正交实验法优化多级孔γ－Ａｌ２Ｏ３ 制备工艺条件

以Ａｌ２（ＳＯ４）３ 为铝源,以ＮＨ４ＨＣＯ３ 为沉淀剂,采用正交实验共沉淀法,以产物的堆积密度和孔体积为考察指标,优化了反应温度等４项制备工艺条件并表征了多级孔（２～５０ｎｍ介孔,大于５０ｎｍ大孔）γ－Ａｌ２Ｏ３ 的结构。结果表明,在ｎ（ＮＨ４ＨＣＯ３）／ｎ（Ａｌ）为５,分散剂（ＰＥＧ２０００）用量为１５％,ｐＨ值为８．５,反应温度为８５℃的最佳工艺条件下,可制得比表面积为２８４．４５ｍ２／ｇ,孔体积为１．８３ｃｍ３／且具有多级孔分布的γ－Ａｌ２Ｏ３。表征结果显示,一、二次γ－Ａｌ２Ｏ３ 粒子形貌分别为纤维状、絮状。     

多级孔TiO2/γ-Al2O3复合载体的制备及表征

以碳酸氢铵为沉淀剂,廉价的硫酸铝、硫酸钛为原料,采用液相共沉淀法制备了不同TiO2质量分数(0~15%)的TiO2/γ-Al2O3复合载体。运用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、电子显微镜扫描(SEM)方法对所制得的复合载体进行了表征。结果显示,当TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2的质量分数逐渐增大到15%时,其中的TiO2由无定型高度分散态转变为锐钛矿晶型开始在γ-Al2O3上富集,复合载体中γ-Al2O3的存在提高了TiO2的热稳定性;采用此方法制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体比表面积较高,具有介孔(2~50nm)-大孔(>50nm)双孔分布的多级孔结构,最可几孔径在7~11nm之间;TiO2/γ-Al2O3复合载体二次粒子形貌为短粗纤维状。     

球形多孔γ-Al2O3的制备及刚果红吸附研究

以异丙醇铝为铝源,硝酸为胶溶剂,使用油氨柱成型法制备出毫米级球形多孔γ-Al₂O₃。采用XRD、SEM、TEM、TG和N₂吸附-脱附等方法研究了醇类溶剂对γ-Al₂O₃多孔结构的影响,并探究了球形γ-Al₂O₃对刚果红(CR)水溶液的吸附性能。实验结果表明,处理溶剂的种类可影响球形γ-Al₂O₃多孔结构,介孔和微米大孔随有机溶剂分子的增大而增大;正己醇溶剂处理得到的球形γ-Al₂O₃在1 h对CR溶液吸附效果最好,异丙醇处理得到球形γ-Al₂O₃在4 h吸附效果最好。     

γ-Al2O3载体的固相法合成及Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫性能

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料,采用固相反应法,在低温条件下制备出γ-Al2O3的前驱体碳酸铝铵(AACH),然后挤条、焙烧,成功制备出高比表面积和大孔体积的γ-Al2O3载体。考察了原料配比、陈化温度等参数对碳酸铝铵合成的影响。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、固体核磁共振、高分辨透射电镜等手段对AACH和γ-Al2O3载体进行了表征。以柴油中较难脱除的二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压微反装置上评价了由上述γ-Al2O3载体制备的Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性。结果表明,最佳原料配比下,较高的陈化温度和添加PEG有利于得到结晶度较好的纯相碳酸铝铵;以其焙烧后的γ-Al2O3为载体的Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂的加氢脱硫活性明显高于以传统γ-Al2O3作载体制备的催化剂。     

基于γ-Al2O3载体的高孔隙率Ni-Mo催化剂制备及催化特超稠油降黏效果评价

塔河油田特超稠油在井筒掺稀降黏开采过程中掺稀比高、频繁上返异常,难以实现经济有效开采。针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,以1,3-丙二醇、仲钼酸铵和硝酸镍为原料,研发了一种基于γ-Al₂O₃载体的高孔隙度Ni-Mo 催化剂,评价了其地面改质降黏效果。结果表明,三叶形γ-Al₂O₃催化剂载体具有圆柱形孔隙结构,孔隙直径以5～11 nm为主。Ni-Mo 催化剂可以将特超稠油的黏度（50 ℃）从28 200 mPa·s降至298 mPa·s,降黏率为 98.94%,密度从 1.0070 g/mL 降至 0.8724 g/mL;同时,饱和烃的含量显著增加,胶质和沥青质的含量大幅降低。地面催化改质降黏与改质稀油回掺相结合的开采技术能有效降低特超稠油黏度,地面催化改质效果良好,可有效节约掺稀油用量,提升开采效果。     

