OMS-2/堇青石整体式催化剂的制备及其对二甲醚燃烧的催化性能

 以有机物为粘合剂, 采用涂覆法制备了氧化锰八面体分子筛 (OMS-2)/堇青石整体式催化剂, 采用热重-差热分析、扫描电镜、X 射线衍射、H2 程序升温还原和 O2 程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征, 考察了有机粘合剂种类及其用量对二甲醚 (DME) 催化燃烧性能的影响. 结果表明, 在有机粘合剂聚乙烯醇 1799 (其质量含量为 3%) 的作用下, OMS-2 以相互交织的簇体均匀分布于堇青石表面, 且粘附力较强, 制备的整体式催化剂在 DME 催化燃烧中表现出最优的催化性能, 起燃温度 T10 = 169 oC, 完全转化温度 T90 = 243 oC; 催化剂使用后再经高温焙烧其活性仍能保持稳定, 表现出较高的重复使用性.     

Co掺杂CeO2-ZrO2固溶体催化剂甲烷催化燃烧性能的研究

制备了一系列Co掺杂的CeO2-ZrO2固溶体催化剂,考察了其用于甲烷催化燃烧的反应性能.同时,对反应气体总空速、制备方法和焙烧温度等条件对催化剂反应性能的影响进行了研究.并对其进行了BET比表面、XRD等表征分析.结果表明:Ce-Zr-Co-O系列催化剂对于甲烷催化燃烧反应具有良好的活性和稳定性,Co的加入能显著提升...     

OMS-2/Al2O3/堇青石整体式催化剂的制备及其催化性能研究

以Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷为载体,氧化锰八面体分子筛(OMS-2)为活性组分,采用涂覆法制备了系列整体式催化剂。考察了黏合剂种类和活性组分涂覆次数对二甲醚(DME)催化燃烧性能的影响,并对催化剂进行XRD、BET、SEM、H₂-TPR、O₂-TPD等表征。结果表明,以甲氧基聚乙二醇为黏合剂经一次涂覆制备的整体式催化剂的性能最佳,活性组分OMS-2以相互交织的簇体均匀分布在载体上,并与Al₂O₃之间存在较强的相互作用。涂层的添加有效增加了催化剂的比表面积,提高了催化剂的性能,最佳催化活性t₉₀为257 ℃。     

Ni-Ce-O/ZrO2催化剂上甲烷低温催化燃烧

Ni-Ce-O/ZrO2催化剂上甲烷低温催化燃烧;甲烷;催化燃烧;NiO;CeO2     

Ir/ZrO2催化剂对甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了ZrO₂为载体负载Ir的催化剂(Ir/ZrO₂), 考察了催化剂的CH₄催化燃烧性能. 采用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱(Raman), X射线光电子能谱(XPS), 氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术对催化剂的结构和Ir物种的存在形式进行了表征. 结果表明, Ir/ZrO₂催化剂中Ir是以IrO₂形式存在的, Ir/ZrO₂催化剂的CH₄燃烧表观活性随着Ir负载量的增加而提高, 并且催化剂表现出较高的催化活性和良好的反应稳定性. 在低Ir负载量(≤1%)时, CH₄燃烧的转换频率(TOF)随着Ir粒子的增大而提高|然而高Ir负载量(≥1%)时, TOF随着Ir粒子的增大保持不变.     

Ce1-xFexO2复合氧化物催化剂的制备及其对甲烷的催化燃烧性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法和微波技术制备了Ce1-x Fex O2复合氧化物,以甲烷催化燃烧为探针反应测定了催化剂的活性及XRD、DRS、BET和TPR进行了表征。结果表明,Ce1-x Fex O2复合氧化物为介孔材料,所制得的复合氧化物在x≤0．2时以单一立方萤石结构的Ce1-x Fex O2固溶体存在,x〉0．2时形成了立方萤石结构Ce1-x Fex O2固溶体和少量的CeFeO3混合相。Ce1-x Fex O2固溶体的甲烷催化燃烧活性高于单组分CeO2,且随着x的不同而变化,其中以Ce0.9 Fe0.1 O2固溶体的催化活性最高。     

SnCuO催化剂上甲烷的催化燃烧性能

 采用双股并流共沉淀法制备了SnCuO系列催化剂，测定了它们对甲烷燃烧反应的催化活性及抗硫中毒性能，并采用XRD，BET，XPS，DTA－TG和FT－IR等技术对催化剂进行了表征．比表面积和活性测试结果表明，SnCuO系列样品的比表面积均大于纯氧化物，其低温催化活性大\r\n大高于纯氧化物．在Sn／Cu原子数比接近1时，其比表面积最大（超过100m2／g）．具有最大比表面积的样品SnCu4和SnCu5的活性最高．进一步测定了SnCu4样品的抗硫中毒性能．结果发现，在500℃下，反应刚开始时甲烷的转化率为98％，随着SO2的不断通入，催化剂的活性逐渐降低，到12h后基本稳定，此时甲烷转化率仅为50％．采用FT－IR和热重分析方法对SnCu4硫中毒的机理进行了研究，发现其中毒原因在于SnCuO系列催化剂中的CuO与SO2反应几乎完全转化为CuSO4，导致催化剂活性降低．     

