氮、磷、碳化物比较研究初探

环保法规的日益严格使得研究者越来越重视新型加氢脱硫、脱氮催化剂的开发。国内外学者在对负载型Mo—Co、Mo—Ni和W—Ni等传统硫化物催化剂进行不断改进的同时,新型催化材料尤其是具有贵金属性质的过渡金属间充化合物一氮化物、碳化物和磷化物的研究也受到很大的关注。人们在探索不同的载体或者是不同的助剂对单金属间充化合物-氮化物、碳化物或磷化物催化剂活性组分的表面状态和结构以及其深度加氢脱硫脱氮性能的影响,而对同一载体负载的氮、磷、碳化物催化剂缺乏横向的比较。本研究制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氮化钼、磷化钼和碳化钼催化剂,比较了它们的孔结构、比表面积,并初步分析了钼的质量分数为19％,氮化、磷化和碳化温度均为650℃时三类催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能。     

Mo助剂含量对Mo-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂加氢脱硫性能的影响

 采用共浸渍法制备了 P/Ni 摩尔比为 2 的 Ni2P/SBA-15, 再通过二次浸渍引入助剂 Mo 制得 Mo-Ni2P/SBA-15, 将它调制成活性胶后均匀涂敷于预处理后的载体表面, 干燥焙烧后在氢气流中采用程序升温还原法, 制备了一系列 Mo-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂. 采用 X 射线衍射、N2 吸附-脱附和 X 射线光电子能谱对催化剂结构进行了表征, 以二苯并噻吩为模型含硫化合物, 考察了催化剂的加氢脱硫性能. 结果表明, Mo 的加入增大了催化剂的比表面积, 在催化剂表面形成了 MoNiP2, 且 Ni2P 为主要活性物相. Mo 在催化剂表面主要以 Mo6+和 Moδ+形式存在; 当 w(Mo) = 4.2% 时, n(Mo)/n(Ni+Mo) = 0.18 的整体式催化剂上二苯并噻吩的转化率最高, 且在较低反应温度时以直接脱硫机理为主, 而较高反应温度时以加氢脱硫机理为主.     

渣油加氢处理过程中Mo-V/Al_2O_3的催化性能及协同效应

采用孔饱和浸渍法制备了不同Mo/(Mo+V)原子比的Mo-V/Al2O3催化剂,运用拉曼光谱、H2程序升温还原和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征,同时以萘为模型化合物,考察了催化剂的加氢活性;以科威特常渣为原料,考察了其加氢脱金属和脱硫活性.结果表明,在上述反应中,Mo与V具有协同作用.由于渣油中金属和硫的存在形态不同,并且V-Mo-S相和V-S相对于渣油加氢脱金属反应的催化作用要大于渣油加氢脱硫反应,因此与Ni-Mo/Al2O3催化剂相比,Mo-V/Al2O3催化剂的脱金属活性较高,而脱硫活性较低.     

机械球磨法制备NiMo催化剂及其在菲加氢中的应用

采用机械球磨法制备NiMo催化剂,通过XRD、XPS等表征其结构,探究Ni/(Ni+Mo)比对催化剂组成和结构及菲加氢性能的影响。结果表明,该法制备的催化剂活性组分Ni和Mo的分散性好,为孔径集中分布于2-10 nm的介孔催化剂。随Ni/(Ni+Mo)比增加,催化剂的比表面积和Mo^IV含量呈现出先增加后降低趋势,均于0.33处达到最高。适量Ni促进Mo硫化形成NiMoS活性相,过量的Ni会形成Nix Sy,覆盖活性位点,降低加氢活性。恒定Ni/(Ni+Mo)比为0.33,催化剂的比表面积随Ni、Mo含量增加明显降低,而Mo^IV含量增加。增加硫化剂硫代硫酸铵(ATS)的用量,可同时提高催化剂的比表面积和Mo^IV的含量。Ni/(Ni+Mo)比对菲转化率的影响表现出与催化剂中Mo^IV含量相一致的变化趋势,当Ni/(Ni+Mo)比为0.33时,菲转化率达最高值74.7%。在该比例下,Ni、Mo含量及S/Mo比分别增至4.8%、16%和4.5时,菲的转化率达96.5%,八氢菲和全氢菲的总选择性和产率分别为83...     

