溶胶-凝胶法制备K-Co-Mo催化剂的结构及其合成低碳醇性能研究──焙烧温度的影响

采用溶胶凝胶法制备 Ｃｏ Ｍｏ Ｏ４ 催化剂, 经 Ｋ 助化后分别在空气中于４００～８００ ℃下进行焙烧, 得到氧化态样品, 然后经硫化制得硫化态 Ｋ Ｃｏ Ｍｏ 催化剂, 对氧化态样品的乙醇分解性能及硫化态样品的 Ｃ Ｏ 加氢合成低碳醇的反应性能进行了测试． 运用 Ｘ 射线衍射（ Ｘ Ｒ Ｄ ）和扩展 Ｘ光吸收精细结构（ Ｅ Ｘ Ａ Ｆ Ｓ ）对样品进行结构表征． 乙醇分解性能测试表明, 催化剂的表面酸性较弱, 且随着焙烧温度的升高变化不大． 合成醇性能测试结果则显示, 催化剂的焙烧温度升高后,其合成醇的产率逐步降低, 但醇选择性基本不变． 经 ４００ ℃焙烧的样品, 具有最好的催化活性．结构分析结果表明, 氧化态样品中存在多种 Ｋ Ｍ ｏ Ｏ 物种, 且随着焙烧温度的提高, 钾钼之间作用增强, 样品更难以被完全硫化．     

焙烧温度对Fe-Mn催化剂结构和F-T合成性能影响

研究了焙烧温度对Fischer-Tropsch(F-T)合成Fe-Mn催化剂的织构性质、还原行为以及在还原和反应过程中结构变化的影响；在H2/CO=2.0、260 ℃、2.5 MPa和1 000 h－1条件下在固定床反应器上考察了焙烧温度对Fe-Mn催化剂F-T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响。XRD和TPR结果表明，随着焙烧温度的升高，催化剂中α-Fe2O3晶粒增大，催化剂比表面积降低，促进Mn3+渗入α-Fe2O3晶格中，形成了铁锰固溶体物相，使得催化剂难于还原，当焙烧温度升高到700 ℃时，催化剂中的α-Mn2O3相完全消失。催化剂F-T合成反应评价表明，在不降低催化剂活性的同时，焙烧温度的升高可显著地提高催化剂的反应运行稳定性，并促使烃产物分布向高碳数方向偏移；600 ℃焙烧的Fe-Mn催化剂运行200 h，总体活性高，失活速率较低，对低碳烯烃和中间馏分油段产物选择性好。     

焙烧温度对K-Cu/Zn/La/ZrO2催化剂上异丁醇合成的影响

采用共沉淀法制备了Cu/Zn/La/ZrO₂催化剂,并浸渍K对其进行改性.以合成气合成异丁醇为探针反应,考察了焙烧温度对K-Cu/Zn/La/ZrO₂催化剂合成反应的影响.采用XRD、TG、BET、NH₃-TPD、H₂-TPR、Raman及XPS等手段表征了催化剂的结构和表面性质.结果表明,催化剂体相结构、比表面积与其催化活性没有直接关系;催化剂表面强酸中心的存在不利于异丁醇的生成;Cu-Zn-Zr活性组分间协同作用对催化剂活性影响很大,450 ℃焙烧温度下,Cu-Zn-Zr活性组分间协同作用最强,CuO最容易还原,催化活性最高,此时CO的转化率(物质的量)达到69.47%,醇中异丁醇的选择性(质量分数)为19.09%,甲醇+异丁醇的选择性(质量分数)为95.02%.     

Zr-Mn-K催化剂超临界相合成甲醇与异丁醇的研究

用共沉淀法和超临界流体干燥法,分别制备了Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ沉淀型催化剂和超细催化剂．以正十一～十三烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７．５ＭＰａ、ＧＨＳＶ１７００ｈ－１及介质压力２．０８ＭＰａ的实验条件下,分别考察了超细催化剂和沉淀催化剂的气相和超临界相催化合成气制甲醇、异丁醇的性能．气相和超临界相反应的研究均表明,超细催化剂催化合成异丁醇的活性高于沉淀催化剂;在超临界条件下反应,超细催化剂上产物的异丁醇含量较高（为２３％～３２％）,甲醇含量为２２％～３３％,其它醇均在１０％左右．气相与超临界相反应结果的对比显示,超临界流体促进产物的脱附与传递,提高了ＣＯ的转化率．但超临界流体对甲烷的萃取作用强于对醇的萃取,醇选择性低于气相反应．在超临界条件下合成甲醇、异丁醇仍遵循异丁醇形成的链增长机理,超临界流体改变了链增长各步骤的相对速度,致使超临界相反应的产物分布不同于气相反应的产物分布．     

