甲烷部分氧化反应的镧改性Ni／γ-Al2O3催化剂研究

采用Na2CO3-NaOH为沉淀剂共沉淀制备La改性的镍基氧化铝催化剂，对甲烷部分氧化反应表现出高的活性和选择性。La的加入有效地抑制了大颗粒的NiAl2O3的形成，保持了相当高比例的活性镍组分，提高了催化剂的催化活性；而且加入La可以抑制氢氧化铝或氧化铝的物相转变，提高载体稳定性。活性测试结果表明共沉淀制备的20％镍含量的800℃焙烧La改性镍基氧化铝催化剂在800℃反应温度下XCH4，Sco和SH2分别达到100％，95．95％，99．87％，且催化剂在15h内活性几乎没有下降，显示了很好的催化性能和稳定性。通过对不同温度还原的催化剂的活性测试和TPR表征，得出无定型NiAl2O。还原出的Ni^0是甲烷部分氧化反应的主要活性组分。     

柠檬酸络合法制备NiO-CeO2-TiO2复合氧化物及其在甲烷部分氧化反应中的应用

 采用柠檬酸络合法制备了NiO-CeO2-TiO2复合氧化物并将其用于甲烷部分氧化反应,考察了柠檬酸加入量、Ce/Ti原子比、焙烧温度和镍组分含量对催化剂活性的影响. 结果表明,NiO-CeO2-TiO2对甲烷部分氧化反应具有很高的活性和稳定性. 在原料气体积组成为20%CH4, 10%O2和70%N2, GHSV=55200 ml/(g·h), 反应温度在650～850 ℃范围内, 700 ℃焙烧的10%NiO-Ce0.50Ti0.50O2催化剂具有最高的CH4转化率和H2选择性, 750 ℃下经50 h连续测试后,其活性和选择性仍保持在较高水平. 催化剂的XRD和TPR表征结果说明NiO处于高分散状态; 在NiO-TiO2催化剂中, NiO与TiO2发生固相反应并以NiTiO3形式存在,而NiTiO3比与载体发生相互作用的表面NiO难还原; 加入CeO2可以形成Ce-Ti-O固溶体,对NiO和TiO2的固相反应有抑制作用,有利于提高催化剂的中低温反应活性,同时NiTiO3对甲烷部分氧化反应也具有催化活性.     

La-Ce-Cu系列催化剂SO2中毒机理研究

采用NH_4NO_3共熔法合成La－Ce－Cu系列样品，并通过XRD分析了样品的相组成。XRF证明了系列样品组成均为氧缺陷型化合物．用TEM研究了样品的表面结构，发现随着SO_2中毒的加深，Cu向表面偏析与S结合生成新的化合物，导致了原晶体结构的变形，同时证明纯CeO_2不发生S中毒．XPS研究表明：样品La_(.029)Ce_(0.57)Cu_(0.14)O_x中毒后Cu从La_2CuO_4中分解出来并与S结合生成CuSO_4；相应的CeO_2参与了中毒反应，生成Ce_2O_3,整个中毒反应如下：La_2CuO_4＋2CeO_2＋SO_2＝CuSO_4＋La_2O_3＋Ce_2O_3     

离子液体对甲基丙烯醛氧化酯化反应的影响

异丁烯氧化制备甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一条极具优势、清洁高效的工艺技术路线.但甲基丙烯酸甲酯极易聚合^[1],故异丁烯三步法及传统的丙酮氰醇法均在酯化过程中加入对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,4-甲基-6-叔丁基苯酚等有机物作为阻聚剂^[2].而甲基丙烯醛直接氧化酯化为MMA时,碱性和加热的反应条件使MMA更易聚合^[3].因而防止MMA在反应过程中的聚合成为工艺技术的关键问题.本文在甲基丙烯醛一步氧化酯化生成MMA的反应体系中添加离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bm im]PF₆),结果表明,该离子液体既能提高MMA的选择性还有效防止MMA的聚合.     

LaCoO3模型催化剂SO2中毒机理的研究

运用AES,XPS,XRD和TEM等手段研究了LaCoO₃模型催化剂SO₂中毒过程表面化学状态、晶相结构及表面形貌的变化状况,初步推断了LaCoO₃钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的SO₂中毒机理.在SO₂强化中毒过程中,SO₂与催化剂的活性组分LaCoO₃反应生成硫酸镧和氧化亚钴,而在催化剂膜层内部则生成硫酸镧、亚硫酸镧及氧化亚钴.SO₂对活性组分层的侵入及硫与LaCoO₃活性组分的反应破坏了催化剂的钙钛矿结构,使得催化剂彻底中毒.当中毒温度较低及中毒时间较短时,硫在膜层中呈峰形分布,其浓度随中毒温度及时间的增加而增加.随中毒温度的升高及中毒时间的增长,由于亚硫酸盐的分解作用,S在活性层中的浓度反而降低,中毒深度则继续增加.     

复合金属氧化物SrCoO3-δ氧非化学计量研究

通过NH4NO3共熔法合成了SrCoO3-δ,利用XRD和差热分析对其进行了结构表征,采用精密气体测量方法研究了SrCoO3-δ在温度672－918K区间,氧气分压0．7－59．3kPa区间内氧的非化学计量及其与外界氧分压、温度的定量关系,在提出氧缺陷形成模型的基础之上,首次给出了描写SrCoO3-δ-O2体系相平衡的数学公式．并以SrFeO3-δ为例评价了该缺陷模型的普适性．测定了SrCoO3-δ-O2体系溶氧过程的焓变和熵变分别为（75.3±1.2）kJ·mol－1,（96.7±1.5）J·mol－1·K－1     

生物质热裂解气中模型化合物萘的催化转化研究

在常压连续流动固定床反应器上, 以Ni-Pt/Al2O3为催化剂, 研究了水蒸气含量及反应温度对萘的催化转化反应性能的影响。实验发现，反应温度的升高不仅可以提高萘的转化率和CO、H2的产率, 而且可以改善CO的选择性, 但H2的选择性和积碳量降低；随着水蒸气含量的升高，萘的转化率、H2的产率以及H2的选择性均得到提高，但CO的产率和选择性、积碳量有所下降。此外, 随水蒸气含量的升高副产物苯的浓度增大，在反应温度为700 ℃左右时苯的浓度出现极大值。     

温和条件下丙酸甲酯和甲醇一步合成甲基丙烯酸甲酯

近年来,由于煤化工行业产能过剩,煤基气相法一步合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺引起了研究者们的兴趣,但反应温度高、产物收率和选择性低、催化剂易积碳失活以及甲醛易挥发和聚合一度成为该研究领域的瓶颈问题.本文通过构建温和、高效的钴配合物催化借氢阻断体系,解决了甲醇脱氢生成甲醛、丙酸甲酯与甲醛羟醛缩合生成MMA以及氧气阻断MMA加氢相串联的难题,从而实现了以丙酸甲酯和甲醇为原料,在80℃下液相法一步合成MMA的新工艺,产物收率和选择性分别为25.7%和92.6%.通过核磁共振表征和动力学同位素效应实验验证了钴配合物催化剂活化与甲醇脱氢机理,并确定甲醇的C–H键活化与断裂为速率控制步骤,为煤基合成MMA提供了新的研究方向.