Pd／硫酸化氧化铝一种新型甲烷选择还原NO催化剂

 中译文： 最近，以甲烷为还原剂选择性还原NO引起人们的极大关注[ ，2]. 已有的结果表明：钯基催化剂对该反应有较高的活性[3-6]. 然而，在该反应中，钯基催化剂的活性对载体的性质有很强的依赖性[3，4]. 迄今为止，只有酸性的沸石[3，4]和酸性的氧化锆[4-6]被证明是钯基选择性还原NO催化剂的有效载体. 相反，Pd/g-Al2O3作为目前最被广泛应用的一种三效催化剂[7]，对于甲烷选择性还原NO反应只有很低的活性[3]. 在本工作中，我们首次研究了一系列担载Pd的硫酸化氧化铝（SA）催化剂上甲烷选择性还原NO反应并考察了Pd含量对催化剂活性的影响。 硫酸化氧化铝（SA）按照Hamada等人[8]的方法, 将g-Al2O3（分析纯，上海试剂公司，中国）用2.5 mol/L硫酸溶液按照15 ml/g 比例浸渍, 得到产物缓慢搅拌半小时, 然后不洗涤直接过滤并在110 ℃下干燥过夜. 通过用氯化钯的水溶液等体积浸渍的方法实现Pd的担载. 所有样品先在110 ℃下干燥8小时，然后在600℃下空气氛中焙烧6小时. 反应在固定床反应器中进行，混合气 (组成为：0.2 % NO, 0.2 % CH4, 2.0 % O2, He为底气) 以60毫升/分钟的流速流过1毫升催化剂（GHSV=3600 h-1）. 气体产物用气相色谱在线分析. NO转化率以N2的产率计算，甲烷的转化率由其消耗量来计算. 图1给出了四种不同催化剂上NO和CH4转化率与反应温度的关系. 由图1可见，g-Al2O3对甲烷选择性还原NO只有微弱活性. 硫酸化后，NO和CH4的转化率都明显下降. 这种活性下降可以归因为硫酸化后在g-Al2O3表面上生成了活性更低的硫酸铝的缘故[8]. 当我们将0.1 wt.% Pd担载到g-Al2O3 和 SA上时，两种载体的催化活性发生了明显的变化. 与Misono等人[3]一样，我们发现担载 0.1 wt.% Pd后，g-Al2O3上甲烷转化率增加，但NO的转化率仍然很低. 这一结果表明，在g-Al2O3上担载Pd后，只促进了燃烧反应. 另一方面，担载Pd后，SA上的NO和CH4转化率都明显提高. 在Pd/SA上，NO转化率于500℃达到最大值75 %. 显而易见，SA是一种用于甲烷选择性还原NO反应的Pd催化剂的新型载体，载体的硫酸化对提高甲烷还原NO的选择性是必要的. SA可以通过硫酸溶液浸渍商业化的g-Al2O3获得，这就使其比酸性的沸石或酸性的氧化锆更便宜和更容易获得. 因此我们认为SA有希望成为一种用于甲烷选择性还原NO的Pd催化剂的商业化载体. Pd含量对Pd/SA催化剂催化活性的影响如图2所示. 可以看出Pd/SA催化剂的活性随Pd含量的增加而增加，当Pd的含量为0.1 wt.%左右时达到最大值，然后下降. 这一结果表明对于Pd/SA催化剂，Pd的最佳含量大约为0.1 wt.%.     

甲醇重整反应中Pt/γ-Al_2O_3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al2O3催化剂,并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系,发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征,发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性,同时也影响反应的选择性,即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

甲醇重整反应中Pt/Y-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al2O3催化剂,并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系,发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征,发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性,同时也影响反应的选择性,即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

甲醇重整反应中Pt/γ-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al₂O₃催化剂, 并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系, 发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征, 发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性, 同时也影响反应的选择性, 即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

微波辐照下泡沫陶瓷担载镍催化剂上CH4/CO2重整制合成气反应

制备了吸波性良好的泡沫陶瓷担载镍的甲烷／二氧化碳重整催化剂,并考察了催化剂在微波场中的升温行为;研究了微波加热与常规加热对甲烷／二氧化碳重整制合成反应的影响,发现微波辐照下能有效地消除反应积炭;同时,在达到相同转化率和选择性时,微波加热方式下催化剂床层的温度远低于常规加热方式下催化床床层的温度;在微波加热方式下,８００℃反应时产物中Ｈ２／ＣＯ体积比接近于１。     

Rh/CeO2-SiC催化乙醇部分氧化制氢

设计合成了Rh/CeO2-SiC新型催化剂,X射线衍射和透射电镜等表征结果表明,SiC表面均匀分散了4nm左右的CeO2纳米颗粒,进而可很好地分散Rh纳米粒子.该催化剂在乙醇部分氧化制氢反应中显示出优越的催化性能,乙醇转化率及H2选择性随反应温度的提高而提高,700oC时乙醇转化率为100%,H2选择性为50%,CO选择性仅为13%,且反应40h未见明显失活,反应后催化剂表面没有明显的积炭生成.该催化剂上较低的CO选择性及抗积炭性能可归因于SiC的热传导性能以及CeO2中活泼晶格氧的作用.     

