高比表面积Cr2O3-α-AIF3催化剂的制备和应用

采用炭硬模板法制备了高比表面积Cr2O3-α-AIF3催化剂.该催化剂的合成过程主要包括三步:(1)将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到Cr203-y-Al2O3中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭;(2)将含炭的Cr2O3-y-Al2O3固体在400℃用HF气体进行完全氟化;(3)在高温下利用燃烧法除去炭硬模板.对所制备的催化剂进行了X射线衍射(XRD),氮气吸脱附曲线,氨气程序升温脱附(NH3-TPD),透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)和X射线能量散射(EDX)技术表征.结果表明,氟化过程对Cr2O3-α-AIF3催化剂比表面积有重要影响,在最佳实验条件下,能够得到比表面积为115 m2·g-1的催化剂.此催化剂对催化裂解二氟乙烷(HFC-152a)制备氟乙烯(VF)的催化活性明显高于直接氟化制备的Cr2O3-α-AIF3催化剂,这是因为高比表面积的Cr2O3-α-AIF3催化剂具有较大的酸量.     

高比表面积Cr2O3-α-AlF3催化剂的制备和应用

采用炭硬模板法制备了高比表面积Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂.该催化剂的合成过程主要包括三步:（1）将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到Cr₂O₃-γ-Al₂O₃中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭;（2）将含炭的Cr₂O₃-γ-Al₂O₃固体在400℃用HF气体进行完全氟化;（3）在高温下利用燃烧法除去炭硬模板.对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）,氮气吸脱附曲线,氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）,透射电镜（TEM）,扫描电镜（SEM）和X射线能量散射（EDX）技术表征.结果表明,氟化过程对Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂比表面积有重要影响,在最佳实验条件下,能够得到比表面积为115 m²·g^-1的催化剂.此催化剂对催化裂解二氟乙烷（HFC-152a）制备氟乙烯（VF）的催化活性明显高于直接氟化制备的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂,这是因为高比表面积的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂具有较大的酸量.     

高比表面积α-AlF3的制备和表征

采用炭硬模板法制备了高比表面积的α-AlF3(HS-α-AlF3)。首先,将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到γ-Al2O3中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭。其次,将含炭的γ-Al2O3固体用HF气体进行氟化。最后,再利用燃烧法除去炭硬模板。采用XRD、低温氮吸附-脱附、NH3-TPD、SEM-EDX等技术对样品进行了表征。结果表明,当炭化温度为450℃时,HF-N2混合气体积比为1:4,除碳温度为425℃时,制得的α-AlF3比表面积最大,为66 m2.g-1。此外,HS-α-AlF3催化剂对CCl2F2歧化反应的催化活性也明显高于常规方法制备的低比表面积的α-AlF3,这是因为高比表面积的α-AlF3催化剂具有较大的酸量。     

面向异丁烷脱氢介孔γ-Al_2O_3基催化剂的合成及其高催化性能

采用溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N_2物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,结果表明,低温下有利于控制异丙醇铝的水解和缩合及介孔γ-Al_2O_3的研制。与常规的γ-Al_2O_3相比,所制备的介孔γ-Al_2O_3的有更大的比表面积和良好的有序性,在600℃、101.325kPa、GHSV=1 000 h~(-1)的条件下,10%(w/w)Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂性能最佳,异丁烷的转化率达63.1%,异丁烯的选择性达到85.5%。与传统的催化剂相比,介孔Cr_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂具有大的比表面积,高度分散的活性组分,优良的催化性能和良好的抗积碳能力。     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

