固定床渣油加氢脱金属废催化剂上焦炭结构和组成沿床层变化研究

针对取自中石油某装置不同床层轴向位置的工业固定床渣油加氢脱金属废催化剂,采用元素分析、热重分析、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和核磁共振碳谱等,研究了催化剂上沉积焦炭的结构组成特征参数。结果表明,不同轴向位置废催化剂上的焦炭具有某些共同特征,如相同的碳类型和官能团等,但其结构和组成各不相同。模拟建立了基于各种表征结果的焦炭结构组成模型,并利用可计算核磁共振波谱化学位移和预测核磁共振谱图的gNMR软件对所建立焦炭模型的精确性进行了验证,表明模型与实验结果具有很好的一致性。     

用碳-14标记化合物研究丁二烯催化剂上的结焦过程

在流动系统中,用碳-14标记化合物研究了丁二烯催化剂上的结焦过程.吸附标记乙醇的升温脱附产物的分析结果表明,吸附态乙醇并不结焦.非标记乙醇与催化剂上的标记焦炭间的交换反应的实验结果,证明在正常反应条件下最初结在催化剂上的焦炭,大部分既不是游离碳,也不是稠环结构.标记乙醛的吸附、脱附和交换实验证明,即使在高达400℃下,催化剂表面上仍可能存有一小部分吸附态的乙醛.由上述结果可以认为,乙醇在催化剂表面上首先生成吸附态乙醛,这种乙醛的一部分转化为丁二烯,一部分随反应时间延长直接地或通过气相逐步缩合成焦炭.     

核磁共振分析技术在重油表征中的研究进展

重油的开发和利用日趋重要。只有对重油的结构和组成有充分的了解,才能合理地利用这部分有限的资源。核磁共振谱图能够直接反映出碳、氢及杂原子所处的化学环境,且分析简便、快捷,从而成为沥青、渣油等重油的结构组成分析的有力工具。本文概述了近年来核磁共振技术在重油结构和组成分析方面所做的主要研究。     

煤焦油重组分甲苯不溶物结构组成及对悬浮床加氢裂化生焦的影响

以煤焦油常压渣油(CTAR)为原料在3000mL环流反应器悬浮床加氢装置上进行了中试实验,并分别从CTAR和加氢产物中提取了甲苯不溶物(TI)及焦炭,通过元素分析、SEM、XRD、FT-IR、XPS等手段对TI及焦炭进行对比分析,明确了TI的结构组成并将其与加氢裂化生焦情况进行了关联。结果表明,CTAR悬浮床加氢工艺具有轻油收率高、生焦总量小、没有壁相焦的特点。TI由煤焦油生产过程中带入的碳质、矿物质颗粒及稠环芳烃有机物构成,O是其中含量最高的杂原子,Ca、Si、Al、Na来源于煤焦油中矿物质,C和O主要存在于C-C、C-H、C-O-C、C-OH结构中,N主要以吡咯和胺的形式存在,S主要以脂肪类S存在。TI具有明显的片层堆积结构,在作用力下容易破碎为具有较大比表面积及吸附能力的微米级微晶及碳质颗粒,和硫化后的催化剂颗粒一起为加氢反应提供载焦中心,优先吸附大分子自由基从而明显减少壁相焦的生成。     

电纺法制备中空多管道碳纳米纤维及其氧还原性能

以过渡金属和新型碳材料为代表的非贵金属催化剂具有成本低、稳定性好等优点,被认为是铂基贵金属催化剂的最佳替代品,对于促进燃料电池商业化应用具有重要意义,其中选择一种简单高效的方法制备符合要求的碳载体成为合成该类催化剂的基础.本实验利用静电纺丝技术制备了中空多管道碳纳米纤维,并深入研究了该材料的氧还原性能.结果表明,具有高度开放结构和较大比表面积的中空多管道碳纳米纤维具有较好的催化活性和电流效率,其极限电流密度为4.06mA/cm~2,电子转移数为3.44,是一种优秀的氧还原催化剂.本论文作者探究了中空多管道结构的形成机理,揭示了催化剂的结构和组成与电催化性能之间的构效关系,证明了中空多管道碳纳米纤维可以作为一种优秀的碳载体应用于非贵金属催化剂中.     

芳香环状聚酯二聚体的结构表征

通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱以及核磁共振技术对芳香环状聚酯二聚体的结构进行了表征.质谱分析结果发现除了目标化合物的质子化分子离子峰外,未出现更多的碎片峰,而核磁共振结果对芳香环状齐聚物的氢以及碳的位置给予了确认.从而为芳香环状齐聚物的结构分析提供了一种新的分析方法.     

