Influence of impregnation conditions on the activity of CrOx/Al2O3 catalysts in dehydrogenation of isobutane in fixed bed reactor

The development of catalysts for dehydrogenation of light paraffin hydrocarbons in a fixed bed reactor is of great importance for the world petrochemical industry. The preparation of granules (~3 mm in diameter) of CrO_x/Al₂O₃ catalysts is hindered by such problems as homogeneous distribution of active component and modifiers, high strength of granules, etc. In this paper, the alumina support dissolution in the impregnating solution containing chromic acid and the opportunity to apply vacuum impregnation to minimize this effect in the preparation of CrO_x/Al₂O₃ catalysts are discussed. A series of catalysts is synthesized at different impregnation pressures (1, 0.85, and 0.7 atm), characterized by a complex of physical–chemical methods (low-temperature N₂ adsorption, SEM, XRD, TPR-H₂), and tested in isobutane dehydrogenation. The use of vacuum impregnation is shown to lead to the reduction of the specific surface area of the catalysts from to 91 to 56 m²/g and the growth of content of CrO_x phases that decreases the catalytic activity in dehydrogenation. The isobutylene yield at 610 °C decreases from 68% to 54% for the catalyst prepared at P = 0.7 atm as compared with the one prepared at atmospheric pressure. The high activity and stability are connected with the hierarchical structure of the alumina support and homogeneous chromia distribution on its surface.     

改性纳米HZSM-5沸石催化剂上C5～C8混合烷烃的芳构化反应

在小型固定床反应器上研究了水蒸气钝化及过渡金属(Ni,Co,Cu,Zn)改性对调变纳米HZSM-5沸石催化剂上C5~C8混合烷烃芳构化反应的作用.采用NH3-TPD和Py-FT-IR方法表征了改性催化剂的表面酸性质,并与其催化芳构化性能进行了关联.结果表明,在450℃下进行水蒸气钝化能显著提高催化剂的芳构化选择性,减少甲烷和乙烷等低碳烷烃的生成;催化剂进一步用锌盐或铜盐溶液浸渍改性,可以显著提高催化剂的抗积炭失活能力.这是由于水蒸气钝化能适当减少沸石表面的酸量,降低酸强度,而铜、锌改性可进一步减少B酸中心,增加L酸中心,并与B酸中心协同作用形成具有脱氢活性的催化中心,从而影响混合烷烃的活化方式与芳构化路径.     

纳米Au粒子作为直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂

采用浸渍还原法制备了纳米Au/C, 并将其用作直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池阴极催化剂. 通过X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行结构和形貌分析, 结果表明10～20 nm的纳米Au粒子均匀地分散在Vulcan XC-72R碳黑表面上. 循环伏安测试表明, 在0.5 mol•L－1 H2SO4和2 mol•L－1 H2O2混合溶液中, 纳米Au/C在0.85 V处表现较强的不可逆还原电流. 以纳米Au/C为阴极催化剂, AB5储氢合金为阳极催化剂制成直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池. 电池在30 ℃下的最大功率密度可达到78.6 mW•cm－2. 当电池工作温度升高至50 ℃时, 电池的最大功率密度超过120 mW•cm－2. 此外, 研究了阴极溶液中H2SO4和H2O2浓度对电池性能的影响. 当阴极溶液中H2SO4浓度小于0.5 mol•L－1时, 酸浓度对电池性能影响较大; H2O2浓度对电池性能影响较小. 确定了阴极溶液中H2SO4和H2O2的最佳浓度分别为0.5和2 mol•L－1.     

介孔气体吸附剂

介孔二氧化硅经过表面修饰,赋予介孔材料不同的特性,具有很多的潜在用途,是无机材料研究的热点之一。本文综述了近年来以介孔二氧化硅（M41S 和 SBA）为载体设计的气体吸附剂的研究进展。详细讨论了二氧化碳和可挥发性有机物(VOCs)在介孔吸附剂上的吸附过程;介绍了二氧化碳介孔吸附剂的不同制备方法和影响二氧化碳在介孔吸附剂上吸附的因素,以及介孔吸附剂的结构对可挥发性有机物吸附过程的影响。最后,对介孔气体吸附剂的发展进行了展望。     

椰壳活性炭氧化后负载硅基复合氧化物低温脱硝催化剂的研究

椰壳活性炭经硝酸氧化处理后做载体,采用浸渍法负载含SiO_2的复合氧化物,用做低温脱硝催化剂.在锰氧化物中添加Ti O2,可以提高催化剂的抗硫性能,但低温脱硝活性降低.然而在锰氧化物中添加SiO_2,不仅提高了催化剂的抗硫性能,而且也提高了脱硝活性.TEM结果表明加入SiO_2可以有效的减小复合氧化物晶粒尺寸,更提高了其在载体上的分散度.NH_3-TPD结果显示加入SiO_2后催化剂表面酸性显著增强.XPS分析发现加入SiO_2还增大了催化剂表面Mn~(4+)的相对含量.此外,经硝酸氧化处理过的椰壳活性炭,表面含氧基团增加,从而也大大提高了对NH_3及NO的吸附容量.在相同脱硝条件下,与原料活性炭负载的催化剂比较,硝酸氧化处理后的活性炭负载的催化剂具有更高的脱硝效率.     