CoMoSx/γ-Al2O3催化剂在还原脱硫中的吸附性能和催化活性

以等体积浸渍法与原位还原硫化法相结合制备了CoMoS_x/γ-Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜/能谱(SEM/EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温脱附/程序升温还原/程序升温表面反应-质谱分析(TPD/TPR/TPSR-MS)对催化剂进行了表征,系统地研究了CoMoS_x/γ-Al_2O_3催化剂的结构、表面CO和SO_2的吸附-脱附行为及其表面反应特性。采用微型固定床反应器评价了CoMoS_x/γ-Al_2O_3催化剂的催化特性。研究表明,CoMoS_x/γ-Al_2O_3催化剂由γ-Al_2O_3和高分散的Co-Mo-S组成,预硫化过程中不会出现CoS_2和Co_9S_8等硫化物。γ-Al_2O_3几乎不会吸附CO,CoMoS_x对CO具有强吸附作用;而γ-Al_2O_3和CoMoS_x都可以吸附SO_2,但γ-Al_2O_3的吸附作用较弱,CoMoS_x的吸附作用较强。在γ-Al_2O_3上会吸附微量的COS,而CoMoS_x不会吸附COS。在SO_2与CO的表面反应中,吸附在CoMoS_x上的SO_2会与CO发生反应,而吸附在γ-Al_2O_3上的SO_2不会发生反应。在400℃时,SO_2的转化率和硫单质的选择性都接近100%。     

Cr2O3-Al2O3催化剂半导性对催化性能的影响

在剖析Cr_2O_3-Al_2O_3系催化剂微观结构的基础上,通过对Cr_2O_3 Al_2O_3的电导测定、热磁分析研究了Cr_20_3-Al_2O_3催化剂的半导性及它对临氢脱烷基催化过程的影响。实验结果表明,氧化态Cr_2O_3为p型半导体,在还原气氛中,将转化为n型。其转变温度随Cr_2O_3含量的增加而提高。催化甲苯临氢脱烷基的活性中心为Cr(Ⅱ)。具有尖晶石结构的γ-Cr_2O_3比α-Cr_2O_3的活性更好。在甲苯气氛中,载流子Cr(Ⅱ)越多,活性越高;在苯气氛中,载流子Cr(Ⅱ)相对越少,其对苯的选择性越好。     

Mg改性对Co/γ-Al2O3-TiO2催化燃烧丙烷性能影响

采用分步浸渍法制备了系列Mg改性的Co/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂,通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DR-UV-vis)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)和H_2程序升温还原(H_2-TPR)等技术对催化剂进行表征,并考察了其对丙烷燃烧的催化性能。结果表明,Co在原始γ-Al_2O_3-TiO_2载体和Mg改性MgO/γ-Al_2O_3-TiO_2载体上均以Co_3O_4的形式存在;Mg掺入后与Al_2O_3作用形成MgAl_2O_4尖晶石,改善了载体的织构性质,提升了Co_3O_4在催化剂载体表面的暴露数量和分散程度。此外,MgAl_2O_4与Co_3O_4相互作用提升了Co_3O_4颗粒表面Co~(3+)/Co~(2+)和O_(ads)/O_(latt)的比例,并削弱了Co-O键键能,从而提升了其对丙烷的催化燃烧活性。当Mg负载量为15%(质量分数)时,在Co/MgO(15%)/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂上进行丙烷燃烧,丙烷90%转化率的温度比无Mg掺杂的Co/γ-Al_2O_3-TiO_2催化剂的降低了45℃,并且连续反应40 h其活性保持稳定。     

NiO-Fe_2O_3/PG-γ-Al_2O_3催化剂的制备及其在秸秆热解中的应用

通过沉积沉淀法与均匀沉淀法制备以坡缕石与伽马氧化铝(Palygorskite-Gamma Alumina,PG-γ-Al_2O_3)为复合载体的负载型NiO-Fe_2O_3/PG-γ-Al_2O_3催化剂,采用了EDX、XRD、SEM、N2等温吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征与分析。同时利用管式炉考察了NiO-Fe_2O_3/PG-γ-Al_2O_3催化剂在作物秸秆热解中的催化性能和再生使用寿命及抗积炭能力,并与两种单载体催化剂(NiO-Fe_2O_3/PG,NiO-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3)进行了比较。结果表明,PG-γ-Al_2O_3复合载体比表面积达134.21 m2/g,平均孔径为39.65 nm。NiO-Fe_2O_3/PG-γ-Al_2O_3催化剂活性组分负载均匀,分散较好且催化剂中同时存在镍铁合金与镍铝尖晶石结构。催化剂活性测试显示,NiO-Fe_2O_3/PG-γ-Al_2O_3催化剂用于作物秸秆热解具有极高的催化活性,能够显著提高产品燃气品质、燃气中的CO与H2含量和燃气热值;相比单载体催化剂其催化活性好,再生效果佳,抗积炭能力较强。     

