催化剂的孔道限域效应

限域孔道可以调控催化剂的表面电子分布和几何结构,进而影响催化剂的活性、选择性和稳定性.本文结合理论计算和实验方法,从热力学、动力学、几何效应以及电子转移等角度出发,阐明了不同限域体系中催化剂活性组分和反应分子特性的差异,揭示了限域孔道对反应物种扩散、吸附和反应等过程的影响规律,以期为催化剂的微观结构设计和反应性能调控提供借鉴.     

层状和MSU结构的介孔纳米二氧化锆

在不添加任何结构稳定剂的条件下, 首次用固态反应结构导向法成功地合成了具有层状结构和MSU结构的介孔纳米二氧化锆. 研究发现, 通过有效地控制晶化条件, 二氧化锆的晶相、比表面和孔结构可以方便地得以调变. 晶相的转变由粒度大小控制, 并且构成无机骨架的相态不同, 合成样品的热稳定性存在差异. 结果显示, 介孔纳米二氧化锆的形成仍遵循超分子液晶模板机制, 且由碱锆摩尔比的大小控制介观相的转化, 低碱锆摩尔比条件下形成层状相, 而高碱锆摩尔比条件下为维持整个体系的低能稳定状态, 在电荷作用下形成反棒状胶束结构.     

一种高活性透明液相NaY沸石导向剂的制备及性能研究

制备了一种摩尔组成为17Na2O:1Al2O3,:17SiO2:300～380H2O的透明液相导向剂.并以天然高岭土为原料,硅溶胶为补加硅源与该导向剂组成反应混合物原位水热合成高硅NaY分子筛.分析了导向剂的结构与作用机理,详细考察了导向剂老化时间、老化温度及其加入量对导向剂的活性与合成产物性能的影响.发现只有在导向剂存在时才能合成出NaY沸石.当导向剂透光率高于80%,呈现透明的溶胶状态,才是导向剂的活性期.采用XRD、IR、SEM、N2静态容量吸附法对结晶产物的晶体结构、骨架振动信息、外观形貌、比表面以及孔分布进行了表征.结果显示,该导向剂具有较好的导向活性,在老化时间为20.5 h,加入量为10%时,原位合成出了结晶度较高、无杂晶的高硅NaY分子筛.所得分子筛的硅铝比大于5.0,比表面为771 m2/g、孔径集中在0.51 nm.     

利用Taguchi法以高岭土为原料制备高硅NaY分子筛

采用Taguchi试验方法优化出了以高岭土为原料制备高硅NaY分子筛的最佳合成参数,考察了硅溶胶的加入量、反应体系的碱度、加水量以及晶化时间对NaY分子筛硅铝比和结晶度的影响。结果表明,高硅NaY分子筛的最佳合成条件是：反应体系各组分的物质的量比为7.5SiO₂∶1.0Al₂O₃∶2.2Na₂O∶120H₂O,晶化时间为16 h。同时发现,对合成样品性能的影响最为显著的因素是硅溶胶的加入量和碱度。采用X射线衍射、N₂静态容量吸附法和扫描电镜对利用最佳条件所合成样品的硅铝比、比表面积、孔分布以及表观形貌进行了表征。结果显示,以高岭土原料制备的NaY分子筛比参考样品拥有更高的硅铝比和更大的比表面积。     

以催化裂化废催化剂为原料合成NaY分子筛的研究

针对催化裂化(FCC)废催化剂的回收利用问题,提出了一种废催化剂再利用的方法,即以FCC废催化剂为铝源,合成时只补充部分硅源,采用自制的高效NaY沸石导向剂,水热合成NaY分子筛。同时,以普通的化工原料合成了对比试样Y型分子筛。讨论了不同的FCC废催化剂预处理方式对合成产物性能的影响,发现以经过碱熔活化处理的废催化剂为原料合成的Y分子筛拥有更高的结晶度和纯度。采用X射线衍射、热分析、程序升温脱附法(NH3-TPD)和N₂静态容量吸附法对结晶产物和对比样品的晶体结构,热稳定性、酸性质、比表面积以及孔分布进行了表征。结果显示,以FCC废催化剂为原料完全可以合成出与普通原料性能接近的NaY分子筛。其BET比表面积可以达到615 m²·g^-1,孔体积可达0.38 cm³·g^-1,孔径集中在0.51 nm左右。     