活性金属不同浸渍顺序对Mo-Ni/Al2O3催化剂硫醚化反应性能的影响

针对硫醚化反应过程使用的Mo-Ni/Al₂O₃催化剂,考察了不同浸渍方法对其催化性能和表面结构性质的影响。结果表明,通过同步浸渍和分步浸渍方法制得Mo-Ni/Al₂O₃催化剂的活性顺序为：先浸渍Mo后浸渍Ni的催化剂（SI-mn）≈Ni和Mo共同浸渍的催化剂（MN）>先浸渍Ni后浸渍Mo的催化剂（SI-nm）。对于SI-mn催化剂,先负载Mo后减弱了二次浸渍的Ni金属与载体间的相互作用,有利于负载金属的活化,并在二次浸渍后焙烧过程显现出显著的电子效应,形成新的Mo-Ni前体物种,有利于在预硫化过程形成适宜硫醚化和二烯烃选择性加氢的活性中心相,促进硫醚化反应和二烯烃选择性加氢。对于共同浸渍的MN催化剂也有类似的性质,因而也具有较好的催化性能。     

炭基载体对超声加压浸渍法制备锌基脱硫剂中温硫化性能的影响

以活性炭(AC)、褐煤半焦(LSC)、烟煤半焦(BSC)和褐煤焦(LC)4种炭基材料作为载体,利用超声辅助加压浸渍法分别制备了氧化锌炭基系列中温煤气脱硫剂。借助固定床硫化反应测试装置、氮气吸附、XRD和SEM等手段对4种脱硫剂的脱硫性能、物相组成、比表面积和孔结构进行了测试和表征。结果表明,超声辅助加压浸渍法能够有效改善炭基材料的孔隙结构,加压水热处理后的褐煤半焦比表面积可增大为原来的11倍;炭基材料种类不会影响氧化锌炭基脱硫剂中活性组分的赋存形态,但直接影响活性组分的上载率及其在载体表面分散的均匀性,进而影响脱硫剂的中温硫化性能。褐煤半焦制备的脱硫剂Zn/LSC中较高的活性组分利用率和丰富的孔隙结构使其脱硫效果最佳,脱硫精度达到99.99%时的穿透时间和实际硫容分别达到11.0 h和5.17%。褐煤半焦孔结构最易于改性,是加压水热合成中温煤气脱硫剂的一种优良的载体材料,这也是资源相对丰富的褐煤有效利用的途径之一。     

磷对CoMoP浸渍液及催化剂活性组分结构影响的激光拉曼光谱法研究

采用激光拉曼光谱技术(LRS)对CoMoP浸渍液以及浸渍后的样品进行表征,研究了磷含量对CoMoP浸渍液中活性相前躯体结构的影响以及在浸渍后处理过程中对活性相结构的影响.实验结果表明,当CoMoP浸渍液中磷含量较低时,活性组分主要以CoxH6-2x[P2Mo5O23]、CoxH7-2x[PMo11O39]或CoxH3-2x[PMo9O31]以及CoxH3-2x[PMo12O40]结构存在,随着磷添加量的增加,后3种结构转化成CoxH6-2x[P2Mo5O23].提高磷含量有利于抑制活性组分在氧化铝表面分解成七聚钼酸盐.活性组分在载体吸附和催化剂焙烧过程中,在Mo和P之间存在相互作用,[P2Mo5O23]6-结构在焙烧过程中会发生解离.干燥样品经过高温焙烧后,催化剂中出现四面体配位和八面体配位的钼物种.     

电化学浸渍法制备空间氢镍电池用镍电极的循环寿命研究

以空间储能电源4.5’镍极板为对象,研究了过充电、高倍率及极板孔径对电化学浸渍电极循环寿命的影响.结果表明,5C过充电70%,电极初始容量为2.7 Ah,150次循环后容量逐渐下降,300次循环,放电容量约为1.7 Ah(保持率约63%).5C无过充电,300次循环其容量保持率约100%,1000次循环,容量保持率仍可达76%.无过充电,极板孔径及小电流活化均可改善电极循环性能.