高表面积复合氧化物Co-O-Si的制备及其催化1-己烯骨架异构和噻吩加氢脱硫活性

通过硝酸钴与硅酸钠共沉淀、辅以正丁醇干燥技术制备了具有原子分散度的Co-O-Si复合氧化物（Co/Si原子比 ≈ 0.65）,该催化剂具有较大的比表面积（562 m²/g）和较强表面酸性. 在硫化处理后,能够形成高度分散的硫化物活性组分,在模型汽油加氢处理反应中显示了较高的催化活性,在573 K时,噻吩的加氢脱硫活性可达99.4%,同时,1-己烯的骨架异构收率达到了35%. 该催化剂虽然不含Mo,其加氢脱硫活性可与工业催化剂Co-Mo/γ-Al₂O₃相当. 而在汽油深度加氢脱硫过程中,直链烯烃往往被加氢饱和,造成辛烷值损失. 该催化剂则可使部分直链烯烃发生骨架异构而生成异构烷烃,可减少深度加氢脱硫过程中的辛烷值损失.     

硫化态PtMo/γ-Al2O3催化剂活性位的低温CO-FTIR方法表征及噻吩HDS活性的研究

目前, 负载型钼(钨)基双组元过渡金属硫化物[Co(Ni)Mo(W)/γ-Al2O3]被广泛应用于石油馏分油的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)反应过程[1～3]. 许多研究结果表明, 硫化态Co(Ni)Mo(W)/γ-Al2O3催化剂的活性相组元钴(镍)、钼(钨)及硫形成具有二维六方点阵结构的Co(Ni)-Mo(W)-S相(slab). 其中钴(镍)和钼(钨)的主要催化功能依次是活化H2和锚定杂原子有机底物[3～5].     

介孔碳担载的 Co-Mo 和 Ni-Mo 加氢脱硫催化剂

 自制介孔碳 (CMC) 具有比传统活性碳 (AC) 更大的比表面积、孔径和孔体积, 以其为载体, 在浸渍液中加入螯合剂, 采用等量浸渍法制备了 Co-Mo/CMC 和 Ni-Mo/CMC 催化剂, 分别用于模型汽油和柴油加氢脱硫反应. 结果表明, Co-Mo/CMC 和 Ni-Mo/CMC 催化剂具有比 Co-Mo/AC 催化剂更好的织构性质和加氢脱硫活性. 在模型汽油的加氢脱硫反应中, Co-Mo/CMC 催化剂活性比工业催化剂 Co-Mo/Al2O3 高得多; 而在模型柴油的加氢脱硫反应中, Ni-Mo/CMC 催化剂活性也比工业催化剂 FH-98 高得多.     

镍-钼/活性炭催化剂制备因素对煤液化油脱硫脱氮活性的影响

本文研究以DX-30活性炭为载体的镍-铝催化剂制备因素对煤液化油的加氢脱硫脱氮反应的影响。实验结果表明,所制备的催化剂对加氢脱硫脱氮有很好的活性,在选定的实验条件下,脱硫率达到99.8%,脱氮率达63.2%,均高于以氧化铝、二氧化硅为载体的石油精制商品催化剂。研究发现,催化剂活性组份的浸渍顺序,含量、Ni/(Ni+Mo)原子比、催化剂焙烧温度、孔径分布等因素均影响催化剂的脱硫脱氮活性。在制备催化剂时,当先浸镍后浸钼,NiO-MoO_3涂量为35%,Ni/(Ni+Mo)原子比为0.29,焙烧温度为400℃时,催化剂的脱硫脱氮活性最高。实验中采用脉冲色谱法,以有特征集团的试剂分子为吸附质,测定了不同方法制备的催化剂表面酸碱中心集团的数目及分布情况。随催化剂制备方法的不同,催化剂表面酸碱中心数目及分布情况有很大差别。催化剂表面L酸中心有利于脱硫脱氮。     

