13X分子筛负载Fe催化剂上1,4-二氧六环在空气中完全氧化(英文)

采用浸渍法制备了不同Fe含量的13X分子筛负载的Fe催化剂(Fe/X13),运用N_2吸附-脱附法测得其BET比表面积和BJH孔径分布,采用X射线衍射、扫描电镜、程序升温还原和NH_3程序升温脱附法表征了该催化剂的织构性质.在固定床流动反应器中,以空气为氧化剂、在100-400℃范围内考察了Fe/X13催化剂上1,4-二氧六环的完全氧化反应性能,研究了反应温度、金属担载量和气体空速(GHSV)等条件对催化氧化降解二氧六环反应性能的影响,并在400℃测定了该催化剂反应50h的稳定性,结果表明,6 wt%Fe/13X催化剂表现出最高的催化性能,在400℃,GHSV=24000 h~(-1)的条件下,二氧六环转化率为97%,生成CO和CO_2的选择性达95%,降解产物还包括少量的乙醛、乙二醇-甲酸酯、乙二醇二甲酸、1,4-二氧六环-2醇、1,4-二氧六环-2酮及2-甲氧基1,3二氧戊环.基于这些经色谱-质谱联用仪检测出的产物,提出了可能的1,4-二氧六环降解机理。     

CuCl_2/13X催化剂在乙炔氢氯化反应中的应用

将13X分子筛与氯化铜活性组分相结合,制备了稳定性和选择性优异的乙炔氢氯化反应催化剂CuCl_2/13X.系统考察了氯化铜负载量、反应温度、反应气空速、预处理温度对CuCl_2/13X催化剂反应性能的影响.发现经300℃预处理后,在反应温度220℃和乙炔空速30 h~(-1)条件下,氯化铜负载量25%的25CuCl_2/13X催化剂具有最佳的反应性能,乙炔转化率高于78%、氯乙烯选择性超过99%,反应16 h后催化剂的活性和选择性稳定且略有升高.运用低温氮气物理吸附、穿透实验、热重分析以及X射线衍射分析等手段对催化剂及反应过程进行了表征.分析了反应条件对结果产生影响的原因,并发现催化剂对HCl的强吸附性能和13X与氯化铜之间的相互促进作用,是CuCl_2/13X性能优于CuCl_2/AC的原因.     

MCM-41负载的La,Ce和Pt催化剂上三氯乙烯的低温催化燃烧

 分别采用直接水热合成法和浸渍法制备了Si-MCM-41, La-Si-MCM-41和Ce-Si-MCM-41介孔材料及其负载的Pt催化剂. 小角X射线衍射、氮气吸附和扩展X射线精细结构分析表明, La和Ce元素进入了MCM-41分子筛的骨架结构. NH3程序升温脱附测试未检测到含La和Ce样品表面的酸性. 所制备的催化剂具有较高的三氯乙烯催化燃烧活性及生成CO2和HCl的选择性.     

Fe—Zn—M／HZSM—5复合催化剂上CO2加氢性能的研究

研究了380℃、5.0MPa条件下,在Fe-Zn-M/HZSM-5(M=Cr、Al）复合催化剂上进行的CO2催化加氢的反应,考察了Fe-Zn-M中Fe含量、分子筛的硅铝比及Fe-Zn-M/HZSM-5的比率对CO2转化率和产物选择性的影响。结果表明,随着Fe含量的增加,复合催化剂的活性增强、目的产物选择性降低;Fe-Zn-M与HZSM－5间有适宜的配比;分子筛的硅铝比影响到复合催化剂的活性和选择性,随着分子筛硅铝比的降低,复合催化剂的活性增强,目的产物选择性提高。     

