镍基催化剂的制备、表征及选择加氢性能

研究了溶胶-凝胶-超临界流体干燥法（sol-gel-SCFD）和浸渍法（IM）制备的SiO2负载镍催化剂的顺酐液相加氢性能,并用XRD、TPR、IR等手段对催化剂的体相和表面结构进行了表征.结果表明: 1) Sol-Gel-SCFD法制备的催化剂其体相和表面结构与镍含量有关,当镍含量 < 30％(质量分数)时,NiO主要以簇团形式存在;随镍含量增高到50％,过量的NiO以微晶态存在并覆盖部分NiO簇团.顺酐(MA)加氢产物有丁二酸酐(SA)和γ-丁内酯(γ-BL),它们的选择性随镍含量增加呈规律性变化;在镍含量为30％的催化剂上γ-BL选择性呈现最大值. 2) IM法制备的催化剂其体相和表面结构与镍含量无关,当镍含量在6％～30％范围内变化时,NiO都以结晶态存在,MA加氢产物为SA; NiO与SiO2的相互作用随镍含量增加而减弱,SA的选择性不变.     

镍基催化剂上苯酐选择性加氢合成苯酞

分别以SiO2,TiO2,γ-Al2O3,TiO2-SiO2和TiO2-Al2O3为载体,以硝酸镍为镍源,采用等体积浸渍法制备了一系列镍基催化剂,并将其用于苯酐选择性加氢合成苯酞反应.结果表明,以TiO2-SiO2为载体制备的镍催化剂上Ni0活性组分分散度较高,催化剂表现出较高的活性和苯酞选择性.在此基础上,采用溶胶-凝胶法制备出了一系列Ni/TiO2-SiO2催化剂,考察了催化剂制备中各因素(包括溶剂、焙烧温度、还原温度和镍前驱体类型等)对其催化苯酐加氢反应性能的影响.结果表明,将镍前驱体溶于不同溶剂制备的催化剂性能差异很大,其中以水为溶剂制备的催化剂活性较高,且性能优于等体积浸渍法制备的相应催化剂.焙烧温度和还原温度过高会导致活性组分镍晶粒度变大,致使催化剂活性明显降低.镍源对Ni/TiO2-SiO2催化剂的性能影响较大,以硫酸镍为镍源制备的催化剂几乎无活性,而以氯化镍和硝酸镍为镍源制备的催化剂表现出较高的催化活性和选择性,其中以氯化镍制备的催化剂性能略高于硝酸镍,苯酐转化率为100%,苯酞选择性为88.5%.     

TiO_2-Al_2O_3载体的制备方法对其负载的磷化镍催化剂加氢脱氮反应性能的影响

采用共沉淀法和原位溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,其负载的磷化镍催化剂采用等体积浸渍法和H2原位还原法制备.通过N2吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR),X射线光电子能谱(XPS)和等离子体发射光谱(ICP-AES)表征技术对催化剂进行了表征,并通过喹啉的加氢脱氮反应评价了催化剂的加氢脱氮性能.结果表明,原位溶胶-凝胶法制成的复合载体基本保留了原有的γ-Al2O3的孔特征,具有较大的比表面积和较宽的孔分布,TiO2主要以表面富集的形式分散在管状的γ-Al2O3表面,其负载的磷化镍催化剂还原后所形成的活性相为Ni2P和Ni12P5;而共沉淀法制成的复合载体比表面积较小,孔径分布更加集中,TiO2趋于在块状的Al2O3表面均匀分散,其负载的磷化镍催化剂具有更好的可还原性,还原后所形成的活性相为Ni2P.不同的载体制备方法和不同的钛铝比对催化剂加氢脱氮性能影响较大,当n(Ti)/n(Al)=1/8时,共沉淀法载体负载的催化剂表现出最佳的加氢脱氮性能,在340℃,3 MPa,氢油体积比500,液时空速3 h-1的反应条件下,喹啉的脱氮率可以达到91.3%.     

CrOx/SiO2催化剂对C10+芳烃加氢脱烷基反应的催化性能

 采用等体积浸渍法制备了一系列不同组成的CrOx/SiO2催化剂样品,并用XRD,FT-IR,UV-Vis,TPR和N2吸附等技术对催化剂样品进行了表征,考察了催化剂对C10+重芳烃加氢脱烷基反应的催化性能. 结果表明,CrOx/SiO2催化剂对C10+重芳烃加氢脱烷基反应的催化性能与催化剂的表面结构有关,脱烷基活性主要来自载体表面的CrOx物种. 当催化剂中n(Cr)/n(Si)=1%～2%时,CrOx在SiO2表面达到单层分散; 当n(Cr)/n(Si)=2%～20%时,表面CrOx物种含量的变化不大,催化剂的活性及选择性基本不变.     

