Pt-Sn/γ-Al2O3重整催化剂穆斯堡尔谱学研究

用穆斯堡尔谱学对用络合法制备的铂锡重整催化剂中锡的状态及其与催化活性的关系进行了研究。铂的存在能促进锡的还原。络合法制备的铂锡催化剂中铂和锡原子相互邻近,较易形成双金属簇,有可能对催化性能的改善产生作用。不同还原条件的Pt-Sn/γ-Al_2O_3中锡均以四价锡、二价锡和铂锡合金形式存在,但这些组分的相对含量随还原温度不同而不同。经300～400℃还原的铂锡催化剂的环己烷脱氢反应活性与单铂催化剂差别不大,而经500℃还原的铂锡催化剂活性则明显低于单铂催化剂。铂锡催化剂中含锡比例较高的铂锡合金组分—Pt_3Sn_2和具有更高含锡比的合金组分可能是影响催化活性的主要组分。     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究——Ⅰ.原位Mssbauer谱表征不同载体负载铂锡催化剂中锡组分状态

应用原位M(?)ssbauer谱考察了Al_2O_3、MgO、SiO_2及AC(活性炭)等载体负载的铂锡催化剂中锡组分的存在状态。结果发现:(1)PtSn/Al_2O_3还原后,锡组分仍为氧化态;(2)PtSn/MgO及PtSn/SiO_2还原后有部分零价锡生成并与金属铂形成了Sn~o/Pt~o合金;(3)PtSn/AC还原后所生成的零价锡则以游离态存在。这些结果为进一步了解催化剂中锡组分价态及存在方式对负载型铂锡催化剂反应性能的影响奠定了基础。     

低钼锡比催化剂中钼的价态对甲醇氧化制甲缩醛反应性能的影响

采用两步水热合成法制备了一系列低Mo/Sn比(1∶20,物质的量比)催化剂,并考察了锡前驱体焙烧温度对甲醇氧化制甲缩醛反应性能的影响。通过XRD、Raman、FT-IR、XPS、NH₃-TPD及H₂-TPR等表征手段对催化剂的晶体结构、表面性质、氧化还原性及钼物种价态等进行了分析。结果表明,在Mo1Sn20-600℃Sn催化剂上,反应温度为140℃时,甲醇转化率及甲缩醛选择性分别达30.0%及90.0%。锡前驱体焙烧温度的变化主要影响了Mo1Sn20催化剂的结构、钼物种的价态及存在状态,进而影响其催化活性;高温焙烧的锡前驱体更有利于Mo1Sn20催化剂中甲醇活化的活性位点Mo⁶⁺物种的生成。     

丙烷芳构化催化剂Zn/HZSM-5中助剂锌的稳定性

 分别用离子交换法和等体积浸渍法制备了2．0％Zn／HZSM－5催化剂,并对催化剂中锌组分的不稳定性进行了研究．高温还原条件下,锌由催化剂中缓慢流失,而氧化条件下锌组分是稳定的．锌在氢热处理条件下的流失速率与催化剂的制备方法有关,锌组分的稳定性与锌在沸石上的分布及锌物种的状态有关．将离子交换法制备的Zn／HZSM－5在550℃下氢处理20h,并分别用XRD,TEM,XPS以及丙烷芳构化反应评价对其理化性质进行了表征．结果表明,该催化剂保持了沸石阳离子交换位锌物种的存在,催化活性基本不变．     

Pt/MgO 催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应

用浸渍法制备了Pt/MgO催化剂,并采用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜和程序升温表面反应等技术对催化剂进行了表征.考察了催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应的催化性能.结果表明,Pt/MgO催化剂具有较高的催化活性和选择性,甲烷转化率与合成气选择性在120 h内保持稳定.以金属状态存在的Pt对甲烷分解具有较高的活性,从而使催化剂对甲烷部分氧化反应具有较高的催化活性.活性组分Pt的存在状态和分散状态非常稳定,而Pt/MgO催化剂具有较强的抗积碳能力,使得催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中具有较高的稳定性.     

凹凸棒石负载的Cu-Mn-Ce催化剂上甲苯氧化反应性能

采用浸渍法制备了凹凸棒石(PG)负载Cu-Mn-Ce催化剂,运用X射线衍射、透射电镜和H2程序升温还原等方法对催化剂进行了表征,并将催化剂用于氧化降解甲苯反应中,考察了不同活性组分、Ce添加量以及催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,探讨了催化剂中活性组分的存在形式及与催化氧化活性的关联.结果表明,催化剂中Cu,Mn和Ce...     

