低温条件下无定形SiO_2-Al_2O_3的硅铝比对Ni_2P催化剂制备的影响

用分步沉淀法制备了Si O2和不同SiO_2/Al_2O_3质量比的无定形SiO_2-Al_2O_3(ASA),采用饱和体积共浸渍和程序升温还原法制备Ni_2P/ASA催化剂,以X射线衍射、红外光谱、N2吸附脱附、H_2还原脱附和透射电镜对载体和催化剂进行表征,重点考察了低温条件下不同SiO_2/Al_2O_3比以及不同比表面积大小对Ni_2P相生成的影响。结果表明,在低温条件下,随载体中氧化铝含量增多,生成Ni_2P相所需的P含量增多。原因是磷首先与氧化铝生成Al PO4相,阻碍了富磷气氛的生成,而生成Ni_2P相必须在富P的气氛下进行,从而在铝含量较多的载体中必须加入更多的P含量才能生成纯Ni_2P相。TEM结果表明,AlPO_4相的生成反过来促进了Ni_2P颗粒尺寸的降低,有利于催化剂的分散。载体比表面积大小对Ni_2P相的生成影响不大。     

H2S预处理对Ni2P/SiO2催化剂结构及氯苯加氢脱氯性能的影响

采用10% H₂S/H₂对Ni₂P/SiO₂催化剂进行预处理,利用X射线衍射、电感耦合等离子发射光谱、X射线光电子能谱、CO化学吸附、H₂程序升温脱附、NH₃程序升温脱附及活性评价等方法研究了H₂S预处理对催化剂结构和氯苯加氢脱氯反应性能的影响.结果表明,即使在873K进行H₂S预处理,Ni₂P/SiO₂催化剂体相结构及Ni₂P晶粒大小没有发生变化,但导致Ni₂P晶粒表面形成了磷硫镍相(NiP_xS_y),同时使表面溢流氢数量增加.硫物种的存在不仅阻塞了部分镍中心,使催化剂表面镍中心密度降低,也导致镍中心的缺电子性进一步增加.经H₂S预处理后Ni₂P/SiO₂催化剂上氯苯加氢脱氯反应的转化频率(TOF)明显提高,这可能与催化剂表面Ni物种的缺电子性增强及溢流氢数量增多有关.     

Ni-Cu双金属催化剂上乙醇水蒸气重整制氢研究—制备方法对催化性能的影响

我们采用分步浸渍法和共浸渍法制备了一系列的Ni-Cu/mSiO₂催化剂.运用XRD、N₂吸附-脱附、H₂-TPR、SEM、TG-DTG等表征手段对催化剂反应前后的物理化学性质进行分析,催化剂对乙醇水蒸气重整（ESR）反应的催化性能通过常压固定床反应器进行评价.结果表明：催化剂的催化性能与载体上的活性组分分散有关,而活性金属的分散性与制备方法有关.共浸渍法制备的催化剂Ni₁₄-Cu/mSiO₂活性组分分散度较高,抗积碳能力与稳定性更好.在质量空速为2.7 h^-1,水醇摩尔比为9,反应温度为550℃的条件下进行稳定性测试,催化剂Ni₁₄-Cu/mSiO₂测试25 h没有出现失活现象,乙醇转化率保持在100%,H₂的选择性保持在70%以上,反应后的积碳含量仅为5.52%.     

Al-Ni2P/SBA-15催化剂的制备、表征及加氢脱硫催化性能

以磷酸氢二铵为磷源,硝酸镍为镍源,硝酸铝为助剂铝源,制备了n_P/n_Ni=0.8,Al含量为1.06wt%~6.35wt%的一系列Al-Ni₂P/SBA-15催化剂。采用XRD、TEM和N₂吸脱附等技术对催化剂的结构进行了表征研究,以二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物,在微型固定床反应器上对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了评价。结果表明,Al修饰的Al-Ni₂P/SBA-15催化剂仍然保持介孔结构,当Al含量低于5.29wt%时,催化剂的物相主要是Ni₂P,当Al含量在5.29wt%-6.35wt%之间时,催化剂的物相为Ni₂P和Ni₁₂P₅。Al含量为4.24wt%的3-Al-Ni₂P/SBA-15催化剂具有最好的二苯并噻吩加氢脱硫催化活性,在反应温度为360 ℃,反应压力为3.0 MP的条件下,3-Al-Ni₂P/SBA-15催化剂对二苯并噻吩的转化率可达99.0%。     

