甲醇气相羰基化Ni-Pd/AC催化剂失活机理的研究

采用连续流动固定床反应装置，Ni Pd/AC为催化剂，在260℃、1.5MPa、CO/CH3OH/CH3I摩尔比为20/19/1、W/F为7.5g·h·mol－1下考察了催化剂的稳定性，并对失活前、后Ni-Pd/AC催化剂进行了比表面积、热解-红外分析（Py FTIR）和XPS表征。结果表明,反应初期反应产物乙酸或乙酸甲酯与催化剂之间强吸附堵塞了催化剂孔道，导致扩散受到限制。随着反应时间的延长，羰基化活性中心Ni不断迁移并富集在催化剂表面上，使Ni晶粒增大，成为积炭的活性中心，积炭堵塞了催化剂孔道，导致催化剂失活。进一步对积炭类型进行研究，发现形成的碳物种主要是类石墨型碳。     

Cu-Ni/Zn催化剂甲醇裂解机理原位XPS研究

利用原位XPS 和TPD MS 技术研究了Cu Ni/Zn催化剂在甲醇裂解反应中的机理和活性中心.TPD MS脱附产物中仅检测到CH3OH、H2和CO,而未发现CH4和CH3OCH3、HCOOCH3等其它含氧物种,说明在CH3OH裂解过程中仅包括O－H、C－H键的断裂,而不存在C－O键的断裂过程.In situ XPS的研究发现,在反应温度升高到200 ℃以上时,Cu/Zn催化剂中的Zn明显被还原,反映出Cu/Zn催化剂失活过程的Cu Zn合金生成过程,而在Cu Ni/Zn催化剂中未观察到Zn的还原,且表面出现Cu＋/Cu0共存的现象.Cu＋和Cu0很可能共同构成催化剂表面的活性中心,Cu＋应该是在甲醇裂解反应过程中形成的中间态.产物氢从Cu Ni/Zn 催化剂表面脱附为反应的控速步骤.     

碱性助剂的添加对Ni/CaO-Al2O3催化剂性能的影响

在CH4、 CO2和O2制合成气的反应中, 通过在Ni/CaO-Al2O3催化剂中添加碱性助剂K2O、 MgO和La2O3, 使催化剂的性能得到了改善. 实验结果表明, MgO和La2O3助剂的添加, 有利于提高催化剂的活性;添加K2O, 却相反. 测得催化剂上积炭量的顺序为: Ni-La2O3/CaO-Al2O3相似文献   

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2 TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明, n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni Ce Pd/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

Ni／Al2O3催化剂上CH4发氧化制合成气反应积炭的原因

采用程序升温在线质谱分析方法，研究了常太条件下CH4在Ni/Al2O3催化剂上分解所形成的碳物种，发现CH4分解形成的NixC会首先转化成不与CO2反应，但在700℃左右可与O2反应的碳；这种碳再向需在800℃才能与O2反应的石墨碳转化，在较低的温度下，NixC向石墨碳转化的速度较慢，而在高温条件下转化速度大大加快，在700℃下，Ni/Al2O3催化剂上的CH4部分氧化制合成气反应生成的积炭主要为石墨碳，是由CH4分解形成的NixC转化而成的，在催化剂中添加适当的助剂，可提高NixC与氧的反应活性，抑制其向石墨碳转化，是改善催化剂抗积碳性能的有效途径。     

加压下Ni/MgO催化剂催化CO2重整CH4反应的特性

 以在流动N2中热处理的Mg(OH)2醇凝胶制得的纳米氧化镁(MgO-AN)为载体,制备了Ni/MgO-AN催化剂. 这种催化剂在常压下的CO2重整CH4反应中表现出了高活性和稳定性,而在加压反应中的催化活性随着反应压力的升高而降低,并呈现出自稳定特性. 采用TG,XRD和TPH技术对催化剂进行了表征. 结果表明,常压反应中催化剂表面的积炭量很少,而在加压反应中催化剂表面有明显的积炭,且积炭量随着反应的进行逐渐增加,并在12 h左右达到一个稳定值. 催化剂的活性组分金属Ni在常压CO2重整CH4反应中不发生烧结长大,而在加压反应中发生明显的烧结. 常压反应中催化剂表面只形成一种积炭物种,而在加压反应中形成两种积炭物种. 因此,Ni/MgO-AN在加压反应中的催化行为与常压反应中的有明显区别.     