MoO3/HBZSM-5催化剂上甲烷的无氧芳构化反应

以含硼杂原子分子筛HBZSM-5为载体,考察了其担载MoO3后催化甲烷无氧芳构化反应的性能,并结合XRD,IR,TG和SEM等手段对催化剂进行了表征.实验结果表明,MoO3/HBZSM-5催化剂具有较高的甲烷芳构化活性,但稳定性较差.随着引入分子筛骨架中硼量的增大,甲烷的极值转化率增高;随着反应温度的升高,MoO3/HBZSM-5催化剂的甲烷芳构化活性升高.从产物分布的变化来看,硼的引入对于催化剂上乙烯的选择性影响较大;与MoO3/HZSM-5催化剂相比,MoO3/HBZSM-5催化剂上乙烯选择性大大提高.     

负载型钌/铝钛复合载体上的二氧化碳甲烷化反应

用浸渍法制备了铝钛复合载体担载的钌催化剂，考察了它们对二氧化碳甲烷化反应的催化性能，结果表明，高TiO2含量载体制备的催化剂的活性和选择性较高，同时考察了反应温度、空速、金属担载量以及添加第二金属组分等对催化剂性能的影响．     

Ni-Sm_x/SiC催化剂甲烷二氧化碳重整性能研究

用浸渍法制备了不同钐含量的Ni-Sm_x/SiC催化剂,其中,镍的质量分数为9%,氧化钐的质量分数分别为0、2%、3%、4%、5%、7%。采用常压微型固定床反应器考察了不同催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中的催化性能,并用BET、ICP、XRD、H2-TPR、TG-DTA、XPS和TEM等技术对反应前后催化剂进行表征。结果表明,加入钐后,重整反应中甲烷和二氧化碳转化率明显提高。当钐含量为5%时,Ni-Sm5/SiC表现出最好的活性和稳定性,而且反应后催化剂表面积炭量最少。其原因是钐的加入提高了活性组分与载体的相互作用,有效减少了表面积炭、提高了催化剂的稳定性。     

CeO_2/LaFeO_3用于甲烷化学链重整制取合成气反应性能研究

甲烷化学链重整是一种利用载氧体(金属氧化物)的部分氧化能力以实现甲烷重整制取合成气的工艺,同时氧化过程中利用水蒸气氧化,还原态的载氧体在恢复晶格氧的同时分解水蒸气制氢。利用溶胶-凝胶法制备载氧体CeO_2/LaFeO_3,通过X射线粉末衍射和程序升温还原等材料表征方法分析该载氧体的结构特点以及供氧能力,借助于固定床反应实验探讨了组分比例、反应温度对该载氧体反应性能的影响。实验结果表明,CeO_2的含量对该载氧体的供氧能力有着显著影响,合适的反应温度不仅有利于甲烷活化,而且能够促进载氧体中晶格氧的迁移,从而提高载氧体的选择性。当CeO_2的添加量为10%,反应温度为850℃时,该载氧体的反应性能最优,甲烷转化率可以达到94%,H_2选择性和CO选择性分别可以达到90%、83%。在连续的氧化-还原循环中保持稳定的反应性能和结构。     

金属-载体相互作用对CH4/CO2重整反应中Rh基催化剂抗积炭性能的影响

考察了Rh/Al2O3,Rh/SiO2和Rh/CeO2催化剂上金属-载体间相互作用对CH4/CO2重整反应抗积炭性能的影响,并与反应前后催化剂的程序升温还原和程序升温氧化(TPO)测试结果相关联.实验发现,Rh与Al2O3和SiO2载体间的相互作用越强,催化剂还原后Rh的分散度越高,晶粒越小,高分散的Rh表面生成的碳物种CHx越多,其作为活泼的反应中间体越易与CO2反应生成CO和H2.而游离态的Rh还原后晶粒较大,生成的碳物种与CO2反应能力较低,从而导致催化剂失活.TPO和CO2脉冲实验结果表明,反应过程中Rh/CeO2催化剂上反应生成的CHx物种比Rh/Al2O3和Rh/SiO2上的CHx物种更活泼.同时由于Rh-CeO2间独特的相互作用,部分CeO2还原后生成CeO2-x和氧空位,促进CO2分子的活化解离,导致生成的表面氧容易与CHx反应,从而抑制催化剂积炭.     