Ce1-xNixO2/Al2O3/FeCrAl催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

以FeCrA l合金薄片为基体,A l2O3为过渡载体,Ce1-xN ixO2(x=0.1-0.3)、CeO2和N iO为活性组分,制备了Ce1-xN ixO2/A l2O3/FeCrA l、CeO2/A l2O3/FeCrA l和N iO/A l2O3/FeCrA l金属基整体式催化剂,在固定床微型反应器中评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能,用SEM、XRD、TPR等方法对催化剂的物相、表面形貌和氧化还原性进行了表征.结果表明,Ce1-xN ixO2在催化剂表面的分散性比CeO2和N iO要好;Ce1-xN ixO2/A l2O3/FeCrA l(x=0.1-0.3)催化剂具有好的催化活性和高温稳定性,CeO2/A l2O3/FeCrA l和N iO/A l2O3/FeCrA l催化剂有好的初活性但高温稳定性较差;活性组分与A l2O3和FeCrA l金属基体之间存在较强的相互作用.     

锰掺杂六铝酸镧催化剂上甲苯催化燃烧净化研究

采用共沉淀法制备了系列锰掺杂六铝酸镧LaMn_xAl_12-xO₁₉催化剂。XRD表征发现,只有在锰掺杂量为2.0～2.5时,经1200 ℃焙烧处理得到的催化剂中才有完整的六铝酸盐晶相。由UV-vis漫反射、H₂-TPR和BET比表面积分析表明,掺杂的锰离子主要以Mn³⁺形式取代六铝酸盐八面体位置的Al;同时随锰掺杂量增多,催化剂中Mn³⁺/Mn²⁺比例变大,而比表面积却相应减小。O₂-TPD表征也进一步发现,随锰掺杂量增多,催化剂上化学吸附晶格氧量增加,而物理吸附氧分子量减少。在甲苯催化燃烧净化反应中,锰掺杂六铝酸镧催化剂表现出良好的低温催化活性,且锰掺杂量为2.0～2.5时活性最优。推测该反应是遵循Mars-van Krevelen机理,由Mn³⁺和Mn²⁺的协同作用共同促进晶格氧的流动性。     

氧化锰八面体分子筛：阴阳复合模板剂合成及二甲醚催化燃烧性能

以阴阳复合表面活性剂调控的溶胶凝胶法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)。采用TG-DSC、XRD、低温氮气吸附-脱附、TEM、FTIR、UV-Vis、O₂-TPD以及H₂-TPR等技术对制备的材料的结构和氧化还原性能进行了表征,考察了该锰氧化物材料对二甲醚催化燃烧反应的催化性能。结果表明,合成的OMS-2材料属于cryptomelane结构,单独的阴离子或者阳离子表面活性剂作模板剂时,制备的材料其外形均不规整,而采用二者按照一定物质的量的比混合时,可以得到均一的纳米棒状结构。O₂-TPD和H₂-TPR结果说明,制备的OMS-2材料具有丰富的氧物种,低温下易还原,因而在二甲醚催化燃烧中表现出了良好的催化性能。其中采用阴阳复合模板剂制备的样品,具有最低的氧脱附温度和氢气还原温度,因而在二甲醚催化燃烧中表现出最优的催化性能,二甲醚燃烧的完全燃烧温度T₉₀为170 ℃,反应产物仅有CO₂和H₂O。     

二甲醚催化转化制甲苯的反应研究

在氧气气氛中,对氧化钨改性的不同分子筛催化剂上二甲醚(DME)转化反应进行了评价。结果表明,WO3/HZSM-5催化剂上DME可以高选择性转化为甲苯,对其反应工艺条件进行了优化,常压、290℃、DME/O2比为2∶1时,二甲醚几乎完全转化,转化率为98.97%,甲苯的选择性达到39.71%。对催化剂结构和酸性进行表征,结果表明,ZSM-5分子筛的孔道结构最有利于甲苯的生成,WO3的介入调整了HZSM-5分子筛表面的酸性活性位点分布,在氧气气氛中有效地抑制了副产物的生成,使产物中甲苯的选择性提高。     

负载型钯催化剂上生物质气化气催化燃烧

采用浸渍法制备了Pd/Al2O3、Pd/Ce/Al2O3、Pd/Mn/Al2O3、Pd/La/Al2O3四种催化剂。并借助XRD、BET对催化剂相结构、比表面积、孔结构进行了表征,在固定床反应器上考察了四种催化剂对CO、H2和CH4的催化燃烧性能。结果表明,随着La、Ce、Mn离子的引入使得催化剂的比表面积和孔容积不断降低;添加助剂Ce可以提高催化剂活性和热稳定性,助剂La可以提高催化剂的抗烧结能力,而助剂Mn在低温时可以提高催化剂活性,但并不能抑制催化剂的高温钝化。CO和H2的起燃顺序随催化剂的不同而不同,但四种催化剂对CO和H2的催化燃烧活性接近,均可以在低温条件下迅速燃烧,同时其燃烧特征温度明显低于CH4。     

