反应条件对Ni-CaO-ZrO2催化剂上CH4-CO2重整反应及积炭的影响

用共沉淀法制备了Ni-CaO-ZrO₂催化剂,并将其用于CH₄-CO₂重整反应。考察了反应温度、空速和反应物配比对催化剂性能和积炭的影响。通过热力学计算和实验表征研究发现,反应条件对CH₄-CO₂重整反应结果和积炭有重要的影响。由于高温条件同时有利于CH₄裂解和碳物种的及时消除,升高温度可以提高催化剂的活性和稳定性。增大空速则使CH₄的转化率和消碳反应的速率均降低,导致积炭量增加。同时,反应物配比对催化剂表面的积炭量也有很大影响;稍高的CO₂/CH₄摩尔比有利于抑制CH₄-CO₂重整反应过程中的积炭。     

丙烯对丙烷脱氢催化剂PtSnK/Al2O3炭沉积行为的影响

以含有不同比例丙烯的丙烷为原料进行丙烷脱氢反应,重点考察富丙烯条件下Pt基催化剂上的碳沉积行为。研究结果表明,原料中丙烯的存在加快了催化剂的积炭速率,缩短了积炭在载体上达到积炭平衡的时间,促进了活性相表面积炭的形成及积炭石墨化;同时原料中富含丙烯,使不饱和脂肪族化合物的生成量增加,从而促进了芳香性的碳、石墨化的碳的生成,但催化剂结构未遭到破坏。在丙烷脱氢过程中,当丙烯含量增加到1.5%时,出现活性相表面上的积炭“峰Ⅰ”,而“峰Ⅱ”向高温区移动。当烯烃含量增加3.0%时,峰Ⅰ和峰Ⅱ融合在一起,整个峰的面积明显增加,积炭量超过10.26%时,催化剂积炭石墨化程度越来越高。丙烯含量增加,加速了载体的容碳能力迅速饱和过程,同样的反应时间下,积炭量增加。     

Co-Mo/HZSM-5甲烷无氧芳构化催化剂上的积炭

 考察了Co－Mo／HZSM－5催化剂对甲烷芳构化反应的催化性能及催化剂上的积炭．采用碳数平衡计算法和TG法得出的平均积炭速率比较接近,在不同空速下,360min内,催化剂上的积炭量都接近5％．对烧炭TG曲线的分析结果表明,积炭量约为5％时,积炭能分散于分子筛表面．在高空速下,积炭容易沉积在分子筛的外表面;在低空速下,积炭容易沉积在分子筛的内表面．在空速3000ml／（g·h）下积炭时,其烧炭动力学过程符合一级反应过程,烧炭活化能为140．8kJ／mol．     

FCC汽油低温改质过程的烯烃转化及催化剂积炭

利用微反-色谱联合实验装置和连续式小型提升管催化裂化实验装置研究了催化裂化汽油低温改质过程中烯烃转化和催化剂积炭的过程和规律。通过对模型化合物和催化裂化汽油改质过程中催化剂活性、催化裂化汽油窄馏分、反应温度、剂油比和反应时间对烯烃转化和催化剂积炭的研究表明，大部分烯烃转化和催化剂积炭的反应发生在油剂接触极短的反应时间内，并随着催化剂活性、反应物活性、剂油比和反应温度的提高而增加。在油剂接触后很长的反应时间内，生焦量、积炭速率和烯烃的转化程度都很小，烯烃转化损失率降低，因此，催化裂化汽油在低温改质的条件下可以通过延长反应时间来提高烯烃的转化率。因此，催化裂化汽油改质的最佳工艺条件为，390℃～440℃，剂油比6，催化剂活性61～65，长反应时间，轻馏分进料。     

甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34催化剂积炭动力学研究

在固定床反应器中研究了甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学，分别得到了催化剂积炭量与反应温度、剂醇比的经验关联式。结果表明，催化剂床层存在明显的积炭分布，在450 ℃，甲醇WHSV为15 h－1，催化剂积炭量随催化剂反应运行时间（Time on Stream, TOS）为25 min时，床层入口处的积炭量平均为9.56%，而出口处的积炭量平均为3.20%，属于平行失活，积炭主要来源于甲醇生成的高碳中间体，这些中间体在生成低碳烃的同时生成积炭。从积炭的生成机理出发，得到了SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学机理模型，将催化剂积炭量与一定催化剂停留时间内反应过程中甲醇的转化量相关联，该模型形式同样简单，能够较好地拟合实验数据。     

