Effect of Polyethylene Glycol on Structure and Performance of CuZnAI Slurry Catalyst

首先利用共沉淀沉积法制备CuZnAl催化剂前驱体,并且通过添加聚乙二醇（PEG600）对其进行改性,最后采用完全液相法对前驱体进行热处理制得浆状催化剂,考察了其在浆态床合成气一步法制二甲醚反应中的催化性能,采用X射线粉末衍射、程序升温还原、氨程序升温脱附和X射线光电子能谱对其进行了表征.结果表明,PEG600的添加促进了催化剂中铜组分在热处理过程中被还原成低价铜,提高了催化剂中Cu2O的分散性,改变了催化剂表面酸量和酸强度的分布,同时PEG600的添加方式对催化剂的甲醇合成和甲醇脱水能力有显著影响.在硝酸铜和硝酸锌水溶液中添加0.5 wt%的PEG600时,在热处理过程中形成的Cu2O最稳定,不易被还原,其晶粒度小,进而使CO转化率大幅度提高.     

含铝前驱体对Cu/ZnO/Al_2O_3合成甲醇催化剂性能的影响

铝元素是Cu/ZnO/Al_2O_3合成甲醇催化剂的重要组成部分,本文研究了不同铝添加方式对Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂性能的影响.实验采用一步共沉淀法和分步沉淀法,制备了一系列不同含铝前驱体组成的催化剂样品,通过X射线衍射(XRD)、热重-质谱(TG-MS)、荧光光谱仪(XRF)、N2物理吸附、程序升温还原实验(TPR)和X射线光电子能谱(XPS)对这些样品进行了表征.结果表明,铝添加方式对样品碱式碳酸盐晶体中的Cu-Zn取代程度产生影响,进而影响到催化剂的性能.以氢氧化铝为含铝前驱体的催化剂表现出相对较高的Cu-Zn取代率,同时前驱体含有相对较多的类孔雀石相和绿铜锌矿相.结果表明,以氢氧化铝为含铝前驱体的催化剂的活性和稳定性均优于共沉淀法制备的催化剂.以氢氧化铝为含铝前驱体更适于制备Cu/ZnO/Al_2O_3合成甲醇催化剂.     

以拟薄水铝石为铝源制备浆态床二甲醚合成催化剂

利用完全液相法, 以拟薄水铝石(AlOOH)为铝源制备了CuZnAl浆状催化剂, 并通过添加不同的干燥控制化学添加剂(DCCA)对催化剂前驱体进行了修饰, 采用X射线粉末衍射、氮气吸附、X射线光电子能谱和程序升温还原对其进行了表征, 考察了CuZnAl浆状催化剂在一步法合成二甲醚反应中的催化性能. 实验结果表明, 以AlOOH为铝源, 所得样品的Cu和Al间相互作用较强, 生成了CuAl2O4相, 从而减少了催化剂中可还原Cu2O的数量, 降低催化活性. 添加不同DCCA对催化剂性能有显著的影响, 其中加入丙三醇增加了催化剂的比表面积和平均孔径, 改善了催化剂组分的分散性, 抑制了CuAl2O4的形成, 提高了催化剂中的可还原Cu2O量, 从而显著提高了催化剂的二甲醚时空收率和选择性.     

聚乙二醇和液体石蜡介质对完全液相法制Cu-Zn-Al催化剂结构及CO加氢催化性能的影响

催化剂的形成和使用环境对催化剂的结构和性能会产生重要的影响.我们采用完全液相法,以PEG-400和液体石蜡分别作为热处理介质制备Cu-Zn-Al催化剂,用X射线粉末衍射、H2程序升温还原、N2吸附、X射线光电子能谱对其进行表征,考察热处理介质对催化剂结构的影响;以相应的热处理介质作为浆态床反应介质,考察介质对CO加氢催化反应性能的影响.结果表明,PEG-400作为热处理介质有助于提高催化剂的比表面积、Zn O的分散度和表面铜含量,催化剂中存在难还原的Cu+,有利于形成Cu+-Cu0之间的协同作用;在反应过程中,PEG-400作为反应介质可以抑制铜晶粒的长大,有利于乙醇的生成及C5烃选择性的提高,但催化剂的结构和表面组成会发生较大的变化.     