NiW/γ-Al2O3催化剂的低温煤焦油加氢性能研究

以γ-Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ni/W原子比的低温煤焦油加氢处理催化剂,并以BET、XRD、H₂-TPR和TG对催化剂进行表征。在固定床反应器中,以低温煤焦油小于350 ℃馏分作为原料对催化剂进行了加氢性能的评价,并采用蒸馏、GC/MS、荧光指示剂吸附及元素分析对原料及产物的馏分分布及组成进行了分析。结果表明,NiO和WO₃在载体上形成了均匀分散,NiO含量较低时与γ-Al₂O₃有较强的作用力而难以还原。当Ni/W原子比为0.38时,酚类化合物的转化率、航煤馏分选择性以及产物中环烷烃和氢化芳烃的含量均最高,加氢脱硫(HDS)活性、加氢脱氮(HDN)活性及产物的H/C原子比也最高,说明Ni/W原子比为0.38时,NiW/γ-Al₂O₃催化剂对煤焦油加氢处理具有较好的效果。     

镍助剂对碳化钼催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

 将MoO3和Ni-Mo混合氧化物在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化制备了相应的碳化钼和碳化镍钼催化剂, X射线粉末衍射表征其物相分别为β-Mo2C和Ni-Mo2C. 考察了Ni助剂对碳化钼催化剂的制备及二苯并噻吩加氢脱硫反应性能的影响. 结果表明, Ni助剂的加入降低了碳化钼催化剂所需的还原碳化温度,提高了催化剂的比表面积,并对其二苯并噻吩加氢脱硫反应活性有明显的促进作用. Ni助剂添加量以Ni/Mo原子比为0.3为宜,此时Ni和Mo之间的催化协同效应达到最佳. 当反应压力为3.0 MPa, 反应温度为330 ℃, 空速8 h-1, H2/原料液体积比为500∶1时, 625 ℃还原碳化制备的碳化镍钼催化剂对0.6%二苯并噻吩/环己烷溶液的二苯并噻吩转化率达到96.25%, 较相应的碳化钼催化剂提高了1.57倍.     

制备方法对稀土金属钇改性Ni_2P催化剂结构及其加氢脱硫性能的影响

采用一步法和分步法制备了钇(Y)改性的非负载型Y_x-Ni_2P催化剂(x为Y和Ni的物质的量比),并采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附比表面积(BET)测定、X射线光电子能谱(XPS)技术对催化剂的结构和性质进行了表征。以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,研究了制备方法对Y_x-Ni_2P催化剂加氢脱硫(HDS)性能的影响。结果表明,Y改性可以抑制Ni5P4杂晶相的生成,促进Ni_2P活性相的生成,能显著提高催化剂的比表面积和孔容,从而有效提高磷化镍催化剂的HDS活性。Y/Ni物质的量比为0.10时,两种方法制备的催化剂均具有最高的HDS活性。与分步法相比,一步法制备得到的催化剂具有更大的比表面积和孔容,更小的表面P/Ni物质的量比,更高的CO吸附容量,暴露出更多的Ni活性位点,从而具有更高的HDS活性。在340℃,3.0 M Pa,H_2/油体积比为700,质量空速(WHSV)1.5 h~(-1)的条件下,一步法制得的Y_(0.10)-Ni_2P催化剂上DBT HDS转化率达到97.7%,与分步法制备的Y_(0.10)-Ni_2P催化剂相比(92.3%),HDS活性提高了5.4%。     

Surface properties of Ni-Pt/SiO2 catalysts for N2O decomposition and reduction by H2

The surface properties of bimetallic Ni-Pt/SiO2 catalysts with variable Ni/Ni + Pt atomic ratio (0.75, 0.50, and 0.25) were studied using N2O decomposition and N2O reduction by hydrogen reactions as probes. Catalysts were prepared by incipient wetness impregnation of the silica support with aqueous solutions of the metal precursors to a total metal loading of 2 wt %. For both model reactions, Pt/SiO2 catalyst was substantially more active than Ni/SiO2 catalyst. Mean particle size by TEM was about the same (in the range 6-8 nm) for all catalysts and truly bimetallic particles (more than 95%) were evidenced by EDS in the Ni-Pt/SiO2 catalysts. CO adsorption on the bimetallic catalysts showed differences in the linear CO absorption band as a function of the Ni/Pt atomic ratio. Bimetallic Ni-Pt/SiO2 catalysts showed, for the N2O decomposition, a catalytic behavior that points out an ensemble-size sensitive behavior for Ni-rich compositions. For the N2O + H2 reaction, the bimetallic catalysts were very active at low temperature. The following activity order at 300 K was observed: Ni75Pt25 > Ni25Pt75 approximately Ni50Pt50 > Pt. TOF values for these catalysts increased 2-5 times compared to the most active reference catalyst (Pt/SiO2). The enhancement of the activity in the Ni75Pt25 bimetallic catalysts is explained in terms of the presence of mixed Ni-Pt ensembles.     