Rh／L和Rh－Zn／L分子筛催化剂上乙烯的氢甲酰化反应

Ｒｈ／Ｌ和Ｒｈ－Ｚｎ／Ｌ分子筛催化剂上乙烯的氢甲酰化反应董永治，徐奕德，刘安明，李大明，黄林（中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室，大连１１６０２３）关键词Ｒｈ／Ｌ分子筛催化剂，Ｒｈ－Ｚｎ／Ｌ分子筛催化剂，氢甲酰化反应，乙烯近年来，氢甲...     

Reforming of CH4 with CO2 over Rh/H-Beta:Effect of Rhodium Dispersion on the Catalytic Activity and Coke Resistance

The effect of Rh dispersion on reforming of CH₄ with CO₂ over H‐Beta supported Rh catalysts has been investigated. The CH₄ and CO₂ conversion over the catalysts increase with increasing Rh loading from 0.5 wt% to 4.0 wt% in the reaction temperature range of 823–1123 K. The high TOF of CH₄ over 0.5 wt% and 1.0 wt% Rh/H‐beta may be attributed to high dispersion of rhodium species. The catalysts before and after the reaction were characterized by XRD, TEM, and TG‐DTA and the results indicate the catalysts with Rh loading of 0.5 wt% and 1.0 wt% exhibiting high resistance to coke. Under controllable conditions, we confirm that the coke is originated from methane dissociation and can be substantially oxidized by active oxygen species dissociated from the adsorbed carbon dioxide on the catalyst with high dispersion of Rh species.     

合成气制乙醇的铑基催化剂中助剂铁,锂的作用本质研究

催化活性测试表明,助剂Fe具有显著提高乙醇生成选择性及铑催化活性的双重作用;助剂Li具有显著提高乙醇选择性的作用,对铑催化活性影响不大。基于H_2/D_2同位素效应结果及CO化学吸附、IR、XRD、XPS等的表征结果,认为助剂Fe经活化处理后大部分与Rh形成RhFe合金,使Rh分散度显著提高,从而提高了乙醇的选择性;Rh分散度的提高以及小部分以Fe~(2+)(Fe~(3+))形式存在的助剂Fe促进甲酰基的生成及随后的氢解断C-O键反应是助剂Fe促使铑催化活性提高的两个因素。Li的主要作用在于通过与C_2含氧中间体乙烯酮氧端的弱亲合作用,促进了乙醇前驱体的生成,从而使乙醇生成选择性提高。     

NO在碳纳米管(CNTs),Rh/CNTs,Rh/Al_2O_3上的分解(英文)

甲烷在预还原的ＬａＣｏＯ３催化剂上分解生成碳纳米管（ＣＮＴｓ）。研究了稳态下ＮＯ在ＣＮＴｓ,Ｒｈ／ＣＮＴｓ,Ｒｈ／Ａ１２Ｏ３上的分解,温度区间为５７３Ｋ～９７３Ｋ,原料气为６０００ｐｐｍ的ＮＯ,Ｈｅ为平衡气。程序升温还原结果表明：（１）Ｒｈ的负载显著降低了ＣＮＴｓ的氢吸收量;（２）负载于ＣＮＴｓ上的Ｒｈ比负载于Ａ１２Ｏ３上的Ｒｈ更易还原。在５７３Ｋ时ＮＯ即能与预还原后的ＣＮＴｓ,Ｒｈ／ＣＮＴＳ,Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３中存储的氢反应;随着氢的消耗,反应活性逐渐降低,当储存的氢消耗完后,ＮＯ的直接催化反应发生。在８７３ Ｋ及以上,Ｒｈ／ＣＮＴｓ中的ＣＮＴｓ能彼ＮＯ分解产生的氧氧化为ＣＯ。在９７３Ｋ时,ＮＯ在ＣＮＴｓ上几乎能１００％分解,连续反应１５０ｍｉｎ后其反应活性不降低,且未观察到ＣＯ或ＣＯ２的生成。在９７３Ｋ时ＣＮＴｓ本身可作为ＮＯ分解的催化剂,这是一个非常有意义的结果。     

羰基铑簇合物衍生的多相烯烃氢甲酰化催化剂的性能及红外表征

在常压下,Rh_4(CO)_(12)或Rh_6(CO)_(16)簇合物衍生的Rh/SiO_2对乙烯,丙烯氯甲酰化反应表现出良好的催化活性和选择性,并有利于直线醛的形成.乙烯氢甲酰化体系的表面催化比活性与Rh分散性的关系表明.乙烯氢甲酰化反应具有结构敏感性,而乙烯加氢反应具有结构非敏感性,高分散的金属表面有利于主反应的选择性.通过红外光谱跟踪,发现表面Rh在反应气氛中显示零价.根据接触时间对催化反应的影响,推测多相烯烃氢甲酰化及加氢反应都在Ph~0活性中心上进行.另外,担载羰基铑簇合物的热分解红外研究结果指出,表面羰基化合物金属中心上的配位不饱和性对氢甲酰化催化活性似乎起着重要影响,簇合物只有完全脱羰才能提供高活性的催化中心.在反应气氛和CO气氛中,担载Rh_6(CO)_(16)表现出一致的热稳定性,说明反应气中的CO对稳定羰基物起着主导作用.     