甲烷无氧芳构化反应中Co助剂对Mo／HZSM-5

 甲烷在Co－Mo／HZSM－5催化剂上进行无氧芳构化反应的评价结果表明，Co的添加大大提高了Mo／HZSM－5催化剂在反应过程中的稳定性．BET实验证明，反应后的积炭对Co－Mo／HZSM－5催化剂孔道堵塞的程度较小．对积炭催化剂进行的一系列程序升温表面反应（如TPH，TPCO2和TPO）结果表明，TPO谱上有两个峰温明显不同的烧炭峰，Co的添加明显抑制了高温积炭的生成．H2主要与高温积炭发生反应，这部分积炭是催化剂失活的主要原因；CO2对低温积炭的影响则尤为明显．TEM结果表明，积炭催化剂上存在丝状积炭物种．碳丝不能与H2反应，但能被CO2除去．Co的添加促进了丝状积炭物种的生成，碳丝并不是导致催化剂失活的因素．     

邻苯二酚与乙醇单醚化反应用固体酸催化剂表面上的积炭行为

 研究了邻苯二酚与乙醇气固相单醚化反应用固体酸催化剂表面上的积炭行为，并用TG－DTA，BET，GC－MS，FT－IR和元素分析等手段对积炭物种进行了表征．结果表明，催化剂上有两种类型的积炭，一类属可溶性积炭，主要由二苯醚及其衍生物组成，可在低温燃烧除去；另一类属不可溶性积炭，主要为缺氢的芳烃类聚合物或类石墨碳，需在高温下才能烧除．积炭主要发生在4～8nm范围的中孔内，导致反应后的催化剂大孔范围的孔分布所占的分数增大．随着反应的进行，总积炭量逐渐增多．     

不同结构的芳烃对加氢裂化催化剂积炭的影响

在高压连续流动微型反应器上采用催速老化技术考察了不同结构的芳烃在加氢裂化催化剂上积炭行为，并用热分析、傅立叶变换红外和物理吸附仪等手段对积炭催化剂的积炭类型、酸强度分布和孔结构的变化进行了研究。结果发现：单环芳烃中，随着取代基的碳链长度、数目及不饱和度的增加，催化剂更容易积炭。稠环芳烃的环数越多，反应生成的总积炭和假石墨型积炭越多。积炭越多的催化剂，比表面积降低越多。积炭主要沉积在催化剂的小孔内或堵塞小孔孔口，有些积炭在催化剂表面形成机械孔。积炭后，催化剂上不同强度的酸数目均较新鲜催化剂降低，尤其是萘和菲，使强酸严重削弱。     

不同条件下苯与丙烯烷基化反应的催化剂失活研究

对不同条件下苯与丙烯烷基化反应Hβ催化剂的寿命、失活催化剂的积炭量和积炭性质进行了研究。在5.7MPa下，随反应温度变化，反应介质在反应过程中所经历的相态变化不同，导致催化剂的寿命、失活催化剂的积炭量和积炭的性质也存在着较大差异。300℃时，反应介质处于接近于体系临界点的超临界相或高压液相状态，催化剂寿命最长，积炭量大。失活催化剂积炭的元素分析及TPO-MS表征结果发现，积炭的碳氢比与反应温度有关，温度越高，碳氢比越高；而积炭的脱炭温度与反应时间（催化剂寿命）相关，催化剂寿命越长，相应的脱炭温度也越高。     

新型表面活性膦在长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用

 考察了新型表面活性膦配体DPPTS(对-十二烷基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)和OPPTS(对-辛基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)在铑络合物催化的水/有机两相长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用. 在催化烯烃氢甲酰化反应时,观察到烯烃与膦配体之间有一定的链长匹配效应; 含DPPTS的催化剂体系在低膦/铑比条件下表现出比含表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和水溶性配体三苯基膦三磺酸钠的催化剂体系高得多的催化活性,而且铑流失到有机相极少,仅为加入总铑量的0.8%. 这种亲水基团和磷原子处于碳链同一端的表面活性膦配体比文献报道的亲水基团和磷原子分别处于碳链两端的表面活性膦配体具有更好的助催化活性.     

