B2O3/TiO2-ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应研究Ⅳ. TiO2-ZrO2组成的影响

 采用共沉淀法制备了不同组成的复合氧化物TiO2－ZrO2．N2吸附和差热分析结果表明，随着TiO2－ZrO2中TiO2含量的增加，其BET比表面积和晶化温度提高，并均在TiO2含量为50％时达到最大值．以TiO2－ZrO2为载体的B2O3／TiO2－ZrO2催化剂对环己酮肟气相Beckmann重排反应的催化性能表明，随着TiO2－ZrO2中TiO2含量的增加，己内酰胺的收率逐渐升高，当TiO2含量增加至50％时，收率达到最大值（96．7％），之后随着TiO2含量的进一步增加，己内酰胺的收率逐渐降低．     

B2O3/TiO2-ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应研究 Ⅲ. 反应条件的影响

 对B2O3／TiO2－ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排制己内酰胺的反应条件进行了优化研究，系统考察了反应温度、原料空速、载气及其流速和稀释剂等对催化剂催化性能的影响．结果表明，当反应温度为300℃、环己酮肟的重时空速WHSV）为0．33h－1、氮气为载气（流速30ml／min）及乙腈为稀释剂时，B2O3／TiO2－ZrO2催化剂的催化性能最佳，连续反应6h，环己酮肟的转化率为100％，己内酰胺的选择性高达98．6％．     

环己酮肟在改性氧化锆催化剂上的Beckmann重排反应Ⅴ.活化焙烧温度对B2O3/ZrO2催化剂的影响

 采用BET，XRD，TG－DTA，FT－IR，XPS和NH3－TPD等分析手段，研究了活化焙烧温度（500～800℃）对B2O3／ZrO2催化剂织构／结构、表面性质和环己酮肟气相重排反应的影响．催化剂活化焙烧温度升高促进了ZrO2向单斜晶相转化，同时活性组分氧化硼由以BO4为主要结构单元的物种转变为以BO3为基本结构单元的B2O3，导致催化剂比表面积、孔体积以及表面酸量减小，ZrO2与B2O3之间的相互作用减弱．700℃活化焙烧的催化剂表面拥有最大比例的中强酸中心，而且Beckmann反应的活性稳定性最高．这些结果表明，活化焙烧温度对B2O3／ZrO2催化剂上气相重排反应的影响主要是通过改变催化剂中B原子的配位状态和表面酸性实现的．     

表面键联型TiO2/SiO2固定化催化剂的结构及催化性能

 采用浸渍法制备了表面键联型TiO2／SiO2固定化光催化剂．XRD\r\n,FT－IR,XPS和BET比表面积测定结果表明,TiO2通过Ti－O－Si联结\r\n负载于多孔硅胶的表面,由此提出TiO2／SiO2的结构模型．考察了多孔\r\n硅胶的粒度及氧化钛负载量对催化剂活性的影响．对活性艳红K－2G（\r\nR15）的光催化脱色反应,最佳的光催化剂30％TiO2／SiO2（Ims30）比\r\nB－TiO2粉末的催化速率快3倍．随着载体粒度的减小,催化剂的比表面\r\n积增大,催化活性升高;多孔硅胶不仅起着支持体的作用,而且具有分\r\n散的作用;多孔硅胶具有很好的透光性．经ξ－电位测定,所制备催化\r\n剂的等电点为3．0pH单位,表明催化剂表面呈酸性．     

B2O3/ZrO2催化剂的11B MAS NMR表征

 用11B MAS NMR技术研究了B2O3/ZrO2催化剂中B2O3活性组分的存在形式及作用状态. 结果表明,B2O3在ZrO2表面以三配位BO3与四配位BO4结构单元存在. ZrO2载体的预焙烧温度和硼含量对B2O3的作用状态具有重要的影响,并改变BO3与BO4结构单元之间的比例. 催化剂表面吸附水的存在对BO4与BO3之间的分布有很大的影响,催化剂焙烧脱水至少可使部分BO4转化为BO3. BO4结构形式容易在无定形的微孔大比表面积的ZrO2表面形成; BO3结构形式却倾向于在结晶形的中孔小比表面积的ZrO2上存在.     

