CuZnAlZr催化剂上甲醇氧化水蒸气重整制氢Ⅰ.催化剂组成的优化

 采用共沉淀法制备了不同配比的CuZnAlZr复合氧化物催化剂,并通过XRD和TPR等表征技术及活性评价,考察了催化剂各组分配比对活性的影响,从而对各组分配比进行了优化. 结果表明,组成为(Cu7Zn3)7(Al6Zr4)3的催化剂具有最高的催化活性,反应温度为200 ℃时,甲醇转化率可高达91%,而重整气体中CO的体积分数仅为0.12%. 具有较高分散性及高还原性能的表相Cu组分的增加有利于提高催化剂的活性,Zn可以起到隔离和分散Cu的作用,而Al和Zr的存在可以稳定表相Cu2+的存在形式.     

氧化铝对Fe－Cu－Zn－K－Al低碳醇合成催化剂性能的影响

 采用N2吸咐，TPR和XRD等表征手段对高温熔融法制备的Fe－Cu－Zn－K－Al催化剂中氧化铝的作用进行了研究．结果表明，当比表面积低于4．0m2／g时，催化剂性能受比表面积的影响非常明显．少量的Al2O3即可有效地增加催化剂的比表面积，提高醇的收率和C2＋OH的选择性；大量的Al2O3虽然能使催化剂的比表面积有所增加，但醇的收率和C2＋OH选择性却显著降低．这是Fe－Cu－Zn－K－Al催化剂中Al2O3同时具有物理作用和化学作用所致．物理作用能有效地增加还原后催化剂的比表面积，提高金属利用率，分散催化剂的活性组分，使其更容易还原，进而提高催化剂活性和选择性．化学作用影响到催化剂的电子性质，从而导致催化剂的活性和选择性降低．TPR和XRD结果表明，在Fe－Cu－Zn－K－Al催化剂中，助剂Al2O3的作用随着其含量的变化而有所不同．当Al2O3含量较低时，其物理作用是主要的；随着Al2O3含量的增加，其化学作用更为明显，甚至导致新物相AlFeO3生成，进而影响催化剂的催化性能．     

金属氧化物掺杂对锡锆固溶体催化剂的一氧化氮选择性还原性能的影响

 锡锆固溶体催化剂Sn0．55Zr0．45O2具有较好的NO选择性还原性能．本文在此基础上对其进行金属氧化物掺杂，发现用浸渍法掺入碱性金属元素Y，La，Ba和Zn以及用研磨法加入α－Mn2O3可以提高Sn0．55Zr0．45O2的NO选择性还原性能，用浸渍法掺入过渡金属元素Ce，Ag，Cu，Mn及Ni降低了母体催化剂的活性，而浸渍硫酸镓由于在表面引入B酸位使催化剂严重积碳而大大降低了催化剂的NO选择性还原性能．文中给出了活性改善体系的最佳掺杂量，并测定了其抗水性能．在反应气中不含水的条件下，添加2％Ba的样品活性最高，而掺杂1％Zn样品具有最好的抗水性能．对丙烯氧化反应和NO氧化反应的研究表明，抑制还原剂 丙烯的完全燃烧或促进NO氧化为NO2可能有利于NO选择性还原反应的进行．     

乙酸乙酯在Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2负载的金属氧化物催化剂上的催化燃烧

制备了Fe, Co, Cu, Cr和Mn金属氧化物催化剂, 所用载体为Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2复合氧化物. 利用X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR), 储氧量测试, BET比表面测试和光电子能谱(XPS)表征了催化剂. 并利用活性测试表征了各种催化剂对乙酸乙酯催化燃烧能力. 各种表征结果证实, 由于催化剂Mn/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2, 质量比)具有最多的可还原物种, Cu/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)具有较多的可还原物种和最强的可还原能力, 使它们对乙酸乙酯催化燃烧表现出了最好的活性. 在催化剂Cu/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)和Mn/Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2(1:2)上, 乙酸乙酯于245 ℃转化了99%, 表明这两种催化剂具有广泛的应用潜力.     