Cu-Ni-Al尖晶石催化甲醇水蒸气重整制氢性能的研究

以氢氧化铜、醋酸镍和拟薄水铝石为原料,通过固相法合成了Cu-Ni-Al尖晶石催化剂。采用N2物理吸附、XRD、H2-TPR和XPS等表征方法,研究Cu/Ni/Al的物质的量比和焙烧温度对催化剂的比表面积、物相、还原性能以及表面性质的影响,并以甲醇水蒸气重整制氢为探针反应,考察催化剂的缓释催化性能。结果表明,随着焙烧温度的升高,Cu-Ni-Al催化剂的尖晶石含量增加,但尖晶石晶粒增大,且比表面积下降。不同的焙烧温度和Cu/Ni/Al物质的量比,所得催化剂的比表面积、还原性能和表面性质不同,从而表现出不同的缓释催化性能。与计量比Cu/Al=1∶2的合成比较,Cu/Al=1∶3形成了非计量比的富Al尖晶石固溶体,生成的晶体粒子小、比表面积和孔容大、难还原的尖晶石部分增多,呈现出更好的缓释催化性能。甲醇制氢反应性能评价结果显示,Cu-Ni-Al尖晶石在反应条件下逐渐释放活性铜而催化反应的进行,其中,CNA3-1000催化剂表现中最高的催化活性和稳定性。     

杂原子HMS介孔分子筛的催化脱氢和加氢脱硫性能

ＭＣＭ４１［１］和ＨＭＳ［２］等介孔分子筛对大分子的扩散阻力较小且具有良好的热稳定性,特别是在合成中可以直接将各种杂原子引入骨架,从而调变其催化性能,因此目前介孔分子筛在催化中的应用引起了各国研究者的广泛兴趣．Ｔｉ,Ｚｒ,Ｖ,Ｃｒ,Ｍｎ,Ｃｕ和Ｆｅ...     

加氢处理催化剂的制备和表征 Ⅰ.MoNiP/Al2O3催化剂的制备及助剂的作用

 采用专利方法制备出一种新型的γ－Al2O3,并以其为载体,制备出加氢处理催化剂MoNiP／Al2O3．用PAS－CA,XPS,DRS,TPR和微型反应色谱等技术对γ－Al2O3和催化剂进行了表征,考察了Ni和P两种助剂的作用．结果表明,γ－Al2O3具有较大的孔径,集中的孔分布和较高的机械强度;活性金属Mo在γ－Al2O3表面上的化学分散量（分散阈值）可达5．04～5．82μmol／m2．因而特别适合用作高活性加氢处理催化剂的载体．引入的Ni主要是同Mo／Al2O3催化剂表面上较稳定的金属－载体相互作用复合物反应,并生成类NiMoO4化合物;在MoNi／Al2O3催化剂中引入P,有利于抑制四面体配位结构的物种Mo［T］,增加八面体配位结构的物种Mo［O］,改善催化剂的还原性能,从而提高催化剂的加氢处理活性．助剂Ni和P的最佳含量分别为w（Ni）＝4．0％和w（P）＝2．6％．     

乙二醇对磷掺杂NiMo/Al_2O_3加氢催化剂性能的影响

采用NiMoP浸渍液中添加乙二醇(EG)的方式制备了不同EG含量的NiMoP(x)/Al_2O_3催化剂,为研究EG及其含量对该系列催化剂催化性能和活性相结构的影响,用二苯并噻吩(DBT)和喹啉(Q)为模型化合物,考察了催化剂的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)性能。结果表明,在EG添加量较低的情况下(EG/Ni物质的量比分别为0、0.5、1、2、3),EG能够明显提高催化剂对DBT和Q的HDS和HDN活性,其中,HDN活性提高幅度大于HDS,且随着EG含量提高,催化剂的HDS和HDN活性进一步提高。通过TEM分析和XPS分析可知,EG有助于增加催化剂中MoS_2颗粒的堆积层数和片层长度,且随着EG含量增加,堆积层数和片层长度都有所增加;EG有助于提高Mo表面原子浓度,对Ni表面原子浓度影响较小,但明显提高了Mo和Ni硫化程度。TG表征说明,EG在氧化铝和催化剂表面存在多种相互作用方式,并且存在与活性组分相互作用的耐高温有机物种。     