Rh/Al_2O_3-Cr_2O_3整体式催化剂的制备和二氯甲烷催化氧化性能

以粉末Al_2O_3为载体,通过浸渍Rh(NO_3)_3制备Rh/Al_2O_3催化剂;再以Rh/Al_2O_3、粉末Cr_2O_3和铝胶经过研磨混合制得催化剂活性浆料;将催化剂活性浆料涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面,经烘干,焙烧制得不同Rh含量的Rh/Al_2O_3-Cr_2O_3系列整体式催化剂.研究了该类催化剂的二氯甲烷催化氧化性能,发现Rh负载量为0.4 g/L的Rh/Al_2O_3-Cr_2O_3催化剂活性最佳,且未生成含氯中间产物.结合催化剂的表征结果发现,Rh的添加可增加催化剂的表面酸性和氧化还原性能,二者的协同作用提高了催化剂活性;而Cr_2O_3的存在有利于CH_3Cl中间体的进一步氧化,从而提高了催化剂的选择性.     

铁助剂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂表面上的CO脱附和CO加氢行为的影响

 采用一氧化碳程序升温脱附（CO－TPD）和吸附的一氧化碳加氢程序升温表面反应（TPSR）考察了Fe助剂对Rh基催化剂上CO的脱附行为及吸附CO的加氢行为的影响．CO－TPD实验表明，在Rh／SiO2催化剂上CO有三个脱附峰．在Rh－Mn－Li／SiO2中加入0．05％Fe后，高温脱附CO比Rh／SiO2催化剂上相应的CO量大．增加Fe的负载量，CO的脱附量减少．TPSR实验中，CO加氢反应的主要产物是甲烷．不同组分的催化剂上甲烷的生成温度有如下顺序：Rh／SiO2（482K）＜Rh－Mn－Li／SiO2（489K）＜Rh－Fe／SiO2（494K）＜Rh－Mn－Li－Fe／SiO2（501K）．甲烷峰的产生伴随着CO（s）高温脱附峰的消失，说明甲烷是由强吸附的CO加氢生成的．     

氧化物担载铑原子簇催化剂的金属载体相互作用的考察——Ⅰ.Rh/V_2O_5和RH/TiO_2催化剂的金属载体强相互作用的比较

本文用XPS和XRD考察了由Rh_4(CO)_(12)出发制得的Rh/V_2O_5和Rh/TiO_2两种催化剂的金属载体强相互作用的差别。实验结果表明,1)高温H_2还原的Rh/TiO_2催化剂,经氧处理后即能恢复吸H_2能力。Rh/V_2O_5催化剂在较低温度(473K)H_2还原时Rh就进入SMSI状态,吸H_2能力被完全抑制,373K氧处理并不能使之恢复,吸H_2性质表现出不可逆性。2)与Rh/TiO_2催化剂的TiO_2相比,Rt/V_2O_5催化剂的V_2O_5更易还原,Rh对V_2O_5的还原有明显的促进作用。3)担载在TiO_2上的Rh比在V_2O_5上更易还原。4)还原后,催化剂表层的Rh/V、RH/Ti均有较大幅度的降低。用氧空位模型能较好地说明Rh/TiO_2催化剂的实验结果,而Rh/V_2O_5催化剂的实验结果适于用钒氧化物覆盖模型解释。     

Rh/ZnO-Al2O3催化剂用于巴豆醛选择性加氢（英文）

Gas phase hydrogenation of crotonaldehyde was performed over 1 wt% Rh/ZnO-Al2O3 catalysts with various Zn/Rh atomic ratios. Monometallic Rh/Al2O3 was also prepared for comparison. The samples were prepared by the successive impregnation of Al2O3 with chlo-ride precursors of zinc and rhodium. The solids have been characterized by H2 chemisorption,temperature-programmed reduction,scanning electron microscopy,and cyclohexane dehydrogenation. Their catalytic behaviour in the gas phase crotonaldehyde hydrogenation reaction after reduction treatment in flowing hydrogen at 723 K was investigated. The relationship between catalytic activity,selectivity for crotyl alcohol,and physicochemical properties of the catalysts was examined. Results obtained showed that the presence of Zn clearly promotes the hydrogenation of the carbonyl bond. The catalyst with Zn/Rh atomic ratio of 5 displayed good catalytic stability and the highest selectivity for crotyl alcohol(70%) along with alloy formation.