Pd催化剂在甲醇裂解中的应用研究进展

贵金属Pd是甲醇分解反应常用的催化剂，本文综述了不同载体负载的Pd催化剂的催化性能以及反应条件对其催化活性、选择性和稳定性的影响。并介绍了其中一些催化剂的制备方法，对催化反应动力学和催化机理进行了简要的概括。     

Heck型交叉偶联反应用负载型Pd催化剂的催化性能

由于催化活性与立体选择性高,Pd催化剂广泛应用于Heck型交叉偶联反应,其催化机理通常依次包括Pd(0)氧化加成、加成、β-H消除、还原性消除等四步。对于无机非金属、有机高分子及有机-无机复合材料负载型Pd催化剂,Pd浓度的升高增大了催化表面积,Pd-载体吸附作用的加强、载体尺寸的减小及表面结构性的增加提高了Pd的分散度; Pd不饱和配位活性位的增多促进了其与反应物形成配位中间体,溶剂对载体溶胀度的增高扩大了Pd与反应物的有效接触面积,而碱的碱性与用量的增加加速了Pd在催化循环中的再生,这些均提高了Pd的催化活性。然而,随着反应温度的升高,Pd的催化活性一般先升高,至某一适中温度时达到最高值,之后因Pd的热聚集过于显著转而降低。研发催化机理明确、催化活性高、立体选择性强、可重复使用性好的负载型Pd催化剂为Heck反应研究的发展趋势之一。     

甲醛氧化催化剂及反应机理

甲醛具有致畸和致癌性,是主要的室内污染物。催化氧化法甲醛转化效率高,没有二次污染,相关研究日益受到关注。本文详细介绍了贵金属和非贵金属两类主要的甲醛氧化催化剂,探讨了活性组分、载体、催化剂助剂等催化剂组成对于其理化性质和反应性能的影响规律,讨论了制备方法、反应物中的水含量等因素对于催化反应的影响,分析了催化剂失活的主要因素。研究表明,催化剂表面活性氧、表面羟基、氧空位数量以及对反应物的吸脱附和存储能力是影响催化活性的关键因素。贵金属催化剂,特别是Pt催化剂具有较好的催化性能,可在较低温度实现甲醛充分转化;非贵金属催化剂具有可变价态,通过催化剂的合理设计可以具有足够的催化活性,其原料资源丰富,价廉易得,应用前景广阔。     

负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究

研究了甲烷在负载型镧锰钙钛矿催化剂(LCFM／α-Al2O3)上的低温催化燃烧反应．考察了制备方法、焙烧温度列催化剂结构和活性的影响．并进行了100h稳定性实验．实验结果表明用浸渍法、焙烧温度高于800℃就能在载体上生成良好的钙钛矿结构，催化剂具有较低的起燃温度并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性；100h稳定性实验表明LCFM／a-Al2O3催化剂经历了100h．800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性．并且没有明显积碳．     

等离子体辅助煤气化及影响因素

应用等离子体辅助煤气化反应装置对大同煤进行了实验研究，考察了供气量、供粉速率、发生器输入功率、水蒸气压力以及添加不同质量分数的CaCO3 和CaO对煤气化反应的影响，并对不同条件下产品气体的组成进行了分析。实验结果表明，装置的最佳工艺参数为供煤速率150 g/min、供气量18 m3/h、等离子体发生器输出功率100 kW、水蒸气出口压力0.3 MPa。加入添加剂CaCO3和CaO的质量分数分别为10%和5%时，催化效果最好。根据CaCO3和CaO的实验数据可知，在等离子体辅助煤气化过程中CaCO3起催化作用为主，CO2还原为辅。     

负载型金催化剂对CO氧化的催化性能（Ⅰ）

负载型金催化剂对ＣＯ氧化的催化性能（Ⅰ）郝郑平，安立敦，李胜利，王弘立（中国科学院兰州化学物理研究所，兰州，７３００００）关键词负载型金催化剂，一氧化碳氧化，制备因素１．前言金历来被用来做为货币保值和饰品材料，由于化学惰性和难于制备高分散微粒，直到１...     

