CO 在 Ni/TiO_2、Ni/Nb_2O_5和 Ni/Al_2O_3催化剂上的氢化反应

镍对一氧化碳加氢反应的催化活性与选择性的影响往往因载体不同而异,据不少文献报道,这是由于金属镍与载体间的相互作用不同所致。本文探索负载型催化剂的镍晶粒大小、催化活性和产品分布与载体本身可还原性的关系。文献指出,载体TiO_2与Nb_2O_5中金属组分经氢气还原处理后其价数会降低,然而Al_2O_3则不能,因此本文选用TiO_2和Nb_2O_5作为可还原性载体,而Al_2O_3作为非还原性载体。另外,为阐明催化剂晶粒大小与反应活性的关系,测定了反应条件下的镍晶粒的变化。     

漆原镍催化剂用于苯酚催化加氢

利用锌粉将NiCl₂液相还原制备漆原镍催化剂,考察了碱/酸活化方法、锌粉用量、还原温度、添加载体等条件下漆原镍催化苯酚加氢反应的性能。结果表明,锌粉还原的漆原镍催化剂可用NaOH或者乙酸活化处理,NaOH的效果优于乙酸。与不添加载体的催化剂相比,添加载体组分明显提高了金属镍的分散性和利用率。γ-Al₂O₃、CaCO₃、MgO均可作为漆原镍催化剂载体组分,而γ-Al₂O₃效果最好。还原剂锌粉用量、载体加入量过少或过多,都会造成催化剂活性降低,这与其影响金属镍的可接近性及分散性相关。无载体或加入载体的漆原镍催化剂均可在120~160 ℃催化苯酚加氢反应,主要产物为环己醇和环己酮,并以环己醇为主。     

Cu-Ni-Zn三元脂肪醇胺化催化剂的研究

 长链烷基二甲基叔胺是一类重要的有机中间体,目前其主要的制备工艺是由脂肪醇和二甲胺在脱氢－加氢类催化剂的作用下进行胺化反应．改进脂肪醇胺化催化剂的主要目标是提高其选择性．对以Cu和Ni为活性组分,以碳酸钙为载体的催化剂体系中加入Zn助催化剂组分对催化剂选择性的影响进行了研究．结果发现,在相同Cu／Ni比的条件下,Zn在Cu－Ni催化剂体系中的一个主要作用是能够阻碍氧化态镍的还原,而催化剂的选择性与催化剂中镍的还原程度密切相关．     

油脂加氢催化剂镍晶粒度与活性的关系研究

油脂加氢催化剂镍晶粒度与活性的关系研究何新秀刘华（成都理工学院应用化学系６１００５９）许清淮（川化集团公司成都６１０３０１）关键词加氢催化剂制备工艺条件镍晶粒度预知活性油脂加氢催化剂的性能如活性、过滤性、选择性等的优劣主要由活性物质、助剂和载体等化学...     

镍负载量对乙醇水蒸气重整制氢催化性能和催化剂的影响

采用稳态实验对镍负载量对Ni/MgO催化剂在乙醇水蒸气重整反应的影响进行了研究。结果表明，在101.3kPa下，镍负载量越高，催化剂的活性越高。对于催化剂的选择性，存在一个最佳镍负载量为10%Ni/MgO。按选择性从大到小排序，不同镍负载量的催化剂为：10Ni/MgO>15Ni/MgO>12.5Ni/MgO>7.5Ni/MgO≈5Ni/MgO。热分析表明，焙烧过程中不同镍负载量的催化剂镍前体与载体前体之间发生的相互作用不同。XRD和TPR 表征结果显示，催化剂的晶体结构和还原特性也与催化剂上镍的负载量有关。焙烧过程中样品10Ni/MgO上镍前体与载体前体发生了两种相互作用, 并且其氧化态与其他催化剂相比具有特殊的结构和还原性。说明催化剂的选择性不仅受活性相Ni的影响而且受Ni活性相周围环境的影响。     