经高温活化焙烧的B2O3/ZrO2催化剂的织构/结构和表面酸性

利用BET、XRD、FT-IR、XPS、FT-Raman和NH3-TPD等表征手段,研究了B2O3含量(0%~19.3%)对700℃活化焙烧的B2O3/ZrO2催化剂的织构/结构和表面酸性的影响.催化剂的比表面积随B2O3含量先增大后减小,其中4.1%-B2O3/ZrO2的比表面最大.四方相ZrO2的含量也随B2O3含量先增大后减小,在B2O3含量为11.7%~15.8%时出现最大值;四方相ZrO2的晶粒尺寸随B2O3含量的变化规律与此正好相反.ZrO2载体表面上的氧化硼主要以BO3为基本结构单元,催化剂表面B/Zr原子比随B2O3含量增加而变大.B2O3/ZrO2表面的总酸量、弱酸量、中强酸量和强酸量随B2O3含量先增大后减小,在B2O3含量为8.3%时出现最大值,但中强酸中心的百分含量随B2O3含量递增.表面B/Zr原子比与中强酸中心百分含量之间的顺变关系,预示以BO3为基本结构单元的B2O3是中强酸中心的主要贡献者.B2O3/ZrO2表面酸性与催化性能之间的关系显示,这些中等强度的酸中心是催化环己酮肟贝克曼重排反应的活性中心.     

环己酮肟在改性氧化锆催化剂上的Beckmann重排反应 V．活化焙烧温度对B2O3／ZrO2催化剂的影响

采用BET，XRD，TG－DTA，FT－IR，XPS和NH3－TPD等分析手段，研究了活化焙烧温度（500－800℃）对B2O3／ZrO2催化剂织构／结构、表面性质和环己酮肟气相重排反应的影响。催化剂活化焙烧温度升高促进了ZrO2向单斜晶相转化，同时活性组分氧化硼由以BO4为主要结构单元的物种转变为以BO3为基本结构单元的B2O3，导致催化剂比表面积，孔体积以及表面酸量减小，ZrO2与B2O3之间的相互作用减弱、700℃活化焙烧的催化剂表面拥有最大比例的中强酸中心，而且Beckmann反应的活性稳定性最高。这些结果表明，活化焙烧温度为B2O3／ZrO2催化剂上气相重排反应的影响主要是通过改变催化剂中B原子的配位状态和表面酸性实现的。     

ZrO2表面B2O3的分散及其作用状态

用XPS、FT IR和FT Raman等技术研究了ZrO2表面B2O3的分散及其作用状态,测定了B2O3在ZrO2表面的分散阈值.结果表明：B2O3在ZrO2表面可以三配位BO3和四配位BO4结构单元存在;载体ZrO2的预焙烧温度和硼含量对B2O3的分散及作用状态有较大影响,并改变BO3与BO4结构单元之间的比例.实验测得B2O3在ZrO2载体上的单层分散阈值为0.05 gB2O3/gZrO2（或B2O3的质量分数w=4.76％）,处在此单层中的硼原子以BO4为结构单元直接与ZrO2表面相作用.只有当B2O3的负载量超过此（单层）分散阈值时, BO3结构单元才会形成.     

Ni含量及预硫化对NiW/γ-Al2O3催化剂上噻吩加氢脱硫反应活性的影响

 采用连续流动微反装置考察了活性组分Ni／（Ni＋W）原子比及\r\n预硫化条件对NiW／γ－Al2O3催化剂噻吩加氢脱硫（HDS）反应活性的\r\n影响．用X射线光电子能谱和电镜微区元素分析方法对硫化态催化剂进\r\n行了表征．结果表明，催化剂的组成、硫化方法、硫化度和反应条件等\r\n都能影响NiW／γ－Al2O3催化剂的HDS反应活性．对于在较低温度（30\r\n0℃）下硫化的催化剂，当反应温度较低（260～290℃）时，最佳Ni／\r\n（Ni＋W）原子比为0．50，而当反应温度较高（330～360℃）时，最佳\r\nNi／（Ni＋W）原子比为0．23．当催化剂在300～450℃下硫化时，其噻\r\n吩HDS反应活性随硫化温度升高而增大，表明硫化度较高的催化剂具有\r\n较高的HDS反应活性．     

B2O3/ZrO2催化剂稳定性和再生性能的研究

以气相环己酮肟重排反应合成己内酰胺是多相催化研究领域的重要课题之一[1,2]. 本研究小组曾首次报道了B2O3/ZrO2催化剂对该反应表现出较高的活性和己内酰胺选择性,但是该催化剂的稳定性和再生性能较差[3,4]. 而通过对催化剂的组成和结构与己内酰胺产率关系的研究表明,当B2O3在ZrO2载体(60 m2/g)表面平均形成约两个单层厚度的B2O3表面相时催化剂性能最好[2],这预示着增加ZrO2载体的比表面积可望改善B2O3/ZrO2催化剂的性能. 采用常规方法制备的ZrO(OH)2经600 ℃焙烧后所得ZrO2的比表面积一般不超过60 m2/g. 本文以蒸煮回流ZrO(OH)2水凝胶的方法制备了高比表面积的ZrO2,并考察了以其为载体的B2O3/ZrO2催化剂对气相环己酮肟重排反应的催化性能.     

