新型糠醛加氢制糠醇催化剂研究

新型糠醛加氢制糠醇催化剂研究林培滋，黄世煜，周焕文，赵彤彤，刘崇早，罗洪原，梁东白（中国科学院大连化学物理研究所，大连１１６０２３）关键词铜催化剂，糠醛，加氢，糠醇糠醇是重要的化工原料，糖醇树脂是耐酸、碱腐蚀的材料，在工业发达的国家中，铸造工业广泛采...     

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%。     

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%。     

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．     

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.     

Cu-Cr-Ca-Ba催化剂上糠醛加氢制备2-甲基呋喃

采用固定床反应器,研究了Cu Cr Ca Ba催化剂上糠醛常压选择加氢制2 甲基呋喃的反应.详细考察了反应条件对催化性能的影响.结果表明,添加Ca Ba助剂显著提高了催化剂对目的产物的选择性,Cu Cr Ca Ba催化剂在200～220℃,液时空速0.2～0.6h-1,氢醛摩尔比6～16的条件下,具有良好的活性和选择性,糠醛转化率 99.8%,2 甲基呋喃选择性 90.3%.     

Co／γ—Al2O3催化剂上肉桂醛的选择加氢：催化剂的表征

采用ＸＲＤ,ＴＰＲ,ＸＰＳ技术,分别研究了Ｃｏ３Ｏ４／γ－Ａｌ２Ｏ３样品的晶相结构,还原性能及表面状态,ＸＲＤ结果表明,不同前驱物的钴负载于γ－Ａｌ２Ｏ３后,钴是以Ｃｏ３Ｏ４的结构存在,还原后的钴皆以α－Ｃｏ的形式存在,但以ＣｏＣｌ２为前驱物时,还原后的样品中钴的晶粒较大。     

重油加氢脱硫NiMo／γ—Al2O3催化剂的失活研究

收集了工业上用于重油加氢脱硫的ＮｉＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３失活催化剂,用超声以,超临界流体萃取等方法对其进行了处理,用热重,差热分析、程序升温氧化－质谱、扫描电镜－能谱仪、Ｘ射线衍射仪、程序升温还原等方法对处处理前后的催化剂进行了表征,探讨了导致催化剂失活的主要原因。     

CO和CO2在Cu／ZnO／Al2O3催化剂上加氢反应机理的原位红外研究

ＣｕＺｎＯＡｌ2Ｏ3催化剂用于合成甲醇的反应机理已经进行了大量的研究[1～3]。近年来,利用原位红外技术在研究合成甲醇的催化反应机理方面取得了不少研究成果[4～7]。但大多数实验是采用低铜含量催化剂[4,5]。本文采用高温加压式原位红外池,在513Ｋ和20ＭＰａ的条件下,...     

（PdCl2—PVP）／Al2O3催化剂中Pd状态的探讨

氯化钯先锚定在聚乙烯吡咯烷酮上后进一步负载到Al_2O_3上所制的催化剂[简称(PdCl_2-PVP)/Al_2O_3]是一种活性、选择性高,稳定性好的烯烃、二烯烃和多烯烃加氢催化剂。本文结合加氢反应,使用XPS、FT-IR、电镜及用CO为探针的FT-IR,对这种催化剂进行了考察。实验说明,在这种催化剂中,钯的价态是在0—2之间。红外光谱在486cm~(-1)处有一微弱的小峰,说明存在Pd—N的配位键。催化剂中钯含量低时(0.2wt％)稳定性好,不吸附CO,活性中心是络合钯原子;当钯含量较高时(0.7wt％),催化剂的初活性虽不低,稳定性却较差,这种催化剂能吸附CO,IR谱图上仅在1919cm~(-1)处有CO桥式吸附态的伸缩振动。表明除络合钯原子外,还有聚集的钯金属存在。FT-IR尚表明,PVP在Al_2O_3上可能并非单纯的物理吸附。电镜结果表明,PVP在Al_2O_3上呈30—70(?)的微球状,(PdCl_2-PVP)/Al)_2O_3上的(PdCl_2-PVP)亦呈微球状,与前者无明显区别,这种催化剂中其活性中心是络合钯原子。     

