超声辅助制备Ni-Mo/USY催化剂上正庚烷异构化性能研究

以USY分子筛作为载体,Ni和Mo作为活性组分,利用超声辅助浸渍法（US-IM）和常规浸渍法（C-IM）制备了Ni/USY（US-IM）和Ni-Mo/USY催化剂.采用X射线衍射（XRD）、吡啶-红外光谱分析（Py-IR）和N₂吸附-脱附等对催化剂进行理化性质表征,综合考察了不同改性方法以及单金属和双金属改性前后分子筛酸性和孔结构性质等的变化及其对正庚烷异构化性能的影响.实验结果表明：Mo对于Ni在USY分子筛上的均匀分布以及异构化催化性能具有协同促进作用;超声条件对双金属改性的USY结构基本无影响;超声空化作用降低了催化剂金属粒子的团聚,使其在USY表面均匀分散,增加了催化反应中所需的金属活性位点.超声辅助浸渍制备的Ni-Mo/USY中较高的金属分散度导致了较强的金属-载体相互作用,使其活性和稳定性高于常规浸渍法.在优化超声条件下,反应温度和反应时间分别为250℃和3 h,还原温度和还原时间分别为550℃和5 h,H₂/C₇摩尔比为0.14时,正庚烷的转化率和异构化选择性分别可以达到65.7%和74.1%.     

双金属Cu-Ce/SAPO-34催化剂的制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

采用浸渍法制备了Cu-Ce双金属系列分子筛催化剂(Cu-Ce/SAPO-34),在催化剂评价装置上考察了不同质量比Cu/Ce的分子筛催化剂选择性催化还原NO的性能。通过XRD、SEM、NH₃-TPD、XPS、in-situ DRIFTS等多种表征手段对催化剂的结构及微观特性进行了分析。结果表明,改性后Cu-Ce/SAPO-34催化剂脱硝性能良好,具有较宽的活性温度窗口,当Cu、Ce的含量均为4%时,分子筛催化剂脱硝效率最好,在325-500℃脱硝效率均在80%,在400-500℃时,脱硝效率达到了99%以上。双金属Cu-Ce氧化物物种高度分散于催化剂表面,SAPO-34的晶体结构未受影响,且活性物质和载体之间产生较好的相互作用。4Cu-4Ce/SAPO-34具有适量的酸性位点,该配比对催化剂的脱硝性能和稳定性具有积极作用,在NH₃-SCR反应过程中遵循E-R机理。     

提高USY型FCC催化剂硫转移和催化裂化活性的研究

采用镁、铈、镧和磷对USY型FCC催化剂进行改性，采用FT IR分析方法对改性催化剂的表面酸性进行了表征，研究了硫转移活性组分对催化剂的硫转移和催化裂化活性的影响。结果表明，多次氧化 还原循环后，改性催化剂仍保持较好的硫转移活性，可以达到60%以上。镁的引入会减少基质和分子筛表面强酸的数量，少量镁的引入对催化裂化活性影响不大，铈和镧的引入会使分子筛和基质的表面酸量得到显著增加，提高催化裂化活性，但同时会引起焦炭的增加，磷改性可改善基质和分子筛表面酸性，抑制焦炭的产生，保持催化裂化活性的同时使汽油中的烯烃质量分数下降6%。     

含双金属的DUSY负载磷钨酸催化剂上正庚烷 临氢异构化

用脱铝USY沸石(DUSY)负载12-磷钨酸(PW), 并以此为载体制备含Pt和Ce(或La)的双金属催化剂, 用XRD, BET, IR以及氢吸附等表征了催化剂的物化性质, 并在常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能. 结果表明, USY经过水蒸气和酸的联合处理并负载了PW和双金属以后仍能保持沸石原有结构, 同时催化剂中的PW保持了完好的Keggin结构, 金属助剂Ce的加入可以明显提高贵金属Pt的分散度; 在含Pt的催化剂中掺杂Ce或La, 特别是Ce后, 可显著提高催化剂的低温活性和异构化产物选择性. 催化剂的优化组成为 15CePt-PW/DUSY, 采用这一催化剂, 正庚烷异构化的优化反应条件为: 反应温度250℃, 液时空速1.4 h^-1, 在此条件下正庚烷的转化率为70.3%,异构化产物的选择性可达94.1%.     