Cr_2O_3和CrO_3/Cr_2O_3催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷气相氟化反应的活性物种和失活（英文）

采用沉淀法和浸渍法制备了2种铬基(Cr_2O_3和CrO_3/Cr_2O_3)催化剂,用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成1,1,1,2-四氟乙烷。研究发现含有低价铬(Cr3+)物种的Cr_2O_3催化剂上2-氯-1,1,1-三氟乙烷的稳态转化率为18.5%,而含有高价铬(Cr6+)物种和低价铬(Cr3+)物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂初始转化率达到30.6%,然而存在明显的失活。含有Cr6+物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷氟化反应初始TOF值为1.71×10-4 molHCFC-133a·molCr髩-1·s-1,高于含有Cr3+物种的Cr_2O_3催化剂(4.16×10-5 molHCFC-133a·molCr髥-1·s-1)。Cr_2O_3催化剂在氟化反应前后催化剂的物相结构保持不变;而含有高价铬物种的CrO_3/Cr_2O_3催化剂经HF反应后生成了CrO_xF_y活性物种。然而,CrO_xF_y物种在反应中挥发或转化成稳定但无活性的CrF_3,从而导致催化剂失活。     

改性三氧化二铬催化1,1,3,3-四氯丙烯氟化高选择性合成反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯研究（英文）

反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd(E))是近年来正在研发的第4代发泡剂,其大气臭氧消耗潜能值为0.000 24,温室效应潜能值为7.0,毒性低,常态下不燃,使用安全;它也是合成含氟精细化工品的中间体,以及合成氟树脂和氟弹性体的单体.我们制备了Al, Zn, Co改性的Cr_2O_3催化剂,将其成功应用于1,1,3,3-四氯丙烯(HCC-1230za)与氟化氢反应中,高选择性地合成HCFO-1233zd(E),复合催化剂Zn/Cr_2O_3显示高稳定性,其中HCC-1230za转化率高达99.4%, HCFO-1233zd(E)的选择性高达98.2%.反应条件诸如反应物HF/HCC-1230za的摩尔比和反应温度等对产物分布有显著影响.在相对较低的温度(200℃)和较大的HF/HCC-1230za摩尔比(10∶1)下,对HCFO-1233zd(E)的选择性有利.通过XRD, XPS, BET和V70吡啶吸附红外光谱技术对复合催化剂Zn/Cr_2O_3进行了表征.XRD结果表明,催化剂中大多数无定形Cr_2O_3和高度分散微晶相Cr_2O_3共同导致催化剂的高活性和高稳定性. HCC-1230za的转化率与预氟化处理催化剂Zn/Cr_2O_3的比表面积有关,催化剂的比表面积越高,催化活性越高. XPS光谱表明,在预氟化过程中,表面铬氧化物可能与F原子强烈相互作用,从而导致Cr原子的化学环境发生广泛变化. V70吡啶吸附红外光谱和氨-程序升温脱附技术结果证明尚未失活的催化剂Lewis酸和Br?nsted酸中心的数目和强度与新制备的催化剂相比明显提高.     

