Cr对Pt-Sn /γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

通过H2-TPR、O2-脉冲等表征手段，结合丙烷脱氢催化性能考察了助剂Cr对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明，添加少量Cr可显著改善Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的脱氢稳定性，可提高丙烯选择性，降低催化剂表面积炭量。这是由Cr和Pt-Sn之间存在的协同作用引起的，一方面，Pt促进了Cr的还原，生成了可提高丙烯选择性的+3价Cr；另一方面，Cr使Sn变得难于还原，在强还原气氛下保持了活性氧化态价态，进而改善了催化剂的脱氢稳定性。     

Pt-Sn/Al2O3催化剂中Sn的存在状态对丙烷脱氢反应的影响

考察了不同Sn/Pt比的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂(络合型)的丙烷脱氢反应性能。并应用原位Mossbauer谱,TPR,O_2吸附等手段对催化剂进行了表征。结果初步表明Pt-Sn/Al_2O_3经过还原后,Sn的还原状态对该催化剂的丙烷脱氢活性及稳定性有极大的影响。在550℃以下还原,Sn以氧化态形式存在,有利于丙烷脱氢反应的活性及选择性,在600℃以上高温还原时,零价锡出现使催化剂活性组分铂的表面中毒而降低活性。当Pt含量一定时,Sn载量愈高,在高温下还原时生成的Sn~0愈多;低Sn载量的Pt-Sn/Al_2O_3无论高温还原还是低温还原都不易生成Sn~0。     

Na-PtSnCe/γ-Al_2O_3丙烷脱氢催化剂的制备和催化性能

以γ-Al2O3为载体,采用连续等体积浸渍法,制备了一系列不同Na含量的Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,结合XRD、Py-IR、H2-TPR和TEM等手段对催化剂进行了表征,讨论了催化剂表面酸性及负载组分与载体之间的相互作用。采用微型催化反应装置考察了碱金属Na助剂含量和焙烧温度对负载型Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂的丙烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢性能优于PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,最佳Na含量为0.2%;适量Na助剂的添加可以降低催化剂的表面酸,增强催化剂中活性组分与载体之间的界面作用,提高催化反应的稳定性和选择性;550℃焙烧的Na-PtSnCe/γ-Al2O3催化剂,Pt组分与各助剂及载体之间的相互作用得到增强,催化剂具有最佳反应稳定性和最高丙烯选择性。     

负载型高分散双组分催化剂的表面结构及催化性能研究

通过原位M ssbauer谱、PtLⅢ 边EXAFS谱、H2 吸附等对γ Al2 O3 负载高分散Pt Sn及Pt Fe双组分催化剂的表面结构进行了研究 ,并将其与异丁烷脱氢反应结果及催化剂积碳、再生性能进行了深入的关联 .结果表明 ,负载型高分散Pt Sn/Al2 O3及Pt Fe/Al2 O3 双组分催化剂中Sn或Fe均以氧化物形式存在于γ Al2 O3 载体表面 ,而Pt物种则以高分散金属态存在 .这两种催化剂表面上均存在两类表面Pt活性中心 ,即M1中心和M2中心 .M1中心为Pt直接锚定在γ Al2 O3 载体表面上的Pt活性中心 ;而M2中心则为Pt锚定在高度分散在γ Al2 O3 载体上的Sn或Fe氧化物表面上的Pt活性中心并形成Pt Sn(Fe)Ox γ Al2 O3 “夹心”结构 .M1中心对低温吸附氢有利 ,对烃类氢解有主要贡献 ,易为积炭覆盖 ;M2中心对高温吸附氢有利 ,对烷烃脱氢反应有主要贡献 ,不易为积炭覆盖 .Sn ,Fe引入Pt/γ Al2 O3 催化剂后 ,促进了M1中心向M2中心的转化 ,从而提高了异丁烷脱氢反应的选择性和稳定性 .对于Pt Sn/γ Al2 O3 催化剂 ,随着催化剂循环再生次数的增加 ,这种具有Pt SnOx γ Al2 O3 “夹心”结构的M2中心逐渐遭到破坏而使催化剂失活     