~(13)C-NMR研究高效载体催化剂丙烯立体定向聚合反应机理

<正> 自从用C-NMR技术对聚丙烯进行测定,得到了分辨力良好的聚丙烯甲基碳区域的核磁共振谱后,引起了聚丙烯研究者的极大兴趣,迅速开展了应用核磁共振技术来研究聚丙烯分子链的构型和立体定向聚合机理,众所周知,用不同催化剂体系进行丙烯聚合,得到的聚合物链结构不同,聚合机理也有所差别。Zambelli等认为用Ziegler-Natta型催化剂体系聚合得到的聚丙烯,其聚合机理属于催化剂活性中心控制的单活性中心模型。Yoshio Inoue等用TiCl_4/MgCl_2/C_6H_5COOC_2H_5-AlEt_3 催化剂体系进行丙烯聚合,     

丙烯水合醚化催化剂上焦炭前身物的表征

采用热重、红外,高温模拟蒸馏和质谱等分析手段,对丙烯水合醚化失活催化剂上的焦炭前身物进行了表征。焦炭前身物主要是沸程范围在200－400℃的长链饱和烃类化合物,四氯化碳洗液和二氯甲烷萃取液的红外和质谱分析均表明,焦炭前身物中没有烯烃和芳烃类化合物存在,β沸石催化剂具有一定的氢转移反应活性,由丙烯聚合生成的聚合烯烃进一步与焦炭前身物通过氢转移反应生成烷烃和焦炭。     

催化剂上积炭结构和组成的分析研究方法

对常用分析研究催化剂上积炭结构和组成的方法,如核磁共振、X射线衍射、红外、拉曼光谱、热分析方法以及紫外可见光谱等现代分析方法的特征和性能进行了综述。指出现代仪器分析方法在考察催化剂积炭行为方面发挥了重要作用,不同方法各具特色,在具体的催化剂表面积炭分析应用中应综合考虑各种方法的优缺点,从而确定最佳表征手段。随着分析仪器的不断发展和完善,仪器分析方法必将在催化剂积炭研究与分析中发挥越来越大的作用。     

轻柴油的结构表征

轻柴油的结构与组成对于其裂解工艺有重要关系。Williams、Knight、Brown和Clutter先后用~1H或~(13)C-核磁共振、或结合元素分析及平均分子量测定得到了石油中芳烃馏份的芳香度及烷基取代基碳数等,称之为平均分子参数。最近Haw用特制的高效液相色谱/~1H-核磁共振(200MHz)联用技术,采用内标法,分离并测定了各种结构基团碳     

固体氧化物燃料电池直接以焦炭为燃料的电性能（英文）

直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)是一种潜在的固体碳燃料高效率、低污染发电技术。本研究报道了将工业焦炭直接用作管式DC-SOFC燃料的研究。制备了电极材料为Ag-GDC(钆掺杂氧化铈)的YSZ(钇稳定化氧化锆)电解质支撑型管式固体氧化物燃料电池(SOFC)。采用拉曼光谱、扫描电镜和X射线能谱仪对焦炭燃料进行了性质表征。结果表明,焦炭燃料呈微米级的颗粒状,并含有大量对Boudouard反应有利的缺陷结构。电池以纯焦炭为燃料在850℃取得的最大功率密度为149 mW/cm~2,在碳燃料表面负载能提高Boudouard反应速率的Fe催化剂后,最大功率密度提高至217 mW/cm~2。通过电化学测试和尾气表征,分析了恒电流放电过程中电池的性能衰减机制。测试结果证明了将焦炭直接用作全固态DCSOFC的燃料产生电能的可行性。     

固体氧化物燃料电池直接以焦炭为燃料的电性能

直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）是一种潜在的固体碳燃料高效率、低污染发电技术。本研究报道了将工业焦炭直接用作管式DC-SOFC燃料的研究。制备了电极材料为Ag-GDC （钆掺杂氧化铈）的YSZ （钇稳定化氧化锆）电解质支撑型管式固体氧化物燃料电池（SOFC）。采用拉曼光谱、扫描电镜和X射线能谱仪对焦炭燃料进行了性质表征。结果表明,焦炭燃料呈微米级的颗粒状,并含有大量对Boudouard反应有利的缺陷结构。电池以纯焦炭为燃料在850℃取得的最大功率密度为149mW/cm²,在碳燃料表面负载能提高Boudouard反应速率的Fe催化剂后,最大功率密度提高至217mW/cm²。通过电化学测试和尾气表征,分析了恒电流放电过程中电池的性能衰减机制。测试结果证明了将焦炭直接用作全固态DC-SOFC的燃料产生电能的可行性。     

柱液体色谱分析沥青类产品的烃族组成

以柱液体色谱联合红外光谱(IR)、元素分析等手段,建立了一项测定渣油和沥青中烃族的族组成分析方法.通过色谱参数的评选和红外光谱的核实所建立的此方法具有溶剂和担体用量少、色谱分辨率高的特点,是一安全、经济、先进的族组成分析方法.所建方法中,选择的模型化合物为试剂纯碳24烷烃、二苯并[ah]蒽、乙酰苯胺.冲洗所获模型物制备段分,其红外光谱特征和元素分析结果和原试剂相一致,且具有好的回收率.所建方法对渣油和沥青实样的测定,不仅有很好的重复性,还具有很高的分离、分辩能力.IR和核磁共振氢谱(1H-NMR)的测定充分地证实了各制备段的不同特征.     

