二硝基甲苯低压加氢Ni-La-B非晶态合金催化剂的制备及结构表征

用化学还原法制备了Ni-La-B非晶态合金催化剂,并采用X射线衍射、透射电镜、差热分析、X射线光电子能谱、电感耦合等离子光谱和H2程序升温脱附技术对催化剂进行了表征,研究了La含量对催化剂微观结构及其催化二硝基甲苯(DNT)加氢制二氨基甲苯(DAT)性能的影响.结果表明,随着助剂La含量的增加,Ni-La-B催化剂中非晶态结构的长程无序程度增大,催化剂平均粒径逐渐由70nm左右减小至10nm左右,分布更加均匀;同时降低了Ni吸附H2的强度,使H2吸附物种更易于在催化剂表面流动并参与反应.另外,La助剂还显著提高了催化剂的热稳定性和抗氧化性.在二硝基甲苯加氢反应中,催化剂性能随着La加入量提高至6%(摩尔分数)时,1MPa低压条件下DNT转化率和DAT选择性均达100%.当La加入量为8%时,催化剂的Ni活性中心数明显减少,其活性下降.     

微波辐射对浆态床合成甲醇CuO/ZnO/Al2O3催化剂前驱体晶相转变的影响

在微波辐射条件下,对CuO/ZnO/Al2O3催化剂的沉淀母液进行老化,通过XRD、TG、H2-TPR,FTIR、HR-TEM和XPS对前驱体及催化剂微观结构的进行表征,探讨了CuO/ZnO/Al2O3催化剂前驱体晶相转变过程中微波辐射的作用。结果表明,微波辐射有利于Cu2+取代Zn5(CO3)2(OH)6中Zn2+的同晶取代反应。微波辐射的老化过程中,首先发生Cu2+取代Zn5(CO3)2(OH)6中Zn2+生成(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6的同晶取代反应,并于1.0 h内基本完成;随着老化时间继续延长,主要进行Zn2+取代Cu2(CO3)(OH)2中Cu2+生成(Cu,Zn)2(CO3)(OH)2的同晶取代反应,同时(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6进一步结晶。与常规老化1 h制备的前驱体相比,微波辐射老化1.0 h制备的前驱体含有较多的(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6物相,有助于增强焙烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂中CuO-ZnO协同作用,提高表面铜含量,进而提高CuO/ZnO/Al2O3催化剂在浆态床合成甲醇的催化活性和稳定性,在400 h浆态床合成甲醇评价期间,甲醇时空收率最大达318.9 g.kg-1.h-1,失活率仅为0.11%.d-1。     

Mo含量对Ni-Mo-B非晶态合金催化剂结构及催化二硝基甲苯加氢性能的影响

采用化学还原法制备Ni-Mo-B非晶态合金催化剂, 研究了Mo含量对二硝基甲苯加氢制备甲苯二胺催化性能的影响. 结果表明, 当Mo含量(摩尔分数)≤6%时, Mo助剂使Ni-B非晶态合金催化剂的催化活性显著提高, 选择性均达到100%. 通过XRD, TEM, DSC, XPS, ICP和H₂-TPD技术对催化剂微观结构进行了表征, 结果表明, 随着Mo助剂含量的增加, Ni-Mo-B非晶态合金催化剂中不仅非晶态结构的无序程度增大, 催化剂粒径逐渐由60 nm左右减小至15 nm左右, 而且分布更加均匀, Ni吸附中心的H₂吸附强度变弱, 使氢物种更易于在催化剂表面流动并参与反应, 同时Mo助剂还显著提高了催化剂的热稳定性和抗氧化性. 当Mo含量为6%时, Ni-Mo-B非晶态合金催化剂的催化性能最好, 在2 MPa和110℃反应条件下, 二硝基甲苯转化率达99.8%, 甲苯二胺选择性为100%.