添加碱金属助剂对负载型铂锡催化剂长链烷烃脱氢反应性能的影响

 采用微型催化反应装置,结合氢化学吸附、吡啶吸附的红外光谱、热重分析和程序升温还原等物理化学手段,研究了添加碱金属助剂对负载型Pt－Sn／γ－Al2O3催化剂的长链烷烃（C10～C13）脱氢反应性能、表面酸性、金属表面性质以及负载组分与载体之间相互作用的影响．发现添加一定量的Li＋和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．而添加碱性较强的K＋和Cs＋虽可以提高催化剂的抗积炭性能,但破坏了Pt－Sn－Al2O3之间的相互作用,使锡组分易被还原,催化剂的活性表面减小,从而抑制了催化剂的脱氢反应活性．     

添加碱土金属对负载型铂锡催化剂长链烷烃脱氢反应性能的影响

用微型催化反应装置结合吡啶吸附 红外光谱、热重、氢化学吸附和程序升温等还原手段,研究了添加碱土金属离子助剂对负载型PtSn/γ-Al2O3催化剂长链烷烃(C10~13)脱氢反应性能的影响。结果表明,碱土金属助剂的引入可以降低催化剂积炭量、提高催化剂铂金属表面裸露度,从而提高催化剂脱氢反应稳定性。但强碱性的碱土金属助剂如Ba2+的引入增强了锡与载体之间的相互作用,减弱了锡与铂之间的相互作用, 导致反应后催化剂铂金属表面裸露度下降,故PtSnBa/γ-Al2O3催化剂脱氢活性较低。     

丙烷脱氢反应中焙烧温度和反应气氛对 Pt-Sn/SAPO-34 催化性能的影响

 在不同的焙烧温度下制备了 Pt-Sn/SAPO-34 催化剂, 并使用 X 射线衍射、N2 吸附、X 射线荧光光谱、O2 脉冲烧炭、H2 程序升温还原和透射电镜等手段对催化剂进行了表征. 在微型反应器中评价了 Pt-Sn/SAPO-34 催化剂对丙烷脱氢制丙烯反应的催化性能, 考察了焙烧温度和反应气氛对催化剂性能的影响. 结果表明, 焙烧温度为 500 oC 时, 催化剂具有最佳的反应活性. 当焙烧温度高于 500 oC 时, 催化剂出现不希望的表面变化, 例如活性 Pt 位点的聚集、Pt 的团聚、Sn 的流失等. 当反应温度为 595 oC 时, Pt-Sn/SAPO-34 催化性能稳定, 且能够保持表面金属状态.     

Pt-Ir/Al2O3催化剂催化2-氧-4-苯基丁酸乙酯不对称加氢

用浸渍法制备了一系列γ-Al2O3负载的Pt、Ir单金属及不同Pt/Ir比例的双金属催化剂,在辛可尼定修饰下用于对2-氧-4-苯基丁酸乙酯不对称加氢合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯反应.运用XRD、TEM、TPR、XPS、UV-Vis等表征手段,对催化剂的物化性质进行了研究,并对Pt、Ir金属表面辛可尼定手性诱导机理进行了初步探讨.结果表明,金属组分在催化剂上分散均匀,无团聚现象,平均粒径为3～4 nm;Pt-Ir/γ-Al2O3上Pt、Ir组分以单质形式存在;Ir作为低活性物种,在Pt/γ-Al2O3催化剂掺杂Ir组分遮盖和稀释了催化剂表面总体Pt活性位点数目,降低了Pt-Ir/γ-Al2O3催化剂加氢性能.辛可尼定在Pt、Ir表面的不同吸附行为(吸附方式、吸附强度、吸附构象)影响EOPB不对称加氢活性和对映选择性.     

乙烷在Pt/γ-Al2O3（001）模型催化剂上吸附行为的理论研究

本文采用密度泛函理论方法和周期性边界条件,考察了Pt原子与γ-Al2O3(001)表面上六种不同位点的相互作用,获得了最稳定吸附位的Pt/γ-Al2O3模型催化剂,建立了Pt原子负载在γ-Al2O3(001)表面的模型催化剂。同时,考查了乙烷分子在Pt/γ-Al2O3模型催化剂上的吸附行为。结果表明,在Pt/γ-Al2O3模型催化剂上,Pt原子转移了部分电子到载体γ-Al2O3。乙烷以分子态形式吸附在Pt/γ-Al2O3模型催化剂上,靠近Pt原子的C-H键受到一定程度地活化。     