CO2辅助老化制备的Cu/ZnO/Al2O3催化剂上CO2加氢制甲醇

对传统共沉淀法进行改进,在老化阶段通入CO2促进母液中前驱体物相的转变,制备了Cu/ZnO/Al2O3催化剂.N2吸附、X 射线衍射、场发射扫描电子显微镜、程序升温还原、程序升温分解结果表明,改进共沉淀法制备的催化剂前驱体中碱式硝酸铜更易转变为碱式碳酸铜,从而提高了前驱体的稳定性,并使得焙烧后的催化剂具有较大的比表面积...     

La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法制备了系列Cu/La2O3/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂, 并通过X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR) 和光电子能谱 (XPS) 等分析方法研究了La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂性能的影响. 结果表明 La2O3的加入促进了铜在催化剂表面的高度分散, 阻止了铜晶粒团聚、烧结, 促使铜晶粒细小化, 促进了铜的还原, 从而改善了催化剂的性能, 提高了催化剂的活性.     

金属-有机骨架化合物为前驱体制备CuO/CeO2催化剂及在富氢条件下催化CO的氧化

采用金属-有机骨架化合物(MOFs)Ce(1,3,5-BTC)(H2O)6为前驱体浸渍Cu2+离子后焙烧得到CuO/CeO2催化剂(B系列),并应用于富氢气氛中CO优先氧化反应(CO-PROX).通过与CuO/CeO2催化剂(A-600)对比发现,不同的MOFs前驱体对催化剂铜活性物种的分散程度有很大影响.X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氛气程序升温还原(H2-TPR)等表征均证明B系列催化剂表面铜有聚集现象,由此增加了催化剂的抗H2O和CO2性能.     

H型镁碱沸石负载对Cu-ZnO-Al2O3催化剂上CO加氢生成烃类的影响

采用三种不同方法制备了Cu-Zn-Al基甲醇催化剂,然后在水相悬浮液中与H型镁碱沸石混合分散,以制得负载型甲醇催化剂.运用X射线衍射、N2吸附-脱附、透射电镜、程序升温还原、NH3程序升温脱附、H2程序升温脱附和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.考察了催化剂催化CO加氢反应生成二甲醚和烃类的性能.该催化剂是在低和高过饱和度条件下采用共沉淀法和均匀沉淀法制得的.制备方法对前驱体的结构特性(如纯度、结晶度和催化剂颗粒粒径分布)有显著影响.低过饱和度的沉淀条件有利于Cu物种的高度分散,增加了催化剂中金属的比表面积,所得催化剂粒径分布均匀.这些效应进而会影响分子筛的性质,导致其微孔孔体积较小,分子筛酸性位被堵塞.通过Cu比表面积和CO转化速率之间的关联可考察甲醇催化剂的性能.     

机械研磨时间对铜基甲醇合成催化剂性能的影响

采用机械研磨燃烧法在不同研磨时间下制备了系列Cu/ZnO/Al2O3催化剂,并评价了其在一氧化碳加氢制备甲醇反应中的活性。催化剂前驱体的焙烧过程通过热重-差热分析仪(TG-DSC)监测。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附、程序升温还原(TPR)和N2O氧化后氢气滴定等方法对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的结构性质与研磨时间密切相关,催化剂的比表面积和铜原子的分散度随研磨时间延长先增大后减小,研磨2 h制得的催化剂显示了最高的催化活性。     

H型镁碱沸石负载对Cu-ZnO-Al_2O_3催化剂上CO加氢生成烃类的影响（英文）

采用三种不同方法制备了Cu-Zn-Al基甲醇催化剂,然后在水相悬浮液中与H型镁碱沸石混合分散,以制得负载型甲醇催化剂.运用X射线衍射、N_2吸附-脱附、透射电镜、程序升温还原、NH_3程序升温脱附、H_2程序升温脱附和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.考察了催化剂催化CO加氢反应生成二甲醚和烃类的性能.该催化剂是在低和高过饱和度条件下采用共沉淀法和均匀沉淀法制得的.制备方法对前驱体的结构特性(如纯度、结晶度和催化剂颗粒粒径分布)有显著影响.低过饱和度的沉淀条件有利于Cu物种的高度分散,增加了催化剂中金属的比表面积,所得催化剂粒径分布均匀.这些效应进而会影响分子筛的性质,导致其微孔孔体积较小,分子筛酸性位被堵塞.通过Cu比表面积和CO转化速率之间的关联可考察甲醇催化剂的性能.     