Ru—Co—Mo／Al2O3催化剂的加氢脱硫性能

考察了Ru助剂对Mo和Co-Mo/Al_2O_3催化剂加氢脱硫性能的影响,发现少量Ru(NO_3)_3的引入可显著提高催化剂的HDS(加氢脱硫)和HYD(环己烯加氢)性能。测定了硫化态催化剂的化学吸H_2、O_3和CO量,表明Ru助剂的作用主要是促进催化剂上形成更多的活性中心。     

Cu－Zn／γ－Al2O3催化剂的制备及其在选择加氢反应中的催化性能

 通过浸渍法制备了不同Cu／Zn比的γ－Al2O3和改性γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂，并用XRD，XPS和SEM等手段对催化剂进行了表征．XRD表征结果表明，还原活化前催化剂中的Cu和Zn分别以CuO和ZnO的形式存在；还原活化后Cu以单质的形式存在；催化剂失活后，单质Cu又转变成CuO．XPS和SEM分析结果表明，催化剂中金属的价态及颗粒的形貌在反应前后发生了变化．所制备的催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中表现出较高的选择性．用Co改性的γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂不仅具有较高的催化活性和选择性，而且还呈现出较长的寿命．催化剂中的Cu晶相是催化活性中心；催化剂中的Cu晶相转变成CuO和烧结是催化剂失活 的主要原因．     

TiO2调变对MoO3／γ—Al2O3和CoO—MoO3／γ—Al2O3催化性能的影响

采用气相流动吸附法制备ＴｉＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３复合载体，用浸渍法其担载一定量的ＭｏＯ３或ＣｏＯ－ＭｏＯ３。用ＸＲＤ、ＬＲＳ和ＴＰＲ等技术，考察了Ｍｏ或Ｃｏ－Ｍｏ催化剂的表面结构和还原性能，并有和中压固定床反应装置测定催化剂的噻吩加氢脱硫和环己烯加氢的活性。     

Co—Mo／Al2O3型重整预加氢催化剂的研制

考察了不同方法制备的Ｃｏ－Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３型重整预加氢催化剂对石油加氢脱硫活性的影响，选出了一种工业生产步骤简单，金属含量容易控制，并且不腐蚀设备的碱必等量共浸法制备的ＤＳ－９４８催化剂。该催化剂在温度３５０℃，压力３．０ＭＰａ，液体空速６．０ｈ＾－１，体积氢油比７０的条件下，满足了双金属重整催化剂对精制石油脑油杂质含量的要求。     

助剂TiO2对CO2催化加氢制甲醇催化剂CuO-ZnO-Al2O3性能的影响

采用共沉淀法,用助剂TiO2对CuO-ZnO-Al2O3催化剂改性,TiO2由钛酸正丁酯水解而得,并考察了其在CO2催化加氢制甲醇反应中的催化性能.在反应温度260℃、压力2.6 MPa、H2∶CO2 =3∶1(体积比)、SV=3600 mL/(g·h)条件下,与空白样CuO-ZnO-Al2O3比较,结果显示,TiO2...     

失活NiMo／γ—Al2O3工业加氢催化剂的再生

分别经过低于７２３Ｋ氧化再生，７５３Ｋ空气中焙烧３ｈ，在氢气气氛６７３Ｋ还原２ｈ及７２３Ｋ空气中氧化４ｈ，可使失活ＮｉＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３工业加氢脱硫催化剂得到再生，某些再生催化剂样品的加氢脱硫活性甚至超过新鲜催化剂样品     

Cu—Zn／γ—A12O3催化剂的制备及其在选择加氢反应中的催化性能

通过浸渍法制备了不同Cu／Zn比的γ-Al2O3和改性γ-Al2O3负载的Cu-Zn催化剂，并用XRD，XPS和SEM等手段对催化剂进行了表征．XRD表征结果表明，还原活化前催化剂中的Cu和Zn分别以CuO和ZnO的形式存在；还原活化后Cu以单质的形式存在；催化剂失活后，单质Cu又转变成CuO．XPS和SEM分析结果表明，催化剂中金属的价态及颗粒的形貌在反应前后发生了变化.所制备的催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中表现出较高的选择性．用Co改性的γ-Al2O3负载的Cu-Zn催化剂不仅具有较高的催化活性和选择性，而且还呈现出较长的寿命．催化剂中的Cu晶相是催化活性中心；催化剂中的Cu晶相转变成CuO和烧结是催化剂失活的主要原因．