载体表面氧化程度对Ni/SiC甲烷化催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiC甲烷化催化剂, 研究了SiC载体表面氧化程度对催化剂低温活性和高温稳定性的影响, 并采用热重-差示扫描量热、N₂物理吸附、傅立叶变换红外光谱、氨程序升温脱附、X射线衍射、氢程序升温还原和氢化学吸附技术对样品进行了表征. 结果表明, 随着载体氧化温度的提高, 催化剂的比表面积和镍分散度降低, 但还原性和反应稳定性提高. 未氧化载体所负载催化剂的高温稳定性最差, 其原因在于载体对镍粒子的固定作用最弱. 负载于500和700℃处理的SiC载体上的催化剂具有较好的低温活性和高温稳定性, 这是因为适度氧化后的载体能较好地分散并固定镍粒子. 900℃处理的载体因过度氧化形成了低活性的氧化层, 使负载的镍粒子变大, 因而催化剂的低温活性最差.     

前驱物对NiO/SiO_2气凝胶催化剂性能的影响

分别用硝酸镍、醋酸镍和氯化镍为活性组分前驱物,正硅酸乙酯为硅源,采用 溶胶凝胶超临界流体干燥法制备了N-SiO_2,Ac-SiO_2和C-SiO_2催化剂,经TEM, TPR,XRD,IR等物性结构表征及催化加氢活性评价结果表明：前驱物对由溶胶凝胶 法制备催化剂中氧化镍的分散性,晶粒大小及与载体的相互作用都有明显的影响, N-SiO_2催化剂有Ni-O-Si键形成,NiO呈簇团结构,粒径最小,分散性最好,但加 氢活性最低;Ac-SiO_2和C-SiO_2催化剂中氧化镍呈微晶态,与载体相互作用较弱 。在三种催化剂中,NiO与载体相互作用强弱顺序为：N-SiO_2 > Ac-SiO_2 > C- SiO_2,但加氢活性大小顺序相反为：C-SiO_2 > Ac-SiO_2 > N-SiO_2;C-SiO_2催 化剂加氢活性和丁二酸酐的选择性均在99%以上。     

加氢精制催化剂的状态对吡啶加氢脱氮活性的影响

发现在同样反应条件下,各种不同类型的加氢精制催化剂还原态比硫化态的吡啶加氢脱氮活性要高得多,某些催化剂的吡啶脱氮率甚至要高出一个数量级以上。通过研究Ni/Ni+W原子比与硫化态和还原态NiO-WO_3/Al_2O_3催化剂吡啶加氢脱氮活性的关系,可以清楚地看出:在硫化态催化剂中钨的硫化物是主要活性组份,而镍的硫化物是助剂;另一方面,在还原态催化剂中主要活性物质是镍。通过对吡啶加氢脱氮反应机理的分析,认识到金属Ni和金属Co不仅具有很高的加氢功能,对氮己环中的C-N键断裂也具有很高的氢解功能。用热重法对NiO-WO_3/Al_2O_3催化剂体系进行还原动力学研究的结果表明:催化剂的还原度和初始还原活化能与吡啶加氢脱氮活性之间有很好的对应关系。对催化剂还原过程的动力学数据分别用Elovich方程和核增长模型进行数据处理,结果表明,Elovich方程能更好地反映催化剂还原的动力学特征。     

