十元环分子筛在甲醇芳构化反应中催化性能的研究

合成了ZSM-5、ZSM-22、EU-1、MCM-22和ITQ-13具有十元环孔道结构的5种分子筛,研究了分子筛结构、酸性分布等因素对其在甲醇芳构化反应中催化性能的影响。研究表明,不同结构分子筛的形貌、酸性及孔径均存在较大差异,进而影响了其在甲醇制芳烃反应中的催化活性和稳定性。研究的5种分子筛中,ZSM-5表现出最佳的芳构化活性,芳烃收率达34.8%,MCM-22芳烃收率约为21.9%,而其他3种结构的分子筛催化剂基本未表现出甲醇芳构化活性。通过添加具有芳构化性能的Ga物种对ZSM-5和MCM-22进行改性,可显著提升芳烃收率,Ga/ZSM-5上芳烃收率达到40.8%,Ga/MCM-22上芳烃收率可提高到27.1%。另外,采用TG/DTA、GC等方法研究了失活催化剂的积炭情况,发现分子筛结构对积炭量、积炭组成及积炭分布存在显著影响。     

铝源对Ni/Al2 O3催化剂结构及其CO2-CH4重整性能的影响

以三种不同铝源采用溶液燃烧法制备了系列Ni/Al_2O_3催化剂,通过XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、N_2吸附-脱附、TGDTG和TPH等分析方法对反应前后催化剂进行了表征,研究了铝源对Ni/Al_2O_3催化剂结构、表面性质及其CO_2-CH_4重整性能的影响。结果表明,以Al(NO_3)_3·9H_2O为铝源制备的NiNO-AlNO催化剂比表面积较大,达102 m~2/g;高温还原峰面积大,峰型更为弥散;且载体Al_2_O_3具有一定的结晶性。而以Al_2(SO_4)_3·18H_2O和AlCl_3·6H_2O为铝源制备的NiNO-AlSO和NiNO-AlCl催化剂,其载体以无定型Al_2O_3存在,活性组分Ni晶粒粒径大、分散性差,还原峰面积较小,与载体的相互作用较弱。其中,由于硫酸铝较为稳定,需要在更高温度下才能转化为Al_2O_3,且所制备NiNO-AlSO催化剂中残留有含硫物质,使得其表面酸性较强。评价结果显示,NiNO-AlNO催化剂活性较高,稳定性好,CH4转化率为31.21%,CO_2转化率为48.97%。积炭分析结果发现,NiNO-AlNO催化剂表面积炭量最少,沉积炭主要以无定型态存在,具有良好的抗积炭性能。     

紫外拉曼光谱及其在催化研究中的应用

本文介绍了紫外拉曼光谱及其在催化研究中的应用。研究内容包括积炭 ,担载型过渡金属氧化物 ,分子筛 ,杂原子分子筛中骨架杂原子的识别和有机物的单层分散等。由于避开荧光干扰和使用较短波长的激发线提高了拉曼光谱的灵敏度和信噪比 ,特别是利用拉曼共振效应 ,不但灵敏度大幅度提高 ,而且与紫外吸收相关的局部结构被选择地鉴别。紫外拉曼光谱拓宽了拉曼光谱在催化 ,生物化学和材料科学等领域的应用。     

β沸石在烃类裂化催化剂的应用

以固体硅胶为硅源，用水热法合成了β沸石，并对其主要物化性质进行了表征，将USY沸石和β沸石按不同比例复配作为催化剂的活性组分，用标准轻油微反（MAT）方法对各催化剂样品进行了评价。考察了β沸石加入量对反应产物的分布、汽油产品的辛烷值及催化剂上的积炭等的影响，将磷或稀土改性的β沸石加入到裂化催化剂中，考察了不同改性方法对催化剂性能的影响，结果表明，在裂化催化剂中分子筛总量保持不变的条件下，随着β沸石加入量的增加，MAT活性指数逐渐提高，气体产物中i-C^=4收率和汽油产品的辛烷值均提高，而催化剂上积炭明显下降，当β沸石的加入量超过一定比例后，气体产物中i-C^=4收率明显提高，但催化剂的活性降低，在β沸石加入量相同的条件下，磷改性β沸石可进一步提高催化剂的活性，降低积炭，但对汽油产品组成的影响不大。     