TiO2-Al2O3载体的制备方法对其负载的磷化镍催化剂加氢脱氮反应性能的影响

采用共沉淀法和原位溶胶-凝胶法制备了TiO₂-Al₂O₃复合载体,其负载的磷化镍催化剂采用等体积浸渍法和H₂原位还原法制备. 通过N₂吸附（BET）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、程序升温还原（TPR）,X射线光电子能谱（XPS）和等离子体发射光谱（ICP-AES）表征技术对催化剂进行了表征,并通过喹啉的加氢脱氮反应评价了催化剂的加氢脱氮性能. 结果表明,原位溶胶-凝胶法制成的复合载体基本保留了原有的γ-Al₂O₃的孔特征,具有较大的比表面积和较宽的孔分布,TiO₂主要以表面富集的形式分散在管状的γ-Al₂O₃表面,其负载的磷化镍催化剂还原后所形成的活性相为Ni₂P和Ni₁₂P₅;而共沉淀法制成的复合载体比表面积较小,孔径分布更加集中,TiO₂趋于在块状的Al₂O₃表面均匀分散,其负载的磷化镍催化剂具有更好的可还原性,还原后所形成的活性相为Ni₂P. 不同的载体制备方法和不同的钛铝比对催化剂加氢脱氮性能影响较大,当n（Ti）/n（Al）=1/8时,共沉淀法载体负载的催化剂表现出最佳的加氢脱氮性能,在340 ℃,3 MPa,氢油体积比500,液时空速3 h^-1的反应条件下,喹啉的脱氮率可以达到91.3%.     

Cu-Ni双金属催化剂上CO2的加氢反应

采用真空浸渍法,制备了Ｃｕ－Ｎｉ双金属催化剂（引入Ｃｕ前,Ｎｉ以不同的状态存在）,在连续流动微型反应装置上测试各催化剂的ＣＯ２加氢性能,并用ＸＲＤ方法对催化剂进行了表征。实验发现,与Ｃｕ／ＡＩ２Ｏ３催化剂相比,Ｃｕ－Ｎｉ／ＡＩ２Ｏ３催化剂上ＣＯ２逆变换反应的活性因Ｎｉ的存在而受到抑制,Ｃｕ引入前处于氧化态的Ｎｉ,对所制得的Ｃｕ－Ｎｉ催化剂上ＣＯ生成的抑制更为明显,Ｃｕ－Ｎｉ－Ｉ２Ｏ３双金属催化剂表     

CuO-CaO/SiO2超细催化剂结构及糠醛加氢反应性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出超细CuO—CaO／SiO2催化剂，用XRD、BET、TEM、XPS、TPR对催化剂结构进行了表征．将催化剂用于糠醛催化加氢反应，制备2-甲基呋喃，研究了活性组分负载量对催化剂结构及性能的影响。结果表明，载体对活性组分的分散能力随着负载量的减少而增大；催化剂的比表面积和孔体积随负载量的增加而减小，而孔径逐渐增大；活性组分与载体之间存在较强的相互作用．催化剂在糠醛加氢反应中表现出很高的活性；选取适宜的活性组分负载量，可高选择性制取2-甲基呋喃．     

磷化镍催化剂的制备机理及其加氢脱氮性能

采用热重-质谱联用技术研究了次磷酸盐在氮气中的热分解过程,探讨了次磷酸盐热分解法制备磷化镍的反应机理:次磷酸镍中的Ni²⁺能够"催化"H₂PO₂^-低温发生歧化反应生成PH₃,继而还原Ni²⁺得到Ni₂P。制备了不同负载量的Ni₂P/SiO₂催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N₂吸附-脱附、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析技术对催化剂结构进行表征。结果表明,Ni₂P活性组分在SiO₂载体上具有良好的分散性,颗粒粒径为5～8 nm。以喹啉为加氢脱氮模型化合物,在高压微型固定床反应器上对催化剂活性进行评价,在反应温度为360℃、氢气压力为2.0 MPa、液时空速为2.0 h^-1、氢油体积比为500:1时,Ni₂P(20%)/SiO₂催化剂的加氢脱氮率为41.5%。     

溶胶—凝胶法制备的铑基CO加氢制C2含氧化合物催化剂

用ＸＲＤ,ＦＴ－ＩＲ,吸附ＣＯ的程序升温脱附,吸附ＣＯ的程序升温表面加氢反应等技术,并结合高压下ＣＯ加氢反应研究了用溶胶－凝胶法制备的铑基催化剂。结果表明,用溶胶－凝胶方法制备的催化剂中,Ｒｈ以极高的分散状态存在。与文献报道了浸渍法催化剂不同,ＣｅＯ２的加入使甲醇选择性显著提高,但降低了催化剂的活性。     