助剂引入对γ-Al2O3性质及其负载催化剂性能的影响

采用NaAlO2-CO2法制备了γ-Al2O3,在制备过程中分别引入助剂SiO2,B2O3,P2O5,SiO2-B2O3,SiO2-P2O5,考察了不同助剂对γ-Al2O3性质及其负载催化剂性能的影响。结果表明,助剂能有效增加γ-Al2O3孔容和比表面积,其中复合助剂SiO2-P2O5的效果最为显著。助剂对γ-Al2O3热稳定性有很大影响。引入助剂能提高γ-Al2O3的总酸量及B酸含量。     

Co-Mo/γ-Al2O3加氢脱硫催化剂的吸附扩散性能

用智能质量分析仪(Intelligent Gravimetric Analyser)测得了不同温度下异戊二烯(Isoprene)、戊烯-1(Pentene-1)及噻吩(Thiophene)在Co-Mo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的吸附-脱附等温线及程序升温脱附曲线(TPD),并研究了三者在该催化剂上的扩散性能。结果表明,噻吩、异戊二烯、戊烯-1在Co-Mo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的饱和吸附量依次降低;噻吩与该催化剂存在2种吸附作用,即物理吸附和化学吸附,化学吸附形成Co-Mo-S相,可有效地提高加氢脱硫催化剂的脱硫效果,而戊烯-1和异戊二烯在该催化剂上只存在1种弱吸附作用;3种吸附质中,戊烯-1相对扩散系数最大,噻吩和异戊二烯的相对扩散系数较小且相近。     

多级孔Y/ZrO2复合材料的制备

以NaY分子筛为晶种,利用固态反应原位水热晶化法合成了多级孔Y/ZrO2复合材料。采用X射线衍射、N2吸附 脱附、扫描电镜、拉曼光谱、固体核磁及吡啶红外等手段对所得材料的物理化学性质进行表征。结果表明,Y/ZrO2复合材料中Y型分子筛与ZrO2之间存在化学键合。ZrO2的引入不仅抑制Y型分子筛的生长,而且改变了Y型分子筛中骨架Si原子的配位环境。采用两段晶化法可以减弱ZrO2对Y型分子筛晶化的影响,使Y/ZrO2复合材料具有较高的相对结晶度。Y/ZrO2复合材料不仅具有Y型分子筛贡献的微孔结构,还拥有相对丰富的介孔结构。与Y型分子筛相比,Y/ZrO2复合材料的Brnsted酸与Lewis酸的含量较低。     

纳米SiO2对NiMo/γ-Al2O3加氢处理催化剂性能的影响

通过在载体制备过程中加入不同含量的纳米 SiO₂分散液,制备了不同纳米 SiO₂含量的 NiMo/γ-Al₂O₃加氢催化剂,研究了纳米 SiO₂的加入对催化剂加氢性能的影响;采用 N₂吸附-脱附、NH₃-TPD、FTIR、H₂-TPR、HRTEM 等方法对载体及催化剂进行了表征。实验结果表明,添加纳米 SiO₂使催化剂的硫化度整体提高,催化剂的酸量增加;当载体中纳米 SiO₂含量达到 6%(w)时,催化剂的 MoS₂片晶长度最短、片晶层数最多,催化剂的中强酸量和 B 酸量达到最大值,催化剂的加氢性能最佳;在压力 4.0 MPa、温度 340 ℃、液态空速 2.0 h^-1、氢气与原料油体积比 600∶1 的条件下,该催化剂的加氢脱硫率和加氢脱氮率分别达到 91% 和 88%。     

TiO2-Al2O3复合载体的比较

采用沉淀法、共沉淀法、溶胶凝胶法(W)和溶胶-凝胶法(E)制备TiO2-Al2O3复合载体,并采用XRD、BET和TEM等方法进行表征。结果表明,沉淀法、溶胶凝胶法(W)和溶胶-凝胶法(E)制成的复合载体基本保留了最初引入的γ-Al2O3的孔特征,具有较大的比表面积、孔体积和孔径,TiO2以锐钛矿晶型存在,且主要以表面富集的形式分散在γ-Al2O3表面;而共沉淀法制成的复合载体比表面积、孔体积和孔径最小,孔径分布更加集中,TiO2在整个体相均匀分散。     

多级孔分子筛制备方法研究进展

分子筛独特的拓扑结构赋予这一类材料优异的骨架酸性、离子交换性能、稳定性以及形状选择性,在石油化工、精细化工等领域有着广泛的应用。然而,晶体结构的存在也将分子筛孔径限制在微孔尺寸,进而影响扩散效率,限制了其在催化反应中的适用范围。在分子筛中构建多级孔结构可有效缩短扩散距离。到目前为止,多级孔结构的构建可分为“自上而下”与“自下而上”两种策略。本文就上述两种策略及其对介孔的影响进行了归纳和总结。     