化学改性对催化裂化催化剂氢转移性能的影响

 研究了用草酸处理裂化催化剂的活性组分USY型分子筛以及在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝等方法对裂化催化剂氢转移反应活性的影响. 实验结果表明,酸处理能脱除USY型分子筛孔道中的无定形氧化铝,疏通分子筛孔道,提高分子筛的氢转移反应活性,减少积碳; 对于含稀土的REUSY型分子筛,酸处理首先脱除的是稀土离子,降低了分子筛的裂化反应活性,但提高了氢转移反应活性. 在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝能增加基质的弱酸性中心,增加裂化反应的活性中心,提高催化剂的裂化及氢转移反应活性,同时减少催化剂上的积碳.     

铈改性对HZSM-5分子筛表面性质及其催化降解甲硫醇(CH_3SH)的研究

采用浸渍法制备了Ce改性的HZSM-5分子筛催化剂,考察Ce改性前后HZSM-5分子筛催化分解甲硫醇反应中的催化活性。通过XRD,BET,H_2-TPR,NH_3-TPD和CO_2-TPD等手段对其物化性能进行表征,结果表明:Ce改性后HZSM-5分子筛的结构没有被破坏,而Ce的引入可明显提高催化剂的还原性能,进而促进甲硫醇的催化分解;同时Ce的引入还能有效调控HZSM-5分子筛表面的酸碱性,可明显增加分子筛表面碱性中心的数量,从而显著提高催化分解甲硫醇的活性。此外,探讨了在350~650℃范围内焙烧温度对Ce改性HZSM-5分子筛表面性质及催化分解甲硫醇活性的影响。实验结果表明,在550℃焙烧获得的分子筛催化分解甲硫醇的效果最好。表征结果显示:当焙烧温度较低时,Ce与HZSM-5分子筛的相互作用较弱,所以分子筛催化分解甲硫醇的活性较差,随着焙烧温度的升高,分子筛的还原性能和酸碱性能均有所降低;当焙烧温度过高时,导致Ce O_2相互堆叠形成新的介孔孔道坍塌,降低其催化分解甲硫醇的活性。     

双金属Ce-Mn/ZSM-5催化剂的制备及NH3-SCR脱硝性能研究

采用浸渍法制备了铈锰复合氧化物分子筛催化剂(Ce-Mn/ZSM-5),在固定床反应器上考察不同Ce/Mn质量比对分子筛催化剂选择催化还原NO的影响,利用XRD、TEM、NH_3-TPD、H_2-TPR、in-situ DRIFTS等手段对催化剂进行了表征分析。结果表明,双金属改性的Ce-Mn/ZSM-5催化剂在NH_3-SCR反应中表现出较为优异的催化活性,具有较宽的活性温度窗口。当Ce/Mn质量比为0.4时,催化剂具有最佳的脱硝效率,在265-465℃脱硝率均可达到80%以上,在370℃时,NO的转化率最高可达97.28%。锰和铈物种高度分散于催化剂表面,未改变ZSM-5的晶体结构,且构成协同作用。0.4Ce-Mn/ZSM-5具备丰富的酸性位、良好的氧化还原性能,该配比有助于催化剂的催化活性和稳定性的提高,在NH_3-SCR反应过程同时遵循E-R机理和L-H机理。     

稀土对SAPO-11分子筛结构与性能的影响

分别采用浸渍法及离子交换法将稀土元素镧、铈引入SAPO-11分子筛, 通过XRD、BET、孔分布、in-situ FTIR及NH3-TPD等表征手段考察了稀土对SAPO-11分子筛结构及表面性能的影响. 结果表明, SAPO-11分子筛经稀土元素La、Ce改性后, 分子筛摩尔组成改变、结晶度下降, 其中La3+离子交换改性带来的变化最为明显. 在分子筛表面聚集的稀土元素可作为Lewis酸中心, 造成分子筛L酸含量增多, B/L比值下降；同时, 由于三价稀土离子吸引电子的能力弱于Al3+, 改性后催化剂的桥连羟基强度下降. 经稀土改性后, 催化剂总酸量下降.     