利用Taguchi法以高岭土为原料制备高硅NaY分子筛

采用Taguchi试验方法优化出了以高岭土为原料制备高硅NaY分子筛的最佳合成参数,考察了硅溶胶的加入量、反应体系的碱度、加水量以及晶化时间对NaY分子筛硅铝比和结晶度的影响。结果表明,高硅NaY分子筛的最佳合成条件是：反应体系各组分的物质的量比为7.5SiO₂∶1.0Al₂O₃∶2.2Na₂O∶120H₂O,晶化时间为16 h。同时发现,对合成样品性能的影响最为显著的因素是硅溶胶的加入量和碱度。采用X射线衍射、N₂静态容量吸附法和扫描电镜对利用最佳条件所合成样品的硅铝比、比表面积、孔分布以及表观形貌进行了表征。结果显示,以高岭土原料制备的NaY分子筛比参考样品拥有更高的硅铝比和更大的比表面积。     

Ni/SiO2-Al2O3催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Al₂O₃含量的SiO₂-Al₂O₃复合氧化物,以该系列复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni负载量15%（重量百分比）的催化剂,用于催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯.采用N₂物理吸附、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、H₂程序升温脱附（H₂-TPD）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和吡啶吸附红外（Py-IR）等手段对催化剂进行了表征.结果表明,不同载体催化剂的活性组分分散度及表面酸性质存在明显差异,显著影响了催化剂吸附、活化H₂与C=O键的能力,进而影响了催化剂的乙酰丙酸加氢活性.其中,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂上的L酸中心能够促进C=O键的吸附、活化,与金属Ni上的H₂吸附活性位协同作用,大大提高了乙酰丙酸加氢活性.因此,具有最多L酸中心和丰富H₂吸附活性位的Ni/SiO₂-8Al₂O₃催化剂表现出最高的乙酰丙酸加氢活性,在180℃、4 MPa氢气压力下,乙酰丙酸转化率达到90.5%,目标产物γ-戊内酯选择性为100%.     

CO2在纳米SiO2/TiO2悬浮体系中的光催化还原

用水热法合成了氧化硅改性的具有高比表面积、高催化活性的锐钛型二氧化钛, 并在其悬浮体系中将CO₂光催化还原合成甲醇. 采用XRD, TEM, 物理吸附, UV-Vis吸收光谱和FTIR等表征手段对催化剂结构特征进行了研究. 结果表明: 添加氧化硅后, 氧化硅和二氧化钛之间形成Si—O—Ti键, 抑制了TiO₂晶粒生长, 提高了锐钛型TiO₂的比表面积, 且随着含硅量的增加, SiO₂/TiO₂的UV吸收逐步蓝移, 禁带宽度增加. 还原反应结果表明: SiO₂/TiO₂具有光催化还原活性, 且随着含硅量的增加先增加后减小, 当SiO₂质量分数为3.5%时, SiO₂/TiO₂复合催化剂反应活性最强, 5 h内甲醇产量可达到21.0 mg/L, 并有少量甲醛生成.     

添加三甲基乙氧基硅烷制备耐高温硅/铝复合气凝胶

以仲丁醇铝(ASB)和三甲基乙氧基硅烷(TMEO)为前驱体,采用溶胶-凝胶法,经乙醇超临界干燥制备了耐温高、成型性好的硅/铝复合气凝胶。用透射电子显微镜、N₂吸附分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、hot disk热分析仪等仪器表征了气凝胶的形貌、孔结构、表面基团、晶相、热学等性能。在溶胶-凝胶过程中,通过添加TMEO在氧化铝纳米颗粒表面引入了-Si-(CH₃)₃基团,该基团经高温热处理后会在Al₂O₃表面形成SiO₂纳米颗粒,有效地抑制了Al₂O₃纳米颗粒在高温下的晶体生长,使得该复合气凝胶具有优异的耐温性能。在1 200 ℃高温处理后,线性收缩低至16%,比表面积可达141 m²·g^-1,这将进一步促进气凝胶材料在高温保温隔热、吸附、催化等领域的广泛应用。     

EU-1分子筛的合成及其在正己烷异构化反应中的催化性能

在不同硅铝比(n_SiO2/n_Al2O3)的合成凝胶(含纯硅凝胶)中引入晶种,合成了纯相的EU-1分子筛。研究了铝源、模板剂和晶种添加量对EU-1分子筛的结晶度、形貌尺寸等的影响;重点研究了不同硅铝比对样品结晶度、晶粒尺寸、酸性、比表面积和孔容等的影响。将合成结果绘制成了纯相EU-1分子筛的合成条件三元图,从三元图可看出,晶种法可显著扩大纯相EU-1分子筛的合成区域。将Pt/H-EU-1用于正己烷异构化反应,结果表明,该催化剂具有优异的正己烷异构化活性及稳定性,对异构烷烃有较高的选择性。     