HZSM-5在线提质生物油及催化剂失活机理分析

对不同使用时间的HZSM-5分子筛在线催化提质制取的生物油进行理化特性和成分分析,从生物油品质角度对HZSM-5的催化性能进行评价;并采用TG、BET、XRD、SEM和TEM等方法对失活的HZSM-5催化剂进行表征分析,探讨了HZSM-5催化提质生物油的失活机理,并进行再生研究。研究表明,HZSM-5分子筛可转化生物油中的酸类、醛类和酮类等"非期望"有机物,生成较多"期望"有机物,如酚类和芳烃类物质,降低生物油的氧含量及酸性,提高生物油的热值;HZSM-5使用80 min后,生物油品质明显变差,催化剂活性明显降低;失活催化剂上沉积的焦炭主要呈纤维状,同时,还存在少量石墨状焦炭,焦炭总量达14.12%,且使用过程中催化剂的比表面积和孔容均下降,晶粒的团聚现象加剧,结晶度下降;在催化提质过程中,在孔道内生成的石墨状焦炭及在表面形成的纤维状焦炭大量覆盖活性位点,使得催化剂失活。经550℃再生后,催化剂可恢复催化性能。     

Co/Al2O3催化剂上积炭的研究

甲烷的二氧化碳重整制合成气是近年来甲烷催化转化的一个重要方面,而所用催化剂的积炭问题仍是影响催化剂活性和寿命的主要因素之一．近年来,对催化剂表面的积炭形式有一些报道［１］,但对积炭的种类及其与催化剂活性的关系很少有报道．本文从经低温焙烧的Ｃｏ／Ａｌ２...     

丙烷脱氢PtSn/Al_2O_3催化剂积炭行为研究

通过HRTEM、XRD、FT-IR、Raman、~(13)C NM R、NH_3-TPD、DTG及元素分析等表征手段,研究了丙烷脱氢PtSn催化剂积炭性质及其对催化剂结构的影响,分析了催化剂的积炭失活过程。结果表明,积炭覆盖活性位并堵塞催化剂孔道是催化剂失活主要因素;与新鲜催化剂相比,催化剂积炭完全失活后,Pt颗粒粒径并没有明显变化;完全失活时,XRD谱图出现了无定形石墨炭的衍射峰;随着积炭量的增加,焦的石墨化程度越高,芳构化程度加深,难以消除的炭增多,再生难度加大。提出丙烷在Pt活性位深度脱氢形成积炭并向载体转移的历程,认为更为稳定的C_(24)H_(12)是积炭前驱体。     

压力对USY催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响

研究了压力对USY催化剂催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响。采用热重、红外、13C固体核磁、元素分析、色质联用、程序升温氧化法等手段对催化剂上的焦炭和液相产物中的焦炭前驱体进行了考察。结果表明，沉积在催化剂上的焦炭主要为缩合度较高的多环芳烃，随着压力的升高，总的结焦量减少，液相产物中多环芳烃的环数和质量分数呈增加趋势，证明了超临界流体对焦炭前驱体有萃取效果。并探讨了超临界条件下甲苯催化裂解结焦的机理。     

Effects of CO2 content on the activity and stability of nickel catalyst supported on mesoporous nanocrystalline zirconia

The effects of carbon dioxide content on the catalytic performance and coke formation of nickel catalyst supported on mesoporous nanocrystalline zirconia with high surface area and pure tetragonal crystalline phase were investigated in methane reforming with carbon dioxide. The samples were characterized by XRD, BET, TPR, TPO, TPH, TEM, and SEM techniques. The catalyst prepared showed high surface area and a mesoporous structure with a narrow pore size distribution. The obtained results revealed that the increase in CO2 content increased the methane conversion and stability of the catalyst and significantly reduced the coke deposition. The TPH analysis showed that several species of carbon with different reactivities toward hydrogenation were deposited on the spent catalysts employed under different CO2 contents.     