铈掺杂对Co_3O_4/微孔-介孔分子筛催化剂催化性能的影响

采用水热法制备了微孔-介孔分子筛,并以Ce掺杂改性后制备了Co3O4/Ce-微孔-介孔分子筛催化剂,考察了Ce掺杂微孔-介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化性能的影响,并采用BET,XRD,TPR等技术对催化剂进行了表征。研究结果表明:Ce的加入有利于提高MSZ-B催化剂的催化活性。XRD分析显示Ce的加入不会阻塞Co3O4在微孔-介孔分子筛孔道内的分布;TPR分析表明:Ce的加入提高了MSZ-B催化剂的可还原性能,催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素;另外,介孔的存在不利于Ce改性Co3O4/ZSM-5微孔分子筛催化剂活性的提高。     

Ce和Mg改性的γ-Al2O3负载Pt催化剂催化乙二醇水相重整制氢

 采用浸渍法制备了Ce和Mg改性的 γ-Al2O3 负载Pt乙二醇水相重整制氢催化剂. 采用催化活性评价、N2物理吸附、CO化学吸附、X射线衍射(XRD)和程序升温还原(TPR)等手段系统研究了催化剂的活性、选择性及物化性质. 实验结果表明, Ce和Mg改性的 γ-Al2O3 负载Pt催化剂的活性明显高于Pt/γ-Al2O3 催化剂. 在498 K和2.58 MPa条件下,乙二醇的转化率由72.3%提高到100%, 氢的选择性接近100%. 在Pt/(Ce)γ-Al2O3 和Pt/(Mg)γ-Al2O3 催化剂的XRD谱中,除了 γ-Al2O3 特征峰外,还分别出现了CeO2和Mg-Al层状化合物及微弱的Mg-Al尖晶石结构化合物的特征峰. Ce的存在促进了Pt对乙二醇的吸附-裂解作用和CO水煤气变换反应; Mg的存在中和了 γ-Al2O3 表面的酸性,增加了载体的碱性中心,影响了PtCl2-6的分散,抑制了乙二醇的脱水反应.     

W-Ni/Al2O3-USY催化剂中USY的作用

采用ＥＳＣＡ，ＴＰＲ及高压连续流动反应色谱等技术研究了在Ｗ－Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３中引入超稳Ｙ型分子筛对载体表面性质及催化剂加氢脱氮活性的影响。结果表明：ＵＳＹ可明显改善Ｗ和Ｎｉ的分散状态，提高催化剂的总酸，并可调变Ｂ酸和Ｌ酸的分布；加入ＵＳＹ可提高催化剂的比表面积，但不利于发挥Ｎｉ的助剂作用；加入适宜量的ＵＳＹ，可明显提高催化剂的加氢脱氮活性。     

超稳丫沸石制备技术对沸石铝分布的影响 Ⅰ.两种典型超稳Y沸石表面-体相组成的XPS研究

用XPS考察了USY和FSY超稳Y型沸石及其起始原料NH_4Y沸石的表面组成,并结合Ar~+刻蚀技术与其体相组成进行了比较。结果表明,NH_4Y沸石的铝分布基本均匀一致,经超稳化处理后,沸石表面组成发生了很大的变化。用(NH_4)_2SiF_6液相脱铝补硅法制备的FSY表面呈缺铝特征,其表面铝原子浓度比体相低8～10％;而用传统水热法制备的USY具有典型的富铝表面,其表面铝原子浓度比体相高30％左右。USY表面富铝主要是由于USY“次表面”(Subsurface)附近的非骨架铝类迁移到表面所致。内层的非骨架铝类在常规水热超稳处理条件下一般则很难迁移,仍然留有在USY晶体内部。     