Steam reforming of dimethyl ether to hydrogen-rich gas

The steam reforming of dimethyl ether (DME) (SR) to a hydrogen-rich gas over a mechanical mixture of WO_x/ZrO₂ (the DME hydration catalyst) and CuZnAlO_x (the methanol SR catalyst) was studied. The mechanically mixed catalyst was shown to provide almost complete conversion of DME to the hydrogen-rich gas containing <0.5 vol.% of CO at 300°C, atmospheric pressure, gas hourly space velocity (GHSV) of 10000 h⁻¹ and molar ratio H₂O/DME = 3. The hydrogen production rate in DME SR was found to reach 180–250 mmol H₂/(g_cat·h) at 250–300°C.     

氧化钙改性分子筛对一步法合成二甲醚的影响(英）

采用浸渍法制备了一系列CaO改性的HZSM 5 (Si/Al=38)分子筛,并以CaO/HZSM 5为脱水剂 与JC207甲醇合成催化剂(靖江催化剂厂)按照一定的比例组成双功能催化剂,在固定床反应器上考察了其对一步法合成二甲醚的影响。XRD结果表明,CaO在HZSM 5上呈高度分散状态,没有发现新的物种生成。Pyridine IR结果表明,CaO引入HZSM 5后,酸中心的类型和数量发生明显的变化,CaO的加人促使部分酸中心由B酸中心转变为L酸中心。NH3 TPD结果表明,随着CaO含量的增加,HZSM 5分子筛表面酸性较强的酸中心数目下降,总酸中心数目也下降,但酸性较强的酸中心下降较快。表明适量的CaO改性HZSM 5分子筛不是除去表面所有的酸中心,而是通过与表面强酸中心的作用,使其向弱酸和中强酸中心过渡,从而改变HZSM 5表面的酸强度分布,提高二甲醚的选择性。     

合成气一步法制备二甲醚核壳结构催化剂的制备及其反应性能

以生物质(葡萄糖、蔗糖、淀粉)为模板剂,通过水热合成法制备具有核壳结构的CuO-ZnO-Al₂O₃@Al₂O₃复合催化剂,该催化剂以甲醇合成催化剂CuO-ZnO-Al₂O₃为核,甲醇脱水催化剂Al₂O₃为壳.SEM-EDS对催化剂核壳结构的表征发现,通过改变水热合成温度和合成时间可以调变催化剂中Al₂O₃壳层的厚度.将该复合催化剂用于合成气直接制备二甲醚的反应,在空速1 500 mL/(h·g_cat)、温度260 ℃、压力5.0 MPa的条件下,CO转化率和二甲醚选择性分别达到35.2%和61.1%.     

生物质间接液化合成燃料二甲醚

在双功能催化剂JC207/HZSM-5上,对流化床内制备的生物质气脱碳后合成二甲醚进行了研究。结果表明,二甲醚时空产率在260℃达到最大;随反应压力升高而增大;随空速的增加,时空产率先增加后降低。同时发现,在合成二甲醚的生物质气中须把生物质气中二氧化碳降低到5%后才可以提高甲醇合成反应速率,进而提高二甲醚合成反应速率。     

双功能催化剂中不同组分对一步法合成二甲醚的影响

采用干磨法,选用不同种类甲醇合成组分和不同种类的甲醇脱水组分制备双功能催化剂,并在高压固定床反应器评价其催化性能.研究表明,催化剂JC207是一种较优的甲醇合成催化剂,其最佳配比为80％.分子筛是一种较好的甲醇脱水催化剂,其最佳配比为20％.通过寿命试验和催化剂的XRD表征发现催化剂晶相没有改变,催化剂结构保持稳定.     

Birnessite和Cryptomelane型氧化锰的可控合成及其催化性能

以葡萄糖和高锰酸钾为原料,采用溶胶-凝胶法合成了birnessite(K_(1.35)MnO_2,简写为Bir)和cryptomelane(K_(0.27)MnO_2,简写为Cry)型氧化锰;采用X射线衍射、原子吸收光谱等考察了凝胶处理方法、反应物浓度比、焙烧温度和反应时间等对氧化锰晶型的影响.结果表明,采用不同方法处理凝胶可实现对Bir和Cry型氧化锰的可控合成.以不同的处理方法,葡萄糖和高锰酸钾的浓度比为O.74,反应20s制成凝胶,并在400℃焙烧2h,可分别制取高结晶度和高纯度的Bir和Cry型氧化锰.Bir和Cry型氧化锰在二甲醚燃烧反应中表现出优异的催化性能,且Cry型氧化锰的催化活性更高.