Titanium-Promoted Rh-Mn-Li/SiO2 for C2-Oxygenates Synthesis from Syngas： Effect of Low Titanium Loading

1. Introduction There is great interest in understanding the het- erogeneous catalysis by which Rh-containing catalyst converts CO/H2 into useful organic compounds, par- ticularly C2 oxygenates such as ethanol, acetic acid and acetaldehyde with high efficiencies [1]. The addi- tion of appropriate promoters can enhance the rate of formation of these oxygenates. Many elements have been tested as promoters over rhodium-based cata- lysts, including compounds of alkali [2], rare earth [3], and tr…     

Pd-Ni/Al2O3催化剂上α-呋喃甲酸加氢反应研究

采用连续流动固定床微型反应器考察了Pd—Ni／Al2O3催化剂上α-呋喃甲酸加氢生成α-四氢呋喃甲酸的反应．研究了反应的温度，压力，气、液体流速，以及氢油比对催化反应性能的影响．结果表明；在2．5MPa，200℃．氢气空速6600h^-1，液体空速3．0h，氢油比为200时，α-呋喃甲酸转化率为94％，α-四氢呋喃甲酸选择性100％，产率94％，催化剂连续运转300h后未见活性下降．应用程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)技术考察了催化剂表面吸附状态与催化加氢活性的关系．结果表明Pd—Ni／Al2O3催化剂表面存在两种活性中心，催化加氢反应主要在较弱的活性中心上进行．该催化剂体系反应活性高，选择性和稳定性好，反应条件温和，操作简单，产物易分离，具有良好的应用前景．     

MgO上甲醇分解的TPSR研究

本文采用ＴＰＳＲ－ＭＳ技术考察ＣＨ＿３ＯＨ在Ｍｇｏ催化剂上的分解反应，并与ＭｇＯ固体碱催化剂表面的酸碱性质进行关联。发现ＣＨ＿３ＯＨ在２３８℃、３４２℃和５３３℃处有三个脱附峰，对应地有三种表面吸附形式。这三种吸附形式与催化剂表面的酸、碱中心的强度有关，弱的酸碱中心上，ＣＨ＿３ＯＨ以分子和弱吸附的表面甲氧基形式吸附，２３８℃时的脱附峰主要为甲醇和二甲醚；较强的酸碱中心上表面甲氧基吸附较牢固，于３４２℃脱附，产生的二甲醚的相对量亦多；强酸强碱中心上吸附的甲醇易脱氢而形成表面吸附的（Ｈ＿２ＣＯ），高温５３３℃脱附时分解成ＣＯ和Ｈ＿２。     

微量Li助剂对Co/AC催化剂合成高碳醇性能的影响

采用等体积浸渍法制备了含微量Li 的15Co_xLi/AC 催化剂,考察了微量Li 助剂对15Co/AC催化剂上CO加氢合成高碳醇性能的影响. 采用X射线衍射、程序升温还原和程序升温表面反应技术对15Co_xLi/AC 催化剂进行了表征,结果表明,微量Li 的添加可以提高催化剂上CO加氢活性、生成C₅₊烃的选择性、合成醇的选择性以及高碳醇的分布. 这主要是由于微量Li 助剂与Co物种形成了弱相互作用,促进了催化剂Co物种的分散,形成较小Co晶粒,促进了Co₂C的形成.     

铁助剂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂CO加氢制二碳含氧化物性能的影响

 采用CO加氢反应、程序升温还原（TPR）、CO吸附和CO脱附等技术，研究了Fe助剂对Rh－Mn－Li／SiO2催化剂上CO加氢合成二碳含氧化物反应的影响．结果表明，Mn，Li和Fe的加入明显提高了Rh催化剂的活性及选择性，特别是在1％Rh－1％Mn－0．075％Li／SiO2催化剂中加入0．05％Fe后，C2＋含氧化物的时空收率由331．6g／（kg·h）提高到457．5g／（kg·h）．但当Fe的加入量继续增加时，催化剂的活性及选择性下降，甲醇的选择性上升．TPR实验表明，当加入少量Fe（0．05％～0．5％）时，TPR的峰面积随Fe加入量的增大而增大，Fe的加入使Rh的还原温度向高温移动，Mn的还原温度向低温移动，Fe的还原峰与Rh和Mn的还原峰相重叠，由此推断这些Fe与Rh是处于紧密接触状态的．当Fe含量增加到1％时，样品在522K出现一个新的谱峰，该峰可归属为与Rh非紧密接触的Fe的还原峰．CO的吸附实验表明，当Fe的加入量超过一定值后，CO吸附量下降．CO的脱附实验表明，在Rh基催化剂中加入少量Fe后，强吸附的CO增多，但当Fe的加入量超过一定值时，强吸附的CO量下降．     

Rh基催化剂上氢甲酰化反应过程的原位高压NMR研究

制备了用于丙烯氢甲酰化反应的Rh/SBA-15 和PPh₃修饰的PPh₃-Rh/SBA-15催化剂. 应用原位变温高压核磁共振技术,对比研究了丙烯在Rh/SBA-15 和PPh₃修饰的多相催化剂PPh₃ Rh/SBA-15上的氢甲酰化反应,实现了高压条件下催化反应的原位固体核磁共振表征. ¹³C MAS NMR研究结果表明：在1.0 MPa的反应压力下,随着反应温度升高丙烯与合成气在Rh/SBA-15催化剂上可转化生成丁醛,而PPh₃配体修饰的PPh₃-Rh/SBA-15催化剂上丁醛产物的正异比显著提高.     