Ce和Mg改性的γ-Al2O3负载Pt催化剂催化乙二醇水相重整制氢

 采用浸渍法制备了Ce和Mg改性的 γ-Al2O3 负载Pt乙二醇水相重整制氢催化剂. 采用催化活性评价、N2物理吸附、CO化学吸附、X射线衍射(XRD)和程序升温还原(TPR)等手段系统研究了催化剂的活性、选择性及物化性质. 实验结果表明, Ce和Mg改性的 γ-Al2O3 负载Pt催化剂的活性明显高于Pt/γ-Al2O3 催化剂. 在498 K和2.58 MPa条件下,乙二醇的转化率由72.3%提高到100%, 氢的选择性接近100%. 在Pt/(Ce)γ-Al2O3 和Pt/(Mg)γ-Al2O3 催化剂的XRD谱中,除了 γ-Al2O3 特征峰外,还分别出现了CeO2和Mg-Al层状化合物及微弱的Mg-Al尖晶石结构化合物的特征峰. Ce的存在促进了Pt对乙二醇的吸附-裂解作用和CO水煤气变换反应; Mg的存在中和了 γ-Al2O3 表面的酸性,增加了载体的碱性中心,影响了PtCl2-6的分散,抑制了乙二醇的脱水反应.     

不同形貌Ni/γ-Al2O3催化剂催化CO甲烷化反应的研究

采用沉淀法分别以乙二醇、水、乙二醇-聚乙二醇600为修饰剂,制备了形貌分别为棒状（a-NiO）、粒状（b-NiO）和片状（c-NiO）结构的NiO催化剂,然后和γ-Al₂O₃通过研混法制得NiO/γ-Al₂O₃催化剂。采用XRD、TEM及H₂-TPR等技术手段对催化剂进行了表征。TEM观察NiO的形貌分别为棒状、粒状和片状。H₂-TPR结果表明,NiO/γ-Al₂O₃催化剂的氧化中心数量顺序为b-NiO/γ-Al₂O₃＜a-NiO/γ-Al₂O₃＜c-NiO/γ-Al₂O₃。XRD结果表明,NiO/γ-Al₂O₃催化剂还原后的Ni晶粒尺寸大小为b-Ni＞a-Ni＞c-Ni。在连续流动固定床反应装置上考察了Ni/γ-Al₂O₃对CO甲烷化反应的催化活性,研究了混合方法和形貌对CO甲烷化反应的影响。结果表明,研混法制得催化剂的活性及稳定性较好。催化剂形貌对CO甲烷化反应的催化活性顺序为c-Ni/γ-Al₂O₃＞a-Ni/γ-Al₂O₃＞b-Ni/γ-Al₂O₃,常压、593K和2500h^-1反应条件下,w_Ni为15% c-Ni/γ-Al₂O₃催化CO合成CH₄选择性及CO转化率分别达90.80%和99.63%。     

γ-Al2O3对SCR脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2的改性研究

采用溶胶凝胶法制备了不同γ-Al₂O₃含量的钛铝复合载体,以此为载体采用浸渍法负载V₂O₅和WO₃制备了一系列催化剂。采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温还原(H₂-TPR)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征技术对催化剂表面形态进行分析,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH₃-SCR)的反应条件下,对催化剂的脱硝反应活性和SO₂抗中毒进行考察。结果发现,TiO₂和γ-Al₂O₃之间的协同作用使得V₂O₅-WO₃/TiO₂-γ-Al₂O₃催化剂的脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,表现出了良好的热稳定性和抗SO₂毒化能力,特别是V₂O₅-WO₃/TiO₂-15% γ-Al₂O₃在310~460 ℃,NO的转化率均在80%以上,反应窗口最宽。各种表征结果表明,TiO₂-γ-Al₂O₃复合载体中γ-Al₂O₃高度分散在TiO₂上,复合载体具有较大的比表面积,同时具有较强的还原能力。     