碳纳米管负载Co-Mo催化剂在孤岛减压渣油加氢裂化反应中的应用

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co/Mo原子比的碳纳米管（CNT）负载Co Mo催化剂。将该系列催化剂用于孤岛减压渣油加氢裂化反应,评价其催化效果,并在相同反应条件下与 γAl2O3负载Co-Mo催化剂的催化性能进行比较。结果表明,Co-Mo/CNT催化剂的催化效果略低于Co-Mo/γAl2O3催化剂。Co/Mo原子比对Co-Mo/CNT催化剂的催化效果有较大的影响。与相同载体的催化剂相比,当Co/Mo原子比为0.50时,Co-Mo/CNT催化剂具有最佳的催化效果,而Co-Mo/γAl2O3催化剂在Co/Mo原子比为0.35时具有最佳的催化效果。     

高比表面介孔MoVTeNbO催化剂的制备及其催化性能

采用水热法添加模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和配合剂柠檬酸(CA)制备了Mo VTe Nb O系列催化剂,并将其应用于丙烯一步氧化制备丙烯酸的反应.结果表明,CA的添加量对催化剂的形貌、孔结构、比表面积及催化性能具有明显的影响.当n(CA)/n(Mo)=0.36时,Mo VTe Nb O催化剂为介孔纳米催化剂,其平均孔径为4.9 nm,具有较高的比表面积(37.8 m2/g)和较小的催化剂晶粒(粒径范围为10~16 nm),与常规水热法制备的催化剂相比,Mo VTe Nb O介孔纳米催化剂的晶粒变小、催化性能得到了显著提高,丙烯一步氧化制丙烯酸的转化率可由53.9%提高至71.2%,丙烯酸收率可提高到45.8%.     

K改性Ni-Co-Al三元复合氧化物催化分解N2O

制备了(Ni+Co)/Al=3、Ni/Co=0.2(原子比)的NiCoAl三元类水滑石样品,焙烧获得NiCoAl复合氧化物,表面浸渍K₂CO₃溶液制备了K改性催化剂,用于N₂O分解反应,考察了K负载量、焙烧温度等制备参数和O₂、H₂O等反应气氛对催化剂活性的影响。用BET、XRD、H₂-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构。结果表明,K的表面改性提高了催化剂对N₂O分解反应的催化活性,其中,400℃预焙烧NiCoAl类水滑石制得复合氧化物,初湿浸渍K₂CO₃溶液,K的负载量为K/(Ni+Co)=0.05,400℃ 再焙烧制备的催化剂活性较高,有氧有水条件下500℃ 反应时N₂O可完全分解;在NiCoAl复合氧化物表面负载K₂CO₃组分,降低了催化剂表面Co、Ni元素的电子结合能,弱化了表面Co-O、Ni-O化学键,从而提高了催化剂活性和抗水性能。     

La-Ni-Mo-B非晶态催化剂的制备及其苯酚加氢脱氧催化性能

以NaBH4为还原剂采用化学还原法制备出La-Ni-Mo-B非晶态催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征,研究了助剂La对Ni-Mo-B催化剂催化性能的影响.结果显示,加入适量助剂La能显著减小催化剂粒径,增加Ni0含量,促进Mo6+还原生成Mo4+,但过量La会覆盖Ni0和Mo4+的活性位点.催化剂的高加氢活性主要归因于其非晶态结构和高Ni0含量,高脱氧活性主要归因于其高Mo4+含量.在苯酚的加氢脱氧(HDO)反应中,La-Ni-Mo-B非晶态催化剂催化苯酚HDO反应主要按照加氢-氢解的路径进行的,显著降低了产物中芳烃含量.通过优化反应条件,催化苯酚的转化率和脱氧率都可达到99.0%.高温下La-Ni-Mo-B非晶态催化剂失活的主要原因是非晶态结构的破坏.