一种高稳定性合成直链烷基苯催化剂

以具有中、大双孔结构的γ-Al2O3为载体制备了固载化AlCl3催化剂,并在悬浮床反应器中考察了其苯与1-C1=2烷基化反应活性。结果表明,该催化剂具有较高的转化率、选择性和催化稳定性。在1000小时连续反应过程中,烯烃转化率高于94%,单烷基苯选择性达到92%,其中2-苯基异构体选择性为42%。     

微流控合成高活性甲醇氧化碳载铂钌电催化剂

报道了一种以微流控技术制备对甲醇具有高效电氧化催化活性的碳载PtRu催化剂(PtRu/C)的方法。 通过改变反应液在微流控反应器中的流速,得到了一系列纳米粒径分布在1.4~2.0 nm范围内的PtRu/C催化剂。 对这些催化剂进行电化学测试发现,当反应液以90 μL/min的流速流经微流控反应器时制得的催化剂具有最高催化活性。 进一步研究发现,这是由于在该流速制得的催化剂具有较大的电化学活性面积和较高含量的Pt(0)。 该种制备催化剂的方法在能源转化和环境领域有望被广泛使用。     

一种获得高活性和高稳定性甲烷无氧芳构化Mo/HZSM-5催化剂的前处理方法

 利用氢气在较低温度(623 K)下对6%Mo/HZSM-5催化剂进行预处理,考察了经低温还原预处理的催化剂在甲烷无氧芳构化反应中的催化性能. 结果表明,经过预处理的催化剂比未经预处理的催化剂表现出更好的甲烷转化活性和稳定性. 1H MAS NMR和EPR表征结果表明,在623 K氢气气氛中对Mo/HZSM-5催化剂进行预处理不会造成Mo物种在分子筛外表面的进一步分散,也不会导致外表面的Mo物种向孔道内迁移. 但是,低温还原预处理可以有效地促进Mo物种由易还原的六方密堆积结构向难还原的面心立方结构转化,后者在反应中具有更好的活性和稳定性.     

CO_2加氢制甲醇用高活性和高选择性催化剂的研制

研制了一种CO2加氢制甲醇用高活性和高选择性催化剂Cu-ZnO-Al2O3(简记为RK-11),测定了其催化性能.结果表明,当原料气组成(体积分数)为68.5%H2、2.0%CO、20.5%CO2、9.0%N2,温度为240℃,气体时空速度GHSV=6 000h-1,压力为8.0MPa时,CO2转化率达35.2%,CO转化率达39.8%,甲醇的时空产率达686.1g/(L·h),而甲醇在产物中的选择性达99.3%.     

高活性甲醇氧化电催化剂Pt-Pd纳米合金的组分可控合成

Pt纳米粒子由于其本身独特的物理、化学性质以及能够同时促进氧化和还原反应,在工业生产和商业设备中(尤其在直接甲醇燃料电池中)广泛用作重要的电催化剂.然而,Pt作为贵金属在自然界中的含量极其稀少,价格昂贵;另外,甲醇氧化反应中产生的中间产物CO很容易市Pt纳米粒子中毒而失活.因此,迫切需要一种Pt用量少,催化性能高的材料.一制备高活性比表面积的Pt纳米颗粒,可以有效提高Pt利用率.另外,调控纳米粒子使其裸露特定的晶面、边、角以及缺陷也能有效提升催化性能.还可以采用Pt纳米粒子结合其它金属元素形成双金属合金,如,Pt-M (M = Pd,Au,Ag,Ru,Fe,Co,Ni,等)催化剂,可以在减少Pt元素用量的同时有效提升催化活性.在众多可供选择的元素中,Pd相对于Pt价格低廉,但两者具有相近的物理、化学性质以及较高的电催化性能,使Pt-Pd纳米合金呈现十分优异的电催化性能.研究表明,Pt-Pd纳米合金在酸性和CO环境中能有效催化有机小分子电氧化过程.另外,在酸性环境中,用Pd替代Cu,Ag,Co或Ni,可以有效减少催化剂的腐蚀.本文在乙二醇溶液中同时还原K2PtCl4和Na2PdCl4,在110 ℃C反应5 h制备出超细的Pt-Pd纳米合金.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及能谱仪(EDS)对合金进行表征,从而确定产物为尺寸4 nm左右的Pt-Pd纳米合金,且通过改变金属前驱体的投料比可以有效调控Pt-Pd合金组分(按元素比例分别表示为Pt1Pd3,Pt1Pd1,Pt3Pd1).采用循环伏安法、线性扫描伏安法以及计时安培法等多种手段测试样品在0.5 mol/L H2SO4和0.5 mol/L CH3OH的酸性环境中(50 mV/s)电化学性能,并与商业Pt/C进行比较.结果表明,合金的催化性能和组分密切相关,当Pt元素的含量为75%左右时,Pt-Pd纳米合金表现出最佳的催化活性和稳定性,其中Pt3Pd1的电催化质量活性可达商业Pt/C的7倍之多.我们把Pt-Pd纳米合金的催化性能对其组分的依赖性归结为甲醇氧化反应中的双官能团机制,反应中,Pt可有效催化甲醇脱氢产生Pt-CO,Pd则催化水脱氢形成Pd-OH.当Pd含量减少时,Pt表面的水脱氢反应只有在高电位才能发生,从而降低催化效率;而Pd含量过多,则会抑制Pt催化甲醇的脱氢反应,使催化效率大大降低.因此,只有适宜Pt/Pd比例,才能有效提升催化效率.     