TiO_2在γ-Al_2O_3的单层分散态

近年来文献报道,用TiO_2(锐钛矿)改性的γ-Al_2O_3,作为钼系加氢脱硫或脱氮催化剂的载体,可明显改善催化剂的性能。因此,TiO_2在γ-Al_2O_3表面上的存在状态和性质已成为重要的研究课题。我们曾对用气相吸附法制备的TiO_2/γ-Al_2O_3复合载体中的TiO_2在γ-Al_2O_3表面上的存在状态作了初步研究,发现TiO_2在γ-Al_2O_3(Sg=211.6m~2、g)表面上有一分散阈值     

多孔Pd/TiO_2-Al_2O_3催化剂上乙醇完全氧化的研究（英文）

利用模板剂-浸渍法制备出了不同焙烧温度下的多孔复合材料TiO_2-Al_2O_3和Pd/Al_2O_3-TiO_2催化剂来催化氧化乙醇.样品经过XRD,FT-IR,孔结构分析、TEM、XPS、脉冲吸附、NH_3-TPD等进行表征分析.250℃焙烧的Pd/TiO_2-Al_2O_3催化剂具有最高的乙醇转化率和CO_2生成率.高比表面积、均匀分散的金属Pd颗粒和丰富的表面吸附氧是其具有高的催化活性的主要原因.     

CuCl等在γ-Al_2O_3表面的分散及其对乙烯吸附的研究

本文研究了CuCl在γAl_20_3表面上的分散和乙烯在CuCl/γ-Al_2O_3上的吸附和程序升温脱附情况.X射线相定量法和紫外漫反射法都表明用烘烤法或浸渍法制备的CuCl/γ-Al_2O_3中CuCl在γ-Al_2O_3表面可达单层分散.X射线相定量法测得CuCl在γ-Al_2O_3表面上的最大分散量为0.095克CuCl/100米~2γ-Al_2O_3表面.吸附和程序升温脱附研究表明,分散在γ-Al_2O_3表面上的CuCl在室温常压下便可吸附乙烯,比纯CuCl吸附乙烯的能力提高千倍以上,分散后的CuCl吸附乙烯的分子比可高达0.19C_2H_4分子/Cu~ 离子.分散在γ-Al_2O_3表面上的CuCl可与C_2H_4,C_3H_6等形成表面π络合物,但要求有合适的几何环境.这些结果可供利用CuCl/γ-Al_2O_3分离含不饱和键分子时参考。     

氟在γ-Al_2O_3及NiW/γ-Al_2O_3催化剂中的作用——Ⅰ.氟的存在形态与表面酸性

本文应用X-光衍射,电子能谱等技术考察了氟在γ-Al_2O_3及NiW/γ-Al_2O_3催化剂中的存在形态,发现氟的存在形态受催化剂制备条件、组成等多种因素制约。本文认为,氟主要以两种形式存在:表面基及AlFi(OH)_3-i(i=1～3),当氟含量较低时,主要以表面基的形式存在,对催化剂脱氮性能起作用的正是这一部分氟。红外光谱研究发现:γ-Al_2O_3经氟处理后在其表面引入了Br(?)nsted酸中心,同时Lewis酸中心的数量减少,强度增加,负载活性组分后在催化剂表面也引入了Br(?)nsted酸中心。     

Nb_2O_5/γ-A1_2O_3表面铌氧物种的分散状态与酸性特征

负载型Nb_2O_5是多种催化反应的有效催化剂.以草酸铌为前驱物,γ-Al_2O_3为载体,通过浸渍法制备不同负载量的Nb_O_5/γ-Al_2O_3催化剂.采用粉末X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)和吡啶吸附傅立叶变换红外(Py-IR)光谱方法对催化剂表面铌氧(NbO_x)物种的分散特征、酸性特征进行表征,通过异丁烯(IB)与异丁醛(IBA)缩合生成2,5-二甲基-2,4-己二烯(DMHD)反应评价催化剂表面酸催化活性.结果表明,Nb在γ-Al_2O_3表面的单层分散容量(г_(Nb)为7.6 μmol·m~(-2),与"嵌入模型"理论分析:Nb~(5+)分散在γ-Al_2O_3优先暴露晶面(110)上八面体空位中的单层分散容量值7.5 μmol·m~(-2)接近,即分散的Nb~(5+)离子键合在γ-Al_2O_3表面八面体空位中.在低负载量下,分散在γ-Al_2O_3表面的Nb_2O_5主要以孤立的NbO_x物种形式通过Nb--O--Al键与载体表面键合,与LRS结果一致.处于孤立状态下的NbO_x物种使表面Lewis酸位量下降.随负载量的增加,孤立的NbO_x物种通过Nb--O--Nb键连接而聚集,并形成表面Br(o)nsted酸位,随着NbO_x聚集度增加,表面Br(o)nsted酸密度增加,酸性增强,对IBA与IB缩合反应催化活性增加.当负载量超过单层分散容量时,NbO_x物种呈现三维聚集状态,DMHD的转化频率(TOF)降低,同时表面Br(o)nsted酸性增强,导致目标产物DMHD的选择性降低.Nb2_O_5/γ-Al_2O_3催化剂表面Br(o)nsted酸特征与NbO_x物种聚集状态密切相关.     