RUB-13分子筛的合成及其甲醇制烯烃催化性能

采用水热法合成RUB-13分子筛,探讨了有机模板剂(OSDA)、硅源、晶化温度和水硅比等制备条件对RUB-13分子筛晶体结构的影响,考察了RUB-13分子筛在甲醇制烯烃(MTO)反应中的催化性能。结果表明,采用1,2,2,6,6-五甲基哌啶(PMP)为有机模板剂、白炭黑为硅源,在晶化温度为170℃的条件下,选择H2O/Si比为100和80时可分别合成出高纯度的低硅铝比(Si/Al=100)和高硅铝比(Si/Al=200)的RUB-13分子筛晶体,且晶粒呈棒状形貌。H-Al-B-RUB-13(Si/Al=200)分子筛用于催化甲醇制烯烃反应时,在400℃下表现出高的低碳烯烃选择性(C2=-5选择性达97. 8%,丙烯选择性为54. 5%),优于传统的H-SAPO-34和H-ZSM-5分子筛催化剂。     

双金属Cr-In/H-SSZ-13催化剂上CH4选择催化还原NO

天然气 (主要成分为甲烷) 储量丰富,价格低,随着国内电厂煤改气的进行,甲烷作为还原剂选择催化还原氮氧化物成为电厂烟气脱硝的理想选择,受到广泛关注.In 改性分子筛催化剂在甲烷选择催化还原一氧化氮反应 (CH4-SCR) 中表现出一定催化性能,而 In 基双金属被认为是最有前景的 CH4-SCR 催化剂.本文通过湿浸渍法制备了分子筛双金属催化剂,并成功应用于CH4-SCR.我们首先研究了不同分子筛载体、助剂及含量、氧气浓度、甲烷浓度和空速对反应的影响,发现0.5%Cr-2%In/H-SSZ-13 在 CH4-SCR中表现出最佳的催化性能:NO 转化率 ＞ 90%,N2选择性 ＞ 99% (反应条件:550 ℃,6% H2O,空速 75000 /h).从透射电镜照片可以看出,0.5%Cr-2%In/H-SSZ-13催化剂上均匀分布纳米尺寸颗粒,扫描透射-高角环形暗场像元素分布分析表明 Cr 与 In 出现在同一个位置,即 Cr 与 In 紧密接触.X射线光电子能谱结果表明,与单金属催化剂相比,双金属催化剂中 In 的能谱发生了明显偏移,Cr 与 In 存在电子相互作用.CH4-SCR 反应活性实验发现,双金属催化剂活性远远超过单金属催化剂活性及其机械混合物,表明 Cr 的添加可以明显促进 In 的活性.换言之,双金属催化剂中,Cr 与 In 存在协同催化作用.Cr-In/H-SSZ-13在严苛反应条件下的活性长期保持不变,具有良好稳定性,这与沸石分子筛载体 H-SSZ-13 的高热稳定性分不开.结合稳态反应与程序升温表面反应结果,可以推测有氧条件下 CH4和 NO 分别在 In和 Cr 位点上活化.     

原位合成的Cu-SSZ-13催化剂：结晶时间对NH3-SCR性能的影响

通过一步法原位合成Cu-SSZ-13分子筛催化剂,考察了结晶反应时间对NH3选择性催化还原(NH3-SCR)催化性能的影响,利用H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)、电子顺磁共振光谱(EPR)和X射线电子能谱(XPS)等分析手段表征催化剂。结果表明,结晶时间不同会影响到Cu-SSZ-13分子筛中活性Cu物种的含量和分布,结晶时间为4 d时Cu-SSZ-13分子筛的NH3-SCR催化性能最佳。高温水热条件下,Cu-SSZ-13分子筛中不稳定的Cu~(2+)A物种会发生迁移而形成相对稳定的Cu~(2+)B物种;Cu~(2+)物种发生团聚而造成分子筛结构破坏,部分Cu~(2+)物种也因分子筛骨架坍塌而被包埋,这是导致催化活性下降的主要原因。     

Cu-Co/SBA-15催化剂的结构特征及其催化甲苯燃烧性能

 以介孔 SBA-15 分子筛为载体, 用等体积共浸渍法制备了不同 Cu/Co 比和不同 Cu-Co 含量的 Cu-Co/SBA-15 催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、高分辨透射电镜、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 并在微型固定床反应器上评价了催化剂催化甲苯燃烧性能. 结果表明, 所有催化剂仍具有 SBA-15 分子筛的介孔结构, Cu 含量较低时催化剂中存在 Cu-Co-O 固溶体, Cu 含量较高时会形成 CuO. 催化剂表面的 Co 对甲苯催化燃烧有重要的作用, 催化剂中的 Cu 可以降低 Co 的还原温度, 从而有利于催化剂活性的提高. 40%(Cu0.25Co0.75)/SBA-15 催化剂具有最高的活性, 在 285 oC 时可完全催化燃烧消除甲苯.     