B助剂对Ni2P/SBA-15催化剂结构及其加氢脱硫性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体, 磷酸氢二铵为磷源, 硝酸镍为镍源, 硼酸为硼源, 采用共浸渍法制备了B-Ni₂P/SBA-15催化剂前驱体, 然后采用程序升温氢气还原法, 制备了n_P/n_Ni=0.8, B含量为0.35%-2.10%(w)的一系列B-Ni₂P/SBA-15催化剂. 用X射线衍射(XRD)、N₂吸附脱附、透射电子显微镜(TEM)和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等表征技术对催化剂的结构进行了研究, 以1%(w)二苯并噻吩(DBT)/十氢萘溶液为模型化合物, 在微型固定床反应器上对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了评价. 结果表明, B-Ni₂P/SBA-15催化剂仍具有介孔结构, Ni₂P为主要的活性物相. 适量B助剂的加入可促使Ni₂P晶粒减小, 催化剂比表面积增加. 此外, 随着B含量的增加, B-Ni₂P/SBA-15催化剂的总酸量也增加. 当反应压力为3.0 MPa, 反应温度由300 ℃升高至360 ℃时, B含量对Ni₂P/SBA-15催化剂活性有明显的影响, B含量为1.40%(w)的B-Ni₂P/SBA-15催化剂加氢脱硫活性最高. B-Ni₂P/SBA-15催化剂上二苯并噻吩的加氢脱硫的反应机理以直接脱硫为主.     

Comparison of the quantity and reactivity of carbon deposit arising on Mo/Al2O3 and Mo/ZrO2 catalysts

The quantity and reactivity of carbon deposit arising on Mo/Al₂O₃ and Mo/ZrO₂ catalysts in propane decomposition was investigated. Results showed that the Mo/ZrO₂ catalyst is more resistant to carbon deposit formation process. The coke formed on the surface of this catalyst is more reactive in oxygen atmosphere than the carbon deposit formed under the same conditions on Mo/Al₂O₃. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Alkylation of phenol with dimethyl carbonate over AlPO4, Al2O3 and AlPO4-Al2O3 catalysts

The vapor-phase catalytic alkylation of phenol with dimethyl carbonate over different AlPO₄ (Al/P=1), Al₂O₃ and AlPO₄-Al₂O₃ (5–25 wt.% Al₂O₃) catalysts produces anisole (O-alkylation) as the major reaction product althougho-cresol (C-alkylation) and methylanisoles were also found. The reaction is first order in phenol while O-and C-alkylation follow parallel processes. As compared with methanol, DMC is far more effective as a methylating agent, and the methylation proceeds at a lower temperature and with higher O-alkylation selectivity.     

Gas-phase phenyl acetate conversion on AlPO4, γ-Al2O3 and SiO2 catalysts

The conversion of phenyl acetate over AlPO₄ (Al/P=1), γ-Al₂O₃ and SiO₂ catalysts generated phenol, by deacetylation, ando-hydroxycetophenone, by Fries rearrangement, as the main reaction products. The activity for Fries rerrangement was in accordance with the acidity data measuredversus cyclohexene skeletal isomerization. Thus, AlPO₄ showed the highest activity. Moreover,o-hydroxy-acetophenone formation increased with the reaction temperature. Besides, in AlPO₄ catalysts 4-methylcoumarin and 2-methylchromone were also found, although in low amounts.     

柠檬酸添加方式对Mo-Ni-P/Al_2O_3催化剂加氢活性的影响

以Mo、Ni为活性组分,Al_2O_3为载体,采用不同柠檬酸添加方法制备了Mo-Ni-P/Al_2O_3催化剂.通过氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD),透射扫描电镜(TEM)、XPS等表征方法研究催化剂的物化性质.结果表明:催化剂经柠檬酸的后处理,改善了载体氧化铝表面羟基基团的分布,促使Mo物种以八面体配位多核聚钼酸的形态存在,有效地减弱了载体与活性金属之间的强相互作用,提高了Mo物种的分散度与硫化度,使得催化剂形成更多"Mo-Ni-S"加氢活性相,提高了催化剂的加氢活性.与其他处理方法相比,柠檬酸后处理的催化剂对VGO具有更高的加氢脱硫、脱氮与芳烃饱和性能.     

The system NiAl2O4Ni2SiO4 at high pressures and temperatures: Spinelloids with spinel-related structures

Phase relations in the system NiAl₂O₄Ni₂SiO₄ were studied in the pressure range 1.5 ～ 13.0 GPa and in the temperature range 800 ～ 1450°C. Two new phases, IV and V, were found in regions of pressure higher than 4 GPa. Phase V disproportionates into a mixture of Ni₂SiO₄-spinel, NiO, and Al₂O₃ at approximately 9.5 GPa and 1100°C. Phases III, IV, and V form a solid solution in some compositional range: phases IV and V have a composition around NiAl₂O₄·Ni₂SiO₄, whereas phase III spreads from NiAl₂O₄·Ni₂SiO₄ to the NiAl₂O₄-rich side. All the phases I ～ V are structurally considered to be spinel derivatives, “spinelloids,” with three kinds of tetrahedral groups; isolated tetrahedra TO₄, linked ones T₂O₇, and triply linked ones T₃O₁₀. The ratios of isolated tetrahedra to linked ones are large in the higher-pressure phases and small in the lower-pressure phases. The difference of compositional range of phase III from that of phases IV and V is possibly explained by the avoidance of linked tetrahedra such as O₃AlOAlO₃.     

