Ni/Al2O3催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的研究

采用浸渍法制备了不同NiO含量的Ni/Al₂O₃催化剂,并进行了2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的考察。结果表明,在制备的NiO负载量为10%、20%、25%、30%和40%的Ni/Al₂O₃催化剂中,随着NiO负载量增加,加氢反应的选择性与2-甲基呋喃的转化率均呈现出先增加后减小的趋势。其原因是由于适当增加NiO负载量有利于催化剂表面活性中心的形成,有利于加氢反应的进行;但是过度负载的NiO容易堵塞Al₂O₃载体中的介孔通道,降低反应的转化率与选择性。在釜式反应器中进行反应,对加氢反应条件进行了优化,发现在反应压力为3 MPa、反应温度150℃、机械搅拌速率为1000 r/min时,Ni/Al₂O₃催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃具有较高的选择性。当NiO负载量为25%时,2-甲基四氢呋喃的选择性最高为97.1%,2-甲基呋喃的转化率达到99.4%。     

HY／MCM-41／γ-A12O3负载的硫化态Ni-Mo-P催化剂上萘的加氢

采用水热法合成了不同SiO2／Al2O3比的MCM-41介孔分子筛．并分别以HY／MCM-41／γ-A1203，HY／γ-A12O3和γ-Al2O3为载体，用浸渍法制备了Mo-Ni-P催化剂．以萘为模型化合物，考察了硫化态Mo-Ni-P催化剂的加氢活性．结果表明，不同载体负载的催化剂催化活性均随着活性组分负载量的增大而提高，其中掺杂大比表面MCM-41的HY／MCM-41/γ-Al2O3所负载的催化剂催化活性提高幅度最大．由于MCM-41与HY分子筛在酸性和孔结构上存在互补性，因而催化剂对萘加氢存在协同作用．提出了萘加氢的反应机理，认为反应网络包括两个平行路径：-是萘加氢生成四氢萘后发生异构化或开环反应；二是萘加氢生成四氢萘后进-步加氢生成十氢萘，继而发生异构化或开环反应．     

Ni/Al_2O_3催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的研究

采用浸渍法制备了不同NiO含量的Ni/Al_2O_3催化剂,并进行了2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃性能的考察。结果表明,在制备的NiO负载量为10%、20%、25%、30%和40%的Ni/Al_2O_3催化剂中,随着NiO负载量增加,加氢反应的选择性与2-甲基呋喃的转化率均呈现出先增加后减小的趋势。其原因是由于适当增加NiO负载量有利于催化剂表面活性中心的形成,有利于加氢反应的进行;但是过度负载的NiO容易堵塞Al_2O_3载体中的介孔通道,降低反应的转化率与选择性。在釜式反应器中进行反应,对加氢反应条件进行了优化,发现在反应压力为3 MPa、反应温度150℃、机械搅拌速率为1000 r/min时,Ni/Al_2O_3催化2-甲基呋喃加氢制2-甲基四氢呋喃具有较高的选择性。当NiO负载量为25%时,2-甲基四氢呋喃的选择性最高为97.1%,2-甲基呋喃的转化率达到99.4%。     

Cu/ZnO催化糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究

通过共沉淀法制备一系列铜锌催化剂,用于固定床上糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究。采用X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)表征,分析催化剂中Cu0和ZnO在催化反应中的作用。结果表明,Cu~0是糠醛加氢的活性中心,氧化锌的加入减小了催化剂晶粒粒径、增大了催化剂比表面积、利于催化剂还原和增加催化剂表面弱酸性位。当Cu/Zn物质的量比为1∶2时,Cu_1Zn_2催化剂具有适宜氧化还原活性中心及弱酸位数量,对2-甲基呋喃表现出较高的选择性。Cu_1Zn_2催化剂在常压、反应温度为200℃、氢醛物质的量比为4∶1、糠醛体积空速为0.3 h-1条件下,糠醛转化率100.0%,2-甲基呋喃选择性最高为93.6%。反应稳定运行200 h后,糠醛转化率仍为100.0%,2-甲基呋喃选择性为80.0%,糠醇选择性为11.4%。     