丙烷在负载型催化剂上脱氢反应的研究 Ⅴ.丙烷在PtSn/Al_2O_3催化剂上的脱氢反应模型

应用原位Mossbauer谱等技术考察了PtSn/Al_2O_3催化剂中锡组分与丙烷的作用,研究了丙烷在该催化剂上的脱氢反应行为。提出了丙烷的脱氢反应模型,即负载型铂锡催化剂中的氧化态锡用于活化丙烷,而金属铂则通过反溢流过程移去活化了的丙烷中的氢,从而使丙烷催化脱氢过程得以循环进行。     

CuO-CaO/SiO2超细催化剂结构及糠醛加氢反应性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出超细CuO—CaO／SiO2催化剂，用XRD、BET、TEM、XPS、TPR对催化剂结构进行了表征．将催化剂用于糠醛催化加氢反应，制备2-甲基呋喃，研究了活性组分负载量对催化剂结构及性能的影响。结果表明，载体对活性组分的分散能力随着负载量的减少而增大；催化剂的比表面积和孔体积随负载量的增加而减小，而孔径逐渐增大；活性组分与载体之间存在较强的相互作用．催化剂在糠醛加氢反应中表现出很高的活性；选取适宜的活性组分负载量，可高选择性制取2-甲基呋喃．     

正戊烷异构化催化剂的研究

20世纪80年代以来,由于环保的要求,C5/C6烷烃异构化工艺在国外得到迅速发展,并已成为生产高辛烷值汽油组分的重要工艺[1,2]。我国目前尚无轻烃异构化装置,但国内许多部门进行了C5/C6异构化催化剂的研究[3～5]。为了尽快发展我国轻烃异构化工艺,研究轻烃异构化催化剂具有重要的意义。以铂为活性组分的烷烃异构化催化剂具有活性高、选择性好、反应条件温和等优点。本文选用铂为金属活性组分、丝光沸石为载体制备了Pt/HM异构化催化剂。研究残钠、金属Pt、助催化剂锆含量,制备方法及反应条件对正戊烷异构化反应性能的影响。1　实　验1 1…     

氧化铁/TiO2催化剂的载体与活性组分的相互作用及三种催化剂的对比

用浸渍法制备了含3％Fe_2O_3的氧化铁/TiO_2催化剂,对在水煤气变换反应中的各个阶段的催化剂进行了穆斯堡尔谱和X射线衍射晶相分析。结果表明在反应催化剂的活性组分可能以类似于Fe_2TiO_5的表面氧化物形式存在,在反应条件下经过一些中间状态,最后,一部分被还原生成FeTiO_3晶体。测定了以MgO,γ-Al_2O_3,TiO_2为载体的三种催化剂的水煤气变换反应活性,结合以前的实验结果及还原后催化剂的再氧化性质,对这三种催化剂中载体与活性组分的相互作用进行了比较和讨论。     

Au/CeO2催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

采用水溶液沉淀法和沉积-沉淀法分别制备了CeO2载体及相应Au/CeO2催化剂,以CO氧化反应为表征反应,考察了载体制备条件,催化剂的焙烧温度、预处理温度和气氛以及活性组分负载量对催化剂性能的影响,并对催化剂进行了BET、XRD和TEM表征,分析了影响催化剂活性的原因.结果表明,载体的制备条件对催化剂的活性有一定影响,经微波处理的载体负载活性组分后,由于活性组分和载体的接触较紧密,因此有利于催化剂活性的提高.催化剂的最佳焙烧温度为300℃,最佳活化温度为300℃,气氛为空气,最佳金负载量为4%.     

制备载体催化剂的浸渍过程数学模型及有限元正交配置解

浸渍型催化剂在近代工业催化剂开发中的地位日益重要.根据反应的特点,可以对催化剂活性组分的分布提出特定的要求.目前在工艺上已有一些方法可制备活性组分符合不同分布规律的催化剂.如所谓的蛋壳型,蛋白型及蛋黄型. Maatman等首先提出了设计和控制浸渍参数以制备具有预期活性组分分布的催化剂的观点.     

Cu-Fe基催化剂上合成气直接制取低碳烯烃的研究

我们采用浸渍法制备了γ-Al2O3负载的Cu-Fe基催化剂,并结合其反应性能和XRD、H2-TPR和XPS等表征结果研究了其催化合成气直接制低碳烯烃的反应行为.结果表明,合成气直接制低碳烯烃Cu-Fe基催化剂的活性组分Cu和Fe之间存在明显的协同效应,Cu-Fe基催化剂表现出优异的合成气直接制低碳烯烃反应性能;Cu基催化剂中引入少量Fe组分明显提高了活性组分Cu的分散度,促进了Cu活性组分的还原,进而有利于催化剂反应性能的改进.初步推断Cu-Fe基催化剂上合成气转化生成低碳烯烃的主要反应历程为CO加氢生成含氧化合物(醇醚等)后再脱水生成低碳烯烃.     

