丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究 Ⅳ.丙烷在氧化铝负载的金属-氧化态锡催化剂上脱氢

依据各种金属对烃类及氢吸附的特性,认为可以用Ni,Co,Rh,Pd,Ir,Cu,Au等金属替代Pt-Sn/Al_2O_3催化剂中金属铂组分而与氧化态锡组分构成一系列具有良好催化性能的负载型双组分催化剂。文中对Al_2O_3负载的Ni-Sn,Co-Sn,Rh-Sn,Pd-Sn,Ir-Sn,Cu-Sn及Au-Sn等催化剂进行了实验验证。结果表明,负载型双组分催化剂脱氢反应性能均优于相应单金属催化剂。从而进一步说明了负载型双组分催化剂中金属组分与氧化态组分间普遍存在着协同催化作用。     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究 Ⅴ.丙烷在PtSn/Al_2O_3催化剂上的脱氢反应模型

应用原位Mossbauer谱等技术考察了PtSn/Al_2O_3催化剂中锡组分与丙烷的作用,研究了丙烷在该催化剂上的脱氢反应行为。提出了丙烷的脱氢反应模型,即负载型铂锡催化剂中的氧化态锡用于活化丙烷,而金属铂则通过反溢流过程移去活化了的丙烷中的氢,从而使丙烷催化脱氢过程得以循环进行。     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究——Ⅰ.原位Mssbauer谱表征不同载体负载铂锡催化剂中锡组分状态

应用原位M(?)ssbauer谱考察了Al_2O_3、MgO、SiO_2及AC(活性炭)等载体负载的铂锡催化剂中锡组分的存在状态。结果发现:(1)PtSn/Al_2O_3还原后,锡组分仍为氧化态;(2)PtSn/MgO及PtSn/SiO_2还原后有部分零价锡生成并与金属铂形成了Sn~o/Pt~o合金;(3)PtSn/AC还原后所生成的零价锡则以游离态存在。这些结果为进一步了解催化剂中锡组分价态及存在方式对负载型铂锡催化剂反应性能的影响奠定了基础。     

Pt-Sn/Al2O3催化剂中Sn的存在状态对丙烷脱氢反应的影响

考察了不同Sn/Pt比的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂(络合型)的丙烷脱氢反应性能。并应用原位Mossbauer谱,TPR,O_2吸附等手段对催化剂进行了表征。结果初步表明Pt-Sn/Al_2O_3经过还原后,Sn的还原状态对该催化剂的丙烷脱氢活性及稳定性有极大的影响。在550℃以下还原,Sn以氧化态形式存在,有利于丙烷脱氢反应的活性及选择性,在600℃以上高温还原时,零价锡出现使催化剂活性组分铂的表面中毒而降低活性。当Pt含量一定时,Sn载量愈高,在高温下还原时生成的Sn~0愈多;低Sn载量的Pt-Sn/Al_2O_3无论高温还原还是低温还原都不易生成Sn~0。     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究——Ⅷ.丙烷在负载型金属催化剂上临氢脱氢

通过对丙烷在负载型金属催化剂上临氢脱氢反应性能的考察,发现除负载型Pt、Pd等具有脱氢活性外;负载型Cu也同样具有脱氢活性,并且随Cu载量增加而升高。对催化剂稳定性研究结果表明,载体与金属组分间相互作用是不容忽视的因素之一。催化剂选择性影响因素主要是加氢裂化或氢解反应。因此,对催化剂脱氢选择性的改善既可通过调变金属组分的脱氢加氢性能,也可通过改变载体酸性进行。     

负载型钼系超细催化剂的合成,结构与反应性能研究

负载型钼系催化剂广泛用于加氢脱硫、抗硫甲烷化及部分氧化等,其加氢脱硫活性与低温氧的表面吸附量成正比,活性组分受载体性质的影响。超细粒子是近年来兴起的新型催化材料,由于其表面及体积效应,导致其特殊的表面吸附性能。以超临界法合成NiO/Al_2O_3、Fe_2O_3/SiO_2等超细催化剂已有报道,但该法对MoO_3/Al_2O_3的合成尚未见报道。本文以MoO_3/Al_2O_3超临界法合成超细粒子催化剂,根据超细催化剂分散性与粒径的关系选择了活性与钼表面分散性有依赖关系的临氢重整反应为探针,研究了超细MoO_3/Al_2O_3催化剂的性质。     

不同金属负载对Cr/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备Cr/Al_2O_3-TiO_2催化剂,在考察不同Cr负载量的基础上,研究不同金属负载与焙烧温度对Cr/Al_2O_3-TiO_2催化剂结构与性能影响。程序升温氧化(TPO)结果表明,当Cr负载量为10%(w/w)时具有较好的催化活性;不同金属负载Cr/Al_2O_3-TiO_2时,负载Co及在焙烧温度为550℃时催化剂具有较好的活性。通过程序升温还原(H_2-TPR)表征发现,Co的负载使催化剂的低温氧化还原能力逐渐提高,表明Co-Cr具有较好的协同催化作用。X射线光电子能谱(XPS)表征表明,Co增加了Cr~(6+)和表面吸附氧(O_β)含量,随着焙烧温度的升高(450～550℃),晶格氧不断向催化剂表面流动,表面化学吸附氧O_β比例逐渐增加,导致催化活性不断升高,说明Cr~(6+)和O_β是催化氧化NO的重要活性物种。     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究 Ⅶ.丙烷在负载型金属催化剂上临氢脱