FePVAsMo杂多化合物膜催化低碳醇选择氧化反应的研究

用组合法合成HxFe01.7P1.1V1.1As0.44-1.1Mo2Oy杂多化合物，并将其以浸渍法负载于多孔钛片上制成催化剂膜，在自制膜式反应釜中选择性催化氧化低碳醇，探讨了As,Fe含量及不同膜焙烧温度对催化剂催化性能的影响；用TPR，IR，TG－DTA对杂多化合物进行表征。结果表明，Fe的引入，可大大提高催化剂的活性和反应的选择性；As的引入，使催化剂的氧化脱氢能力大幅提高；膜焙烧温度为400℃时，催化剂的活性，选择性与稳定性最佳。组成为HxFe0.84P1.1V1.1As0.75Mo12Oy的杂多化合物膜催化剂对低碳醇具有良好的催化氧化活性，稳定性及再生能力。在适宜的条件下催化乙醇氧化，乙醛收率可达95．2％，对丙醇，丁醇也有良好的催化活性。     

超细ZrO3催化剂的织构和晶相结构对合成甲醇,异丁醇的影响

采用超临界干燥法制备ＺｒＯ２超细催化剂，用于一氧化碳加氢合成甲醇，异丁醇。考察了催化剂的焙烧温度，焙烧时间以及碱金属助剂对合成醇性能的影响，并结合Ｎ２吸附，ＴＥＭ，ＸＲＤ表征，研究催化剂的织构，体相结构与催化活性的关系。发现随着催化剂焙烧温度升高，焙烧时间的延长，ＺｒＯ２由四方晶型向单斜晶型转变；浸渍Ｋ２ＣＯ３在焙烧过程中能够稳定ｔ－ＺｒＯ２，浸渍Ｎａ２ＣＯ３则促进四方晶型向单斜晶型的转变。     

超细ZrO_2催化剂的织构和晶相结构对合成甲醇、异丁醇的影响

采用超临界干燥法制备ＺｒＯ２超细催化剂，用于一氧化碳加氢合成甲醇、异丁醇。考察了催化剂的焙烧温度、焙烧时间以及碱金属助剂对合成醇性能的影响，并结合Ｎ２吸附、ＴＥＭ、ＸＲＤ表征，研究催化剂的织构、体相结构与催化活性的关系。发现随着催化剂焙烧温度升高、焙烧时间的延长，ＺｒＯ２由四方晶型（ｔＺｒＯ２）向单斜晶型（ｍＺｒＯ２）转变；浸渍Ｋ２ＣＯ３在焙烧过程中能够稳定ｔＺｒＯ２，浸渍Ｎａ２ＣＯ３则促进四方晶型向单斜晶型的转变。微细颗粒四方晶型的ＺｒＯ２有利于异丁醇的生成。     

碱金属助剂对MnOx／ZrO2催化合成

 研究了MnOx／ZrO2催化剂中添加的碱金属助剂对以合成气合成甲醇及异丁醇反应的影响，并采用BET，XRD和NH3－TPD等表征技术，考察了碱金属助剂的添加对催化剂结构和表面性质的影响．结果表明，碱金属助剂对MnOx／ZrO2催化剂的催化性能有明显影响．在实验条件下，添加1．0％K（K2CO3作为前驱物）的催化剂，其催化性能最好，醇的选择性高达74．8％，异丁醇选择性达16．3％．添加碱金属助剂也使MnOx／ZrO2催化剂的表面性质发生了很大变化，从而影响催化剂的催化性能．     

KN03／MCM-48催化酯交换法合成碳酸二丙酯

对KNO，／MCM-48用于丙醇和碳酸二甲酯进行酯交换合成碳酸二丙酯的催化性能进行了考察．用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和X射线荧光法研究了催化剂的结构特征和表面性质．XRD结果表明，随着K负载量的增加，载体特征峰强度逐渐减弱，但仍保留MCM-48的晶体结构．随着焙烧温度的升高，KNO3逐渐分解成K2O．分别考察了活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间和催化剂的用量以及反应时间对反应的影响．结果表明，KNO3／MCM-48催化剂对碳酸二丙酯的合成具有很高的催化活性．在反应温度363K，反应时间6h，催化剂用量5％，丙醇与碳酸二甲酯摩尔比为4的条件下，碳酸二甲酯的转化率可达99．9％，产物碳酸二丙酯选择性93．4％，产率93．3％．     