溶胶-凝胶法镍基催化剂的研究-Ti/Si原子比对NiO/TiO2-SiO2结构和苯加氢性能的影响

采用溶胶－凝胶法,制备了超细镍基负载型催化剂。通过ＢＥＴ,ＴＰＲ,ＸＲＤ,ＴＥＭ,ＦＴ－ＩＲ等技术。考察了Ｔｉ／Ｓｉ原子比对催化剂表面及物化性能的影响。用固定床连续流动微反装置,以苯加氢为模型反应考察了催化剂的加氢性能、热稳定性及抗硫毒性。     

金催化顺丁烯二酸酐的选择加氢反应

采用溶胶-凝胶法制备了一系列担载纳米金催化剂,用以催化顺丁烯二酸酐(简称顺酐,MA)的选择加氢反应．模板剂的引入改变了催化剂载体的结构,从而提高了其催化活性和对加氢产物丁二酸酐(SA)以及丁二酸二乙酯(DFAS)的选择性．同时考察了反应温度、溶剂、催化剂制备方法对顺酐选择加氢反应的影响以及催化剂的重复使用性能．实验结果表明,以焙烧处理除去模板剂十八胺的Au／SiO2-O(C)为催化剂时,顺酐选择加氢制取丁二酸酐和一步加氢酯化制取丁二酸二乙酯的效果最佳,其转化率以及产物选择性均大于99．5％．     

重油加氢脱氮催化剂的研制：钼镍磷化剂的表征

用ＰＨ摆法制氧化铝为载体的重渍加氢脱氮（ＨＤＮ）Ｍｏ－Ｎｉ－Ｐ催化主工业Ｍｏ－Ｎｉ－Ｐ催化剂进行了详细表征并与ＨＤＮ活性关联。ＦＴＩＲ显示催化剂的Ｂ酸中心是Ｍｏ、Ｎｉ与载体相互作用所形成;ＮＨ３－ＴＰＤ表明催化剂表面酸量增加,ＴＥＭ照片显示自制氧化铝、催化剂属精细纤维结构。ＥＰＭ分析活性组分在催化剂表面及表相和体相中的分布均匀;自制催化剂径向ＭＯ的分布有空缺,但未影响其脱氮活性。根据ＵＶ－Ｖｉｓ漫     

CO在担载Ru催化剂上的吸脱附作用及其表面加氢反应

研究了担载于Al_2O_3和ZrO_2上的以Ru_3(CO)_(12)为前体的[Ru]和以RuCl_3为前体的Ru催化剂的TPR特性、CO吸脱附行为及其表面加H_2反应。担载于Al_2O_3上的[Ru]和Ru催化剂上部分物相较担载于ZrO_2上者难于还原。CO在氧化[Ru]催化剂上主要以Ru(CO)yO_2表面络合物形式存在,在还原[Ru]和Ru、以及氧化Ru催化剂上CO以吸附物种形式存在。在Ru离子上的CO比在Ru原子上者难于脱附。以ZrO_2为载体的[Ru]和Ru催化剂上的CO加H_2生成CH_4的性能显著优于以Al_2O_3为载体者,担载[Ru]催化剂上的CO加H_2性能略优于担载Ru催化剂。     

重油加氢脱氮催化剂的研制--钼镍磷催化剂的表征

用pH摆动法制备氧化铝为载体的重油加氢脱氮 (HDN)Mo -Ni-P催化剂及工业Mo -Ni -P催化剂进行了详细表征并与HDN活性关联。FTIR显示催化剂的B酸中心是Mo、Ni与载体相互作用所形成 ;NH3-TPD表明催化剂表面酸量增加。TEM照片显示自制氧化铝、催化剂属精细纤维结构。EPM分析活性组分在催化剂表面及表相和体相中的分布均匀 ;自制催化剂径向Mo的分布有空缺 ,但未影响其脱氮活性。根据UV -Vis漫反射结果推测催化剂HDN活性可能与Mo八面体和Mo四面体的比例有关。Mo、Ni的氨溶出率及催化剂的低温氧吸附 (LTOC)量与其HDN活性有良好相关性 ,氧吸附量在 0 0 7mmol/g以上的催化剂 ,脱氮反应后尾油中N小于 1 0 μg/g。     

镍基重整催化剂的抗积炭性能研究

通过对不同镍基催化剂的积炭性能考察,得出抗积炭能力大小为Ni-0.75La-BaTiO3O3＞Ni-BaTiO3＞Ni/γ-Al2O3.研究了K和Mn作助剂对镍基重整催化剂的积炭和寿命影响.表明K和Mn的添加有利于催化剂的抗积炭和延长了催化剂的使用寿命.稀土La以不同的方式加入到催化剂中,都能使积炭量减小,催化剂使用寿命延长.其中以Ni-La-BaTiO3积炭量最少,使用寿命最长.     