氟在γ—Al2O3及NiW／γAl2O3催化剂中的作用：Ⅱ,镍,钨的存在状态

本文考察了载氟对NiW/γ-Al_2O_3催化剂中活性组分存在形态的影响。发现在不含氟的NiW/γ-Al_2O_3催化剂中,钨趋向于以更分散的状态存在,而在含氟的NiWF/γ-Al_2O_3催化剂中,钨更趋向于形成“小片状”的分散态。漫反射光谱及拉曼光谱研究发现,在含氟的催化剂中,镍更倾向于以八面体配位的形式存在。而钨更倾向于形成单一形式的聚钨酸盐。本文还探讨了制备条件与镍的存在状态及催化剂性能的关系,发现只有在一定的条件下氟才能显示出其对NiW/γ-Al_2O_3催化剂的助剂作用。     

TiO_2-Al_2O_3复合载体的制备及Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂加氢脱硫性能的研究

通过改进的溶胶-凝胶法(SG)、共沉淀法(CP)、表面沉淀法(PR)及混捏法(ME)制备TiO_2-Al_2O_3复合载体,考察了不同制备方法对复合载体物理性质的影响。采用浸渍法制备Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3-X加氢脱硫催化剂,研究了Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3-X加氢脱硫催化剂的脱硫性能。利用XRD、BET、SEM等表征手段对复合载体及催化剂进行表征分析。结果表明,SG法制备的复合载体粒径均一,具有较大的比表面积、孔径和孔体积;CP法制备复合载体时TiO_2以单层或亚单层的分散状态高度分散于γ-Al_2O_3中。在氢气压力3.0 MPa、反应温度280℃、反应时间4 h、液时空速1.4 h-1和氢油比600的条件下,SG法制备的Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂具有较高加氢脱硫活性,噻吩转化率达到96.6%。     

Ni/La_2O_3/Al_2O_3催化剂上甲烷干重整积炭表征与分析(英文)

用传统的等体积浸渍法或蒸发法制备了Ni/La_2O_3/γ-Al_2O_3与Ni/La_2O_3/α-Al_2O_3催化剂,在没有稀释气体的条件下进行了甲烷干重整反应.采用H_2程序升温还原、N_2吸附脱附、X射线衍射、透射电子显微镜、热重-差示扫描热量以及程序升温加氢等手段对新鲜的与反应后的催化剂以及沉积的碳进行了表征.结果表明,催化剂上有四种含碳物种,以三种形态存在,即无定形碳(聚合态)、丝状碳或石墨碳.这些催化剂上积炭的数量与种类各不相同,依赖于催化剂中金属Ni颗粒的大小与载体的织构特性.丝状碳的形成及其形貌与金属Ni颗粒的大小有着密切的联系.Ni颗粒小于15nm时能抑制丝状碳的形成与沉积.减少积炭的数量,同时能产生较多的活性C_a物种,从而在一定程度上导致催化剂具有较好的活性与稳定性.     

多孔氧化铝及其前躯体的制备与表征

γ-Al2O3主要来源于其前驱体勃姆石(AlOOH),由于具有高的比表面积,常作为催化剂载体和吸附剂。该文以Al(NO)3·9H2O和NaOH为原料,采用溶胶凝胶法制备出了高比表面积的AlOOH,经过热处理得到丛状的多孔性γ-Al2O3。并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附技术对所得的产物进行表征。