草酸脱铝改性USY的表征及加氢裂化性能

采用草酸脱铝对USY分子筛进行了改性,考察了草酸加入量对USY相对结晶度(CRX)、硅铝比(nS iO2/nA l2O3)、比表面积、孔结构及加氢裂化性能的影响,并采用程序升温脱附和原位红外光谱技术对改性USY型分子筛的酸性进行了表征。结果表明,随草酸加入量的增加,在脱除USY中非骨架铝的同时,骨架铝被脱除的量也逐渐增多,致使USY的相对结晶度先提高而后降低、硅铝比提高、酸强度和酸量降低。正癸烷的加氢裂化结果表明,当草酸的加入质量比为0.2时,正癸烷的转化率和一次裂化产物的选择性分别为68.5%和80.1%。草酸改性USY具有高催化活性是因为该分子筛具有空旷的介孔结构和较多的可接近的酸性位;一次裂化产物选择性高是因为空旷的介孔结构使裂化产物快速离开酸性位而避免了二次裂化。     

分子筛USY负载硼化钴非晶态合金催化剂的制备及其在催化硼氢化钠水解制氢中的应用

采用浸渍法与化学还原法相结合制备了一系列USY型分子筛负载非晶态合金硼化钴(CoB/USY)催化剂,并系统探究了该催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的催化活性。 XRD表征表明,USY分子筛载体上负载的活性组分CoB属于非晶态结构。 通过扫描电子显微镜,对比了负载型CoB/USY催化剂和粉末状CoB催化剂的微观形貌,发现非晶态合金活性组分CoB能够很好的分布在USY分子筛载体表面,较粉末状CoB有更高的分散度。 催化硼氢化钠水解制氢实验结果表明,相对于粉末状CoB催化剂,负载型CoB/USY催化剂在硼氢化钠水解制氢中具有更高的催化活性,30 ℃时NaBH₄水解产氢速率约为1.5 L/(min·g)。 反应动力学的计算结果显示,负载型CoB/USY催化剂在催化NaBH₄水解制氢反应中表观活化能约为65.9 kJ/mol,大大低于粉末状CoB催化剂的活化能(72.1 kJ/mol)。     

Cr改性USY分子筛提高裂化催化剂的异构化性能

在催化裂化过程中,烷烃分子在酸性催化剂表面进行一系列的反应,其中氢转移反应能导致汽油中的烯烃质量分数降低,而异构化、环化、芳构化反应则改善裂化产品的分布,对提高裂化汽油的辛烷值有明显的效果。为了解决我国裂化汽油中烯烃质量分数过高的问题,目前大多数催化裂化装置都采用了降烯烃裂化催化剂,以氢转移反应活性高的REUSY分子筛作为裂化催化剂的活性组分。但由于REUSY分子筛的异构化活性较低,因此裂化汽油的辛烷值有所下降,需要对裂化汽油进行加氢异构化处理。若直接对裂化催化剂进行改性,提高其异构化反应活性,     

NiO在USY分子筛、γ-Al2O3及其混合载体上的NO吸附行为和分布规律

运用红外技术和高斯函数对红外谱图进行分峰拟合,研究了对ＮｉＯ在ＵＳＹ分子筛、γ－Ａｌ２Ｏ３和混合载体上的对ＮＯ吸附规律,并推断出不同ＮｉＯ含量时,Ｎｉ２＋在这些载体上的分布．结果表明：位于γ－Ａｌ２Ｏ３表面、ＵＳＹ分子筛ＳⅡ、ＳⅠ位和ＳⅡ位的Ｎｉ２＋离子吸附ＮＯ时,它们的吸附频率分别为１８５５～１８７５、１９００和１９０５ｃｍ－１．ＮｉＯ在γ－Ａｌ２Ｏ３的体相和表面间存在分布平衡,约有７５％ＮｉＯ存在于γ－Ａｌ２Ｏ３体相中．在ＵＳＹ分子筛上,Ｎｉ２＋分布于分子筛ＳⅠ位的趋势远大于ＳⅡ和ＳⅡ、ＳⅠ位．增加ＮｉＯ含量将增强这种趋势．在混合载体上,Ｎｉ２＋分布于Ａｌ２Ｏ３表面的能力大于分布于分子筛的ＳⅡ和ＳⅡ、ＳⅠ位,增加ＮｉＯ量,分布于γ－Ａｌ２Ｏ３表面及ＵＳＹ分子筛ＳⅡ位的Ｎｉ２＋量显著增加,而分布于分子筛ＳⅡ、ＳⅠ位的Ｎｉ２＋量受其影响较小     