镍基催化剂上糠醛选择性加氢合成糠醇

采用浸渍法制备了一系列负载的Ni催化剂,用于糠醛选择性加氢反应.用XRD、TPR等手段对Ni/γ-Al2O3样品进行了表征.结果表明,Ni负载量在5~|15%范围内,高度分散于载体γ-Al2O3表面,Ni负载量进一步提高到20%,则在载体表面聚集成为微晶.在10%Ni/γ-Al2O3样品上提高焙烧温度有利于Ni的前驱体分解且高度分散于载体表面.Ni2 与γ-Al2O3存在较强的相互作用,但这种相互作用随着Ni负载量的增加而逐渐减弱,随着焙烧温度的增加而逐渐增强.与其他载体负载的Ni催化剂相比,Ni/γ-Al2O3由于其大的表面和适当的表面结构,在糠醛加氢反应中表现出一定的活性和较高的选择性,且随着Ni负载量的增加,活性逐渐增强,但选择性有所下降.另外催化剂的焙烧温度、还原温度,反应温度和溶剂对该反应均有较大影响,采用极性有机溶剂,适宜的焙烧和还原温度有利于催化剂活性和选择性的提高.     

NiMoNx/γ-Al2O3催化剂的制备及加氢脱氮性能

采用程度升温氮化（ＴＰＮ）的方法制备了ＮｉＭｏＮｘ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂，考察了它对吡啶加氢脱氮（ＨＤＮ）反应的催化活性。结果表明，ＮｉＭｏＮｘ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的活性远远高于ＮｉＭｏＳｘ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂和工业硫化态催化剂。对于ＮｉＭｏＺｘ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂，助剂Ｎｉ的作用与硫化物体系中的Ｎｉ不同，它不仅是活化氢中心，同时也是脱氮中之心一，ＮｉＭｏＮｘ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的ＨＤＮ活     

杂多酸盐修饰骨架镍催化剂上肉桂醛的选择加氢

研究了杂多酸盐改性：Raney Ni催化剂上肉桂醛选择加氢制备肉桂醇的反应，考察了杂多酸盐负载量、反荷阳离子、杂多阴离子对RaneyNi催化剂上肉桂醛加氢活性和选择性的影响，结果表明：随着Cu1.5PMo12O40负载量增加，肉桂醛加氢沽性降低而生成肉桂醇的选择性增加，当Cu1.5PMo12O40负载量达到6．3％时，肉桂醇的选择性达到了26．4％，而没有改性的RaneyNi催化剂上肉桂醛加氢生成肉桂醇的选择性为零；在各种不同反荷阳离子的PM012盐中，只有反荷阳离子为Cu2 的Cu1.5PMo12O40改性Raney Ni催化剂具有最高的选择性，在选定的四种杂多阴离子的铜盐中，Cu2SiMo12O40和Cu2SiW12O40改性Raney Ni催化剂的选择性为零，Cul．5PW12O40改性Raney Ni催化剂上肉桂醛加氢生成肉桂醇的选择性也比Cu1.5PMo12O40改性Raney Ni的低的多．     

残留Na对镍催化剂加氢性能的影响

采用共沉淀的方法制备了以镍为活性组分、镁为助剂、 SiO_2为载体的Ni-Mg/SiO_2催化剂,以大豆油加氢为探针反应研究催化剂中残留Na的含量对加氢活性的影响.分别用ICP-AES、 XRD、 H_2-TPR、 TG-DSC、 SEM、 BET等手段对不同催化剂进行了表征.结果表明:催化剂中残留Na对加氢活性有很大影响, Na含量为6.86%时,催化剂基本没有活性.随Na含量的降低,催化剂活性逐渐升高.这主要是由于Na对Ni的分散、颗粒尺寸和与载体相互作用有较大的影响有关.     

MoO3（MOVS）系列催化剂上喹啉的加氢脱氮

将金属氧化物蒸汽合成法制备的ＮＩ－ｍＯ－Ｐ／Ａｌ２Ｏ３催化剂用于喹啉的加氢脱氮，结果表明，与常规方法制备的同类催化剂相比，ＭＯＶＳ催化剂具有较高的ＨＤＮ活性，主要表现在Ｃ－Ｎ键断裂和苯环加氢催化活性的提高。