铜钼组分对γ-Al2O3负载镍催化剂脂肪酸甲酯加氢脱氧性能的影响

制备一系列包含或不包含铜、钼组分的Ni/γ-Al₂O₃催化剂,并对其进行表征和性能测试。考察了铜、钼负载量,浸渍顺序（包括连续浸渍和共浸渍）,反应条件对脂肪酸甲酯加氢脱氧反应性能的影响。根据TG数据,使用过的20Ni-6Cu/γ-Al₂O₃催化剂其热失重小于20Ni/γ-Al₂O₃催化剂,这表明,铜的引入能够有效抑制反应过程中催化剂表面的积炭行为。对于20Ni-6Cu/γ-Al₂O₃和20Ni-6Cu-nMo/γ-Al₂O₃（n=2、5、8和12）催化剂,NH₃-TPD分析结果显示,钼物相的引入对载体γ-Al₂O₃的酸性位有着显著影响,当钼负载量达到5%时,可以观察到一个新的酸位对应于中强酸位。铜和钼修饰过的催化剂其催化性能要高于Ni/γ-Al₂O₃催化剂。从XPS的分析可以看出,催化剂中的铜主要以正二价形式存在,钼主要以正四价和正六价形式存在,而且不同的浸渍顺序会影响催化剂表面活性组分的实际含量。此外,脂肪酸甲酯的转化率和烷烃产品的收率也和所制备出来的催化剂的浸渍顺序有关。在所有的催化剂中,使用连续浸渍（先浸渍镍铜组分、浸渍钼组分）所制备的三金属20Ni-6Cu-5Mo/γ-Al₂O₃催化剂展现了优异的催化性能。在适宜的反应条件下（350 ℃,2.5 MPa,WSHV=2.0 h^-1,H₂/oil ratio=1250 mL/mL）,脂肪酸甲酯的转化率和烷烃产品的收率分别达到98.4%和94.2%。     

焙烧温度对Pt-FeOx/γ-Al2O3催化剂催化甲醛氧化性能的影响

采用胶体沉积法制备了Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂,通过XRD、TEM、BET、XPS、H₂-TPR和FT-IR等技术对催化剂进行了表征,考察了焙烧温度对Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表面结构及其催化甲醛氧化性能的影响。结果表明,焙烧温度对Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂的氧化还原性能、Pt物种的化学状态以及表面羟基的数量有较大的影响。在室温下,所有Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂均表现出催化氧化活性,其中,200℃焙烧的Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表现出最好的催化性能,可以将甲醛100%转化为CO₂和H₂O。较低温度焙烧的Pt-FeO_x/γ-Al₂O₃催化剂表面Pt物种具有较好的价态分布以及更多的界面活性位,如Pt-O-Fe物种,因而在温和条件下对甲醛的催化氧化活性较高。     

助剂Ni与载体的相互作用及其对NiMo/γ-Al_2O_3催化剂加氢脱硫性能的影响

以γ-Al_2O_3为载体,制备了一系列不同NiO负载量的NiMo/γ-Al_2O_3催化剂,利用XRD、~(27)Al-MAS NMR、Py-FTIR和HRTEM等技术对其进行了表征;在高压微反装置对该系列催化剂的加氢脱硫性能进行了评价,研究了助剂Ni与载体γ-Al_2O_3中不饱和铝间的相互作用及其对催化剂活性相结构形貌和催化活性的影响。结果表明,助剂Ni优先作用于γ-Al_2O_3表面的四配位不饱和铝原子位置;随着NiO负载量的增加,硫化态NiMo/γ-Al_2O_3催化剂中MoS_2活性相的长度变短、堆垛层数增加。Ni的引入能明显提高NiMo/γ-Al_2O_3催化剂的加氢脱硫活性,但其加氢选择性则有所降低。     

Co-B/γ-Al2O3非晶态催化剂的制备及其催化乳酸乙酯液相加氢性能

采用浸渍-还原法制备了负载型Co-B/γ-Al₂O₃非晶态合金催化剂, 并将其应用于乳酸乙酯液相加氢制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)反应中, 研究了其催化加氢性能. 采用电感耦合等离子体(ICP)发射光谱仪、X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的性能进行了表征, 考察了制备条件对催化剂性能的影响. 结果表明, 新鲜的Co-B/γ-Al₂O₃催化剂具有非晶态结构, Co-B均匀地分散在载体γ-Al₂O₃上. 随着Co负载量的增加, 催化剂的热稳定性提高, 催化剂表面Co/B原子比增加. 当金属Co理论负载量为30%(质量分数, w)时, Co-B/γ-Al₂O₃催化剂表现出最高的加氢催化性能, 在160 ℃, 氢气压力为6.0 MPa条件下反应9 h, 乳酸乙酯的转化频率(TOF)为1.41 h^-1, 转化率达到93.63%, 1,2-丙二醇的选择性达到96.10%. 催化剂的加氢性能取决于其分散均匀的Co-B纳米粒子、较高的表面Co/B原子比及Co和B之间的电子转移效应.     