CH4,CO2和O2制合成气反应中载体对催化剂抗积炭性能的影响

在CH4,CO2 和O2 催化氧化制合成气反应中 ,积炭是催化剂活性减弱的一个重要因素 .通过向Ni/Al2 O3 添加各种氧化物后 ,催化剂的抗积炭性能得到了提高 .实验结果表明 ,催化剂的抗积炭顺序为 :Ni/CaO Al2 O3 >Ni/MgO Al2 O3 >Ni/TiO2 Al2 O3>Ni/CeO2 Al2 O3 >Ni/La2 O3 Al2 O3 >Ni/Y2 O3 Al2 O3 >Ni/Fe2 O3 Al2 O3 >Ni/Al2 O3 ,并通过CO2 TPD ,O2 TPD ,XPS等方法对催化剂进行表征 ,讨论了抗积炭顺序与催化剂性能的关系 .     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2-TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明,n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ-Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ-Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni-Ce-Pd/γ-Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

用于富氢气体中一氧化碳选择性氧化的新型Co-Ni/AC催化剂

 研究了Ni/AC, Co/AC和Co-Ni/AC催化剂用于富氢气体中一氧化碳的选择性氧化脱除. 结果表明,在反应温度为140 ℃和空速为 5000 h-1时,Ni/AC几乎没有催化活性,Co/AC具有较低的催化活性,而Co-Ni/AC具有较高的催化活性,后者可将富氢气体中的CO浓度由1.0%降低到 0.0027%. XRD和XPS分析表明,Co3O4是Co-Ni/AC催化剂的活性中心,Ni的加入提高了Co3O4在Co-Ni/AC中的分散度,同时使Co 2p3/2电子结合能降低了0.41 eV. Co-Ni/AC催化剂中的Ni作为促进剂能很好地改善Co3O4对富氢气体中CO选择性氧化的催化活性.     

低Ni含量和低比表面积六铝酸盐LaNiAl11O19-δ催化剂上CH4-CO2重整反应的积炭

 利用 X 射线粉末衍射、氢程序升温还原、X 射线光电子能谱和透射电镜技术研究了在低 Ni 含量和低比表面积六铝酸盐催化剂 LaNiAl11O19-δ 上 CH4-CO2 重整反应的积炭行为, 考察了该催化剂表面积炭的形貌、来源、积炭物种及其反应性能. 结果表明, LaNiAl11O19-δ 催化剂表面积炭主要由甲烷裂解产生, 并以 Ni 的碳化物形式存在于活性中心 Ni 的周围. 根据积炭物种活化程度的难易可分为 Cα, Cβ和 Cγ 三种类型, 其中 Cα 为容易被 CO2 消除的化合碳, 而 Cβ 和 Cγ则是不易被 CO2 消除的石墨碳. 透射电镜结果表明, Cα 以碳纳米管形式分布于催化剂颗粒周围, 但金属 Ni 活性中心仍能暴露于气相中, 因而不影响催化剂的活性.     

Ni-Sn-Cr/AC催化剂上乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐反应的研究

以活性炭为载体,采用浸渍法制备Ni-Sn-Cr/AC催化剂,在连续流动固定床反应器上研究其对乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐反应的催化性能。分别考察了Ni、Sn、Cr三种金属组分的负载量对催化活性的影响,进一步考察了反应压力、反应温度、反应时间对反应的影响。实验结果表明,在Ni9%-Sn12%-Cr6%/AC催化剂上,当反应温度205℃,压力5.5MPa,催化剂焙烧温度600℃,催化剂焙烧时间为4h的条件下,乙酸甲酯的转化率为38.8%,醋酐的选择性为81.1%。采用X射线衍射和元素分析技术分别对反应前和不同反应时间后的催化剂进行了表征。分析结果表明,Ni⁰是催化剂的主要活性中心,随着反应时间的延长,活性组分镍的流失现象比较严重,同时催化剂上出现积炭及载体骨架遭到破坏,是导致催化剂失活的主要原因。     

Study on Ni/C catalysts for vapor phase carbonylation of ethanol

Activated carbon-supported Ni catalysts for vapor phase carbonylation of ethanol to propionic acid in the presence of ethyl iodide as promoter were investigated. Under optimum reaction conditions, the conversions of carbon monoxide and ethanol were measured to be 81.4% and 98.4%, respectively, while the selectivity for propionic acid was found to be 98.65%. The catalyst was stable within 48 h on stream. XRD and XPS methods were used to characterize the structures and surface properties of the fresh and tested catalysts. The characterization results indicated that aggregation of nickel particles and formation of nickel iodide on the catalyst surface should be responsible for the deactivation of the catalysts.     