碱土金属氧化物对丙三醇和苯胺气相合成3-甲基吲哚的Cu/SiO2-Al2O3催化剂的作用（英文）

研究了碱土金属氧化物的添加对丙三醇和苯胺气相合成3-甲基吲哚的Cu/SiO2-Al2O3催化剂性能的影响,采用X射线衍射、透射电镜、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附以及热重-差热等技术对催化剂进行了表征.结果表明,MgO能加强活性组分和载体之间的相互作用,从而促进铜粒子在载体上的分散.另外,MgO能增加弱酸中心数,并且抑制积炭的形成,因而Cu-MgO/SiO2-Al2O3催化剂性能大大提高;而CaO,SrO或BaO的加入不利于Cu/SiO2-Al2O3催化剂上3-甲基吲哚的生成.这是由于铜粒子在载体上的分散度变差,而且在Cu-SrO/SiO2-Al2O3及Cu-BaO/SiO2-Al2O3催化剂上弱酸中心数较少.碱土金属氧化物的加入不能改变催化剂上积炭的结构.     

CuxCo1-x/Al2O3/堇青石整体式催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

以堇青石蜂窝陶瓷为基底,A12O3浆料为过渡胶体,Cu和Co为催化活性组分,制备了一系列CuxCo1-x/Al2O3/堇青石(x=0～1)整体式催化剂.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征.以甲苯为模型化合物.在微型固定床反应器上评价了催化剂的催化性能.结果表明,当Cu含量较...     

ZnO或K_2O助剂对Cu/SiO_2-Al_2O_3催化剂上丙三醇和苯胺气相催化合成3-甲基吲哚反应的促进作用

研究了ZnO或K2O助剂对Cu/SiO2-Al2O3上丙三醇和苯胺气相催化合成3-甲基吲哚反应的促进作用,采用X射线衍射、透射电子显微镜、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附以及热重-差热分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,适量ZnO或K2O的加入可明显提高催化剂的活性、选择性和稳定性,其中以ZnO的促进作用更强.ZnO不仅能增强活性组分Cu与SiO2-Al2O3载体之间的相互作用、提高Cu在载体表面的分散度,而且可有效抑制反应过程中Cu粒子的烧结;而K2O的加入却降低了Cu分散度,但也对反应过程中Cu粒子的烧结有所抑制.ZnO或K2O的加入均不同程度地增加了Cu/SiO2-Al2O3催化剂的弱酸中心数量,从而促进3-甲基吲哚的生成.     

液体石蜡体系中含铜物种的化学变化

针对完全液相法制备的Cu-Zn-Al催化剂在还原前就有低价态Cu存在的问题,考察了几种不同类型的含铜物质在液体石蜡中热处理时,热处理气氛、催化剂各组分间的相互作用以及铜源种类对热处理产物的影响。 结果表明,液体石蜡在受热情况下能将Cu2+还原,并且遵循先生成Cu+,再生成单质Cu的逐级还原;Cu2+被还原的程度与铜盐的种类和热处理温度有关。 CuO在240 ℃时可以被液体石蜡还原为Cu2O,在300 ℃时被还原为单质Cu;在相同温度下,硝酸铜比乙酸铜更容易被液体石蜡还原。 完全液相法制备的Cu基催化剂在还原前就有低价态Cu存在的根本原因是液体石蜡的存在。     

Pt/CeO2-ZrO2-La2O3柴油车尾气氧化催化剂活性及抗硫性能

采用两种方法制备了三种Pt/CeO2-ZrO2-La2O3柴油车尾气氧化催化剂,并用X射线衍射、N2物理吸附、程序升温还原、程序升温脱附、X射线荧光光谱和红外光谱等方法对其进行了表征.结果发现,制备方法对催化剂的结构、织构、抗硫性能及催化性能的影响非常大.对其进行硫中毒,导致起燃温度明显升高.将ZrO2和La2O3沉积...     