高分散度铜基甲醇合成催化剂的研究

高分散度铜基甲醇合成催化剂的研究李基涛高利珍张伟德陈明树（厦门大学化学系物理化学研究所３６１００５）７０年来甲醇合成催化剂被广泛关注，特别是６０年代后期英国ＩＣＩ公司发明低温低压铜基甲醇合成催化剂以来，人们对铜基甲醇合成催化剂的制备与表征进行了深入地...     

甲醇在几种甲醇合成催化剂上的分解

本工作考察了甲醇在Cu-Zn-Al、Zn-Cr和Pd/Al_2O_3催化剂上的分解反应。所用的条件范围是:LHSV~(?)0.3—3.Gh~(-1),温度230—100℃,压力0.5—8.0MPa。各催化剂在各自适宜的条件下都有很好的甲醇分解活性,但选择性差别较大。Cu-Zn-Al催化剂上的主要付产物是甲酸甲酯,其产量随温度和接触时间的增加而迅速下降,具有中间产物的特征。Pd/Al_2O_3明显地催化甲醇脱水,二甲醚选择性达30%以上。Zn-Cr催化剂于375℃使用时,在本工作所用的压力和空速范围内可保持99%左右的甲醇转化率,其中(H_2+CO)选择性80%以上,H_2/CO比接近2.0,付产一部分二甲醚。在三种催化剂上,CH_4及CO_2产量都很少,其顺序是Pd/Al_2O_3>Zn-Cr>Cu-Zn-Al。最后还将实验结果与用化学计最法计算的选择性作了对照验证。     

一种适用于并行运算处理的实时高动态范围图像合成算法研究

针对目前现有高动态范围图像(HDRI)的合成算法因复杂度高而难以应用于强实时系统的缺点,本文提出了一种适用于并行运算处理硬件的基于多曝光时间的实时HDRI合成算法。该方法首先完成探测器光照响应曲线的生成与标定,然后在现场可编程门列阵(FPGA)中通过数字信号处理技术完成多曝光图像序列的场景照度恢复以及像素的实时融合。仿真验证结果表明,该算法能够正确有效地在FPGA中执行,可达到实时HDRI获取的设计要求。     

Study on Highly Active Catalysts and a Once—Through Process for Methanol Synthesis from Syngas