甲烷与二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅰ.负载型钴金属催化剂的催化性能

采用固定床流动反应装置研究了高温焙烧的负载型钴金属催化剂对甲烷与二氧化碳转化制合成气的催化性能，考察了催化剂活性组分、预处理温度及反应条件等对合成气生成量的影响，并用色谱法测定了催化剂上的积炭量．结果表明，钴负载量高于１２％时，在１０７３～１４７３Ｋ焙烧的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂不仅具有高的催化活性，而且具有独特的抗积炭性能．ＴＰＲ，ＸＲＤ和催化反应结果表明，来源于ＣｏＡｌ２Ｏ４尖晶石的金属Ｃｏ以及ＣｏＡｌ２Ｏ４尖晶石对催化剂的活性和抗积炭性能起着关键作用，其活性特征在许多方面不同于低温焙烧的Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３或Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂．     

合成气一步法制备液化石油气单管实验研究

采用甲醇合成催化剂与脱水催化剂机械混合,制备了液化石油气(LPG)合成催化剂。以模拟生物质气为原料气,在固定床单管实验装置上,温度(220~330 ℃)、压力(1.2~5.1 MPa)和空速(500~3 000 h^-1)条件下考察催化剂的性能。结果表明,在325 ℃、2.1 MPa、1 500 h^-1条件下,CO转化率达到72.36%,LPG占烃类产物的71.21%。当设定温度为325 ℃、压力2.1 MPa时、空速≤2 500 h^-1时,系统可以稳定运行;空速达到3 000 h^-1时,反应器内部温度迅速升高无法控制,造成催化剂烧结失活。针对上述催化剂,采用NH₃-TPD、XRD、N₂吸附-脱附和TPO对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的积炭、强酸位酸性降低及比表面积的降低是导致催化剂活性降低的重要影响因素。     

基于改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂的电催化甲烷水蒸气重整的研究

提出了电催化作用下甲烷水蒸气催化重整的新工艺。基于工业常规Ni基催化剂,采用等体积浸渍法,以Ni为活性组分,γ-Al_2O_3为载体,MgO、CaO为助剂,制备了Ni/γ-Al_2O_3、Ni-MgO/γ-Al_2O_3和Ni-CaO/γ-Al_2O_3催化剂,考察了电流强度、重整温度、水蒸气与甲烷的物质的量比(水碳比,S/C)对不同催化剂的CH_4转化率、H_2产率、CO选择性和催化剂稳定性的影响。结果表明,电催化工艺有着良好的普适性,电流的引入能够提升CH_4转化率、增加H_2产率,尤其在低温下电流的促进作用显著。在三种催化剂中,Ni-CaO/γ-Al_2O_3催化效果最佳,在电流为4.5 A、S/C为3、重整温度为700℃时,CH_4转化率就高达95%以上。稳定性测试表明,电流的通入还能显著提高催化剂的稳定性,延缓催化剂的积炭失活。通过对催化剂的分析表征,发现电流的通入提升了催化剂中NiO的还原程度,同时抑制了反应过程中NiC_x向石墨炭的转化,从而可延缓催化剂因积炭覆盖反应活性位点而造成的失活。     

甲烷无氧直接制备芳烃研究进展

甲烷无氧直接制备芳烃和氢气是碳一化学与催化领域中一个极具挑战性的研究课题,具有碳原子利用率高、二氧化碳零排放、工艺流程短和绿色环保等优势,已经成为世界各国研究机构的重要研究方向。本研究基于作者课题组在甲烷无氧芳构化反应的研究工作,结合2013-2017年的相关文献,对目前甲烷无氧芳构化的研究现状进行综合评述。重点讨论甲烷无氧芳构化反应机理与积炭形成、催化剂改性及再生、膜反应器、非钼基催化剂体系等工作,并对甲烷无氧芳构化直接制备芳烃的未来前景进行了展望。     

铁硅酸盐分子筛乙苯氧化脱氢催化性能研究：II.FeZSM—5的酸碱性质和…

本文应用碱性气体吸附的红外光谱和ＴＰＤ技术研究了ＦｅＺＳＭ－５（Ｆ４）的酸性，酸性为：Ｈ－Ｆ４〉Ｆｅ２Ｏ３／Ｆ４〉Ｆ４原粉〉水热处理的Ｋ－Ｆ４〉Ｌｉ－Ｆ４〉Ｎａ－Ｆ４〉Ｋ－Ｆ４〉ＮａＯＨ／Ｆ４。比较了酸强度和积炭对乙苯氧化脱氢性能的影响，以及催化剂酸碱性质与积炭的关系。结果表明，乙苯氧化脱氢反应是在酸碱协同作用下进行的，积炭也参与了氧化脱氢反应，催化剂表面上Ｌ酸中心产生的具有一定Ｃ、Ｈ、Ｏ比的积炭