助催化剂Sn、Ga、In和K对丙烷脱氢催化剂Pt/Al2O3

用廉价的丙烷脱氢制丙烯是解决丙烯供应紧张问题的途径之一,研究优异性能的丙烷脱氢催化剂具有重要意义。采用分步浸渍法制备不同类型的丙烷脱氢催化剂Pt/Al₂O₃,在固定床反应器中考察助催化剂Sn、Ga、In和K对催化剂性能的影响。结果表明,Pt-Sn/Al₂O₃催化剂性能略优于Pt-Ga/Al₂O₃和Pt-In/Al₂O₃,并且比较稳定。在Pt-Sn/Al2O3催化剂中加入适量K,可有效改善催化剂性能,但高温条件下积炭严重,有待深入研究和改进。     

PtSnLi/Al_2O_3催化剂在丙烷脱氢过程中的氢气选择氧化性能

采用浸渍法制备氧化铝负载三元Pt-Sn-Li催化剂(PtSnLi/A_2O_3),采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和物理吸附(BET)等手段对催化剂进行表征,并在固定床反应器中评价了该催化剂在丙烷脱氢过程中对氢气选择氧化性能。结果表明,PtSnLi/Al_2O_3催化剂对氢气具有良好的选择氧化性,组分Sn和Li的加入能有效提高Pt基催化剂活性和选择性。PtSnLi/Al_2O_3催化剂在常压、550℃和质量空速为1.45 h~(-1)的条件下,氢气的选择氧化性为80%,氧气转化率大于98%,烃类损耗量0.2%。与PtSn/Al_2O_3相比,氧气转化率基本相同,氢气的选择氧化增加了29.2%,烃损耗率降低了0.9%。     

煅烧温度对菱镁矿尾矿制备MgO-MgAl2O4-Mg2SiO4复相多孔材料性能的影响

以菱镁矿尾矿和二次铝灰为原料,按m(菱镁矿尾矿)∶m(二次铝灰)=7∶3配料,混料、成型后分别经1 200、1 300、1 400和1 500℃煅烧,制备了MgO-MgAl₂O₄-Mg₂SiO₄试样,并研究了煅烧温度对其性能的影响。结果表明：随着煅烧温度的升高,试样的体积密度和线收缩率随之增大,常温耐压强度基本呈增大的趋势,而显气孔率相应减小;当煅烧温度从1 300℃升高到1 400℃时,显气孔率变化尤为明显,分析认为这与镁铝尖晶石的形成有关。在满足显气孔率超过40%的条件下,试样经1 300℃煅烧后的常温耐压强度较高。因此,最佳煅烧温度为1 300℃。     

PtSnNa/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能研究

采用氢化学吸附、热重和程序升温还原等多种物理化学手段结合微型催化反应研究了添加Na＋对负载型PtSn/γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能、催化剂表面酸性、金属表面性质以及负载组分-载体相互作用的影响.发现添加一定量的Na＋可以减少催化剂的积炭量,提高催化剂的金属表面裸露度,从而改善催化剂的脱氢反应稳定性.而引入较多的Na＋虽可以提高催化剂抗积炭性能,但破坏了Pt-Sn-Al2O3之间的相互作用,锡组分易被还原,催化剂活性表面减小,从而对催化剂脱氢反应活性有抑制作用.     

我国丙烷脱氢制备丙烯催化剂研究进展

介绍了以丙烷为原料,Pt系和Cr系为催化剂制备丙烯的技术研究进展,指出了其今后的发展方向。     

PtSn负载量对PtSn/Al2O3催化剂上丙烷脱氢性能的影响

由丙烷直接催化脱氢制取丙烯已经成为增产丙烯的重要手段之一。以水热法制备Al_2O_3载体,采用等体积浸渍法制备不同PtSn负载量的PtSn/Al_2O_3催化剂。通过XRD、N2-吸附、拉曼光谱和H2-TPR等对其进行表征,并考察不同PtSn负载量对催化剂催化丙烷脱氢性能的影响。结果表明,在制备的催化剂中,Pt1.5Sn3/Al_2O_3具有最高的催化丙烷脱氢活性和稳定性,丙烷初始转化率高达55.6%,丙烯选择性98.1%。反应330 min后,丙烷转化率仅降约10%,选择性保持不变。     