利用空间位阻和氢溢流协同作用促进5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛

化学工业生产中，用氢气为还原剂，通过选择性加氢可以制备多种重要化学品。5-羟甲基糠醛是重要的生物质基平台化合物，而5-甲基糠醛是用途广泛的化学品。由5-羟甲基糠醛加氢得到5-甲基糠醛是一条非常理想的路径，但是选择性活化C-OH非常困难。本文设计并制备了Pt@PVP/Nb₂O₅(PVP: 聚乙烯吡咯烷酮)催化剂，该催化体系巧妙地结合了位阻效应、氢溢流和催化剂界面的电子效应，系统研究了该催化剂对5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛催化性能，在最优条件下，5-甲基糠醛的选择性可达92%。利用密度泛函理论计算研究了5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛反应路径。     

Ni-Co/TiO_2对糠醛制环戊酮、环戊醇的催化性能

以TiO_2为载体负载双金属活性组分Ni-Co,采用浸渍法制备催化剂,用于糠醛催化加氢生成环戊酮和环戊醇的反应,并探讨了Ni-Co负载量、反应时间、反应温度、反应压力对产物的影响。通过XRD、BET、H_2-TPR、SEM等表征方法对催化剂的构成及反应机理进行了讨论。结果表明,Ni和Co质量比1∶1制备的催化剂10%Ni-10%Co-TiO_2,其在优化反应条件下催化糠醛加氢生成环戊酮和环戊醇的产率分别为53. 4%和17. 1%。     

以类水滑石为前驱体的含Cu催化剂催化糠醛加氢反应

 采用共沉淀法制备了不同 Cu 含量的铜镁铝类水滑石 (Cux-MgAl), 再在 500 oC 焙烧制得 Cux-MgAlOy 催化剂. 分别考察了在 220 和 300 oC 还原时, Cu 含量对 Cux-MgAlOy 催化糠醛加氢反应性能的影响. 用 X 射线衍射、H2 程序升温还原、紫外-可见漫反射光谱和 X 射线光电子能谱等技术对催化剂进行了表征. 结果表明, 当 Cu 含量为 11.2% 时, Cu-MgAlOy 催化剂活性和稳定性较高, 糠醛加氢生成糠醇及糠醇进一步加氢脱水的催化活性中心主要是 Cu0, 而催化剂中的 CuO, MgO 和 MgAl2O4 金属氧化物具有催化糠醛与溶剂乙醇反应生成 2-二乙氧甲基呋喃的作用.     

Mn修饰Al2O3载体负载Pd催化剂及其蒽醌加氢催化性能

以活性氧化铝(γ-Al2O3)为载体,分别以Mn(NO3)2溶液和酸性氯化钯(PdCl2)溶液为修饰组分和活性组分前体,采用分步浸渍法制备了Mn修饰Al2O3载体负载钯催化剂。将催化剂应用于蒽醌加氢反应,考察了催化剂制备方法、活性组分负载量和催化剂还原温度对反应效果的影响。用XRD、BET、XPS和TPR对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性受到制备方法的影响,在对Mn修饰Al2O3载体进行焙烧,Pd负载量0.2(wt)%、还原温度300℃的条件下,催化剂蒽醌加氢活性较高,较未修饰的催化剂提高了约16%。催化剂中Mn以MnO的形式存在,影响了γ-Al2O3的组织结构,使载体与活性组分之间的作用力增强,活性组分Pd高度分散在催化剂表面,从而提高了催化剂的活性。     

含铜MCM-48催化剂上糠醛选择性加氢制糠醇

 以MCM-48为载体,采用新颖的负载方法(有机官能团化法)制备了铜基负载型催化剂. 结果表明,活性组分以较高的负载量均匀地分散在载体MCM-48表面,且负载活性组分后,分子筛的结构未被明显破坏. 本文首次将采用此负载方法制备的铜基MCM-48催化剂用于糠醛选择性加氢制糠醇反应,并得到了较高的活性、稳定性及糠醇选择性,该催化剂可以与商业催化剂相比,具有潜在的工业应用价值. 与一维结构的MCM-41相比,三维孔道结构的MCM-48有效避免了孔堵塞,大大提高了催化剂的稳定性. 引入助剂镧有利于羰基加氢,明显提高了糠醛的转化率. 使用后的催化剂并未被氧化,催化剂失活的主要原因之一是积炭.     