孔径双峰分布γ-Al2O3负载NiMoP催化剂的制备及对蜡油加氢催化性能

在氢氧化铝干胶挤条成型时,调节纳米炭黑的加入量和水/粉质量比,制备了孔径呈双峰分布、具有较大孔容和比表面积的γ-Al2O3载体。当炭黑加入质量分数为13%、水/粉质量比1.15时,制备的孔径呈双峰分布的γ-Al2O3载体的孔容为0.80mL/g、比表面积为309m2/g,4～10nm和10～15nm孔径分别占总孔容50.8%和35.1%(体积分数),采用该载体制备的NiMoP/γ-Al2O3催化剂的孔径呈明显的双峰分布。在反应温度370℃、氢分压10MPa、氢/油体积比700、体积空速1.5h-1的条件下,制备的NiMoP/γ-Al2O3催化剂可使减压和焦化混合蜡油的硫质量分数由25600μg/g降至2070μg/g,脱硫率为91.9%,而参比催化剂仅可使减压和焦化混合蜡油硫质量分数降至3450μg/g,脱硫率为86.5%。     

预处理方法对Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂加氢脱氧性能的影响

采用浸渍法制备了Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂,利用BET、XRD、NH3-TPD等方法对还原态和硫化态Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂进行了表征,并以模型化合物乙酸和F-T合成轻质油为原料,研究了还原态和硫化态催化剂的加氢脱氧(HDO)性能。结果表明,还原态催化剂具有较大的比表面积和孔体积,活性组分分散度较高;硫化态催化剂的酸性大于还原态催化剂。还原态催化剂具有比硫化态催化剂更好的HDO催化活性,不论是对模型化合物乙酸还是F-T合成轻质油都能获得更高的转化率;但用模型化合物乙酸的研究结果表明,硫化态催化剂不利于C—C键的断裂。     

介孔Ni/Al2O3催化剂用于月桂酸甲酯加氢脱氧：Al2O3结构和物相的影响

通过高温焙烧制备了介孔Al₂O₃载体,再用湿浸渍法制备了负载型介孔催化剂Ni/Al₂O₃。利用XRD,N₂吸附-脱附,H₂-TPD等对催化剂进行了表征,并以月桂酸甲酯为反应物,评价了催化剂的加氢脱氧性能。实验结果表明,制备的Ni/Al₂O₃催化剂保持了载体Al₂O₃的介孔结构,且随载体焙烧温度的升高,催化剂的比表面积降低、平均孔径增大、金属Ni的晶粒尺寸增大、活性氢物种的供应能力呈火山型变化趋势。载体比表面积的适当降低,有利于催化剂表面活性中心的形成,提高催化剂的活性氢物种供应能力;催化剂孔径增大能促进反应物和产物分子的迁移扩散。NiAl-700具有最佳的活性氢物种供应能力和大的平均孔径,在400℃、2.0 MPa、H₂/油体积比500、液态空速1.5 h^-1的条件下,月桂酸甲酯转化率为77.53%,烷烃选择性为71.0%,主...     

Pd/Al2O3-TiO2催化剂的制备条件

 以含K₂O的Al₂O₃-TiO₂复合物为催化剂载体,考察了浸渍液pH值、浸渍液浓度、浸渍时间和焙烧温度对Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂颗粒的蛋壳厚度、Pd粒子粒径等的影响。采用BET、TEM等方法对所制备的催化剂进行了表征,选择较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂进行了C₄馏分选择加氢活性评价。结果表明,随着浸渍液pH值的减小,催化剂颗粒的蛋壳厚度增加;浸渍溶液的浓度越高,浸渍时间越长,越有利于金属在催化剂内层的分布;浸渍液的pH值并不会影响Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂Pd粒子最终的大小。催化剂焙烧温度越高,Pd粒子的平均直径越大,Pd的分散度越小。在反应温度40℃、压力1.5 MPa、体积空速8.0 h^-1、氢/炔摩尔比2.5的条件下,较佳制备条件的Pd/Al₂O₃-TiO₂催化剂催化C₄馏分加氢的炔烃转化率73%、丁二烯选择性85%、丁二烯损失率2.5%。     

负载型SO2-4-ZrO2/γ-Al2O3正己烷异构化催化剂的研究

采用附着-沉淀法制备了负载型SO42--ZrO2/γ-Al2O3催化剂.用NH3-TPD考察了催化剂的酸性,用XRD、IR等表征了催化剂的结构,用BET法测了催化剂的比表面积.考察了制备条件对催化剂酸强度、酸中心结构、催化剂活性的影响,以及预处理温度和反应温度对正己烷异构化性能的影响.结果表明,处理液的浓度为0.8mol/l、焙烧温度为1043K时催化剂的酸性最强,催化剂样品中氧化锆以四方相存在,SO2-4与锆离子以单配位形式结合,催化剂的比表面积高于100m2/g.     