铜基甲醇催化剂的高温烧结

对Cu/Zn/Al/Zr甲醇合成催化剂进行高温烧结后采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射等手段对烧结催化剂进行了表征,并对它们的活性和机理模型进行了评价和研究.结果表明,在较高烧结温度下Cu/Zn/Al/Zr甲醇催化剂中的Cu和ZnO晶粒增大,并使催化剂的形貌从串珠状转变为颗粒聚集体;烧结温度越高,晶粒越易增大,因而催化剂活性越低.可采用方程k1/k10=A×t–B描述催化剂失活过程.结果表明,随着烧结温度由400升至500oC,其幂指数B由0.076增至0.171,而失活级数由14降至7.在较低烧结温度下,催化剂微晶在其表面的迁移和聚集是烧结失活的主要因素.随着烧结温度升高,原子通过气相形式迁移的贡献有所增加.     

Cu－Zn／γ－Al2O3催化剂的制备及其在选择加氢反应中的催化性能

 通过浸渍法制备了不同Cu／Zn比的γ－Al2O3和改性γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂，并用XRD，XPS和SEM等手段对催化剂进行了表征．XRD表征结果表明，还原活化前催化剂中的Cu和Zn分别以CuO和ZnO的形式存在；还原活化后Cu以单质的形式存在；催化剂失活后，单质Cu又转变成CuO．XPS和SEM分析结果表明，催化剂中金属的价态及颗粒的形貌在反应前后发生了变化．所制备的催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中表现出较高的选择性．用Co改性的γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂不仅具有较高的催化活性和选择性，而且还呈现出较长的寿命．催化剂中的Cu晶相是催化活性中心；催化剂中的Cu晶相转变成CuO和烧结是催化剂失活 的主要原因．     

Cu/SiO2模型催化剂上甲醇部分氧化制氢反应研究

采用浸渍法，制备了不同组成的Cu/SiO2、Cu/Zn/SiO2催化剂，考察了Cu负载量及Cu/Zn比对甲醇部分氧化抽制氢（CH3OH|1/2O2→2H2 CO2）反应的影响，结果显示，当Cu的负载量为10％、Cu/Zn比为7：3时，催化剂活性最好。H2-TPR、XRD、XPS等表征结果表明，催化剂的制氢活性与Cu^0有关，而大量Cu^ 与Cu^2 的存在则不利于催化剂活性的提高。Zn助剂的引入，有利于分散Cu^0物种，提高催化剂的活性；但由于同时稳定了Cu^ 物种，导致Cu2O物种的大量生成，从而提高了催化剂的还原温度，抑制了Cu^0的氧化还原过程（Cu^2 →Cu^ →Cu^0或Cu^ →Cu^2 ），降低了催化剂的活性。因此，对于Cu/Zn/M催化剂，存在一个最佳的Cu/Zn比。     

Cu_xCo_(1-x)/Al_2O_3/FeCrAl整体式催化剂上甲苯催化燃烧(英文)

以FeCrAl合金薄片为基底,Al2O3浆料为过渡胶体,不同摩尔比的Cu、Co为催化活性组分,制备了一系列CuxCo1-x/Al2O3/FeCrAl(x=0-1)新型整体式催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等手段对催化剂的结构进行了表征.在微型固定床反应器上评价了催化剂的催化甲苯燃烧性能.研究结果表明:在所制备的整体式催化剂上,当Cu含量比较低时,形成了Cu-Co-O固溶体;当Cu含量比较高时,可以测得CuO的衍射峰.催化剂表面颗粒大小和形貌与Cu、Co摩尔比密切相关.在催化剂表面,Co以Co2+和Co3+价态存在,而Cu主要以Cu2+价态存在.催化剂中的Cu可以改善Co的氧化还原性,从而有利于催化剂活性的提高.在所制备的催化剂中,Cu0.5Co0.5/Al2O3/FeCrAl催化剂具有最好的活性,甲苯在374oC可以完全催化燃烧消除.     