Ni-Co/TiO2对糠醛制环戊酮、环戊醇的催化性能

以TiO2为载体负载双金属活性组分Ni-Co,采用浸渍法制备催化剂,用于糠醛催化加氢生成环戊酮和环戊醇的反应,并探讨了Ni-Co负载量、反应时间、反应温度、反应压力对其他产物的影响。通过XRD、BET、H2-TPR、SEM等表征方法对催化剂的构成及反应机理进行了讨论。结果表明,分别以一定比例负载金属活性组分制备的Ni-Co/TiO2和Co/TiO2催化剂,在最佳反应条件下环戊酮和环戊醇的生成率达到最高值,分别为53.4%和17.1%。     

Cu-Mn-Si 催化剂在环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中的研究: 沉淀pH值和焙烧温度的影响

采用共沉淀法制备了Cu-Mn-Si催化剂,并将其应用于常压气相环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中,考察了沉淀pH值和焙烧温度对耦合反应的影响。沉淀pH值对糠醛加氢制2 甲基呋喃反应影响不大,但对环己酮的选择性影响较大。pH值在7.5~10.0制备的催化剂具有优良的反应性能。焙烧温度的提高,导致催化剂的比表面积减小,孔径变大,铜的比表面积下降,还原温度提高。在耦合一体化反应中,环己醇脱氢制备环己酮反应受焙烧温度影响不大,但糠醛转化率和2 甲基呋喃选择性随着焙烧温度的提高而减小。     

糠醛液相加氢用Mo改性Ni-B/TiO2-Al2O3(S)非晶态合金催化剂

以溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-Al2O3(S)负载非晶态Ni-B合金用于催化糠醛液相加氢反应, 并研究了Mo对催化剂的改性作用. 采用ICP(等离子发射光谱)、DSC(差示扫描量热)、N2吸附、TPR(程序升温还原)和TPD(程序升温脱附)等技术对催化剂进行了表征. 研究结果表明, 与单一氧化铝载体相比, 复合载体负载的Ni-B合金催化性能明显提高, 这是由于在同样的制备条件下, 复合载体负载的Ni-B中Ni含量更高, 同时TiO2分散到了γ-Al2O3的孔中, 堵住了部分细孔, 有利于产物糠醇扩散出来, 防止深度加氢. Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的热稳定性, 增大Ni的负载量, 使部分氧化态物种变得易于被还原, 表面出现新的加氢活性中心, 并增加化学吸附中心数, 减弱吸氢强度, 因而显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的活性; Mo添加使Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的平均孔径及总孔容均增大, 有利于产物糠醇扩散出来, 还能使糠醇更易从催化剂的表面脱附, 防止其深度加氢, 因而提高了糠醇的选择性. 当Mo含量为1.25%时, 糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%.     

Pd—B／SiO2非晶态合金的晶化过程及其催化加氢活性的研究

用Ｒａｍａｎ,ＸＲＤ,ＳＥＭ等技术,研究了Ｐｄ－Ｂ／ＳｉＯ２非晶态合金的晶化过程及其对催化活性的影响。研究发现,Ｐｄ＾２＋能高度分散在ＳｉＯ２载体上,并与载体发生作用,但Ｐｄ－Ｂ合金在载体上形成颗粒微细的原子簇,温度低于６７３Ｋ时,这些原子簇在ＳｉＯ２载体上呈非晶态结构,并随着温度的增加而发生团聚。     

过氧化氢生产用铂催化剂的制备及性能研究

用浸渍法制备了过氧化氢生产用蒽醌加氢负载型铂催化剂，考察了载体的预处理温度、不同氧化物载体、铝钛复合载体中TiO2的含量以及La、Ce助剂对催化剂性能的影响；用BET法测定了催化剂的表面积；采用H2-O2滴定法测定Pt的分散度，并在固定床反应器上考察了催化剂的性能。结果发现，用经1223K焙烧过的载体及在Al2O3载体中引入10％-20％TiO2，并引入一定量La、Ce助剂所制备的催化剂，具有良好的活性和稳定性，因而具有较好的工业应用前景。     