Fe-Zn-M/HZSM-5复合催化剂上CO_2加氢性能的研究

研究了 380℃、 5 .0 MPa条件下 ,在 Fe- Zn- M/ HZSM- 5 (M=Cr、 Al)复合催化剂上进行的 CO2 催化加氢的反应 .考察了 Fe- Zn- M中 Fe含量、分子筛的硅铝比及 Fe- Zn- M/ HZSM- 5的比率对 CO2 转化率和产物选择性的影响 .结果表明 ,随着 Fe含量的增加 ,复合催化剂的活性增强、目的产物选择性降低 ;Fe- Zn- M与 HZSM- 5间有适宜的配比 ;分子筛的硅铝比影响到复合催化剂的活性和选择性 ,随着分子筛硅铝比的降低 ,复合催化剂的活性增强 ,目的产物选择性提高     

RUB-13分子筛的合成及其甲醇制烯烃催化性能

采用水热法合成RUB-13分子筛，探讨了有机模板剂（OSDA）、硅源、晶化温度和水硅比等制备条件对RUB-13分子筛晶体结构的影响，考察了RUB-13分子筛在甲醇制烯烃（MTO）反应中的催化性能。结果表明，采用1，2，2，6，6-五甲基哌啶（PMP）为有机模板剂、白炭黑为硅源，在晶化温度为170℃的条件下，选择H₂O/Si比为100和80时可分别合成出高纯度的低硅铝比（Si/Al=100）和高硅铝比（Si/Al=200）的RUB-13分子筛晶体，且晶粒呈棒状形貌。H-Al-B-RUB-13（Si/Al=200）分子筛用于催化甲醇制烯烃反应时，在400℃下表现出高的低碳烯烃选择性（C_2-5⁼选择性达97.8%，丙烯选择性为54.5%），优于传统的H-SAPO-34和H-ZSM-5分子筛催化剂。     

13X分子筛去除水中重金属离子的研究

以人工合成的13X型分子筛为吸附剂,研究了水中Pb2 、Cd2 和Cu2 在分子筛上的吸附行为,讨论了Pb2 、Cd2 和Cu2 共存条件下的竞争吸附,并考察了水中存在的Na 、Mg2 、Ca2 等离子对分子筛吸附去除重金属的影响.实验结果表明,13X分子筛对Pb2 、Cd2 和Cu2 3种离子的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量分别为2.47mmol/L、2.0mmol/L和1.78mmol/L.在竞争吸附条件下,13X分子筛对3种重金属离子的选择性依次为pb2 ＞Cd2 ＞Cu2 .水中存在的Na 、Mg2 、Ca2 等对分子筛吸附重金属效率有一定的影响,其中Ca2 对Cu2 在分子筛上的去除影响最为显著.     

氟硅酸铵改性对HMCM-22酸性及双功能催化剂催化合成二甲醚性能的影响

用氟硅酸铵对HMCM-22分子筛进行了改性处理,并采用氨程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱法测定了其酸性.结果表明,随着氟硅酸铵处理温度的提高,HMCM-22分子筛的B酸和L酸中心的酸量均逐渐减少.以氟硅酸铵改性的HMCM-22分子筛为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分(CuO-ZnO-Al2O3)组成双功能催化剂,在连续流动加压固定床反应器上考察了其对合成气直接制二甲醚反应的催化性能.结果表明,对HMCM-22分子筛在适当温度(45℃)下进行氟硅酸铵改性,可使反应产物中烃类和CO2副产物的选择性下降,使目的产物二甲醚的选择性显著升高.当氟硅酸铵处理温度过高(85℃)时,CO的转化率和二甲醚的选择性均大幅度降低。     