以类水滑石为前驱体的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)催化剂制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用共沉淀法合成了Cu:Zn:Al:Zr:Y原子比分别为2:1:1:0:0、2:1:0.8:0.2:0、2:1:0.8:0:0.2和2:1:0.8:0.1:0.1的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)类水滑石化合物.将前驱体材料在空气中500°C焙烧后得到复合金属氧化物,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、N2吸附、氧化亚氮(N2O)反应吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和H2/CO2程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对所制备的样品进行表征.结果表明,Zr和Y的引入使得催化剂BET比表面积大幅增加,金属铜的比表面积和分散度均按以下顺序依次增加:Cu/Zn/AlCu/Zn/Al/ZrCu/Zn/Al/YCu/Zn/Al/Zr/Y,然而,强碱位数目占总碱位数目的比例的变化顺序为:Cu/Zn/AlCu/Zn/Al/YCu/Zn/Al/Zr/YCu/Zn/Al/Zr.活性评价结果揭示CO2转化率取决于金属铜的比表面积,甲醇选择性则随强碱位比例的增加而线性增加.因而,Zr和Y的引入有利于甲醇的合成,Cu/Zn/Al/Zr/Y催化剂上的甲醇收率最高.     

催化湿式氧化中铜基催化剂的流失与控制

 制备了催化湿式氧化处理有机废水用铜基催化剂，并用XRD，XRF和TG－DTG等手段对催化剂进行了表征，对催化剂及其前驱体的组成和结构进行了分析鉴定．结果表明，由类水滑石结构的前驱体焙烧得到的催化剂Cu－Al－Zn－O，其活性组分铜的流失得到了控制；在氧化降解苯酚、十二烷基苯磺酸钠和磺基水杨酸时，在初始氧分压0．5MPa和160～220℃的反应条件下，催化剂活性组分铜的流失量小于0．3mg／L．对催化剂活性组分不易流失的原因进行了理论解释和计算．     

Fe2O3/YSZ-γ-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中的催化性能研究

以Fe2O3为活性组分，γ-Al2O3，ZrO2-γ—Al2O3及YSZ—γ—Al2O3(YSZ是用Y2O3稳定ZrO2的催化剂载体)为载体，制备了3种甲烷燃烧催化剂．其中以YSZ—γ—Al2O3为载体的催化剂催化性能最好．XPS检测发现．ZrO2和Y2O3的存在可以增加和稳定Fe2O3的表面浓度，同时也可减弱Fe2O3与γ—Al2O3之间的相互作用．Fe2O3质量分数为10％的Fe2O3／YSZ—γ—Al2O3催化剂具有最佳的催化活性．XRD测试结果表明．该催化剂的活性与Fe2O3在载体上的分散状况有关．     

并流淤浆混合法制备铜基甲醇合成催化剂及助剂Al2O3的作用研究

采用并流淤浆混合法制备了一系列具有不同铜锌铝比的铜基甲醇合成催化剂CuO/ZnO/Al2O3,测试了其催化性能(甲醇收率和CO转化率)及物相结构,并对该制备方法进行评价。Cu∶Zn∶Al摩尔比为4∶5∶1 的铜基催化剂显示了最好的催化活性。通过对催化剂前驱物煅烧过程进行DTA分析及对前驱物进行XRD分析表明, 催化剂前驱物的物相与Al2O3的量有关。当Al2O3的量较低时,前驱物的物相以(Cu0.3 Zn0.7)5(CO3)2(OH)6为主;当Al2O3的量较高时,前驱物中物相(Cu0.3Zn0.7)5(CO3)2(OH)6的量下降,而物相Cu2CO3(OH)2的量增加。物相(Cu0.3 Zn0.7)5(CO3)2(OH)6对终态催化剂的活性是十分有利的 。     