不同硅源的Cu/SiO2催化糠醛加氢制2-甲基呋喃

以硅溶胶和气相二氧化硅为载体,采用氨蒸法制备了Cu/SiO₂-sol和Cu/SiO₂-aer两种催化剂,采用N₂吸附脱附、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）、N₂O-H₂滴定、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）及X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,在固定床反应器中考察两种催化剂对糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的催化性能。结果表明,Cu/SiO₂-sol催化剂具有更好的催化活性,在150 h反应时间内,糠醛转化率为100%,2-MF选择性在91%以上。这主要归因于以硅溶胶为硅源可以生成更多页硅酸铜,还原后催化剂表面Cu的分散性更高、弱酸位更多,有利于提高糠醛的转化率与2-甲基呋喃的选择性。同时Cu/SiO₂-sol具有较大的孔容孔径,有利于降低反应过程中积炭,延长催化剂寿命。     

低温液相合成甲醇铜基催化剂的表征

采用X－射线衍射（XRD）和X－光电子能谱／Auger电子能谱（XPS／AES）方法，表征了部分催化剂的体相和表面物理化学性质。结果表明，具有较高催化活性的催化剂（CuCl或铜铬氧化物催化剂）均具有较多＋1价的铜；而催化剂中含有的Cu^2 ，将影响其催化活性；经过氢气高压还原处理或者使用后的催化剂中金属铜的含量明显增多，同时活性也大为降低，所有铜铬氧化物中的铬均为＋3价。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇性能的影响

采用分步沉淀过程制得质量比m(CuO)∶m(MgO)∶m(Al_2O_3)为25∶26∶49的CuMgAl类水滑石前驱体,经过不同温度焙烧制得CuMgAl-t催化剂。通过BET、热重、XRD、H_2-TPR和CO_2-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察CuMgAl-t催化剂催化糠醛气相加氢制糠醇的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂活性、稳定性及对产物的选择性,低温焙烧的催化剂经还原后可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面具有更多的碱性位,CuMgAl催化剂经450℃焙烧表面存在适宜的活性中心和碱性位。在常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比5∶1、糠醛体积空速0.3h~(-1)的条件下,CuMgAl-450催化剂上糠醛的转化率和糠醇的选择性分别达到98.64%和97.66%。     

沉淀剂对CuZnAl催化剂糠醛气相加氢制糠醇选择性的影响

采用共沉淀法制得分别以NaOH、Na_2CO_3和Na_2CO_3/NaOH为沉淀剂的CuZnAl-1、CuZnAl-2和CuZnAl-3催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、热重和NH_3-程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对催化剂进行了表征,并在固定床反应器上研究了沉淀剂对CuZnAl催化剂糠醛气相加氢制糠醇选择性的影响。结果表明,糠醛加氢在三种催化剂上均有较高转化率,而CuZnAl-3催化剂对糠醇有较高选择性。沉淀剂对CuZnAl催化剂的物相结构、比表面积、酸性和氧化还原性均有较大影响。以Na_2CO_3/NaOH为沉淀剂得到的CuZnAl-3催化剂具有适宜的比表面积、CuO晶相、较弱的酸性位,且表面CuO易于还原,这些因素有利于催化反应生成糠醇。CuZnAl-3催化剂上糠醛气相加氢制糠醇优化工艺参数为:常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比为5∶1、糠醛体积空速0.3h~(-1);糠醛转化率为99.4%,糠醇选择性为98.3%。     

PROPERTIES OF Ni-Cu/SiO_2 BIMETALLIC CATALYSTSPREPARED BY SOLVATED METAL ATOM DISPERSION(SMAD) TECHNIQUE

IntroductionAsoneofthemethodsofpreparationofsupportedmetalcatalysts,solvatedmatalatomdispersion(SMAD)onoxidesupportsattractsmuchattentionnowadays.TIstechniquehasbeendevelopedbyKlabunde'SandOzin'sresearchgroups.Itprovidesanumberofadvantages,ascomparedwitht…