溶胶-凝胶和浸渍法制备的铜催化剂在仲丁醇脱氢反应中的研究

采用溶胶-凝胶和浸渍法制备Cu/SiO2催化剂, 研究了不同制备方法对催化剂表面Cu物种的存在状态和其催化性能的影响. 采用BET, XRD, EPR和TPR等手段对催化剂进行了表征, 结果表明, 溶胶-凝胶法可制备高分散铜催化剂, 该催化剂中存在孤立的不可还原的Cu2+和可还原的Cu2+簇两种物种. 浸渍法制备的催化剂中含有可还原的Cu2+簇物种. 反应活性测试结果表明, 不可还原的孤立Cu2+呈高分散状态, 但其对仲丁醇脱氢反应没有活性; 可还原的Cu2+在反应过程中被还原成Cu0, Cu0是反应稳定脱氢的活性中心.     

Ce改性CuZnAl催化剂上仲丁醇脱氢制备甲乙酮

采用共沉淀法制备了CuZnAl催化剂,并通过浸渍法将不同含量Ce引入到CuZnAl催化剂中,将其用于仲丁醇(SBA)脱氢制甲乙酮(MEK),研究了Ce改性对其催化性能的影响.结果表明,Ce的引入可以促使CuZnAl催化剂中Zn物种和Al物种发生反应,生成尖晶石(CuAl2O4)结构,有利于提高其催化稳定性;同时引入Ce...     

在纳米Cu-ZnO上仲丁醇的催化脱氢

Cu- Zn O催化剂在醇类脱氢反应、甲醇合成和酯类氢解等催化反应中有着广泛的应用 [1～ 4 ] ,但将其应用于丁醇脱氢反应的报道较少[5,6] .本工作制备了纳米铜和纳米氧化锌 ,并采用超声方法制备了纳米铜和纳米氧化锌的混合催化剂 ,考察了 3种催化剂在仲丁醇脱氢制备甲基乙基酮 (MEK)反应中的催化活性 .反应结果表明 ,与单独的纳米铜和纳米氧化锌相比 ,混合催化剂不但保持了较高的脱氢活性 ,且使反应的稳定性大大提高 .对催化剂的 XRD,BET和 EPR研究结果表明 ,Zn O起到分散和稳定 Cu粒子的作用 ,铜和氧化锌之间存在某种相互作用 .1　实…     

担载Na对Cu-ZnO/SiO2催化剂结构及催化仲丁醇脱氢反应活性的影响

采用金属Na对SiO2进行预处理,之后用浸渍法制备Cu-ZnO/Na-SiO2催化剂。 研究了Na的加入方式和含量对催化剂的结构和性能的影响,采用XRD和TPR等测试技术对催化剂进行表征。 结果表明,与未经Na预处理SiO2制备的Cu-ZnO-Na/SiO2催化剂对比,Na的加入提高了Cu物种的分散度,并增强了Cu物种与载体的相互作用。 通过调节Na的加入量可获得性能较佳的仲丁醇脱氢催化剂。     

在涂层TiO2改性铜催化剂上甲醇脱氢制甲酸甲酯

在常压和２５０℃下，考察了涂层ＴｉＯ２改性铜催化剂上甲醇脱氢生成甲酸甲酯的活性和选择性以及催化剂的稳定性。结果表明，涂层ＴｉＯ２明显提高了铜催化剂的活性和稳定性。在所考察的铜催化剂中，以Ｃｕ／ＴｉＯ２／ＡｌＯ３的催化活性最高，甚至高于离子交换法制备的Ｃｕ（ｅｘ）／ＳｉＯ２催化剂。ＸＰＳ分析表明，Ｃｕ／ＴｉＯ２／ＡｌＯ３中存在着两种化学环境不同的ＣＵ（０），即负载在ｒ－ＡＬＯ３和ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３     

高活性铜催化剂无受体乙醇催化脱氢制乙醛研究

相较于Wacker工艺进行乙醛工业化生产,发展多相催化体系实现乙醇直接无氧催化脱氢制乙醛和副产氢气,从生产工艺和经济价值方面无疑是一条更加安全高效的路线.在此,我们发展了一种高效、稳固的Cu/SiO₂催化剂,用于乙醇的无受体催化脱氢.通过氨蒸发法制备得到高度分散的Cu颗粒,在没有任何平衡气体的纯乙醇进料条件下,显示出超强的热稳定性.活性组分Cu和载体SiO₂之间的强相互作用,使其具有优异的催化性能.通过反应条件优化,在250℃下实现了较高的乙醇转化率(>40%)和乙醛选择性(>95%),且催化剂在固定床连续反应过程中可稳定运行超过400 h.     