N掺杂Mo/HZSM-5催化剂制备及对甲烷无氧芳构化催化性能影响

采用三聚氰胺作为N源,N掺杂改性HZSM-5沸石分子筛后负载Mo活性金属组分,制备了一种用于甲烷无氧芳构化反应(MDA)的催化剂.采用XPS、N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR、TEM和NH3-TPD对催化剂性质和Mo金属组分状态进行了分析表征,并考察了催化剂的甲烷无氧芳构化反应催化性能.结果表明,HZSM-5经过N...     

低温水煤气变换催化剂Cu/ZrO_2的制备、表征与性能

以水热法制得的纯单斜相ZrO2为载体,采用沉积沉淀法制备了一系列具有良好水煤气变换反应活性的Cu/ZrO2催化剂.并通过X射线粉末衍射、N2物理吸附、H2程序升温还原、X射线荧光元素分析、高分辨透射电镜和扫描电镜等手段考察了制备参数对Cu/ZrO2催化剂结构的影响,探讨了其结构与性能的关系.结果表明,CuO负载量、沉淀温度、沉淀剂种类和焙烧温度均在一定程度上影响了催化剂活性组分的晶粒大小、分散状态、织构性质及载体与活性组分间的相互作用,从而影响催化剂活性.催化剂制备的适宜条件为:CuO负载量25%,沉淀温度65oC,KOH为沉淀剂,在H2气氛300oC焙烧2h.     

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.     

Pt-Sn/Al2O3催化剂中Sn的存在状态对丙烷脱氢反应的影响

考察了不同Sn/Pt比的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂(络合型)的丙烷脱氢反应性能。并应用原位Mossbauer谱,TPR,O_2吸附等手段对催化剂进行了表征。结果初步表明Pt-Sn/Al_2O_3经过还原后,Sn的还原状态对该催化剂的丙烷脱氢活性及稳定性有极大的影响。在550℃以下还原,Sn以氧化态形式存在,有利于丙烷脱氢反应的活性及选择性,在600℃以上高温还原时,零价锡出现使催化剂活性组分铂的表面中毒而降低活性。当Pt含量一定时,Sn载量愈高,在高温下还原时生成的Sn~0愈多;低Sn载量的Pt-Sn/Al_2O_3无论高温还原还是低温还原都不易生成Sn~0。     

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。     

Pd-Sn-K/SiO2催化剂上甲苯气相氧乙酰化反应

 在常规固定床流动反应体系中研究了Pd-Sn-K/SiO2催化剂上气/固相氧化条件下甲苯与乙酸一步合成乙酸苄酯的反应. 结果表明,金属态钯是催化甲苯氧乙酰化合成乙酸苄酯的高活性组分,锡化合物的存在可明显提高催化剂的活性. 催化剂的活性与制备方法密切相关,用H2将SiO2上负载的钯化合物还原之后再负载锡化合物所得催化剂的活性较高. XRD分析结果表明,钯还原前负载锡化合物所得催化剂的活性大幅度降低的原因在于Pd和Sn形成了金属间化合物. 使用Pd/SiO2质量比为0.015, K∶Sn∶Pd摩尔比为27∶3∶1的Pd-Sn-K/SiO2催化剂,在反应温度为180 ℃,混合原料气甲苯∶乙酸∶氧气∶氮气摩尔比为1∶4∶1∶4以及空速为 1680 h-1的条件下,甲苯转化率可达25.3%, 乙酸苄酯选择性为91%. 以TiO2和ZrO2代替SiO2载体,或以其它变价金属氧化物代替Sn氧化物助剂或金属钯,均未发现有更好的催化效果.     

用于乙炔氢氯化反应的活性炭负载铋无汞催化剂

采用浸渍法制备了活性炭负载铋无汞催化剂,并通过X射线衍射、氮气物理吸附、透射电镜、扫描电镜和X射线电子能谱等方法对催化剂进行了表征。对催化剂进行了催化乙炔氢氯化反应性能的研究,结果表明,催化剂对乙炔氢氯化反应具有良好的催化性能,活性组分主要以BiOCl的形式存在于催化剂表面。反应过程中积碳的产生使得催化剂活性有所降低。