脱铝八面沸石的催化行为——非晶格铝的影响

经水热处理和SiCl4处理得到了两个系列的脱铝Y沸石USY（W）和USY（T）。经X射线衍射分析、化学分析和ESCA研究确定USY（W）中包含有非晶格铝，通过TPD、IR研究发现，沸石中非晶格铝屏蔽了沸石中的强酸中心，同时产生部分弱酸中心，经异丙苯裂化反应和DTA实验发现非晶格铝的存在虽使反应活性降低，但却提高了抗积碳能力。     

Preparation of USY zeolite VOx supported catalysts from V(AcAc)3 and NH4VO3. Catalytic properties for the dehydrogenation of n-butane in oxygen-free atmosphere

The preparation of different samples of vanadia supported on ultrastable zeolite (VO(x)/USY) is discussed. The samples were prepared in order to obtain highly dispersed V-species, avoiding the formation of crystalline vanadia and the destruction of the zeolite framework. Two methods were employed for preparing VO(x)/USY samples: an organic route using V(AcAc)3 and an inorganic route using NH4VO3. The characterization of the samples was performed with XRD, TPR, NH3-TPD, and N2 isotherms. From these results it is concluded that when VO(x) is supported on the surface of USY from acidic aqueous solution of ammonium metavanadate, the destruction of the zeolite framework is accomplished. For higher pH values in the impregnating solution, undesired V2O5 is formed on the USY surface. On the other hand, VO(x)/USY prepared from the organic precursor shows no destruction of the USY structure. In addition, highly dispersed VO(x) are formed, though for relatively high V loadings (6%) an obstruction of the zeolite windows takes place. The samples are tested as catalysts for gas phase dehydrogenation of n-butane to olefins. The catalysts prepared from NH4VO3 are almost inactive for the reaction. On the other hand, both samples prepared from V(AcAc)3 present initial conversion levels in the 8-12% range. However, the selectivity depends on the V loading, the catalysts with 6% loading being the most selective (75%). The catalytic patterns of the samples (activity and selectivity) are in agreement with the physicochemical features of the VO(x)/USY surface.     

菲加氢裂解制BTX的催化剂研究

采用等体积浸渍法制备了Ni/ZSM-5、Ni/HY、Ni/Al₂O₃和Ni/USY四个系列Ni含量不同的催化剂,在固定床反应器中考察了四类催化剂对菲的加氢裂化制BTX反应的催化性能。借助BET、SEM、热重和差热分析对催化剂的形貌、比表面积、平均孔径及积炭情况进行了表征,结合其结果对催化剂性能进行了分析。结果表明,Ni/HY和Ni/USY催化剂中Ni含量为12%时性能最优,收率可达52%。Al₂O₃催化剂的最佳Ni含量为6%,该系催化剂初始性能尚可,但失活较快;ZSM-5型分子筛催化剂性能较差。     

Enhancement in the catalytic activity of Pd/USY in the heck reaction induced by H2 bubbling

Pd was loaded on ultra stable Y (USY) zeolites prepared by steaming NH(4)-Y zeolite under different conditions. Heck reactions were carried out over the prepared Pd/USY. We found that H? bubbling was effective in improving not only the catalytic activity of Pd/USY, but also that of other supported Pd catalysts and Pd(OAc)?. Moreover, the catalytic activity of Pd/USY could be optimized by choosing appropriate steaming conditions for the preparation of the USY zeolites; Pd loaded on USY prepared at 873 K with 100% H?O gave the highest activity (TOF = 61,000 h?1), which was higher than that of Pd loaded on other kinds of supports. The prepared Pd/USY catalysts were applicable to the Heck reactions using various kinds of substrates including bromo- and chloro-substituted aromatic and heteroaromatic compounds. Characterization of the acid properties of the USY zeolites revealed that the strong acid site (OH(strong)) generated as a result of steaming had a profound effect on the catalytic activity of Pd.