1,3-丁二烯选择性加氢催化剂的设计策略以及构效关系

催化裂化是石油化工的核心单元之一.从催化裂化尾气中分离出来的碳四馏分富含许多的不饱和烯烃,如1-丁烯、顺、反式-2-丁烯以及少量的1,3-丁二烯,这些不饱和烯烃可以通过后续聚合反应,生成合成橡胶和工程塑料的重要原料,具有重要的应用价值.上述工艺过程对原料中1,3-丁二烯的含量(<100~200 ppm)有严苛的要求.采用选择性加氢技术对碳四馏分中的1,3-丁二烯进行选择性加氢,将其转化为更高附加值的单烯烃是一个理想的解决方案.然而,1,3-丁二烯加氢反应得到的单烯烃可能发生深度加氢得到副产物丁烷.因此,开发高效选择性加氢催化剂对碳四资源的利用具有重要的现实意义.另一方面,1,3-丁二烯加氢反应可以作为模型反应,用来考察选择性加氢催化剂的性能.基于此,该反应无论在工业界还是学术界均受到广泛关注.尽管如此,有关1,3-丁二烯加氢催化剂研究进展方面的综述极少.仅有关于1,3-丁二烯加氢作为模型反应的综述报道.本文对过去半个世纪以来1,3-丁二烯加氢反应中不同催化剂的发展历程进行系统综述,特别是包括Pd,Pt和Au等的单一贵金属催化剂.重点介绍以下内容:(1)固体催化剂构效关系,包括活性金属尺寸效应、晶面和形貌效应以及载体效应(晶相、孔道和酸碱性);(2)高性能催化剂的设计新策略,如单原子催化剂、核壳结构催化剂、金属-离子液复合催化体系以及载体的形貌调控;(3)催化剂的反应机理和失活机理.提出了1,3-丁二烯选择性加氢高性能催化剂开发面临的挑战,并对潜在的发展方向进行了展望.本文认为随着纳米技术和金属纳米材料合成方法的快速发展,对贵金属活性组分进行原子层面上的调控(包括形貌、尺寸以及单原子配位环境等)已成为可能.这将有助于研制出一类新型高性能选择性加氢催化材料,从而实现高转化率条件下高附加值单烯烃的定向转化.此外,载体的酸碱性和孔道结构的调控有助于进一步调节催化剂的抗积炭性能,也是未来发展的一个重要方向.     

Pd改性K/MnOx-ZrO2催化剂上CO加氢制甲醇和异丁醇

 采用H2和CO吸附、FT-IR和TPR等表征手段对不同Pd含量的Pd-K/MnOx-ZrO2催化剂进行了研究,并考察了其对CO加氢制甲醇和异丁醇反应的催化性能. 结果表明, Pd的加入促进了锰的还原和氧空位的生成,有利于异丁醇的生成; Pd的加入改变了催化剂表面的吸附行为. Pd-K/MnOx-ZrO2催化剂表面有较高的H2和CO吸附量,有利于甲醇与异丁醇合成速率的提高. 当Pd的添加量超过1.5%时, Pd的分散度降低,粒径变大,致使甲醇与异丁醇的合成速率降低.     

经PPh3修饰的Rh/SiO2催化剂的吸附-脱附性能

 应用程序升温技术研究了氢甲酰化反应物CO,H2和C2H4在经PPh3修饰的Rh/SiO2(PPh3-Rh/SiO2)催化剂上的吸附-脱附行为. CO-TPD结果显示, Rh/SiO2催化剂在348, 398和525 K处有3个脱附峰, PPh3-Rh/SiO2催化剂仅在368 K处出现脱附峰,表明催化剂的吸附性能发生了明显变化. 采用原位红外光谱研究了PPh3-Rh/SiO2催化剂上CO的吸附态. 结果表明, 2040 cm-1处吸收峰归属于PPh3修饰的Rh粒子上线式吸附的CO. 这种吸附态既不同于Rh/SiO2多相催化剂表面Rh粒子上的CO吸附态,也不同于相应均相催化剂中的羰基配位态. TPD和FT-IR结果表明,在低压下PPh3-Rh/SiO2催化剂对氢甲酰化反应已具有相当的催化性能.     

H2对Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂上CO吸附和脱附的影响

 应用红外光谱和程序升温脱附技术研究了Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂上H2对CO吸附和脱附的影响. 结果表明,预吸附的H2主要占据线式CO的吸附位. 共吸附时H2与CO在Rh位上形成了羰基氢化物,从而导致线式物种谱带红移,且高的H2浓度有利于CO的吸附. 在323 K下, H2对预吸附的CO谱带位置和强度没有影响. 但是,随着温度的升高, H2的存在促进了弱吸附CO的脱附,并使之重新吸附; 同时, H2促进了强吸附CO的解离,增强了CO的吸附强度和催化剂的吸附能力.