含铜三元类水滑石化合物的合成及其性质

 以Cu（NO3）2，Zn（NO3）2和Al（NO3）3为原料，以NaOH为沉淀剂，利用共沉淀法合成了含铜三元类水滑石化合物CuZnAl－HTLcs．从不同Cu／Zn／Al比的混合原料溶液的滴定曲线入手，详细探讨了溶液pH值、原料加入方式、组分配比及水热处理条件对类水滑石合成的影响，利用XRD，ICP及比表面积测定对合成物进行了表征，并以苯酚羟基化为探针反应评价了催化剂的催化性能．结果表明，在体系pH＝5．0～6．2，（Cu＋Zn）／Al摩尔比＝2．0，Cu／Zn摩尔比≤1．0及室温条件下共沉淀后，于100℃水热处理3h，即可得到晶相单一和结晶度高的CuZnAl－HTLcs．变化pH法合成的样品的相对结晶度为100％，低过饱和法为76．5％，高过饱和法为75．9％．合成的CuZnAl－HTLcs中Cu2＋的含量均比原料液中Cu2＋的含量有所增加，这可能是由于在pH＝5．8时Cu2＋对Al（OH）3的同晶取代能力比Zn2＋强．随着CuZnAl－HTLcs中Cu含量的增加，催化剂对苯酚羟化反应的催化活性逐渐增大．     

铜锌催化剂组分间相互作用的研究

本文用ICP、XRD和TPD-MS(O_2)等技术研究了铜锌催化剂组分间的相互作用,发现氧化态Cu-Zn催化剂中部分ZnO熔于CuO中生成了(Cu,Zn)O固熔体。低温变换反应条件下的Cu-Zn催化剂处于还原态,它与氧化态的主要差别在于失去了(Cu,Zn)O的晶格氧。研究了Cu-Zn-Mn催化剂中部分Mn进入ZnO晶格生成(Zn,Mn)O固溶体及其对变换反应活性的影响。本文还用TPD-MS(O_2)技术考察了添加Mn、Al等组分对Cu-Zn催化剂组分间相互作用的影响。     

Zr助剂对C0／AC催化剂催化费-托合成反应性能的影响

采用C0加氢反应、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)和程序升温表面反应(TPSR)等技术考察了Zr助剂对Co／AC：催化剂催化费一托合成反应性能的影响．结果表明，还原、钝化后的Co-zr／AC催化剂的XRD谱上只有较弱的CoO特征衍射峰；反应50h后，催化剂中Co主要以fcc晶相存在，同时还含有少量hcp晶相的Co；加入Zr助剂后Co晶相衍射峰明显减弱．TEM结果表明，15％Co/AC中Co的平均粒径为20nm，加入Zr后Co粒径变小。15％CO-6％Zr／AC中Co的粒径为10nm．C0加氢、XRD和TEM结果表明，加入Zr助剂可以提高活性组分Co的分散度，同时催化剂的活性随分散度的增大而增大．TPR和TPSR实验结果证实了上述结论．     

Cu-ZnO-Al2O3甲醇合成催化剂活性组分的高温动态变化

 采用XRD和XPS方法考察了Cu－ZnO－Al2O3甲醇合成催化剂在高温焙烧、还原和反应过程中活性组分的动态变化．结果表明,高温焙烧可造成活性组分晶粒的生长,ZnO晶粒比CuO晶粒更易于生长和在表面富集,从而引起Cu／Zn比下降．在还原和反应过程中,一方面H与Cu相互作用引起的Cu粒子表面自由能的降低远大于H对ZnO的影响,使得Cu粒子的生长在热力学上更有利;另一方面,由于Cu的熔点较低,造成Cu粒子的表面迁移活化能较低,表面扩散系数较高,受表面扩散所支配的粒子移动引起的晶粒生长较快,而ZnO由于熔点较高,在氢气气氛中粒子生长较慢．与焙烧后的催化剂相比,还原及反应后的催化剂表面Cu／Zn比明显增大．     