Cu-Ni/γ-Al_2O_3双功能催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

用沉积-沉淀法分别制备了Cu/γ-Al2O3、Ni/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,并研究了它们在二甲醚水蒸气重整(DMESR)制氢反应中的催化性能.采用比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、程序升温氧化(TPO)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对催化剂的物相结构、微观形貌、还原性能、表面酸性和积炭特性等进行了研究.结果表明:Cu、Ni均为二甲醚水蒸气重整制氢的活性组分,Cu、Ni和γ-Al2O3之间存在着相互作用;镍的加入可以有效地提高铜组分在γ-Al2O3上的表面富集与分散,优化铜组分的分布状态,促进CuO颗粒的细小化,并可增强铜组分和载体之间的相互作用,有效地防止铜晶粒的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性;铜的加入可以改善催化剂中金属镍的分散性,减少镍颗粒的尺寸,降低催化剂对CH4的选择性,提高催化剂的H2产率,并在一定程度上抑制了积炭的形成与沉积.在350℃的温度下,反应进行100h后,Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂仍保持95%的二甲醚转化率,说明该催化剂具有较好的活性和稳定性.     

Characterization and catalytic functionalities of copper oxide catalysts supported on zirconia

A series of zirconia supported copper oxide catalysts with varying copper loadings (1.2-19.1 wt %) were prepared by impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, UV-visible diffuse reflectance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), temperature-programmed reduction (TPR), and temperature-programmed desorption of CO2. Copper dispersion and metal area were determined by N2O decomposition method. X-ray diffraction patterns indicate the presence of crystalline CuO phase beyond 2.7 wt % of Cu on zirconia. UV-visible diffuse reflectance spectra suggest the presence of two types of copper species on the ZrO2 support. XPS peaks intensity ratio of Cu 2p3/2 and Zr 3d5/2 was compared with Cu dispersion calculated from N2O decomposition. TPR patterns reveal the presence of highly dispersed copper oxide at lower temperatures and bulk CuO at higher temperatures. The basicity of the catalysts was found to increase with Cu loading, and the activity of the catalysts was also found to increase with the increase in Cu loading up to 2.7 wt % Cu loading. The catalytic properties were evaluated for the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone and were related to surface properties of the copper species supported on zirconia.     

XRD and TPR Studies of Cu-Al Hydrotalcite Derived Highly Dispersed Mixed Metal Oxides

A series of Cu/Al catalysts, containing different proportions of copper and aluminium, have been prepared by coprecipitation using metal nitrate precursors and Na₂CO₃. The dried precipitate catalyst precursors were characterized by X-ray diffraction (XRD) to show the presence of Cu-Al binary hydrotalcite-like phase. The dried precipitates were calcined at 873 K for 3 h. The calcined catalysts were characterized by XRD and temperature-programmed reduction (TPR) methods to show the presence of unidentified mixed oxides. The results showed that the extent of metal-support interaction increased with copper loading due to the mixed oxides formed from the hydrotalcite-type phase during calcination. High dispersion of the mixed metal oxides was indicated by comparison with similar studies on Cu-Al catalysts, prepared by similar methods, whose precursors showed no hydrotalcite formation.     

Cu/活性炭催化剂：水合肼还原制备及催化甲醇氧化羰基化

以活性炭为载体,水合肼为还原剂制备了负载型Cu/活性炭催化剂,考察了水合肼/硝酸铜物质的量的比对催化甲醇气相氧化羰基化性能的影响,并采用XRD、XPS、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征。结果表明,不加入还原剂水合肼时,催化剂中仅有CuO;随着水合肼/硝酸铜物质的量的比的增加,二价铜逐步被还原为Cu2O和/或单质Cu0,未被还原的Cu(OH)2在催化剂干燥过程中分解形成分散态CuO存在于催化剂表面。当水合肼/硝酸铜物质的量的比为0.75时,催化剂的催化性能最好,碳酸二甲酯的时空收率为120.62 mg.(g.h)-1,选择性为74.51%,甲醇转化率达到3.88%。在93 h反应时间内,催化剂都保持了较高的反应活性和选择性。此时铜物种以Cu2O和分散态CuO为主,Cu2O是主要的活性物种。