Highly active CNT-promoted co-precipitated Cu-ZnO-Al2O3 catalysts, symbolized as CuiZnj;Alfc-a;%CNTs, were prepared, and their catalytic activity for once-through methanol synthesis from syngas was investigated. The results illustrated that, under the reaction conditions (at 493 K, 5.0 MPa, the volume ratio of H2/CO/CO2/N2= 62/30/5/3, GHSV= 4000 h-1), the observed single-pass CO-conversion and methanol-STY over a Cu6Zn3Al1-12.5%CNTs catalyst reached 64% and 1210 mg/(h-g), which was about 68% and 66% higher than those (38% and 730 mg/(h-g)) over the corresponding CNT-free catalyst, Cu6Zn3Al1, respectively. The characteristic studies of the catalysts revealed that appropriate incorporation of a minor amount of the CNTs into the CuiZnjAlk brought about little change in the apparent activation energy of the methanol synthesis reaction, however, led to a considerable increase in the catalyst's active Cu surface area and pronouncedly enhanced the stationary-state concentration of active hydrogen-adspecies on     

Thermal Stability of a Polymer-Supported Rhodium Catalyst for Methanol Carbonylation

A novel rhodium-containing diphenylphosphinate copolymer of styrene ad divinylbenzene (used as catalyst for methanol carbonylation) was prepared and studied by means of thermoanalytical methods. Simultaneous TG-DTA experiments were run to assess the effect of the grafting procedure on the thermal behaviour. Additional information concerning the structural modifications observed was obtained by infrared spectroscopy. On the basis of the collected evidences the cited catalysts were found to be stable up to 250°C in the presence of nitrogen and thereafter progressive degradation took place. Such high thermal stability is consistent with the experimental conditions used (T=230°C, PCO+H2 = 210 bar) for the recently reported methanol carbonylation promoted by iodomethane which leads to a mixture of C₂-C₆ carboxylic acids. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

铜基催化剂LP201在合成气一步法制备二甲醚三相过程中的应用

 目前二甲醚作为一种重要的能源受到广泛关注. 实现生产二甲醚工艺的重点是采用一种廉价的生产流程及研制出性能优异的催化剂. 本文采用普遍好评的三相反应器中合成气一步生产二甲醚的新工艺,并开发出具有优异催化性能的铜基催化剂LP201. 对该催化剂的活性及热稳定性进行了评价,并利用多种手段对催化剂进行了表征,从机理上阐述了该催化剂的优越性.     

Mathematical Simulation and Design of Three-Phase Bubble Column Reactor for Direct Synthesis of Dimethyl Ether from Syngas

A three-phase reactor mathematical model was set up to simulate and design a three-phase bubble column reactor for direct synthesis of dimethyl ether (DME) from syngas, considering both the influence of part inert carrier backmixing on transfer and the influence of catalyst grain sedimentation on reaction. On the basis of this model, the influences of the size and reaction conditions of a 100000 t/a DME reactor on capacity were investigated. The optimized size of the 10000 t/a DME synthesis reactor was proposed as follows: diameter 3.2 m, height 20 m, built-in 400 tube heat exchanger (φ38×2 mm), and inert heat carrier paraffin oil 68 t and catalyst 34.46 t. Reaction temperature and pressure were important factors influencing the reaction conversion for different size reactors. Under the condition of uniform catalyst concentration distribution, higher pressure and temperature were proposed to achieve a higher production capacity of DME. The best ratio of fresh syngas for DME synthesis was 2.04.     

低温液相合成甲醇及甲酸甲酯用Cu-Cr-M-O催化剂的制备与表征

采用共沉淀法和配合物沉淀法制备了分别添加Ｂａ, Ｍｎ,Ｖ,Ｂｉ,Ｎｉ 和Ｚｎ 的ＣｕＣｒＭＯ三组分催化剂,采用ＢＥＴ,ＸＲＤ和ＴＥＭ 对催化剂进行了表征,并考察了其对合成甲醇及甲酸甲酯反应的活性及选择性． 结果表明,添加第三种金属使催化剂的稳定性及甲酸甲酯选择性有所提高,但使催化活性有所下降． 配合物沉淀法制备的催化剂的比表面积较大,粒径较小． 热分解温度越高,催化剂的比表面积越小． 除ＣｕＣｒＶＯ 催化剂为纳米非晶态之外,其它催化剂均呈晶态． 催化剂的最小平均粒径为３８ ｎｍ , 最大平均粒径为６８ ｎｍ , 属纳米级催化剂．     