凹凸棒土粘结剂对13X分子筛吸附性能的促进作用

以凹凸棒土为粘结剂制备了13X分子筛吸附剂.研究了其孔结构、表面电性和对水、CO2和N2分子的吸附性能,并与高岭土为粘结剂的同类吸附剂进行了比较.结果表明,凹凸棒土发达的孔隙结构、大的比表面和表面负电性质有利于其吸附容量的改善,而13X/凹凸棒土中丰富的中孔促进了其对CO2的吸附速率.另外由CO2吸附热力学分析可知,CO2在13X/凹凸棒土上具有较低的吸附热,结果将有利于其在吸附剂上的脱附.     

合成气直接转化制低碳烯烃催化剂设计及反应条件优化

采用水热法合成了相同粒径、不同硅铝比的ZSM-5分子筛,并通过浸渍法将Fe基（Fe-Cu-K）催化剂负载于ZSM-5上,系统考察了分子筛硅铝比变化对合成气制烯烃（FTO）反应的影响。结果表明,反应条件、分子筛酸性对CO转化率和低碳烯烃选择性有显著影响。当ZSM-5分子筛硅铝比为50时负载型催化剂有着最高的CO转化率（84.71%）和低碳烯烃选择性（32.08%）。H₂-TPR结果表明,硅铝比为50的Z50/FeCuK中Fe物相的还原度最高。原位漫反射红外光谱（DRIFTS）、热重差热分析（TG-DTA）、X射线粉末衍射（XRD）等结果表明,Z50/FeCuK催化剂表面吸附的碳酸盐和烃类吸附物种最多,且其反应后形成了较多的FeC_x晶相。最后对反应条件进行了优化,结果表明,温度为310 ℃,H₂/CO （volume ratio）=2和压力为1.0 MPa时FTO的催化性能最优。     

粉煤灰基Y型分子筛的制备及其对CO2加氢性能的研究

摘要：以粉煤灰为原料制备Y型分子筛,并探究其CO2加氢活性。采用化学焙烧法活化粉煤灰,以Na2CO3作为化学活化剂,探究焙烧温度、焙烧时间、粉煤灰与碳酸钠的质量比对活化粉煤灰的影响,实验结果表明在焙烧温度800℃、焙烧时间2h、粉煤灰与Na2CO3质量比为1:0.8条件下,粉煤灰焙烧后产物以霞石为主。以洗涤后产物为原料,采用水热合成法制备Y型分子筛,探究HCl/SiO2比、晶种加入量、H2O/SiO2比、水热温度、水热时间对分子筛结晶度影响,在HCl/SiO2=2.7,晶种加入量为6%,H2O/SiO2=80,水热温度100℃、水热时间12h所制备的Y型分子筛结晶度最高。将所制备的Y型分子筛进行CO2加氢实验,实验结果表明在反应温度600℃,反应压力为4MPa条件下,CO2转化率达到60%,CH4选择性达44.9%。     

几种分子筛催化剂对丁烯-2齐聚反应的催化性能

采用连续固定床反应器,考察了几种具有不同酸性和孔道尺寸的分子筛催化剂上丁烯-2齐聚反应的性能,并与固体磷酸(SPA)催化剂进行了对比.结果表明,分子筛催化剂的酸性和孔道尺寸是影响丁烯-2齐聚反应活性和选择性的重要因素.具有八元环孔道的分子筛的扩散阻力大,反应活性很低;十二元环分子筛的孔道降低了扩散阻力,有利于提高催化剂的低温活性和C9= 选择性;十元环分子筛的孔道尺寸和强酸中心可以提高催化剂的活性,促进C9= 生成.SPA催化剂上C9= 选择性低于30%,而具有强酸中心的十元环ZSM-5和ZSM-22分子筛,以及十二元环β分子筛催化剂上可高达50%以上,这说明分子筛催化剂具有更好的齐聚催化性能.     