纳米ZrO2的合成对负载Ni催化剂的CH4/CO2重整反应的影响

采用共沉淀法、醇热合成法和干法分别合成了纳米ZrO2（ZrO2 CP、ZrO2 ET和ZrO2 S），用XRD、 BET、SEM等对其结构和表面性质进行表征，以CH4/CO2重整为探针反应研究了不同方法合成的纳米ZrO2负载Ni催化剂的催化性能，并与载体的物化性质进行了关联。实验结果表明，以干法合成的纳米介孔ZrO2 S具有较大的比表面积（133m2/g）和较好的孔径分布(4.9nm)，Ni/ZrO2 S催化剂在CH4/CO2重整反应中表现出较好的催化性能。     

Phase Transformation of Nanosized Zirconia

1 INTRODUCTION Without introduction of any stabilizing reagent, mesoporous zirconia was prepared via solid state re- action-structure directed method, which broke through the traditional preparation route (liquid reaction)[1]. Using this novel method, the samples possess not only mesoporous structure, but also nano-size. Normal size zirconia has three kinds of crys- talline phases: monoclinic phase existing at room tem- perature, tetragonal phase stabilizing between 1170～2370 ℃ and cubi…     

纳米二氧化锆在甲醇合成催化剂Cu/Ga2O3/ZrO2中的作用

The introduction of mesoporous nanosize zirconia to the catalyst for methanol synthesis dedicates the nanosized catalyst and mesoporous duplicated properties. The catalyst bears the larger surface area, larger mesoporous volume and more uniform diameter, more surface metal atoms and oxygen vacancies than the catalyst prepared with the conventional coprecipitation method. The modification of microstructure and electronic effect could result in the change of the reduced chemical state and decrease of reducuction temperature of copper, donating the higher activity and methanol selectivity to the catalyst. The results of methanol synthesis demonstrate that the Cu^＋ is the optimum active site. Also, the interaction between the copper and zirconia shows the synergistic effect to fulfil the methanol synthesis.     

甲烷干气重整反应中镍基催化剂上表面积碳研究(英文)

镍基催化剂上积碳是甲烷干气重整反应急需解决的关键问题。实验采用ＴＰＳＲ、ＴＰＤ、ＸＰＳ和脉冲反应等方法系统研究了镍基催化剂表面积碳的形态和特点。热力学研究表明,在５７３ Ｋ到１２７３ Ｋ的温度范围内,催化剂的表面积碳是不可避免的。ＴＰＳＲ、ＸＰＳ和ＴＰＤ研究表明,甲烷在催化剂表面裂解将形成至少三种碳物种：Ｃα、Ｃβ和Ｃγ。这三种碳物种具有不同的表面迁移能力、热稳定性和反应活性。其中,Ｃα物种在甲烷干气重整反应中是一种非常活泼和重要的中间体;Ｃγ物种则可能是表面积碳的前驱物：部分脱氢的Ｃβ物种能够与Ｈ２或ＣＯ２反应生成ＣＨ４或ＣＯ。     

铈锆固溶体的合成及其在CH_4和CO催化燃烧反应中的应用

分别利用固态反应和共沉淀法制备了铈锆固溶体,并以其为载体制备了车用三效催化剂,考察其在CH4和CO催化燃烧反应中的作用.研究发现固态反应法所得固溶体孔分布较宽,热稳定性较差,但表面较多的缺陷位贡献于其较高的储氧性能.而共沉淀法所得样品拥有较高的热稳定性和催化活性.固溶体的还原性质可以通过铈锆比调控.关联催化剂对CH4和CO的催化氧化性能发现,具有较大比表面积、集中孔径分布和较高储氧能力的固溶体显示了较低的催化剂起燃温度和较高的催化活性.