Ni-Fe/γ-Al2O3双金属催化剂的制备及其CO甲烷化性能研究

采用等体积浸渍法制备了Ni-Fe/γ-Al₂O₃双金属催化剂和Ni/γ-Al₂O₃、Fe/γ-Al₂O₃单金属催化剂,在连续流动微反装置上考察了催化剂的CO甲烷化催化活性,采用XRD、N₂物理吸附、H₂-TPR、H₂-TPD和TPSR等手段对催化剂进行表征。结果表明,Ni-Fe/γ-Al₂O₃双金属催化剂中Ni、Fe之间产生了明显的相互作用,还原后催化剂中形成Ni-Fe合金,对氢气吸附量显著增加。在CO体积分数为0.5%、空速5000h^-1、常压的反应条件下,Ni-Fe/γ-Al₂O₃双金属催化剂表现出高的甲烷化活性,220℃时将CO完全转化为甲烷。     

Pd-Cu/γ-Al_2O_3催化苯乙炔选择性加氢反应

为了提高苯乙炔加氢反应中的苯乙烯选择性,本文采用"胶体-等体积浸渍"两步法制备了Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂.利用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、CO脉冲化学吸附、N2物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等技术表征了Pd-Cu/γ-Al2O3的结构性质,考察了Cu/Pd摩尔比、Pd负载量以及金属引入顺序对Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢性能的影响.结果表明,与Pd/γ-Al2O3单金属催化剂相比,Pd-Cu/γ-Al2O3的苯乙烯选择性大幅度提高,尤其是当Pd负载量为0.3%(w),且Cu/Pd摩尔比为0.6时,Pd-Cu/γ-Al2O3表现出优异的加氢选择性;在0.1 MPa和40°C下,当苯乙炔转化率为90%时,双金属催化剂的苯乙烯选择性可达95%;当转化率达到99%以上时,苯乙烯选择性仍保持在82%左右.分析表明,Pd-Cu/γ-Al2O3中形成了Pd-Cu合金,但是两种金属间不存在电子转移,Cu对Pd的几何效应才是导致Pd-Cu/γ-Al2O3苯乙烯选择性增加的主要原因.     

Co-Mo/γ-Al2O3催化剂的原位红外光谱表征研究

采用CO和NO作为探针分子,应用原位红外光谱法(in-situ FT-IR)和程序升温还原(H₂-TPR)对Mo/γ-Al₂O₃和Co-Mo/γ-Al₂O₃加氢催化剂进行表征,并对催化剂进行了加氢脱硫(HDS)活性评价。实验结果表明,在Co-Mo/γ-Al₂O₃催化剂表面存在三个吸附位;在Mo/γ-Al₂O₃催化剂中加入助剂钴对钼吸附位起到显著的改性作用,并且引入新的活性中心,提高了催化剂的催化活性;随着钼含量的增加,活性中心数目逐渐增多;用CO-NO共吸附原位红外光谱研究了Co-Mo/γ-Al₂O₃催化剂表面活性中心的信息,证明不同的Mo中心分别吸附CO和NO,并将它们区分开来,解决了不同活性中心的光谱互相重叠的问题。     

Ni的引入对Cu/γ-Al_2O_3催化剂上含硫低浓度甲烷燃烧特性的影响

采用共浸渍法制备了不同Ni含量的Cu/γ-Al2O3催化剂,在固定床反应器上考察了该催化剂在含硫(SO2,0.01%,体积分数)气氛中对低浓度甲烷(3%)的催化燃烧活性及抗硫中毒稳定性。结果表明,SO2会使Cu/γ-Al2O3催化剂发生硫中毒,Ni的加入可增强其抗硫性能,而且随着Ni含量的增加,其抗硫性改善效果越明显。在Ni含量为10%的Cu/γ-Al2O3催化剂上反应10 h后,甲烷转化率仍可保持在96%以上。SEM、XRD和TPD表征结果显示,Ni的加入促使Cu/γ-Al2O3催化剂表面生成NiAl2O4尖晶石相,提高了催化剂的稳定性。随着Ni含量的增加,催化剂表面Lewis酸性降低,吸附SO2的能力减弱,可延缓催化剂硫中毒,同时也缩短了CO2分子在催化剂表面的停留时间,从而提高了甲烷催化燃烧效率。