透明聚丙烯结构与性能研究

通过升温淋洗分级仪(TREF),核磁共振波谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)等多种仪器分析设备对市场主导的茂金属共聚透明聚丙烯试样和普通齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂生产的透明聚丙烯产品进行了剖析,从微观结构到聚集态结构的分析结果均表明,催化剂分子结构对聚合物分子链结构的影响颇为显著:单活性中心的茂金属催化剂生产的共聚产品具有相当窄的分子量分布,高刚性、低雾度。共聚少量乙烯单体就可以获得透明聚丙烯优异产品。TREF不同级份组成随温度的升高而呈现结构规整性提高的趋势。文章将茂金属催化剂和Z-N催化剂生产的透明聚丙烯产品进行了物理性能对比,采用茂金属催化剂合成的无规共聚聚丙烯产品其光学性能明显优于由Z-N催化剂合成的产品。     

苯甲酰咪唑过氧化反应

以苯甲酰咪唑和叔丁基过氧化氢为反应物,1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,乙睛(CH₃CN)作为反应溶剂,合成了过氧化叔丁酯类化合物。 分别考察了不同催化剂及其用量、原料配比、溶剂、温度和时间对反应的影响,在最优条件下,共得到25个目标产物,收率范围为45%~99%。 目标化合物经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱以及质谱进行了结构表征。 该方法具有操作简单、反应条件简单温和、产物收率高及底物适用性好等优点,为过氧化叔丁酯类化合物的合成提供了新的思路。     

铜催化肟酯与苄醇构建多取代吡啶

以肟酯和苄醇为反应物,三氟甲磺酸铜[Cu(OTf)₂]为催化剂,通过“一锅法”反应合成三取代吡啶化合物。 分别考察了不同催化剂及其用量、原料配比、溶剂及温度对反应的影响,在最优条件下,反应的收率为85%,目标化合物经核磁共振氢谱、核磁共振碳谱以及质谱进行了结构表征。 该方法具有原料易得,操作简单,反应条件简单温和,产物收率高以及底物适用性好等优点。     

以催化裂化废催化剂粉合成超细 Y 型分子筛

 针对催化裂化 (FCC) 废催化剂细粉带来的环境污染和未开发利用的现状, 以此为原料合成了小晶粒 Y 型分子筛, 并采用 X 射线衍射、扫描电镜、29Si和27Al 固体核磁共振和激光粒度分析等技术对样品进行了表征. 结果表明, 以 FCC 废催化剂细粉为原料可以合成粒径为 200 nm 左右的 Y 型分子筛, 且制备过程中原料的活化方法和导向剂对所得样品结构影响很大. 对原料采用碱熔活化, 并在合成体系中加入导向剂, 所得 Y 型分子筛的相对结晶度提高, 比表面积增大, 粒度减小.     

含吸电子基团配体的α-二亚胺-Ni(Ⅱ)上乙烯聚合反应性能

合成了一种新型的含溴α-二亚胺配体及其Ni配合物,并采用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、元素分析、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱进行了表征.同时以二乙基氯化铝为助催化剂用于乙烯聚合反应,考察了温度、Al/Ni摩尔比和配体结构对聚合反应性能的影响.结果表明,在25℃,Al/Ni摩尔比为600时,该催化剂活性最高,可达3...     

Ni/MgAl(O) 催化剂上高温焦炉煤气中焦油组分的催化转化

 采用共沉淀-水热法合成了一系列 Ni/MgAl(O) 催化剂. 用甲苯和萘的混合物作为焦油模型化合物, 在固定床反应器上研究了该催化剂直接催化转化具有较低水蒸气/碳摩尔比的高温焦炉煤气中焦油为小分子气体的反应. 考察了催化剂组成、水蒸气/碳摩尔比和反应条件等对催化剂性能的影响. 结果表明, Mg/Al 摩尔比为 3 时 Ni/MgAl(O) 催化剂表现出最优的催化性能. 在 700~800 oC 和水蒸气/碳摩尔比为 0.68 的反应条件下, 15%Ni/Mg3Al(O) 催化剂能将甲苯和萘完全转化为 CO 和 CH4 等小分子气体. 在反应气中引入 0.05% H2S(摩尔分数) 气体的实验表明, 该催化剂在焦油催化转化反应中具有较好的抗硫能力. 另外, 在催化剂中加入少量 Pt 助剂能显著提高催化剂活性.     

丝光沸石催化剂的结焦失活研究

用ＧＣ－ＭＳ，ＨＮＭＲ和元素分析研究了结焦的钯／氢型丝光沸石催化剂上焦炭的分子性质，用ＦＴ－ＩＲ，ＴＰＤ，ＴＰＯ，微孔分析和活性评价等考察了催化剂结焦前后性质的变化。结果表明，催化剂上可溶性焦炭为二至四环的多环芳烃，它们滞留在分子筛孔内起覆盖活性中心的作用，且是进一步生成高碳氢比焦炭的前身物，结炭反应主要发生在酸中心上，随着结炭量的增加，催化剂上Ｂ中心大量减少，表面积和孔体积亦相应减小，与焦炭分子