稀土助剂改良的铬铝催化剂上丙烷脱氢宏观动力学

Ｃｒ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３催化剂用稀土助剂处理后,提高了其对脱氢反应的稳定性,并在此基础上进行了丙烷脱氢反应实验和同反应学研究,在温度８７３－８９３Ｋ,空速５１０ｈ＾－１的反应条件下,丙烷脱氢转化率约为５０％,丙烯选择性约为９０％,其宏观动力学中用ｒＣ３Ｈ６＝ｋ（ＰＣ３Ｈ８－Ｐ＾２Ｃ３Ｈ６／Ｋ）来描述。     

镧对PtSnNa/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能的影响

制备了镧改性的PtSnNa/La/Al2O3催化剂,用于丙烷脱氢反应研究.结果表明镧的添加对PtSnNa//Al2O3催化剂的丙烷脱氢反应性能影响明显,当镧添加量(质量分数)为0.7%时,PtSnNa(0.3)/La/Al2O3催化剂的丙烯收率最大,而过量镧的加入不利于脱氢反应的进行.Na+和La+的协同调变作用可以明显抑制催化剂表面的积炭.     

助剂Zn对PtSn/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

以羰基铂锡化合物为前体,采用浸渍法将其负载于Zn改性Al₂O₃载体上制备了PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂,考察了Zn的添加对催化剂丙烷脱氢性能的影响。采用N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、吡啶红外吸附（Py-IR）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的孔结构、表面酸性以及积炭行为进行了分析。结果表明,PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂孔道以介孔为主,孔径集中分布于8～10nm;Zn助剂的添加,在催化剂表面会形成ZnO物种,可使PtSn/Al₂O₃催化剂上的金属颗粒粒径减小、分散更加均匀;Zn的加入能有效降低催化剂表面酸量,主要表现为L中强/强酸中心的降低,随着Zn含量的增加,催化剂表面酸量先减少后增加。少量Zn的存在可使PtSn/Al₂O₃丙烯选择性和稳定性显著提高,但过量Zn的加入会降低催化剂的脱氢活性,适宜Zn的质量分数为0.75%～1.0%。反应后催化剂表面积炭主要表现为烯烃性质和芳香烃性质,Zn的添加可有效抑制积炭的形成,提高催化剂稳定性。     

溶剂和竞争吸附剂对PtSnK/γ-Al2O3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用等体积共浸渍法制备PtSnK/γ-Al₂O₃异丁烷脱氢催化剂,研究不同溶剂（水、丙酮、乙醇和乙醚）和竞争吸附剂（盐酸、醋酸和草酸）对催化剂性能的影响,采用低温N₂吸附、XRD、NH₃-TPD和H₂-TPR等对催化剂进行表征。结果表明,以乙醇为配制活性组分浸渍液的溶剂、草酸为竞争吸附剂制备的PtSnK/γ-Al₂O₃催化剂催化性能最佳,草酸不仅能使Pt和Sn更好地分散在载体表面,而且能促进K与载体的相互作用,增强催化剂活性。     

新型丙烷脱氢催化剂制备及其活性评价

以MIL-101(Cr)为载体,异丙醇铝为铝前驱体,通过添加助剂钾制备新型Cr_2O_3/Al_2O_3脱氢催化剂。考察反应温度、气时空速及钾含量等因素对脱氢过程的影响。结果表明,该催化剂对丙烷脱氢过程表现出较好的催化活性。在反应温度615℃、进料量60 mL·min~(-1)、钾质量分数3.2%的条件下,丙烷转化率39.6%,丙烯选择性90.0%。     

丙烷临氢脱氢催化剂的研究进展

综述了以Al2O3为催化剂载体的丙烷脱氢催化剂的研究进展,重点阐述了Pt-Sn／γ-Al2O3催化剂的研究现状;论述了ZSM-5和尖晶石载体的特殊结构和性质以及适应高温、低压的反应条件,制得具有良好的反应活性和稳定性的催化剂的方法;对丙烷临氢脱氢制丙烯催化剂的研究前景进行了展望。     

Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成机理

以分析纯的MgO、活性α-Al2O3、电熔单斜锆为原料,采用淬冷法研究了Mg5+x Al2.4–x Zr1.7+0.25x O12(–0.4≤x≤0.4)的化学组成、热处理温度对合成MgO–MgAl2O4–ZrO2系三元化合物的影响,并对其合成机理进行了分析。结果表明:当温度低于1 650℃时,主要为MgAl2O4的形成及其晶粒长大过程;当温度高于1 650℃时,MgO与ZrO2向MgAl2O4扩散,反应形成了Mg4.68Al2.64Zr1.68O12;当温度为1 740℃时,Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成趋于完全,其合成率达到89.5%,残留的MgAl2O4和ZrO2主要分布在Mg4.68Al2.64Zr1.68O12晶内;在合成温度为1 760℃、x=–0.2条件下,Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的合成率最大,高达89.99%,且其晶粒发育最为完善;Mg4.68Al2.64Zr1.68O12在低温下分解成MgO、MgAl2O4和C-ZrO2共析体,实现了MgAl2O4和ZrO2的高度分散。     

1600℃氮气气氛下Al对Al2O3–MgO材料中尖晶石物相演变的影响

探究了在1 600℃氮气气氛下金属Al对Al₂O₃–MgO耐火材料中尖晶石物相演变的影响。结果表明,金属Al显著改变了尖晶石物相的组成、形貌和反应路径。未添加金属Al时,氧化镁与氧化铝反应生成镁铝尖晶石;镁铝尖晶石与其包裹的氧化铝颗粒发生固溶体反应形成一次富氧化铝的镁铝尖晶石。C–O₂反应使体系氧分压持续降低,氧化镁分解产生的Mg(g)与周围的氧化铝和一次富氧化铝的镁铝尖晶石发生置换反应,形成二次富氧化铝的镁铝尖晶石和金属Al(l/g)。在高温氮气下,金属Al(l/g)氮化形成氮化铝后,与上述一次或二次富氧化铝的镁铝尖晶石反应形成镁阿隆尖晶石(MgAlON)尖晶石。将金属铝引入到Al₂O₃–MgO耐火材料后,含铝气相物质——Al(g)和Al₂O(g),沿耐火材料中的气孔或孔隙扩散传质。一方面,Al(g)和Al₂O(g)氮化反应形成氮化铝,固溶强化并提升MgAlON尖晶石中氮元素的含量;另一方面,Al(g)、Al₂...     

甲烷干气重整（Ni/MgAl2O4）@SiO2催化剂的制备及抗积碳性能研究

采用烷基偶联剂水解法制备（Ni/MgAl₂O₄）@SiO₂催化剂,探究Ni、SiO₂质量分数对催化剂的甲烷干气重整（DRM）反应活性和抗积碳性能的影响。在常压、750℃、V（CH₄）∶V（CO₂）∶V（N₂）=5∶5∶1、GHSV=26 400 mL/(g_cat·h)条件下进行DRM反应,（10Ni/MgAl₂O₄）@5SiO₂催化剂表现出最好的反应性能,CH₄转化率为77%,CO₂转化率为90%。通过TEM、SEM等表征发现,SiO₂可以包覆在Ni/MgAl₂O₄催化剂表面,阻碍Ni晶粒团聚,增大催化剂的抗积碳性能。将该催化剂在严苛条件[V（CH₄）∶V（CO₂）∶V（N₂...     

CuO-Co3O4-CeO2/CeO2-Al2O3催化剂脱除CO性能研究

以CeO₂-Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备CuO-Co₃O₄-CeO₂/CeO₂-Al₂O₃催化剂,通过X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、氢气等温还原(H₂-TIR)、CO脱除性能评价等方法,考察预还原温度、反应温度、液相空速对CO脱除性能的影响。结果表明：催化剂在160℃下预还原可以获得37.3%的还原度,有效提高活性Cu⁺的数量,进而提高CO脱除性能;在液相丙烯中微量CO脱除反应中,反应温度升高、液相空速减小有利于提高CO脱除性能,当反应温度不低于50℃,液相空速不高于8 h^-1时,CO体积分数可脱除至0.03 mL/m³以下。在50℃、3 MPa,液相空速为8 h^-1的反应条件下,CuO-Co₃O     

固溶反应对MA-Al2O3材料结构和性能的影响

以电熔镁铝尖晶石为主要原料并加入少量烧结刚玉细粉部分替代尖晶石细粉,或以白刚玉为主要原料并加入少量电熔镁铝尖晶石细粉替代白刚玉细粉,制备了两组MA-Al₂O₃材料。研究刚玉与镁铝尖晶石之间的固溶反应对材料性能及显微结构的影响。结果表明：1)在两组材料中均发生了固溶反应,使得镁铝尖晶石的富铝程度增大,镁铝尖晶石中的氧化铝含量(w)由约76%增加到80%以上,从而加强了试样骨料与基质的结合,减少结构缺陷,改善了材料的高温性能;2)在以镁铝尖晶石为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入烧结刚玉可使其常温耐压强度增大,改善其高温抗蠕变性和抗热震性;3)在以白刚玉为主要原料的MA-Al₂O₃材料中,加入镁铝尖晶石细粉,其常温耐压强度、高温抗蠕变性和高温抗折强度均有大幅度提高。     