环己酮肟在B2O3/Al2O3-TiO2催化剂上的气相Beckmann重排反应

制备了B2O3/Al2O3-TiO2复合载体催化剂,并考察了其对环己酮肟气相Beckmann重排制己内酰胺反应的催化性能. 结果表明,载体中TiO2的含量、B2O3的负载量、载体的预处理温度及催化剂的焙烧温度等均对催化剂的性能产生明显的影响. 当载体中TiO2含量为60%,B2O3负载量为20%,催化剂经350 ℃焙烧时,环己酮肟的气相Beckmann重排反应的转化率和选择性很高. 用BET,NH3-TPD,XRD和IR等方法对催化剂的织构、表面酸性和晶相等进行了表征,并与催化剂的活性进行了关联,表明催化剂表面中等强度的酸中心浓度与催化剂的选择性具有对应关系.     

制备条件对Al1P1.30Ti0.30Si0.17体系催化剂性能的影响

 从制备催化剂的原料、沉淀剂种类、铝沉淀物终点的pH值、水量\r\n及原料的加入顺序等方面考察了制备条件对AlP1．30－Ti0．30Si0．1\r\n7体系的结构及催化性能的影响．结果表明，以自制新鲜氢氧化铝为铝\r\n源，以硅溶胶为硅源，以钛酸丁酯为钛源，以氨水为沉淀剂，在pH＝6\r\n．2，c（Al3＋）＝0．64mol／L（V（H2O）＝200ml）的条件下，采用\r\n通常的沉淀方法可制备出性能优良的催化剂．催化剂的酸性是影响其催\r\n化性能的主要因素，主产物选择性与酸强度有关，酸强度高的催化剂具\r\n有较低的主产物选择性；催化剂的活性与其孔径及表面酸量有关；催化\r\n剂中的B酸中心是反应可能的活性中心．     

丙烯选择氧化反应中钼基催化剂动态结构的研究

 用原位共焦显微拉曼光谱技术考察了丙烷选择氧化反应中Ag－M\r\no－P－O催化剂的结构，讨论了催化剂动态结构的成因及其对催化剂性\r\n能的影响．实验结果表明，在773K和n（C3H8）∶n（O2）∶n（N2）＝\r\n3∶1∶4的反应条件下，Ag－Mo－P－O催化剂中的Mo－O物种可转化为A\r\ngMoO2PO4中的Mo－O物种（多钼酸根），此时催化剂对丙烷选择氧化具\r\n有较高的催化活性．催化剂中Mo－O物种的转化是由MoO3中Mo－O物种和\r\nAgMoO2PO4中Mo－O物种的结构特性决定的．AgMoO2PO4中的Mo－O物种具\r\n有较强的参与MarsvanKrevelen氧化－还原循环的能力，可能是丙烷选\r\n择氧化反应的活性物种．     

B2O3／TiO2—ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应研究Ⅳ.TiO2—ZrO组成的影响

采用共沉淀法制备了不同组成的复合氧化物TiO2-ZrO2.N2吸附和差热分析结果表明，随着TiO2-ZrO2中TiO2含量的增加，其BET比表面积和晶化温度提高，并均在TiO2含量为50％时达到最大值，以TiO2-ZrO2为载体的B2O3／TiO2-ZrO2催化剂对环己酮肟气相Beckmann重排反应的催化性能表明，随着TiO2-ZrO2中TiO2含量的增加，己内酰胺的收率逐渐升高，当TiO2含量增加至50％时，收率达到最大值（96．7％），之后随着TiO2含量的进一步增加，己内酰胺的收率逐渐降低。     

天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究: 稀土助剂的作用

 研究了稀土氧化物（CeO2和La2O3）改性的镍基催化剂中助剂的\r\n作用，并考察了催化剂对天然气－二氧化碳－水蒸气－氧转化制合成气\r\n反应的活性．结果表明，La2O3改性的镍基催化剂具有较高的CH4转化率\r\n和H2选择性；经CeO2改性的镍基催化剂具有较高的CO选择性．量子化学\r\n计算和XRD研究结果表明，La2O3助剂的加入，可使还原后催化剂表面N\r\ni（111）晶面衍射峰的强度减小，较好地符合吸附活化CH4分子的“尺\r\n寸效应”和能量要求．添加CeO2助剂的催化剂，其Ni（111）晶面衍射\r\n峰强度较大，而Ni（110）晶面含量最小，不利于CH4的离解．同时，助\r\n剂RE2O3（尤其是CeO2）和MgO提高了Ni的d电子密度，因而一定程度上\r\n加强了Nid电子向CO2空反键π轨道的迁移，促进CO2分子的活化，提高\r\n其消碳活性．     