焙烧及还原温度对对硝基苯酚加氢合成对氨基苯酚Ni/TiO2催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/TiO2催化剂,考察了焙烧和还原温度对其结构及催化对硝基苯酚加氢合成对氨基苯酚反应性能的影响,利用X射线衍射、程序升温还原及H2化学吸附等方法对催化剂进行了表征.结果表明,923 K以下焙烧制备的催化剂中镍物种主要以与载体相互作用不同的NiO形式存在,随着焙烧温度的升高,催化剂中NiO与TiO2间的相互作用增强.经723 K还原后,随焙烧温度升高,催化剂的H2化学吸附量减小,而923 K焙烧的催化剂具有较佳的加氢反应性能,这与金属镍和TiOx(x<2)的协同作用有关.对于923 K焙烧的催化剂,当还原温度较低时,NiO还原不完全,金属镍与TiOx的相互作用较弱,催化剂活性较低;当还原温度过高时,镍晶粒发生烧结,并且催化剂的镍活性表面因镍与TiOx的相互作用增强而减小,从而导致催化剂活性降低,适宜的还原温度为673 K.当Ni/TiO2催化剂具有适宜的镍活性表面及适宜的金属镍与TiOx相互作用时,金属镍与TiOx的协同对-NO2的加氢活化最为有利.     

Ni/MWCNT及镧改性Ni/MWCNT催化CO2甲烷化反应的性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体, 通过浸渍法制备了负载型镍催化剂和稀土镧改性的镍催化剂, 并对其二氧化碳甲烷化的催化性能进行了研究. 借助比表面积测试、程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了稀土镧的添加对Ni/MWCNT催化剂结构和表面组成、催化剂还原性能以及CO₂甲烷化反应性能的影响. 结果表明: 稀土镧改性的Ni/MWCNT较Ni/MWCNT催化剂具有更好的CO₂甲烷化活性, 镧组分的加入提高了催化剂表面的镍物种浓度和分散度, 弱化了氧化镍与载体MWCNT之间的相互作用, 促进了氧化镍的还原, 同时提高了表面镍物种的电子密度, 增加了对反应物的吸附能力, 从而提高了其CO₂甲烷化活性. 制备过程中稀土镧的添加次序对催化性能有较明显的影响, 其活性顺序为先浸渍镧后浸渍镍制备的催化剂活性明显好于先浸渍镍后浸渍镧制备的催化剂.     

pH值对Co/SiO2催化剂还原性的影响

 通过用NH4NO3溶液处理商业硅胶，制备了不同pH值的硅胶载体和一系列Co／SiO2催化剂，并考察了催化剂的还原性能．结果表明，载体pH值的降低，使Co／SiO2催化剂在工业还原条件（673K）下的还原度从30．9％提高到72．4％．用TPR和EXAFS技术研究了Co／SiO2催化剂的还原过程．结果表明，催化剂较高的还原度是由于减弱了还原过程中生成的CoO与载体硅胶之间的相互作用，从而促进了CoO的进一步还原．用FT－IR技术研究了不同pH值硅胶表面硅醇基的存在状态，发现酸性较强的载体上易于发生表面硅醇基间的缩合作用．根据实验结果提出了Co／SiO2催化剂的还原机理．     

镍盐前体对Ni/γ-Al2O3催化剂催化加氢活性的影响

用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、程序升温还原、CO化学吸附和微反应测试等方法研究了不同镍盐前体制备的负载型Ni/γ-Al2O3催化剂的结构和催化α-蒎烯加氢活性.结果表明,用醋酸镍前体制备的催化剂的催化加氢活性远高于用硝酸镍前体制备的催化剂,并且这种催化加氢活性的差异与不同前体制备的Ni O/γ-Al2O3样品表面Ni2 的分散状态及还原度密切相关.当Ni2 负载量远低于其在γ-Al2O3载体表面上的分散容量时,Ni2 优先嵌入载体表面四面体空位,随着Ni2 负载量的增加,嵌入载体表面八面体空位的Ni2 的比例增大.由于醋酸根阴离子对γ-Al2O3载体表面四面体空位的屏蔽效应大于硝酸根阴离子,在醋酸镍前体制备的Ni O/γ-Al2O3样品表面,Ni2 倾向于嵌入载体表面八面体空位且易被还原为金属态Ni0,故用醋酸镍前体制备的Ni/γ-Al2O3催化剂的催化α-蒎烯加氢活性高于用硝酸镍前体制备的催化剂.     