负载型铁系钙钛矿催化剂的研究

钙钛矿型复合氧化物是还原烟气中 SO2 的有效催化剂 .对于钙钛矿催化剂的负载化已有过研究报道 [1,2 ] ,但仅限于活性盐溶液对载体或载体改性后的直接浸渍 ,效果并不很好 .本文用溶胶 -凝胶法制备了负载型 Fe系钙钛矿催化剂 ,取得了良好效果 .1　实验部分1 .1　催化剂制备和表征　将工业载体 γ- Al2 O3 破碎筛分为 40～ 6 0目 ,在 6 0 0℃下煅烧 3 h进行活化处理 ,而后分别采用以下 3种方法制备 :(1 )配制适当浓度的 La(NO3 ) 3 和 Fe(NO3 ) 3 溶液 ,用n(La3 + )∶ n(Fe3 + ) =1∶ 1的混合溶液直接对 γ- Al2 O3 浸渍 ,过滤后于 1 2 …     

煤液化铁基催化剂对煤焦气化特性影响和动力学研究

本研究以哈密原煤和脱矿煤为原料,研究煤液化铁基催化剂对煤焦结构和气化反应性的影响.利用扫描电镜能谱仪和物理吸附仪研究煤焦表面形貌、元素分布和介孔特性,利用热重分析仪研究煤焦气化特性,采用model-fitting和model-free方法研究反应动力学.结果表明,脱矿和负载催化剂对煤焦表面附着物的影响较主体基质明显.负...     

用于选择性催化还原脱硝的钙钛矿型催化剂研究进展

在推进“双碳”目标背景下,人们的环保理念不断增强,对污染防治和节能降耗等问题的重视程度越来越高。选择性催化还原技术(SCR)是目前脱硝领域中的研究重点,该技术具有较高的脱硝效率,有良好的应用价值。本文综述了近年来钙钛矿型催化剂用于SCR技术的研究进展,分析了钙钛矿型催化剂的特性,分别对ABO₃型、负载型和掺杂型钙钛矿型催化剂进行了介绍,同时对钙钛矿型脱硝催化剂的常见制备方法进行了归纳,最后对钙钛矿型催化剂用于SCR技术进行了总结和展望。     

甲醇低压羰基化合成醋酸的负载型催化剂体系

负载型催化剂体系是甲醇羰基化合成醋酸的重要研究方向。本文综述了用于甲醇羰基化合成醋酸的不同载体的催化剂体系的研究进展,其中包括聚合物、活性炭、无机氧化物及分子筛载体催化剂以及其他一些新型负载型催化剂体系。     

Novel Catalysts for Gasification of Biomass with High Conversion Efficiency

We have developed catalysts for the gasification of biomass with much higher energy efficiency than the conventional methods (noncatalyst, dolomite, and commercial steam reforming Ni catalyst). In our investigation, the Rh/CeO₂ gave high yields of syngas for cellulose gasification using a fluidized-bed reactor with batch feeding of cellulose. However, the catalyst was deactivated because of sintering of CeO₂ during the reaction. To prevent the CeO₂ sintering, we have further improved the catalyst and found that Rh/CeO₂/SiO₂ was quite stable for the gasification of cellulose. It was demonstrated that Rh/CeO₂/SiO₂ gave almost complete gasification of real biomass (wood powder) at 873 K. These results indicate that the combination of this kind of catalyst and fluidized-bed reactor can realize the energy-efficient biomass gasification.     