柱撑型钒基催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢催化性能

以人工合成的3种不同层板组成的层状双羟基金属氢氧化物MgAl-CO₃-LDHs、CoAl-CO₃-LDHs和NiCr-CO₃-LDHs为载体,以偏钒酸钠NaVO₃为柱撑剂和钒前体,采用离子交换法制备了钒柱撑的催化剂样品（MgAlVO、CoAlVO和NiCrVO）,通过XRD、FTIR、XPS和Raman等手段表征了样品的物相、钒物种的存在形态以及钒的价态,以丙烷氧化脱氢制丙烯为模型反应,表征了所制备的催化剂样品的催化性能,着重探讨了LDHs载体的层板组成以及钒的含量对催化剂样品中的钒氧物种存在形态及其丙烷氧化脱氢催化性能的影响。结果表明：以20%理论含量的钒柱撑MgAl-CO₃-LDHs所制备的催化剂样品20%MgAlVO对丙烷氧化脱氢反应的催化性能较好,当反应温度为560℃时,丙烯收率可以达到11.3%,Raman光谱显示该催化剂样品中的钒以Mg₃V₂O₈和α-Mg₂V₂O₇两种形式共存,且晶格氧O^2-和吸附氧O^-所占的比例较为均衡,有利于获得较好的丙烷氧化脱氢催化性能,而在同样条件下制备的催化剂样品20%CoAlVO和20%NiCrVO中的钒物种只观察到分别以Co₃V₂O₈和Ni₃V₂O₈存在的正钒酸盐,前者对丙烯的收率不到8%,后者甚至完全得不到丙烯。     

球形氧化铝的制备及其在丙烷脱氢催化剂中的应用

以中和法、水热法、醇铝法和铝粉盐酸回流法合成的氧化铝前驱体为原料分别制备球形氧化铝载体（记为ZH、SR、ST和SOL）,通过强度仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对氧化铝载体进行表征,以丙烷脱氢为探针反应研究了氧化铝的制备方法对催化剂（Pt-Sn-K/Al₂O₃）脱氢性能的影响。实验结果表明：不同方法合成的氧化铝前驱体均制备出高强度的球形氧化铝载体,其中水热法和醇铝法制备的载体还具有较大的孔容和适中的比表面积;前驱体的制备方法对催化剂的酸性影响较大,中和法制备的氧化铝载体制备的催化剂主要是弱-中强酸中心,其他方法制备的氧化铝载体制备的催化剂为弱酸中心,催化剂酸量由大到小的顺序为ZH-CAT、SOL-CAT、ST-CAT、SR-CAT;评价结果表明,醇铝法和水热法制备的载体应用于丙烷脱氢催化剂表现出良好的性能,相当于甚至优于工业剂水平。     

不同Al2O3含量的镁铝尖晶石抗钢包渣侵蚀性研究

分别以四种不同Al2O3含量的镁铝尖晶石粉S67、S70、S78、S90为原料,纸浆废液为结合剂,混匀后压制成型,经烘干和1 600℃3 h热处理后,进行1 600℃保温3 h的抗钢包渣侵蚀试验,并对侵蚀后的四种尖晶石试样进行显微结构分析,以比较其抗钢包渣侵蚀性能的差异。结果表明:随着尖晶石原料中Al2O3含量的增加,抗渣侵蚀性能逐渐减弱,抗渣渗透性逐渐增强,但Al2O3质量分数增加到约90%(即S90)时其抗渗透反而有所减弱。SEM分析显示:在尖晶石受渣侵蚀过程中生成的MgO-FeOx固溶体和(Mg,Mn,Fe)(Fe,Al)2O4复合尖晶石,能起到抑制渣侵蚀和渗透的作用;而渗透层中游离的Al2O3与渣中CaO反应生成高熔点的CA6和CA2相,并以网络结构贯穿于尖晶石中间,有利于阻止渣的进一步渗透。综合考虑抗侵蚀性能和渗透性能认为,尖晶石原料S78抵抗钢包渣侵蚀能力较强。