浆态床合成甲醇CuO/ZnO/Al2O3催化剂的表面性质

采用并流共沉淀法制备了不同Cu/Zn摩尔比的CuO/ZnO/Al2O3催化剂,考察了其浆态床CO加氢合成甲醇的催化性能.通过N2吸附-脱附、X射线衍射、程序升温还原及X射线光电子能谱等方法对催化剂表面性质进行了表征.结果表明,催化剂具有体相和表面高分散两种不同还原性质的CuO,表面CuO的含量及其与ZnO的相互作用使催化剂活性增大.当催化剂中Cu/Zn≤1时,随着铜含量的增加,表面高分散的CuO量增加,CuO和ZnO之间相互作用增强,催化剂的活性也随之增大;当催化剂Cu/Zn>1时,增加的铜量主要体现为体相CuO含量的增加,且ZnO结晶度提高,CuO和ZnO之间的相互作用减弱,催化剂的活性随铜含量增大而减小.     

New Rh—ZnO／Carbon Nanotubes Catalyst for Methanol Synthesis

A new catalyst for methanol synthesis,ZnO-promoted rhodium supported on carbon nanotubes,was developed.It was found that the Rh-ZnO/CNTs catalyst had high activity of 411.4mg CH3OH/g/cat/h and selectivity of 96.7% for methanol at 1 MPa and 523 K.The activity of this catalyst is much higher than that of NC 207 catalyst at the same reaction conditions.It was suggested that the multi-walled strueture CNTs favored both the couple transfer of the proton and clectron over the surface of the catalyst and the uptake of hydrogen which was favorable to methanol synthesis.     

Ni修饰碳纳米管促进合成气高效制甲醇Cu基催化剂研究

利用化学还原沉积法,制备一类Ni高度分散/修饰的多壁碳纳米管基新型材料y%Ni/MWCNT(y%为质量百分数),并用其作为促进剂,制备共沉淀型y%Ni/MWCNT促进的合成气高效合成甲醇Cu-ZnO-Al₂O₃催化剂,Cu₆Zn₃Al₁-x%(y%Ni/MWCNT)(x%为质量百分数).实验发现,Ni对MWCNT的预修饰能明显地提高单纯MWCNT促进的Cu-ZnO-A1₂O₃催化剂对合成气转化为甲醇的催化活性.在2.0 MPa,493 K,V(H₂):V(CO):V(CO₂):V(N₂)=62:30:5:3,GHSV=2700 mL(STP)·h^-1·(g-cat.)^-1的反应条件下,所观测CO转化率达34%,相应甲醇时空产率为442 mg·h^-1·(g-cat.)^-1,分别是非促进的基质催化剂Cu₆Zn₃Al₁[最佳操作温度513 K时为320 mg·h^-1·(g-cat.)^-1]和单纯MWCNT促进的催化剂Cu₆Zn₃Al₁-12.5%MWCNT[最佳操作温度503 K时为378 mg·h^-1·(g-cat.)^-1]的1.38和1.17倍.在反应温度≤503 K时产物中甲醇的选择性≥98%;当反应温度＞503 K时有可观量CH₄的生成,其选择性随催化剂中M含量及反应温度上升而增加.为兼获较高的CO转化率及相应甲醇选择性,催化剂的组成以Cu₆Zn₃Al₁-12.5%(8%Ni/MWCNT)为佳,反应温度以～493 K为宜.结合催化体系的表征(XRD,TPR,TPD)等结果,讨论了y%Ni/MWCNT促进剂的作用本质.     

甲醇及合成气制二甲醚中不同粒径的 HY 分子筛及复合 Cu-Mn-Zn/HY 催化剂

 通过改变导向剂的老化时间, 制备了一系列不同粒径的 HY 分子筛作为脱水催化剂, 考察了甲醇脱水反应性能; 将其与铜基甲醇合成活性组分 Cu-Zn-Mn 组成双功能催化剂, 考察了催化剂对合成气直接制二甲醚反应的催化性能. 结果表明, 粒径为 820 nm 的 HY 分子筛在甲醇脱水中表现出较高的催化活性; 以其作为脱水组分的双功能 Cu-Zn-Mn/HY 催化剂也表现出较高的催化活性和良好的稳定性.