氢气存在下的煤焦水蒸气气化:I 反应特性研究

分别以水蒸气/惰性气混合气、水蒸气/氢气混合气作为气化剂,在常压和875℃~950℃下,采用热天平对1200℃快速热解神府煤焦的气化反应特性进行了研究,并考察了气化过程中煤焦结构的变化及其对气化反应的影响。实验发现,煤焦在水蒸气/氢气作为气化剂条件下的气化反应过程可分为两个阶段,首先是反应急剧进行的阶段,然后是反应速率趋于稳定的阶段,且反应速率接近于石墨的反应速率。该现象与煤的化学结构有关,第一阶段气化剂与活泼性物质 碳氢支链、含氧官能团的反应,第二阶段气化剂与芳香碳的反应;煤焦在水蒸气/氢气气氛下,气化过程中的碳难以转化完全。神府煤焦的SEM表明,煤焦表面有大量的裂缝、孔隙、褶皱、及碎块。碎块表面光滑,这些物质覆盖了内部裂缝与孔隙。煤焦和水蒸气/氢气气化残焦（碳转化率68%）由于气化反应,其碎块减少,表面的大孔暴露出来。比较两种气化剂条件下的气化反应过程发现,水蒸气/惰性气气化反应速率随碳转化率的增加而缓慢均匀地下降;水蒸气/氢气气化反应速率随碳转化率增加先迅速降低,而后较缓慢降低。     

非均相Fenton催化剂的组成结构设计与性能优化

非均相Fenton催化技术解决了均相Fenton反应存在的问题,具有pH适用范围广以及催化剂易于回收利用等优点,因而成为水处理领域的研究热点。本文首先介绍了非均相Fenton反应用于降解有机污染物的发展、反应机理以及机理的研究方法。总结了非均相Fenton催化剂的种类,主要包括铁氧化物、其它金属氧化物、金属有机框架材料。重点讨论了提高非均相Fenton催化剂活性及稳定性的方法,包括通过调控催化剂的形貌、尺寸、孔结构使催化剂具有更高的比表面积,将活性组分负载在具有高比表面积的载体上,通过与其它金属复合以及引入光、超声、微波等外场。最后,对非均相Fenton催化技术的发展进行了展望。     

Syngas Production from Lignite Coal Using K2CO3 Catalytic Steam Gasification with Controlled Heating Rate in Pyrolysis Step

Gasification uses steam increases H2 content in the syngas. Kinetics of gasification process can be improved by using K₂CO₃ catalyst. Controlled heating rate in pyrolysis step determines the pore size of charcoal that affects yield gas and H₂ and CO content in the syngas. In previous research, pyrolisis step was performed without considering heating rate in pyrolysis step. This experiment was performed by catalytic steam gasification using lignite char from pyrolysis with controlled heating rate intended to produce maximum yield of syngas with mole ratio of H₂/CO ≈ 2. Slow heating rate (3 °C/min) until 850 °C in the pyrolysis step has resulted in largest surface area of char. This study was performed by feeding Indonesian lignite char particles and K₂CO₃ catalyst into a fixed bed reactor with variation of steam/char mole ratio (2.2; 2.9; 4.0) and gasification temperature (750 °C, 825 °C, and 900 °C). Highest ratio of H₂/CO (1.682) was obtained at 750 °C and steam/char ratio 2.2. Largest gas yield obtained from this study was 0.504 mol/g of char at 900 °C and steam/char ratio 2.9. Optimum condition for syngas production was at 750 °C and steam/char mole ratio 2.2 with gas yield 0.353 mol/g of char and H₂/CO ratio 1.682.     

煤直接液化残渣焦CO2气化反应的研究

比较了流化床条件下神华煤及其直接液化残渣焦在CO2气氛中的气化反应性,考察了添加液化催化剂、脱除矿物质以及脱除重质油对煤直接液化残渣气化反应的影响规律。结果表明,残渣焦的气化反应性比原煤焦好,残渣焦在1000℃和1100℃的气化反应性指数为0.135和0.290,而原煤焦的则为0.118和0.200。脱灰后残渣焦气化反应性低于脱灰后的煤焦,说明直接液化反应后剩余的难液化物质的气化反应性低于煤焦;未经脱灰处理的残渣焦气化反应性高于煤焦,反映了液化过程中富集的矿物质及铁系催化剂的催化气化活性。脱除残渣中的重质油会降低残渣焦的气化反应性。     

氧还原反应中的银基催化剂

本工作较为全面地归纳了氧还原反应中使用的各种银基催化剂: 纯银、碳载银、银复合催化剂、银合金和银-过渡金属氧化物; 分别论述了它们的主要发展动态、优缺点和可能的研究方向、催化机理, 并对国内外主要的研究成果进行了对比分析. 鉴于银合金、银复合催化剂的催化机理研究较为深入, 还着重论述了它们的研究发展状况, 同时对比了不同学者提出的催化机理、催化剂构效关系. 此外, 简要阐述了银基催化剂的合成路线: 化学还原法、电沉积法和高温煅烧等, 并介绍了各合成路线对催化剂的形貌、成分、催化活性产生的影响. 最后, 对银基催化剂的研究现状进行了小结并指出其今后可能的应用领域, 展示出良好的应用前景.     

煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化研究进展

煤炭是中国最重要的能源.煤炭的有效利用不仅要提高效率,而且要降低污染物和温室气体二氧化碳的排放.相对于传统的煤燃烧利用技术,煤经气化生产各种化学产品被认为是先进的煤洁净利用的重要途径.几乎所有的目前由日趋枯竭的石油资源生产的化学产品,都可经煤气化从合成气转化获得.本文介绍了中国科学院山西煤炭化学研究所近年来在煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化方面的研究进展,主要包括煤的灰熔聚流化床气化、高温气体净化、浆态床反应器铁基催化剂费托合成、低碳醇合成以及一步法二甲醚合成等技术.     

选择性氧化还原脱硝催化剂

氮氧化物（NO_x）是烟气中的主要污染性气体之一,脱除NO_x已经刻不容缓。本文综述了近年来烟气中NO_x的脱除方法,分析了以钒基催化剂、铁基催化剂、分子筛催化剂为代表的高温脱硝催化剂,讨论了以贵金属催化剂、锰基催化剂、碳基催化剂为代表的低温脱硝催化剂, 阐述了不同温度下选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂的反应机理,展望了脱硝领域的发展前景。     

Characterization of Major and Minor Organic Pollutants in Wastewaters from Coal Gasification Processes

Abstract

In order to investigate the feasibility of anaerobic biological treatment for wastewaters generated from thermal gasification processes of coal, a characterization program was implemented whose major effort consisted in the elucidation of specific organic constituents contained in the wastewater. Solvent extraction in acid and base conditions followed by glass capillary gas chromatography in combination with several detectors (i.e., FID, NPD, and MS-DS) were employed for the investigation of major and minor “extractable” organic constituents. Direct aqueous injection on a polar glass capillary column (i.e., OV-351) was used for the major “nonsolvent extractable” organic constituents amenable to GC. The identity of 28 organic compounds was confirmed by comparison with pure standards. Phenol, the three cresol isomers, 5,5-dimethyl-hydantoin and 5-methyl,5-ethylhydantoin were identified as major wastewater constituents. Several substituted phenols (e.g., methyl, dimethyl, trimethyl, methylethyl, hydroxy and methoxy), pyridines, anilines, quinolines, PAHs, dibenzofuran and aldehydes were either confirmed or tentatively identified as minor wastewater constituents. Although the organics identified did not account for the total organic content, which implies the presence of still unidentified highly polar compounds, the information was utilized to set a data base for monitoring the biological treatment operations. Process monitoring data indicated that several organics (i.e., 5,5-dimethyl-hydantoin, 5-methyl,5-ethylhydantoin, o-cresol, m-cresol and p-cresol) were only partially removed by the treatment process employed.     

Study on Effect and Catalytic Mechanism of the Catalysts for Coal Oxidation in Alkaline Medium

Coal electro‐oxidation in sodium hydroxide solution with catalysts, K₃Fe(CN)₆, sodium hypochlorite and supported FeS, were investigated, respectively. Gas produced from electro‐analysis of coal slurry was collected by drainage‐method and I‐t curves were recorded to testify the catalysis of each catalyst for coal oxidation. The results show that the three kinds of catalysts can obviously improve the coal oxidation current. Furthermore, K₃Fe(CN)₆ and sodium hypochlorite played an indirect oxidation role in the electrolysis process. Catalysts bridge the coal particles and the solid electrode surface, thus increase the coal oxidation rates. The changes of catalyst content during the electrolysis were further determined by quantitative titration to discuss the catalytic Mechanism. The dynamic transition of K₃Fe(CN)₆/K₄Fe(CN)₆ and ClO⁻/Cl⁻ are proposed by iodometric method.