Al molar ratio and the optimum amount of components reducible in the temperature region in which the catalytic reaction proceeds (350–450 °C).     

Fe掺杂SUZ-4催化剂制备及其SCR反应活性

在添加晶种和有机模板剂条件下,采用两步溶胶-凝胶法,酸环境下共水解正硅酸乙酯和金属盐,合成得到骨架Fe-SUZ-4分子筛。通过紫外可见漫反射表征证明Fe成功嵌入分子筛的四配位骨架上。Fe-SUZ-4分子筛催化剂在NH_3-SCR脱硝反应中表现出优异的催化性能,其催化活性显著高于离子交换法和浸渍法制备的含Fe分子筛催化剂。结果表明,凝胶配比为n(TEAOH)∶n(KOH)∶n(Al_2O_3)∶n(SiO_2)∶n(H2O)=1.0∶10∶1∶22.5∶500,晶种质量分数为1%,n(Fe)∶n(Si)=0.005~0.02,随着Fe含量的增加,Fe-SUZ-4分子筛晶化时间略有延长,且结晶度略降。NH_3-SCR脱硝反应中,Fe-SUZ-4分子筛催化剂最适宜的金属含量为n(Fe)∶n(Si)=物质的量比0.01,反应温度约350℃时,NO转化率达到100%。而通过离子交换法和浸渍法合成得到的含Fe分子筛催化剂用于SCR反应,NO转化率达到100%时,反应温度均有提高。