载体表面修饰对Cu-Co-Fe/Al2O3合成醇催化剂性质的影响

 采用不同pH值的HNO3或KOH水溶液对Al2O3载体表面进行修饰,研究了修饰后Cu－Co－Fe1．2／Al2O3合成醇催化剂的物相结构、表面性质和还原行为的变化规律．发现载体的表面修饰不仅能影响活性组分的物相结构和分散度,而且能改变活性组分与载体间的相互作用程度和催化剂的孔径分布．在低pH值溶液中修饰的载体上,Co组分容易分散,而在高pH值溶液中修饰的载体上,Cu组分容易分散．随着修饰液pH值的增大,Cu－Co－Fe1．2／Al2O3催化剂的还原温度先降低,经过最低点后升高,而催化剂的平均孔径呈减小趋势．     

在镍催化剂上丁烯醛氢化制丁醛 Ⅰ.催化剂的组成和处理条件与其活性、选择性的关系

丁醛是重要的化工原料,通常是由丁烯醛选择氢化制得。使用的催化剂有:镍、镍-铬-锰、镍-铬-铝、镍-铁-铬、钯、铜、铜-铬、铜-镍、铜-铬-锰等,其制法多为专利。由于催化剂的组成和制法的不同,其催化活性与选择性也不一样。我们对镍催化剂的组成和处理条件与其活性、选择性的关系,进行了些初步工作。试验方法用自制的氧化镍-浮石催化剂,经过适当还原后使用。应用普通的常压气相流动法,在固定床上进行催化剂的氢化活性与选择性的测定。原料和产品的分     

铁/活性炭催化剂的穆斯堡尔谱研究 Ⅰ.不同浸渍铁盐的影响

以柠檬酸铁、硝酸铁、硫酸铁溶液分别浸渍活性炭制得的铁/活性炭催化剂在氩气中不同温度下处理,然后进行穆斯堡尔谱测定。实验结果表明,因浸渍铁盐的不同,造成催化剂中活性金属组分的分散状态以及金属-载体相互作用之强弱均有较大的差异。随着处理温度的升高,催化剂中的铁逐渐被载体炭还原。由三种铁盐制备的Fe/C催化剂的分解和还原历程是不同的。催化剂中铁被载体炭还原之难易程度还与α-Fe_2O_3的分散状态有关。     

镍盐前驱体对Ni/C催化剂乙醇气相羰化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了分别以乙酰丙酮镍、氯化镍、硝酸镍和醋酸镍为前驱体负载在活性炭上的四种催化剂。用BET、金属分散度、H2-TPR、CO-TPD和XRD等方法研究了四种催化剂的结构特点和乙醇气相羰化活性。结果表明,以醋酸镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最高,乙醇转化率和丙酸选择性分别为96.1%和95.7%,而以乙酰丙酮镍制备的Ni/C催化剂的羰化活性最低,乙醇转化率和丙酸选择性分别为68.9%和27.1%。这种活性的差异与镍盐前驱体和活性炭之间的相互作用强弱有着密切关系。醋酸镍组分与活性炭之间的相互作用较强,浸渍组分易在活性炭表面充分吸附,活性中心Ni0在240－340 ℃温度范围内对CO吸附量最大,还原后金属镍的分散度较好且晶粒较小。     