Pd对Zr－Mn－K催化CO加氢合成甲醇与异丁醇的影响

 考察了添加Pd对Zr－Mn－K催化CO加氢合成甲醇与异丁醇的影响．与Zr－Mn－K催化剂相比，Pd／Zr－Mn－K催化剂的催化活性及异丁醇选择性明显升高．在SV＝10000h－1，p＝8．0MPa和T＝673K的反应条件下，1．5％Pd／Zr－Mn－K催化剂上醇的时空收率由原来的122．8升高到232．6g／（kg·h），异丁醇的选择性由原来的15．5％升高到21．7％．当Pd的添加量大于1．5％时，催化剂的活性及异丁醇选择性开始下降．H2和CO吸附实验结果表明，Pd／Zr－Mn－K催化剂表面维持有较高的H2和CO吸附量，有利于甲醇与异丁醇生成速率的提高．当Pd的添加量超过1．5％时，Pd的分散度降低，粒径变大，吸附H2和CO的量减少，致使合成甲醇和异丁醇的性能降低．     

Ni/ZrO2催化剂上甲烷水蒸气重整反应的研究

研究了Ni/ZrO2催化剂对甲烷水蒸气重整制合成气的反应性能。考察了催化剂的还原温度、载体焙烧温度以及反应温度、原料配比和空速等对催化剂性能的影响。利用XRD、TEM、XPS等手段对催化剂的织构形貌进行了表征。研究表明，Ni/ZrO2催化剂用于甲烷水蒸气重整制合成气不仅具有较高的活性，也具有较好的稳定性。水蒸气比增加，CH4转化率增大、CO选择性下降。CH4转化率及CO选择性均随空速增大而下降。使用10%Ni/ZrO2催化剂，在650 ℃、空速1.984×104 h－1、原料气配比H2O∶CH4∶N2=2∶1∶2.67的条件下，获得CH4转化率85%、CO选择性70%的结果。     

稀土Sm对于Cu/Zr基合成醇催化剂的改性作用

 采用BET,XRD,TPR,H2－TPD和NH3－TPD等表征手段,考察了稀土助剂Sm2O3的添加方式对Cu／Mn／Zr／Ni催化剂结构的影响,并与催化剂催化CO加氢合成醇反应的活性及选择性相关联．结果表明,加入稀土助剂后,催化剂的表面酸性明显增强,催化性能发生了很大变化,副产物烃和CO2的含量明显降低;反应过程中有大量二甲醚生成．此外,稀土助剂Sm2O3对催化剂有一定的电子改性作用,改变了催化剂表面的吸附行为．     

Cu/ZrO2催化剂上乙醇水蒸气重整反应的研究 Ⅰ 催化剂性能及其制备参数的影响

研究了Cu/ZrO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化性能。用常规沉淀法、醇凝胶法制备了ZrO2载体；用浸渍法或共沉淀法制备了Cu/ZrO2催化剂。考察了ZrO2载体的制备方法以及Cu/ZrO2的制备参数对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、TEM及XRF等方法对催化剂的比表面积、孔容、晶相、表面形貌以及活性组分等进行了表征。同时，制备并比较了Ni/ZrO2、Cu/10MgO-90ZrO2和Cu/10CaO-90ZrO2催化剂的性能，考察了活性组分Cu、Ni的差异以及ZrO2载体的影响。在Cu/ZrO2催化剂(Cu的质量分数为8%)上，500 ℃~600 ℃乙醇转化率达到98%~100％、H2选择性为2.0~2.6（摩尔比）。 Cu/ZrO2与Ni/ZrO2机械混合有助于H2选择性的提高。在催化剂载体中添加MgO、CaO碱性物质可以使H2选择性提高1.3倍~2.0倍。浸渍法制备的Cu/ZrO2催化剂的性能优于共沉淀法。     

Effects of Zr/Ti molar ratio in SO42-/ZrO2-TiO2 calcined at different temperatures on its surface properties and glucose reactivity in near-critical methanol