制备因素对Ni/C催化剂上乙醇气相羰基化反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备负载型Ni/C催化剂,考察了制备因素对乙醇直接气相羰基化反应的影响。实验结果表明,催化剂最佳制备因素为,Ni的质量分数为5%,活性炭采用水洗预处理,控制浸渍液的pH值为8.0～9.0,焙烧温度为450℃,H₂还原温度为400℃。采用上述参数制备的Ni/C催化剂,其乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.14%和95.71%。利用N₂物理吸附法研究载体预处理对催化剂比表面积、孔容及孔径的影响和X射线衍射法(XRD)研究了活性组分在惰性气氛中焙烧时的分散状况。     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

表面改性对Cu/活性炭催化剂表面Cu物种和催化活性的影响

通过对活性炭表面改性,研究了醋酸铜溶液浸渍后热分解制备的Cu/AC无氯催化剂对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化性能的影响。通过低温氮吸附－脱附、FTIR等表征对改性前后活性炭的比表面积及表面官能团变化进行了分析,发现氨水改性的活性炭比表面积略有增大,表面不饱和还原性官能团(C≡N、C≡C)增加,而KMnO₄改性的活性炭比表面积减小7%,表面C=O、-COOH显著增加。进一步通过XRD、H₂-TPR、XPS等表征分析了催化剂表面铜物种(Cu⁰/Cu^I/Cu^Ⅱ)的形态,发现表面铜物种的价态和配比与活性炭表面性质密切相关,影响催化剂活性。活性炭改性后,表面微观结构和表面化学性质的变化对浸渍醋酸铜的表面分布和热分解过程产生明显影响,导致催化剂表面活性Cu物种发生变化。和其它表面改性方法相比,氨水改性的活性炭更有利于催化剂活性的提高,碳酸二甲酯的时空收率及甲醇转化率分别达到了152.8 mg·g^-1·h^-1和7.4%。     

CuO-La_2O_3/AC催化剂上气相合成碳酸二甲酯的研究(英文)

制备出了用于甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应的负载铜基催化剂ＣｕＯ－Ｌａ_2Ｏ_3／ＡＣ。考察了预处理的活性炭载体对反应性能的影响。采用ＸＰＳ技术表征了催化剂的表面性质。结果表明,ＣｕＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＡＣ催化剂具有催化合成碳酸二甲酯的反应活性：反应性能依赖于催化剂表面的ＣｕＯ和Ｃｕ２Ｏ物种;用盐酸预处理的活性炭载体可明显提高催化剂的活性和稳定性。     

A Novel Sul ded Mo/C Catalyst for Direct Vapor Phase Carbonylation of Methanol at Atmospheric Pressure

The direct carbonylation of methanol, without any halide in the feed as a promoter, is presented. A series of Mo catalysts supported on activated carbon, y-Al2O3 and SiO2 were prepared. The results show that the support greatly affects the Mo catalyst in the direct vapor-phase carbonylation of methanol, and activated carbon is the best supports of the investigated supports. In addition, the relationships between adsorptions of NH3 and CO and carbonylation of methanol were investigated. A novel sulfided Mo/C catalyst had high activity and selectivity for the vapor phase carbonylation of methanol to methyl acetate without the addition of a CH3I promoter to the feed. The reaction conditions were optimized at a reaction temperature of 573 K, a methanol concentration of 23 mol% and a carbon monoxide space velocity of 3,000 L/(kg-h). Under these optimal conditions a methanol conversion of 50%, carbonylation selectivity of 80 mol%, and space-time yield of 8.0 mol/(kg-h) were obtained. The active phase of this     

Carbon dioxide reforming of methane over Ni/Mo/SBA-15-La2O3 catalyst: Its characterization and catalytic performance

The Ni/Mo/SBA-15 catalyst was modified by La2O3 in order to improve its thermal stability and carbon deposition resistance during the CO2 reforming of methane to syngas. The catalytic performance, thermal stability, structure, dispersion of nickel and carbon deposition of the modified and unmodified catalysts were comparatively investigated by many characterization techniques such as N2 adsorption, H2-TPR, CO2-TPD, XRD, FT-IR and SEM. It was found that the major role of La2O3 additive was to improve the pore structure and inhibit carbon deposition on the catalyst surface. The La2O3 modified Ni/Mo/SBA-15 catalyst possessed a mesoporous structure and high surface area. The high surface area of the La2O3 modified catalysts resulted in strong interaction between Ni and Mo-La, which improved the dispersion of Ni, and retarded the sintering of Ni during the CO2 reforming process. The reaction evaluation results also showed that the La2O3 modified Ni/Mo/SBA-15 catalysts exhibited high stability.