通过对丙烷在负载型金属催化剂 上临氢脱氢反应性能的考察，发现除 负载 型Pt、Pd等具有脱氢活性外；负载型Cu 也同样具 有脱氢活性，并且随Cu载量增加而升高。对催化剂稳定性研究结果表明，载体与金属组分间相互作用是不容忽视的因素之一。催化剂选择性影响 因素主要是加氢裂化或氢解反应。因此，对催化剂脱氢选择性的改善既可通过调变金属组分的脱氢加氢性能，也可通过改变载体酸性进行。     

负载型铈基催化剂在NH_3-SCR反应中的载体效应（英文）

近年来,氨-选择催化还原(NH_3-SCR)技术被公认为是控制燃煤烟气和柴油车尾气氮氧化物(NO_x)排放的最有效手段之一.V_2O_5-WO_3/TiO_2和V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂在300-400°C范围内表现出优异的脱硝性能和抗H_2O和SO_2中毒性能,因而被广泛用于NH_3-SCR过程.然而,钒基催化剂存在一些缺点,如氧化SO_2到SO_3的活性较高、高温下将部分NH_3非选择性地氧化成N_2O、V_2O_5具有生物毒性等.因此,非钒基脱硝催化剂的研制引起人们越来越多的关注.二氧化铈(CeO_2)因具有氧化还原性能优异、储/释氧能力强和Ce~(3+)/Ce~(4+)转换容易等优点而广泛用于NH_3-SCR反应.然而,单纯CeO_2的脱硝性能并不理想.研究表明,将CeO_2制备成铈基复合金属氧化物催化剂和负载型铈基催化剂可显著提高其在NH_3-SCR反应中的催化性能.尤其是负载型铈基催化剂由于催化性能优异、比表面积大、热稳定性高及活性组分用量少而成为研究热点.众所周知,对于负载型金属氧化物催化剂,载体并不只是惰性材料,它会显著影响表面负载组分的物理化学性质和催化性能.因此,关于载体与组分间相互作用的研究常见诸报道.但是,对于负载型铈基催化剂,具有不同晶相结构的载体对其理化性质和NH_3-SCR催化性能的影响规律尚不明晰.此外,SiO_2,γ-Al_2O_3,ZrO_2和TiO_2是工业上常用的四种催化剂载体,它们具有不同的晶相结构和应用场合,究竟哪一个最适合作为负载型铈基催化剂的载体用于NH_3-SCR反应尚无定论.因此,为了阐明负载型铈基催化剂在NH_3-SCR反应中的载体效应,筛选出最佳的催化剂载体,我们首先采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了SiO_2,γ-Al_2O_3,ZrO_2和TiO_2四个载体,再通过浸渍法制备了一系列负载型铈基催化剂(CeO_2/SiO_2,CeO_2/γ-Al_2O_3,CeO_2/ZrO_2和CeO_2/TiO_2)用于NH_3-SCR反应.并借助于X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积测定(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气-程序升温还原(H_2-TPR)以及氨气-程序升温脱附(NH_3-TPD)等表征手段对上述载体和催化剂进行了较为全面的分析.研究结果表明,这些负载型铈基催化剂的理化性质和脱硝性能强烈地依赖于催化剂载体.首先,CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂的表面Ce3+含量明显大于CeO_2/SiO_2,CeO_2/ZrO_2和CeO_2/TiO_2催化剂,有利于氧空位的产生以促进NO分子的解离,进而导致优异的NH_3-SCR反应性能.其次,CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有最佳的还原性能,有利于NO氧化为NO_2,进而通过"快速NH_3-SCR"途径提升其催化性能.再者,CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面酸性位最多,能够促进反应物NH_3分子的吸附与活化,从而提高脱硝性能.最后,CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂在H_2O和SO_2存在的条件下同样表现出最佳的催化性能,表明其有望用于实际燃煤烟气脱硝.     