正丁烷氧化制顺酐流化床催化剂的性能

 考察了前驱体制备过程中水合肼／五氧化二钒摩尔比（以下简记\r\n为n（N2H4）／n（V2O5））对催化剂性能的影响．由较高的n（N2H4）\r\n／n（V2O5）比制得的催化剂，其（VO）2P2O7相含量较多，正丁烷转化\r\n率较高．随着n（N2H4）／n（V2O5）比的减小，δ－VOPO4相的含量逐\r\n渐增多，正丁烷转化率随之升高；而顺酐选择性开始时升高，达到最大\r\n值后逐渐降低．在n（N2H4）／n（V2O5）＝0．34时制备的催化剂最佳\r\n，在丁烷浓度为4．0％、空速为500h－1及反应温度为420℃的反应条件\r\n下，顺酐收率可达49．74％．本文中细粒床催化剂有较大的操作弹性．     

Al2O3／WO3／ZrO2固体强酸催化剂对正丁烷异构化的催化性能

 通过沉淀、回流、浸渍和焙烧等步骤制备了Al2O3／WO3／ZrO2固体强酸催化剂．采用XRD，N2吸附，UV－Vis光谱，NH3－TPD和H2－TPR等技术测定了Al2O3对WO3／ZrO2催化剂的结构、表面酸性、氧化还原性及正丁烷异构化反应性能的影响．结果表明，在WO3／ZrO2中引入适量的Al2O3对其表面酸强度及酸量无显著影响，但可使催化剂中的ZrO2组分以稳定的四方相形式存在，并能有效地抑制催化剂中WO3的聚集长大，从而提高催化剂的稳定性和正丁烷异构化的转化率和选择性．添加铂于Al2O3／WO3／ZrO2中可进一步提高其催化性能．还考察了催化剂的焙烧温度、Al含量、反应温度和反应气氛对正丁烷异构化反应的影响．     

锌含量对Zn/HZSM-5催化剂性能的影响

 研究了不同锌含量的Zn／HZSM－5分子筛的表面酸性及其对正己\r\n烷芳构化反应的催化活性、选择性和稳定性．结果表明,锌组元的引入\r\n减少了HZSM－5表面的B酸,增加了L酸,总酸量增大;正己烷转化率随\r\n锌含量的增加先降低后升高;芳烃产率和芳构化选择性则随锌含量的增\r\n加先增大后趋于平缓;反应过程中催化剂的积炭速度、孔体积和比表面\r\n积下降速度都随着锌含量的增加而加快;锌含量大于1％时,Zn／HZSM\r\n－5的催化稳定性不如HZSM－5,且随着锌含量的增加失活速度加快．优\r\n选的锌含量为1．0％～2．9％．此外,讨论了Zn／HZSM－5的催化性能\r\n与其表面性质的关系．     

中孔分子筛HMS负载钴催化剂在费-托合成中的应用:载体HMS的孔径对钴基催化剂性能的影响

 用不同链长度的十二胺，十四胺，十六胺和十八胺等伯胺为模板\r\n剂合成了具有不同孔径大小的HMS中孔分子筛．XRD和低温氮吸附测定表\r\n明，HMS具有典型的中孔分子筛特征，且其孔径大小随HMS合成中所用模\r\n板剂链长度的增加而增加．以HMS为载体，采用孔体积浸渍法制备了负\r\n载量为7．5％的钴催化剂，在接近工业试验条件下（n（H2）／n（CO）\r\n＝2．1，GHSV＝500h－1，p＝2．0MPa，θ＝227℃）考察了载体孔径大\r\n小对费－托合成反应性能的影响．结果表明，与常规的SiO2载体相比，\r\nHMS负载钴催化剂具有更高的催化活性和C5＋选择性；而且，CO转化率\r\n，C5＋选择性及产物中的蜡油比均随着HMS载体孔径的增大而升高．以\r\n7．5％Co／HMS－18为催化剂，CO转化率为78．0％，C5＋选择性为80．\r\n8％，蜡油比为11．1．     

过渡金属对Pd/γ-Al2O3催化剂活性的影响

 利用分步等体积浸渍的方法，从蒽醌法生产双氧水的角度，制备\r\n了系列氢化催化剂．同时，利用TPR，XRD和TEM等技术，考察了第4周期\r\n过渡金属对Pd／γ－Al2O3催化剂活性的影响．结果表明，铁系元素和\r\n锌助剂有利于钯在载体上的分散，提高了Pd的催化活性，使氢化效率提\r\n高5％～16％，抗失活能力增强．