Effects of Zr/Ti molar ratio in SO42-/ZrO2-TiO2 solid acid catalyst calcined at different temperatures on its surface properties and catalytic activity were thoroughly investigated in this paper. The physicochemical characteristics of prepared samples were determined by N2 adsorptiondesorption, XRD, NH3-TPD and XPS techniques, respectively. It was found that the crystallization temperature of the samples increased after the combination of ZrO2 and TiO2; and phase transformations from the anatase to the rutile of TiO2 species and the tetragonal to the monoclinic of ZrO2 species were effectively suppressed at higher temperature. The sample with a Zr/Ti molar ratio of 3/1 calcined at 450℃ showed the highest surface area and the most acid sites among all the tested samples. The acid site densities of samples were relatively closed to each other if they were calcined at the same temperature, however, decreased with the calcination temperature. The result indicates that the sulfur content in samples is a crucial factor to control the acid site density. Calcining the sample at 650℃ and higher temperatures resulted in a significant desorption of sulfate ion on the samples. The synthesized samples were evaluated as a potential catalyst for glucose conversion under the near-critical methanol conditions (200℃/4 MPa). The results suggested that the relatively weaker acid sites of the catalyst were more favorable for the accumulation of methyl glucosides, while the moderate acid sites were responsible for the formation of methyl levulinate. The catalytic activity for methyl levulinate production almost increases linearly with the catalyst acid site density. The catalyst deactivation is due to the loss of sulfate ion and the two catalysts with Zr/Ti molar ratios of 3/1 and 1/3 could effectively alleviate the deactivation caused by sulfate solution in the reaction medium and can be reused after calcination with the reuse rate of over 90% in terms of the methyl levulinate selectivity.     

CeO2掺杂的Mn/Al催化剂的物化、表面及催化性能

Pure and CeO2-doped Mn/Al mixed oxides were prepared by the wet impregnation method using finely powdered alumina, manganese, and cerium nitrates. The physicochemical, surface, and catalytic properties of the thermally treated solids (at 500, 800, and 900 ℃) were investigated using XRD, nitrogen adsorption at -196 ℃, and hydrogen peroxide decomposition in an aqueous solution at 30 - 50 ℃. The Mn oxidation state changed from Mn4 to Mn2 on increasing the calcination temperature. There were two unique features associated with CeO2 that are of interest. The first was that it favored the dispersion of manganese oxides deposited on the γ-Al2O3 catalyst calcined at 500 ℃. The second was that it enhanced the formation of Mn3O4 species from Mn2O3 deposited initially on the alumina support calcined at 800 and 900 ℃. Consequently, the specific surface area of the Mn/Al mixed oxides calcined at 500 ℃ was increased by increasing the amount of dopant added. An opposite effect was observed by increasing the calcination temperature from 500 to 900 ℃. The doping followed by calcination at different temperatures brought about an increase in the catalytic activity of mixed oxides. Pretreatments did not modify the mechanism of the catalyzed reaction but changed the number of catalytically active sites without changing the nature of these sites.     

焙烧温度对柴油车氧化催化剂Pt-Pd-（x）ZrO2/Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3性能的影响

制备了氧化铝、铈锆固溶体复合氧化物负载铂、钯的双金属催化剂Pt-Pd/ Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3,并添加3% ZrO2助剂改性,用于柴油车尾气中CO、HC和NO的催化氧化,其中贵金属负载量仅为0.68 wt%。考察了制备过程中焙烧温度对催化剂性能的影响。催化剂活性评价结果表明,与未添加ZrO2的催化剂比较。添加ZrO2明显提高了催化剂的低温氧化活性,而且焙烧温度对催化剂的氧化性能有较大影响。焙烧温度为800 ?C时,CO和C3H6的起燃温度最低,分别为168、189 ?C,焙烧温度为700 ?C时,NO转化为NO2的转化率最高,最大转化率为36%,具有较好的热稳定性。通过XRD、N2吸附-脱附、CO化学吸附、XPS、H2-TPR等表征手段考察了催化剂物理化学性质随焙烧温度的变化情况,并分析了与催化剂活性之间的关系,得到贵金属分散度、表面化学吸附氧含量、催化剂的还原性质对氧化性能有重要影响,发挥协同作用。进而可以通过优化焙烧温度提升柴油车氧化催化剂性能,对提高工业应用柴油车尾气后处理系统的净化效率有重要意义。     