Synthesis and properties of PdSn/Al2O3 and PdSn/SiO2 prepared by solvated metal atom dispersed method

A series of solvated metal atom dispersion (SMAD) catalysts: Pd/SiO₂, Pd/Al₂O₃, Sn/SiO₂, Sn/Al₂O₃, Pd_xSn_y/SiO₂ and Pd_xSn_y/Al₂O₃. It was prepared by simultaneous evaporation of Pd and Sn. The metals were co-deposited at 77 K using acetone, 2-propanol and THF to produce colloids “in situ” all the supported catalyst were characterized by chemisorption, transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA) and TPR. This series of catalyst were tested for crotonaldehyde hydrogenation in gas phase to obtain crotyl alcohol.     

SiO2和Al2O3负载的Ni基催化剂在甲烷干重整中的催化性能差异

CH₄与CO₂干重整反应对于环境保护和天然气资源的合理利用具有重要意义。SiO₂和Al₂O₃是适用于甲烷干重整反应的两种典型的催化剂载体。为了阐明这两种载体对催化剂性能的影响,本研究采用等体积浸渍法制备了Ni/Al₂O₃和Ni/SiO₂催化剂,并利用BET、TEM、H₂-TPR、XRD、TG和Raman等技术对还原和反应后的催化剂进行了表征。结果表明,由于载体的性质不同,Ni基催化剂在甲烷干重整中的催化性能也不同。Ni/SiO₂催化剂的初始活性较高,但由于其金属-载体相互作用较弱,催化稳定性较差,在800℃下反应15h其催化活性急剧下降;较弱的金属-载体相互作用使得Ni/SiO₂催化剂上的Ni颗粒较大,有利于积炭前驱物种的生成,导致催化剂快速失活。而对于Ni/Al₂O₃催化剂,金属-载体相互作用较强,Ni颗粒较小,但由于Ni与Al₂O₃生成了NiAl_xO_y物种,有效活性位减少,其催化活性相对较低,但催化稳定性较好,干重整反应进行50h其活性保持稳定;Ni与Al₂O₃之间较强的相互作用有利于形成小且稳定的Ni粒子,能减少积炭,因而具有优异的催化稳定性。     

乙醇辅助的化学沉积法制备硫化型Mo/γ-Al2O3加氢脱硫催化剂

以硫代乙酰胺为硫源,钼酸钠为钼源,乙醇为分散剂,采用化学沉积法制备了MoS₃/Al₂O₃催化剂前驱体,再用H₂高温处理得到高分散硫化型MoS₂/γ-Al₂O₃催化剂,运用N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱以及高分辨透射电子显微镜等技术对MoS₂/γ-Al₂O₃催化剂进行了表征,并以二苯并噻吩作为模型化合物评价了催化剂的加氢脱硫(HDS)活性.结果表明,与浸渍法相比,所制催化剂具有更大的比表面积和孔体积、更高的活性金属分散度、更佳的Mo物种硫化度以及更短的MoS₂片层长度和更高的堆积度,因而在二苯并噻吩HDS反应中表现出远优于浸渍法所制催化剂的活性.乙醇可通过S?H-O氢键吸附至MoS₃纳米粒子表面,可有效防止其生长和团聚,起到分散剂的作用.     

Effect of sol-gel derived Al2O3-ZrO2 and Al2O3-TiO2 oxides on the selectivity of NO reduction by CO under oxidizing conditions

The role of Al₂O₃-ZrO₂ and Al₂O₃-TiO₂ sol-gel prepared supports in the activity of platinum for the NO reduction by CO under oxidizing conditions has been studied. ²⁷Al MAS-NMR spectra have shown the formation of pentacoordinate Al^V in alumina-zirconia support. ZrO₂ or TiO₂ crystalline phases cannot be identified by XRD diffraction, suggesting the formation of nanosized structures supported on alumina. When the reaction was carried out in presence of oxygen, large amounts of NO₂ were observed on Pt/Al₂O₃-ZrO₂catalyst, while the formation of N₂O is more prononced on Pt/Al₂O₃-TiO₂ catalyst. The effect of water during NO reduction is discussed. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.