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。     

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。     

An Overview on the Dehydrogenation of Alkylbenzenes with Carbon Dioxide over Supported Vanadium–Antimony Oxide Catalysts

Utilization of carbon dioxide as a soft oxidant for the catalytic dehydrogenation of ethylbenzene (CO₂-EBDH) has been recently attempted to explore a new technology for producing styrene selectively. This article summarizes the results of our recent attempts to develop effective catalyst systems for the CO₂-EBDH on the basis of alumina-supported vanadium oxide catalysts. Its initial activity and on-stream stability were essentially improved by the introduction of antimony oxide as a promoter into the alumina-supported catalyst. Insertion of zirconium oxide into alumina support substantially increased the catalytic activity. Modification of alumina with magnesium oxide yielded an increase of catalyst stability of alumina-supported V–Sb oxide due to the coking suppression. Carbon dioxide has been confirmed to play a beneficial role of selective oxidant in improving the catalytic performance through the oxidative pathway, avoiding excessive reduction and maintaining desirable oxidation state of vanadium ion (V⁵⁺). The positive effect of carbon dioxide in dehydrogenation reactions of several alkylbenzenes such as 4-diethylbenzene, 4-ethyltoluene, and iso- and n-propylbenzenes was also observed. Along with the easier redox cycle between fully oxidized and partially reduced vanadium species, the optimal surface acidity of the catalyst is also responsible for achieving high activity and catalyst stability. It is highlighted that supra-equilibrium EBDH conversions were obtained over alumina-supported V–Sb oxide catalyst in CO₂-EBDH as compared with those in steam-EBDH in the absence of carbon dioxide.     

Cr/NaZSM-5催化剂上CO2氧化丙烷脱氢反应

以亚微米级NaZSM-5为载体合成了一系列负载型Cr催化剂, 采用氮气吸附、 XRD、 UV-Vis和H2-TPR对Cr/NaZSM-5催化剂的结构和织构性质进行了表征, 并评价了催化剂在CO2气氛下的丙烷脱氢性能. 硅铝摩尔比为60, Cr质量分数为3%的催化剂具有最高的反应活性, 于550 ℃反应10 min和8 h后的丙烷转化率分别为48.3%和30.1%, 丙烯选择性则分别为86.0%和91.8%. 催化剂中的Cr6+含量和反应初活性具有良好的对应关系, 表明高Cr6+含量对催化剂表现出高的丙烷脱氢活性是至关重要的. CO2气氛下的丙烯产率明显比氮气气氛下的高, 这是由于CO2气氛下催化剂表面有较多量的Cr6+, 并且CO2可通过逆水煤气变换反应除去脱氢反应生成的氢.     

CrOx/SiO2催化剂上丙烷在CO2气氛中脱氢反应的研究

采用ＸＲＤ、ＵＶ－ｖｉｓ　 ＤＲＳ、ＥＳＲ和微分吸附量热等技术,考察了铬担载量分别为２．５、５和 １０ｗｔ％的 ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２催化剂的结构、表面性质和氧化还原性能。结果表明,催化剂表面上存在多种Ｃｒ的氧化态和聚集形式。随着Ｃｒ担载量从２．５ｗｔ％到１０ｗｔ％的逐渐增大,催化剂表面占主导地位的Ｃｒ物种由ＣｒＯ３单体转为多聚ＣｒＯ３和Ｃｒ２Ｏ３晶相。在 ＣＯ２气氛中催化剂对丙烷转化率和丙烯选择性的大小顺序为 ２． ５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２ ＞５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２＞１０ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２,反应过程中的原位 ＥＳＲ和 ＵＶ－ｖｉｓＤＲＳ测定结果表明,催化剂表面的反应活性中心为Ｃｒ５＋, Ｃｒ５＋可由催化剂预处理过程中 Ｃｒ３＋的氧化及丙烷反应过程中 ＣｒＯ３单体的还原产生,在反应中 ＣＯ２可使Ｃｒ３＋重新氧化为Ｃｒ５＋。     