制备条件对Ni/ZrO2-SiO2催化剂煤气甲烷化的影响

采用浸渍法制备了ZrO₂-SiO₂复合载体和Ni质量分数为6%的Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂,考察了载体制备时浸渍溶液pH值、焙烧温度和催化剂制备时的焙烧温度对Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂煤气甲烷化反应性能的影响。采用X射线衍射、程序升温还原和扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征。结果表明,载体浸渍溶液pH值为8.0～9.0, 载体焙烧温度为550 ℃,催化剂焙烧温度为450 ℃时,Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂在煤气甲烷化反应中显示了最优的催化性能,CO转化率100%,CO₂转化率1.8%,CH₄生成速率16.6 mmol/(h·g)。进一步表征发现,制备ZrO₂-SiO₂复合载体时,增大浸渍溶液的pH值有利于形成粒径较小的亚稳态四方晶相ZrO₂,可见四方晶相ZrO₂更有利于甲烷化反应;载体焙烧温度会影响到NiO粒径的大小和其在催化剂表面的分散,温度过高和过低都会导致NiO粒径大小的不适宜以及分散性的降低;催化剂焙烧温度过高则会导致NiO与载体间的相互作用减弱,NiO分散性降低。     

焙烧温度对Pd-Cu/凹凸棒土CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pd-Cu/APT催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上,考察了焙烧温度对催化剂CO常温催化氧化性能的影响。通过N2-物理吸附、XRD、TG、FT-IR和H2-TPR等手段对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,随焙烧温度升高,Pd-Cu/APT中载体逐步脱水,进而引起催化剂结构和织构变化,其中,Cu物种由Cu(OH)Cl逐渐向CuO转变,同时,高分散的Pd物种与Cu物种间相互作用先增强后减弱。经300℃焙烧的催化剂比表面积大,Cu物种以Cu(OH)Cl形式存在,且具有良好的分散状态,与Pd物种之间产生较强的相互作用,显著提高了其还原性能。在空速6 000 h-1、CO体积分数0.5%、水蒸气体积分数3.3%的反应条件下,常温可将CO完全转化800 min以上。焙烧温度高于或低于300℃均引起CO常温催化氧化性能的下降。     

Ni-Cu/CeO2 催化剂上乙醇水蒸气重整反应

 研究了Ni-Cu/CeO2催化剂在乙醇水蒸气重整反应中的催化性能. 以具有高比表面积的CeO2为载体,用沉积沉淀法制备了一系列不同担载量的Ni, Cu双组分催化剂,采用X射线衍射、程序升温还原和透射电子显微镜对催化剂的晶相组成、还原性能和形貌进行了表征. 结果表明, CuO, NiO和CeO2的相互作用明显改善了NiO的分散. 适量CuO的加入使NiO分散度增大,颗粒明显变小,从而使催化剂具有更好的催化性能,但过多CuO的加入反而降低了催化剂的活性. Ni和Cu的催化性能差异较大, Ni具有优异的断裂C-C键性能,在低温下即可实现乙醇的完全转化,而在高温区则具有很好的甲烷重整性能,可获得很高的氢气产率; Cu在低温区倾向于使乙醇脱氢生成乙醛以及进一步脱羰基生成丙酮,在高温区也具有一定的乙醇裂解性能.     

焙烧温度对K改性Ag-Fe/ZnO-ZrO2催化剂结构和CO加氢合成低碳混合醇醚性能的影响

采用并流共沉淀法在不同焙烧温度下制备K改性Ag-Fe/ZnO-ZrO₂催化剂,考察不同焙烧温度对催化剂CO加氢合成低碳混合醇醚反应性能的影响。通过N₂物理吸附(N₂-adsorption)、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)等手段对催化剂进行表征。结果表明,250 ℃焙烧的催化剂,由于焙烧温度较低,表面尚未形成足够多的活性位,未能达到最佳的催化性能;300 ℃焙烧的催化剂,其CO转化率最高、醇醚选择性较高,醇醚时空产率达到最大值。随着焙烧温度进一步升高,CO转化率逐渐降低,醇选择性先降低后增大,二甲醚(DME)选择性逐渐增大,醇醚时空产率逐渐降低。催化剂性能主要与其比表面积、还原性能、所含银铁复合物分散度及CO吸脱附性能有关,即比表面积较大、易于被还原、银铁复合物分散度较高以及较多的CO吸脱附活性位,有利于催化剂CO加氢转化。催化剂表面活性位对CO的非解离吸附强度降低,有利于醇醚产物的生成;而对CO的解离吸附强度增强,则不利于烃类产物的生成。