MoO3/Al2O3介孔催化剂在柴油氧化脱硫中的应用

 通过溶胶-凝胶法,以硝酸铝为铝源、蔗糖为模板剂、氨水为沉淀剂,制备了介孔 Al₂O₃,并以其为载体,等体积浸渍法制备了MoO₃/Al₂O₃介孔催化剂。采用 N₂吸附-脱附及X射线衍射对介孔 Al₂O₃和 MoO₃/Al₂O₃催化剂进行了表征。将 MoO₃/Al₂O₃催化剂用于柴油催化氧化脱硫,以 H₂O₂为氧化剂,探讨了 MoO₃负载量以及 H₂O₂用量对其催化柴油氧化脱硫的影响。结果表明,自制的 Al₂O₃载体为具有介孔结构的 γ-Al₂O₃,其比表面积、孔容、平均孔径分别为304.3 m²/g、 0.467 cm³/g 和6.14 nm。MoO₃负载量为20%(质量分数)、H₂O₂与柴油中硫的摩尔比为12、氧化温度为60℃时,柴油的氧化脱硫效果较佳,脱硫率为68.4%。     

多级孔碳材料的制备与表征

以CaCO_3为模板、蔗糖为碳源,制备出具有多级孔结构的碳材料,并采用XRD、FTIR、N_2吸附-脱附、SEM等方法对碳材料进行表征。表征结果显示,多级孔碳材料为无定形结构,包含大量的羟基和其他官能团;材料为多级孔结构,微孔、介孔和大孔相互贯通。实验结果表明,多级孔碳材料的各种孔参数随着CaCO_3用量呈规律性变化,推测在多级孔的形成过程中,CaCO_3模板与蔗糖作用形成三种模板形态,这是形成多级孔的关键因素。     

焙烧温度对分步浸渍的Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3加氢精制催化剂性质影响

采用分步共浸渍法制备Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3柴油加氢精制催化剂,利用BET、XRD、TEM等手段对所制备的半成品和成品催化剂进行分析表征,考察了焙烧温度对催化剂微晶结构和物理性质的影响。以直馏柴油作为原料,对不同焙烧温度下制备的催化剂进行加氢精制活性评价。结果表明,随着一次焙烧温度的升高,半成品催化剂的侧压强度、孔容、比表面积、平均孔径略有增加;硫化态半成品催化剂中的MoS2(WS2)微晶平均堆垛层数先增加后减少,晶粒平均长度先减小后增加,400℃焙烧的样品中3～5层微晶结构数量达到最大值,占72.5%,晶粒平均长度达到最低值,1.7nm。随着二次焙烧温度的升高,成品催化剂的侧压强度、比表面积、平均孔径略有增加,孔容基本不变;二次焙烧温度为480℃硫化态成品催化剂中3～5层MoS2(WS2)微晶数量最多。经400℃一次焙烧和480℃二次焙烧制备的Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3催化剂的孔径分布最为集中,其孔径在2.5～8nm范围内的孔体积占了总孔体积的78.2%,其HDS和HDN活性最高。     

Ni-Nb2O5/γ-Al2O3催化1,5-双-(四氢呋喃基)-3-戊酮加氢脱氧制备长链烷烃的研究

设计了以γ-Al₂O₃为酸性载体、非贵金属Ni和Nb₂O₅为活性中心的催化剂x%Ni-y%Nb₂O₅/γ-Al₂O₃(x%为Ni质量分数,x=1,2,3,4,5;y%为Nb₂O₅质量分数,y=10,20),考察催化剂中Ni、Nb₂O₅含量和反应工艺条件对该催化剂催化生物燃料含氧中间体1,5-双-(四氢呋喃基)-3-戊酮加氢脱氧反应的影响。结果表明：在反应温度为260℃、H₂压力为3MPa、反应时间为24h的条件下,4%Ni-20%Nb₂O₅/γ-Al₂O₃催化1,5-双-(四氢呋喃基)-3-戊酮加氢脱氧制备长链烷烃的碳摩尔收率总和达89.6%,其中C₁₁烷烃、C₁₂烷烃和C<...