TiO2-ZrO2复合氧化物负载的氧化钒催化剂用于丙烷氧化脱氢反应

 丙烷氧化脱氢反应制备丙稀酸，丙烯醛，由于其巨大的工业价值而成为催化领域研究的热点。该反应也可分为两步实现。即先由丙烷到丙烯，再由丙烯到丙稀酸，丙烯醛。后一步已成功的实现工业化，在低温下( £350℃)，使用钒基催化剂，丙稀酸，丙烯醛的产率可高达80%以上。但是，对于前一步，使用迄今为止最有效的V-Mg-O催化剂，在550℃的高温下，丙烯的产率仅为20%。而在如此高的温度下，在紧接着的第二步反应中，大部分的丙烯会直接转化为深度氧化产物（CO2, H2O）。所以，制备一种能在低温下有效实现丙烷氧化脱氢反应制丙烯的催化剂是由丙烷制备高产率的丙稀酸，丙烯醛的另一种途径。\r\n 催化剂V2O5/TiO2最显著的特点是它具有较高的低温催化活性。但是，作为载体材料，TiO2有一些缺点，如比表面较小，热稳定性较差，机械性能较低，抗磨损性较差等。相比之下，载体ZrO2就具有许多TiO2所不具备的优点。第一，ZrO2具有很大的比表面积（＞300m2/g），并且在高温下它也能保持较高的比表面积。第二，ZrO2的热稳定性，机械性能和抗磨损性都较好。第三，金属氧化物在ZrO2表面能够得到很好的分散。第四，ZrO2非常稳定，在烷烃氧化脱氢反应的条件下是惰性的，不参加反应。所以，如果向TiO2中掺杂ZrO2进行改性，能极大的提高其载体的表面积，热稳定性，机械性能和抗磨损性。那么复合载体TiO2-ZrO2很可能成为在低温下丙烷氧化脱氢制丙烯的极有潜力的催化剂载体材料。在本文中，我们采用溶胶-凝胶法，用廉价的无机盐作为初始材料制备了一系列不同TiO2/ZrO2质量比的TiO2-ZrO2复合氧化物作为催化剂载体并研究了这些催化剂用于丙烷氧化脱氢反应的催化活性。     

Methane Dry Reforming over Alumina Supported Co Catalysts

A series of Co/γ-Al2O3 catalysts were prepared with the impregnation .method and characterized by means of the BET specific surface area, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and Laser Raman spectroscopy. The Co/γ-Al2O3 catalysts were activated by using H2, 20%CH4/H2 or CH4, re-spectively. There was no obvious difference between the activities of the Co/γ-Al2O3 catalyst activated by us-ing the different activation methods for methane dry reforming. The catalytic properties of the Co/γ-Al2O3 catalysts with different Co loadings were also investigated. The optimized Co loading for the Co/γ-Al2O3 cata-lyst pretreated with 20% CH4/H2 is around 12% (mass fraction).     

酸化膨润土负载金催化剂用于CO氧化

用盐酸和硫酸对膨润土（Ben）进行改性处理,采用浸渍法（IMP）、沉积-沉淀法（DP）和阳离子吸附法(CA)制备改性膨润土负载的金催化剂,以CO氧化作为探针反应对催化剂的催化性能进行了研究,采用BET、XRD、TEM和TPD等对催化剂进行表征。 结果表明,经过简单的酸处理后的膨润土比表面积和孔体积有了大幅度的提高,硫酸酸化的膨润土作为载体较之盐酸酸化土更容易得到活性较高的金催化剂,XRD粒径计算结果和TEM观察结果证明,硫酸酸化的膨润土作为载体相比盐酸酸化土可以得到Au颗粒度更小的催化剂。 不同制备方法中,阳离子吸附法能较好的将Au负载于膨润土载体上,得到小颗粒的金催化剂,且在吸附48 h、450 ℃焙烧、150 ℃下H2还原的预处理条件下得到的催化剂活性最好。     

Selective Oxidative Dehydrogenation of Ethane and Propane over Copper-Containing Mordenite: Insights into Reaction Mechanism and Product Protection

Copper(II)-containing mordenite (CuMOR) is capable of activation of C−H bonds in C₁-C₃ alkanes, albeit there are remarkable differences between the functionalization of ethane and propane compared to methane. The reaction of ethane and propane with CuMOR results in the formation of ethylene and propylene, while the reaction of methane predominantly yields methanol and dimethyl ether. By combining in situ FTIR and MAS NMR spectroscopies as well as time-resolved Cu K-edge X-ray absorption spectroscopy, the reaction mechanism was derived, which differs significantly for each alkane. The formation of ethylene and propylene proceeds via oxidative dehydrogenation of the corresponding alkanes with selectivity above 95 % for ethane and above 85 % for propane. The formation of stable π-complexes of olefins with Cu^I sites, formed upon reduction of Cu^II-oxo species, protects olefins from further oxidation and/or oligomerization. This is different from methane, the activation of which proceeds via oxidative hydroxylation leading to the formation of surface methoxy species bonded to the zeolite framework. Our findings constitute one of the major steps in the direct conversion of alkanes to important commodities and open a novel research direction aiming at the selective synthesis of olefins.