加料方式对CuO/ZnO/Al2O3系催化剂前驱体性质的影响

用XRD、TG-DTG、TPR技术研究了不同加料方式对CuO/ZnO/Al2O3系催化剂前驱体物相组成及其结晶情况的影响，用加压微反装置考察了催化剂合成甲醇反应活性。结果表明, 加料方式对Cu2+形成的中间化合物的物相组成及结晶度影响显著,对Zn2+及Al3+的沉淀物相的影响很小。不同加料方式对催化剂前驱体物相组成及催化剂性能的影响主要是形成的初始前驱体中Cu的物相及结晶度不同。正加法主要形成Cu2(OH)3NO3,并流法主要形成无定形Cu2CO3(OH)2,后者与Zn5(CO3)2(OH)6相互作用转化为(Cu,Zn)2CO3(OH)2和（Cu,Zn）5(CO3)2(OH)6，由它们分解形成的CuO-ZnO固溶体是合成甲醇反应的活性相。并流法能最大程度的形成CuO-ZnO固溶体，有利于CuO粒子的细化，其催化活性较好。     

乙烯直接氧化制乙酸催化剂Pd-H3PO4-Cu/Al2O3的研究

以浸渍法制备了一系列不同Pd担载量的Pd-H3PO4-Cu／Al2O3催化剂，采用微型固定床反应器对乙烯直接氧化合成乙酸工艺进行了活性评价．考查了Pd含量、不同助剂的添加、Cu氧化物含量等对催化剂性能的影响并采用TPR，SEM等方法进行了结构表征．实验结果表明：各组分含量为ωpd=3％，ωH3PO4=50％，ωCu=9．5％时，该催化剂具有较理想的活性与选择性．在反应温度为200℃、压力为0．8Mpa、原料气物质的量比为n(C2H4)：n(O2)：n(N2)：n(H2O)=50：6：14：30的条件下，乙烯的转化率与乙酸的选择性分别达3．8％和86．3％。在Pd-H3PO4／Al2O3催化剂中引入Cu的化合物后，不仅提高了催化剂的活性，而且催化剂的稳定性也有显提高．     

Pd(Ni)对铜基催化剂的调变及对顺酐选择性加氢产物的调控

 考察了在Cu－Ti－Al－O催化剂中添加Pd（或Ni）对活性中心Cu的调变作用及对顺酐加氢产物的调控．结果表明，Cu－Ni－Ti－Al－O是优良的顺酐选择性加氢制γ－丁内酯（GBL）反应的催化剂，催化剂中Cu和Ni含量的改变会影响加氢深度．当Cu含量较Ni含量高时，可以得到第三步加氢产物1，4－丁二醇和四氢呋喃，在270℃下其选择性为17．3％；当Ni含量较Cu含量高时，GBL选择性可达到100％．添加微量的Pd后，可加速活性组分Cu的还原，使Cu的还原更加彻底，获得纳米尺寸更小和晶格畸变率更大的Cu0晶粒，使顺酐第三步加氢产物的选择性显著提高．使用Cu－Pd－Ti－Al－O（n（Pd）／n（Cu）＝0．08％）催化剂，在240℃下顺酐转化率为100％，1，4－丁二醇与四氢呋喃选择性为38．5％．     

沉淀法制备苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂研究

用沉淀法制备了苯选择加氢制环己烯双助剂Ru系催化剂．其中Ru为活性组分，Zn和La为助剂，ZrO2为分散剂．研究了Ru／ZrO2比、Zn和La及其含量、ZnSO4及碱金属离子等对催化剂性能的影响．结果表明，Ru／ZrO2=10％、(Zn La)／Ru=8％、La／Zn=1：3，加入ZnSO4且保留碱金属离子，Ru—La—Zn／ZrO2催化剂不但具有较高的活性选择性，而且具有很好的沉降分离性能．运用TPR、XRD、BET比表面测定等技术对催化剂进行了表征，并对双助剂Ru—La—Zn／ZrO2的催化作用给予了解释．