原料油中氮、硫体积分数及反应压力对加氢裂化催化剂积炭的影响

在高压连续流动微型反应器上对加氢裂化催化剂进行催速老化实验，用元素分析、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-光电子能谱（XPS）、热重/微商热重（TG/DTG）等手段考察了不同体积分数的噻吩、吡啶和操作压力对催化剂积炭行为的影响。结果发现：原料中吡啶和噻吩体积分数分别高于0.1%和0.6%时，会导致催化剂积炭明显增加。含吡啶的原料在进行加氢裂化时生成的积炭，主要集中在微孔（<6 nm）中，并会削弱催化剂的酸性中心，尤其是强酸中心。含噻吩原料加氢裂化生成的积炭，存在于不同孔径的孔中，在催化剂表面形成少量机械孔。原料中噻吩体积分数低于0.6%时，噻吩中的硫可以提高催化剂的硫化度使积炭减缓。相同体积分数的吡啶对催化剂积炭的贡献大于噻吩，催化剂比表面积降低更多。提高压力可以显著地降低催化剂的积炭量，减缓比表面的降低，减少酸中心数目的损失，导致微孔（<6 nm）中积炭增多，积炭中石墨型积炭的相对比例增大。     

氧化镁负载的钼钒磷酸铜催化剂的积碳行为

研究了氧化镁负载的钼钒磷酸铜催化剂在正己醇氧化反应中的积碳行为. 结果表明, 积碳主要以CHx形式存在于催化剂表面, 积碳的形成没有导致催化剂的失活. XRD, IR和XPS等光谱表征结果说明积碳后催化剂结构没有发生改变, 并且载体表面的钼钒磷酸铜有利于积碳的消除. TPO研究结果表明, 积碳在催化剂上有两种存在位置: 一种沉积在钼钒磷酸铜表面, 这种位置的积碳在低温下容易被烧除; 另一种沉积在载体氧化镁的表面, 需要高温才能烧除. 随着反应时间的增加, 积碳量达到定值.     

Highly dispersed Pt catalysts on single-walled carbon nanotubes and their role in methanol oxidation

Well-dispersed Pt catalysts with very high utilization efficiencies for fuel cell reactions have been prepared by ethylene glycol reduction on polymer-wrapped single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). By wrapping the SWCNTs in a polymer such as polystyrene sulfonate, we are able to break up the nanotube bundles to achieve better dispersion. These polymer-wrapped SWCNTs with platinum nanoparticles deposited on them show very high electrochemically active surface areas. The increase in utilization efficiencies for platinum catalysts on these SWCNT supports can be attributed to the increased surface areas and the well-dispersed nature of the carbon support and catalyst. The catalyst dispersion facilitates diffusion of reactant species which in turn results in higher methanol oxidation currents and more positive potentials for oxygen reduction.     

Effect of Dimethyl Ether Co-feed on Catalytic Performance of Methane Dehydroaromatization over Mo／HZSM-5 Catalyst

The effect of dimethyl ether (DME) co-feed on the catalytic performance of methane dehydroaxomatization (MDA) over 6Mo/HZSM-5 catalyst was investigated as a function of DME concentration under reaction conditions of T=1023 K, p=101 kPa and SV=1500 ml/(g.h). A high benzene yield wasobtained and the stability of the catalyst was improved by adding 1.5%DME to the CH4 feed. The C6H6 yield was as high as ca. 10% even after reaction for 6 h. The stability of the catalyst was further improved when DME concentration in the co-feed gas was increased to an appropriate value. TGA and TPO results of the used 6Mo/HZSM-5 catalyst showed that the amount of coke on the used catalyst was reduced and the chemical nature of the coke was changed. When 1.5%DME was added to the CH4 feed, the coke formed on the catalyst could be burned off more easily than that when only CH4 was used as reactant. It is supposed that the oxygen in DME may play a role in preventing the coke burnt off at lower temperature from transforming into the coke burnt off at higher temperature, which results in the improvement of the stability of the catalyst.