改性介孔 Al2O3 负载锰基催化剂的结构及其催化氧化与抗硫性能

 采用分步浸渍法分别制备了 LaCeZr 和 YCeZr 组合助剂改性的介孔 Al2O3 负载的 Mn 基系列氧化物催化剂, 用 X 射线衍射、氮气吸附-脱附、X 射线吸收精细结构、X 射线光电子能谱和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征, 探讨了催化剂中 Mn 物种的存在形式及其还原性能, 并与样品催化 CO 和 C3H8 的氧化活性相关联. 结果表明, 样品中 Mn 物种主要以 Mn3O4 形式存在, 该物种在不同样品中与载体的作用强弱不同, 从而表现出不同的还原性能和催化活性. 助剂改性有效抑制了 Mn-Al 之间的相互作用, 提高了 Mn–O 键的活动度, 从而提高了催化剂的氧化活性. 相比于 YCeZr 助剂, LaCeZr 助剂改性更大程度上提高了 Mn 物种的还原性, 因而大大提高了催化剂的氧化性能. 650 oC 焙烧的 LaCeZr 组合助剂改性的介孔 Al2O3 负载的 Mn 氧化物催化剂, 在 0.035% SO2 存在的条件下对 CO 的氧化活性并未下降, 对 C3H8 的氧化活性下降幅度也较小, 表现出优越的抗硫性能和氧化性能.     

铁对烃类制氢催化剂还原性能的影响

用程序升温还原(TPR)和X-射线衍射(XRD)法研究了铁对两类典型的烃类制氢催化剂还原性能的影响。观察到单组分氧化铁的还原经过两个步骤,而氧化镍则一步还原成镍,且前者比后者难还原。若把氧化铁加进两类催化剂中,发现在一定条件下氧化铁可促进两类催化剂的还原。其作用的机制是氧化铁先与载体发生固溶,使Ni~(2+)在高温下向载体扩散的过程受到抑制,从而减弱了氧化镍和载体之间的相互作用。     

镍负载量对邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺Ni/TiO2催化剂性能的影响

 用等体积浸渍法制备了一系列不同镍负载量的负载型Ni/TiO2催化剂,并将其应用于邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺的反应. 采用N2吸附、 X射线衍射、程序升温还原、透射电镜、 H2化学吸附及间歇加压釜式反应器活性评价等方法,考察了镍负载量对Ni/TiO2催化剂的物化性质及邻氯硝基苯加氢反应性能的影响. 结果表明,随着镍负载量的增加, Ni/TiO2催化剂上邻氯硝基苯的转化率逐渐提高; 当镍负载量超过30%时,催化剂的活性和选择性不再明显变化. 当催化剂中镍负载量高于20%时,在温度343 K、 氢压1.0 MPa和催化剂/邻氯硝基苯质量比1/10的条件下反应210 min后,邻氯硝基苯的转化率和邻氯苯胺的选择性均高于99%, 催化剂具有良好的应用前景. 分析表明,影响Ni/TiO2催化剂性能的主要因素为催化剂表面镍晶粒的活性表面积以及载体TiO2与金属镍之间的强相互作用.     

镍基催化剂上苯酐选择性加氢合成苯酞

分别以SiO2,TiO2,γ-Al2O3,TiO2-SiO2和TiO2-Al2O3为载体,以硝酸镍为镍源,采用等体积浸渍法制备了一系列镍基催化剂,并将其用于苯酐选择性加氢合成苯酞反应.结果表明,以TiO2-SiO2为载体制备的镍催化剂上Ni0活性组分分散度较高,催化剂表现出较高的活性和苯酞选择性.在此基础上,采用溶胶-凝胶法制备出了一系列Ni/TiO2-SiO2催化剂,考察了催化剂制备中各因素(包括溶剂、焙烧温度、还原温度和镍前驱体类型等)对其催化苯酐加氢反应性能的影响.结果表明,将镍前驱体溶于不同溶剂制备的催化剂性能差异很大,其中以水为溶剂制备的催化剂活性较高,且性能优于等体积浸渍法制备的相应催化剂.焙烧温度和还原温度过高会导致活性组分镍晶粒度变大,致使催化剂活性明显降低.镍源对Ni/TiO2-SiO2催化剂的性能影响较大,以硫酸镍为镍源制备的催化剂几乎无活性,而以氯化镍和硝酸镍为镍源制备的催化剂表现出较高的催化活性和选择性,其中以氯化镍制备的催化剂性能略高于硝酸镍,苯酐转化率为100%,苯酞选择性为88.5%.