甲醇水蒸气重整催化剂Cr2O3-ZnO的制备及其催化性能

 采用共沉淀法制备了一系列Cr2O3-ZnO催化剂用于甲醇水蒸气重整制氢. 用X射线衍射和N2吸附考察了Cr含量及焙烧温度对Cr2O3-ZnO催化剂物相结构的影响,并用不锈钢微通道反应器考察了催化剂的性能. 结果表明, ZnO是催化剂的主要活性组分, Cr的加入使催化剂的比表面积有所降低,但明显提高了催化剂的活性和稳定性,并且CO选择性随Cr含量的增加而升高. 当焙烧温度在500 ℃左右, Cr2O3含量在5.3%～17.6%范围内时催化剂性能较好.     

以Au(PPh3)(NO3)为前体制备的Au/13X结构及其CO催化氧化性能

分别以金的有机配合物Au(PPh₃)(NO₃)和无机化合物HAuCl₄为前驱体, 采用常规浸渍法分别制备了Au/13X-Org和Au/13X-Ino, 并以后者作为对照. 采用N₂-吸附/脱附、SEM-EDS、XRD和XPS等技术对所制样品的织构、晶体结构和价态进行了表征, 并研究了所制样品对CO的催化氧化性能. N₂-吸附/脱附、SEM-EDS和XRD结果表明, 对于Au/13X-Org样品, Au 较均匀地分布在13X载体上, 而Au/13X-Ino样品, Au 聚集地分布在13X载体上. 通过XRD和SEM测定表明Au/13X-Ino上金粒子(平均粒径≈26.6 nm)明显大于Au/13X-Org上金粒子(平均粒径＜5 nm). CO催化氧化结果表明, Au/13X-Org催化性能明显优于Au/13X-Ino, Au/13X-Org在低温25 ℃时CO转化30%, 150 ℃完全转化; 而Au/13X-Ino在低温无活性, CO完全转化温度高于400 ℃. 对于这种“惰性”13X载体负载Au活性的差别可能归因于金粒子的大小和前驱体中有无氯物种两方面的原因. XPS结果表明, 在Au/13X-Org和Au/13X-Ino催化剂上催化氧化的活性中心为金属态Au⁰.     

Co/Hβ催化剂上N_2O的分解性能研究

采用浸渍法制备了Hβ分子筛负载钴氧化物催化剂。考察了催化剂焙烧温度和钴负载量对催化剂催化分解N2O活性的影响,并采用XRD、NH3-TPD、H2-TPR、SEM等手段对催化剂的理化性质进行表征。结果表明,催化剂中的钴物种主要以Co3O4尖晶石型形态存在;催化剂焙烧温度显著影响其酸性和酸量及氧化还原性能,焙烧温度达到700℃后,催化剂中有难还原的Co-Al-O物种生成。焙烧温度和钴负载量对催化剂的催化活性均有影响,焙烧温度为600℃、钴负载量为10%~15%的催化剂催化活性好,N2O分解温度低,t10、t50和t95分别为325~329℃、364~367℃和406~408℃。     

用于费托合成的骨架Co@HZSM-5核壳催化剂

以骨架Co 为内核, 通过水热合成在其表面包覆HZSM-5 分子筛膜, 制备了具有核壳结构的骨架Co@HZSM-5 催化剂. 采用元素分析、氮物理吸附、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、氨脱附等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征. 在气相费托合成反应中, 骨架Co@HZSM-5 核壳催化剂显示了比物理混合的骨架Co-HZSM-5催化剂更好的催化裂解作用, 故C₅-C₁₁汽油段产物选择性高. 通过改变水热时间, 对分子筛膜厚进行了调节, 发现适当的分子筛膜厚在保证催化剂具有较高活性的前提下, 使长链费托合成产物完全裂解, 高选择性地得到汽油段产物. 提高反应温度有利于费托合成反应的进行以及分子筛上裂解效率的提高, 但产物分布向短链烃方向移动. 在水热4天制备的骨架Co@HZSM-5核壳催化剂上及反应温度为250 ℃时, 得到了最佳反应结果, 汽油段产物选择性达79%, 说明费托合成活性中心与催化裂解酸中心之间形成了良好的协同作用.