高温临氢条件下 K 对 Pt-Sn/Al_2O_3催化剂表面状态及丙烷脱氢反应性能的影响

丙烷在Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂上脱氢反应时,为得到高的丙烯收率及催化剂有良好的脱氢稳定性,反应需要在高温临氢条件下进行。本文通过对催化剂在H_2中经不同温度处理后表面形态及催化性能的变化考察,认为Sn 和K 首先分别吸附在不同的γ-Al_2O_3表面区域上,只有当两者的含量高到一定程度时,才发生共吸附在同一表面区域上。此时,高温临氢条件下K 将促进氧化态锡还原为零价锡(Sn)而使催化剂中毒。但是,低Sn 载量及低温反应时,K 影响不大。这样,可以通过控制K 和Sn 的含量来调整活性和稳定性。     

铂锡双金属催化剂上丙烷脱氢反应研究

对比研究了Ｓｎ／Ｐｔ比为１；１，２，：１和５：１的原子簇担载于γ－Ａｌ２Ｏ３上制成的Ｐｔ＝Ｓｎ原子簇催化剂，和用ＳｎＣｌ２和Ｈ２ＰｔＣｌ６浸渍制备的相应Ｓｎ／Ｐｔ比的催化剂对丙烷脱氢生成丙烯的催化性能。     

乙醇羰化反应负载型催化剂的研究

本文由七种负载型催化剂中选出两种比较好的乙醇羰化催化剂,研究了影响反应转化率和选择性的因素,考察了活性组份的价态和载体的酸性。此外,还对催化剂进行了能量色散X射线分析。从其结果看,谱图上只有活性中心铑的谱峰而没有氯的谱峰,说明铑是以离子形式进入载体,而不是以化合物形式被吸附于载体上。     

STUDIES OF THE HOMOLOGATION OF METHANE ONSUPPORTED TRANSITION METAL CATALYSTS

Introduction0ncofthcintriguingpr0blcmsinhctcrogcncouscatal}'sisisthcactit'ationanddircctconversionofmcthancintoliquidfucIanduscful.h..i..l,lllMcthancactivationisvcry'difficultbccauscn1cthancisathcrmod}'namicalI}'stablccompoundt`ithanoblcgas-likcconfigurati0nThcvcry'strongtctrahcdralC-Hbonds(435kJ/mol)offcrnofiJnctionalgroups,magncticm0mcnts'orpolardistortionstofacilitatcchcmicalattackThismakcsmcthanelcssrcactivcthanncarl}'allitsconvcrsionproducts.Rccentl}'oxidativccouplinghasbecnconsidcrcda…     

TPSR STUDIES OF THE ACTIVATION OF METHANE ON SUPPORTED PLATINUM CATALYSTS

1yttroductionIMcthancactivationisoncofthemostintriguingsubjectsinheterogencouscatal}'sisbccauscmcthancisathcrmod}namicall}'stabIccompoundt`ithanoblcgas-likeconfiguration.0fintcrcstsisthcrcccntt"orkreportcdb}'KocrtsIll,BeIguedl21.andYanl3ltthosucccssfull}'convcrtnaturalgasintohighcrh}.drocarbonsb}'thctt"o-stcproutcinwhichnaturalgasisfirstthcrmall}'activatcdonthctransitionmctalcatal}.stsatmoderatctemperature.Toasccrtainthcnaturcofrcactionsofmcthane.thcactivationofmcthaneisextensivel)'invcstiga…     

在钴、锰负载型催化剂上甲烷的催化氧化

甲烷的低温催化燃烧不仅可以提高能源的利用率 ,还能降低燃烧过程中氮氧化物的排放 ,从而降低大气污染。Ｐｄ催化剂对于甲烷的完全氧化活性很高 ,但其价格昂贵[1] ,并且在水蒸气中的活性受到一定的抑制[2 ] 。故开发研究用非贵金属催化剂进行甲烷的催化氧化问题受到了国内外研究者的极大关注[3～ 5] 。最近 ,李振花等曾报道在 10 %Ｐｄ ＺｒＯ2 催化剂上 ,甲烷完全氧化活性最高 ,他们还发现Ｐｄ Ｃｏ ＺｒＯ2 负载型双金属催化剂也具有较好的反应活性 ,但他们未报道水蒸气的影响[6] 。本文研究了Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ等非贵金属氧化物负载…     

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。     

担载型过渡金属催化剂上甲烷和乙烯的同系化反应

利用程序升温脉冲反应技术较系统地考察了担载型过渡金属催化剂上甲烷与乙烯同系聚合制丙烯和丙烷的反应，通过分步反应，即首先进行甲烷分解，然后引入了乙烯与甲烷分解产生的表面碳物种反应，可以克服甲烷与乙烯同系聚合物反应的动力学限制，使该反应能在较为温和的条件下进行，还系统地探讨了影响该反应的各种因素，结果表明，Ｐｔ，Ｃｏ催化剂表现出较为优越的催化性能。     

DEPENDENCE OF THE DISTRIBUTION OF ACTIVE CENTERS ON MONOMER IN SUPPORTED ZIEGLER-NATTA CATALYSTS

Distribution of active centers(ACD)of ethylene or 1-hexene homopolymerization and ethylene-1-hexene copolymerization with a MgCl_2/TiCl_4 type Z-N catalyst were studied by deconvolution of the polymer molecular weight distribution into multiple Flory components.Each Flory component is thought to be formed by a certain type of active center. ACD of ethylene-1-hexene copolymer with very low 1-hexene incorporation was compared with that of ethylene homopolymer to see the effect of introducingα-olefin on eth...