不同催化剂在甲烷燃烧反应中的活性评价

为探究不同催化剂对甲烷燃烧效率的影响,本文分别利用负载型贵金属催化剂、钙钛矿型催化剂和六铝酸盐催化剂,在不同条件下催化甲烷燃烧反应,并进行催化活性评价。结果表明:负载型贵金属催化剂其La/Ce前驱体高于氯化物前驱体的催化燃烧性能;钙钛矿催化剂中Sr的燃烧活性最高;Mn代六铝酸盐催化剂活性高于Co代活性。     

生物质合成气甲烷化催化剂研究进展

天然气在我国未来的能源体系中占有重要的地位。以生物质为原料,将合成气通过甲烷化反应转化为天然气是将生物质能源转化为富氢、低碳能源的有效途径。本文概述了生物质合成气甲烷化催化剂的研究进展,重点阐述了CO和CO_2甲烷化催化剂不同的活性组分(Ni,Co,Ru等)对甲烷化反应催化效果的影响,以及不同结构的催化剂载体(Al_2O_3,ZrO2,TiO_2,SiO_2等)对催化剂活性组分的分散程度和粒径大小的影响;分析了添加不同类型的助剂(MgO,La_2O_3,CeO_2等)以及不同的制备方法(浸渍法,共沉淀法,溶胶凝胶法等)对催化剂的催化效果的影响,介绍了一些新型的催化剂载体和催化剂制备方法的特点,并指出现有甲烷化催化剂的研究目标和存在的主要问题。理想的甲烷化催化剂应当具有良好的低温催化活性和高温稳定性,具有良好的活性组分分散度和较小的粒径,同时具有良好的抗积碳性能。然而,甲烷化反应释放大量的热量导致催化剂活性组分迁移烧结,并在活性位点上积碳,从而致使催化剂钝化失活。因此,应当通过开发双金属或多金属催化剂,改进或开发具有良好孔隙结构和表面积的催化剂载体,添加不同功能的结构助剂或电子助剂,改进催化剂的制备方法等手段提高甲烷化催化剂活性组分的分散度,降低活性组分的粒径,从而提高甲烷化催化剂的催化活性,热稳定性和抗积碳性能。认为应对CO和CO_2的甲烷化反应机理,新型复合载体的制备工艺,活性组分与助剂和载体的相互作用机理,催化剂的失活机理和可再生性能等方面进行深入的研究,并以此为基础开发设计具有高催化性能的甲烷化催化剂。     

纳米Cs_2O/γ-Al_2O_3固体碱催化红麻籽油制备生物柴油

以纳米γ-Al2O3粉体为载体,应用等体积浸渍CH3COOCs制备Cs2O/γ-Al2O3催化剂,并通过TPD-CO2、XRD、TEM等手段对催化剂的碱性、结构和表面形貌进行表征,并将其用于催化红麻籽油制生物柴油反应.通过催化剂活性评价结果,分析了纳米固体超强碱制备过程及酯交换反应过程中各种因素的影响.结果表明,催化剂的粒径为10-25 nm,负载量为2mmol.g-1时,催化剂具有强碱性,其活性最好.甲醇与红麻籽油的摩尔比为9∶1,催化剂用量为油料的2.5%,反应时间3 h,转化率可达到90.7%.     

城市污泥衍生催化剂上NH3选择性催化还原NOx

以污水厂剩余污泥为原料,以氯化锌和硝酸铁为活化药剂,制备了新型碳质催化剂,主要制备步骤包括化学活化、浸渍、热解和洗涤.通过扫描电镜、BET表面积和热重分析对催化剂进行了表征分析.结果显示,催化剂表面具有丰富的孔结构,BET比表面积可达307 m2/g或更大.考察了它们在NH3选择催化还原NOx中的催化活性,同时考察了n(Zn2 )/n(Fe3 )、热解温度、氧气体积分数对催化剂活性的影响.实验结果表明:控制n(Zn2 )/n(Fe3 )为1∶0.5,750℃热解制得的催化剂活性最好,在反应温度400℃时最高NOx转化率可达98.3%;催化反应在氧气体积分数为15%,温度350~450℃条件下进行较好.     

微波法制备SO42-/Zr-MCM-41分子筛及其对合成乙酸异戊酯催化性能的影响

采用微波方法制备SO42-/Zr-MCM-41分子筛,设置单因素试验考察硫酸锆(Zr(SO4)2)与硅酸钠(Na2SiO3)的物质的量之比、晶化温度、晶化时间和煅烧温度对分子筛催化性能的影响.结果表明,优化的SO42-/Zr-MCM-41分子筛制备条件为nzr∶ns=0.05∶1,100℃微波晶化2.5 h,550℃煅烧.该催化剂合成简单易操作,可回收利用,具有良好的催化应用前景.     

SO_4~(2-)/ZrO_2制备及其对双戊烯催化脱氢的影响

制备了SO42-/ZrO2固体酸催化剂,考察了制备工艺与反应条件对双戊烯催化脱氢性能的影响,采用X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热分析等对其进行表征,并用正丁胺电位滴定法测定催化剂的酸量.结果表明,焙烧温度为500-700℃,催化剂中ZrO2开始出现四方晶相和单斜晶相,且SO2-4与ZrO2主要以螯合和桥式配位方式结合.降低H2SO4浸渍液浓度、提高焙烧温度与反应温度均有利于双戊烯转化率的提高以及脱氢产物对伞花烃选择性的增大.适宜的工艺条件为:H2SO4浸渍液浓度0.1 mol·L-1,焙烧温度700℃,反应温度170℃,反应时间1 h,在催化剂用量(质量分数)为2%时,双戊烯转化率和对伞花烃的选择性分别为100%和33.39%.     

KF／Al2O3催化合成2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇

目的 采用KF/Al2O3催化剂催化合成2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇,并确定最佳反应条件.方法 制备KF/Al2O3催化剂,用该催化剂对硝基甲烷与甲醛的羟基化反应进行催化合成,再经过溴化反应制得产物,最后由红外光谱及熔点测定对产物进行确定表征.结果经测定,产物2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的红外特征峰为3240 cm-1、3190 cm-1、1810 cm-1、1920 cm-1、960 cm-1、840 cm-1,熔点为126.7 ℃.当溴化反应条件固定为反应温度10 ℃,反应时间0.5 h时,KF/Al2O3催化剂对硝基甲烷与甲醛的羟基化反应的最佳反应条件为反应温度25 ℃,反应时间2 h,反应物硝基甲烷、甲醛与催化剂使用量物质量的比为2∶5∶2.在最佳反应条件下,该催化合成反应收率可达78.1%.结论 KF/Al2O3催化剂实现了对2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的催化合成,且反应具有收率高,操作方法简单,反应时间短,反应条件容易控制,反应对环境友好的特点.     

活性炭负载磷钨酸季铵盐催化末端烯烃环氧化研究

考察了杂多酸季铵盐对1-十六烯的催化环氧化活性。研究了以磷钨酸季铵盐为催化剂、H_2O_2为氧化剂、乙酸乙酯为溶剂条件下1-十六烯环氧化制备环氧十六烷的工艺条件,探讨了多相催化剂对催化活性的影响。结果表明,磷钨酸季铵盐负载在活性炭表面后,催化活性得到很大的提高。利用该催化剂催化1-十六烯环氧化,当负载量为30%、反应时间6h、反应温度为60℃时,选择性几乎为100%,转换率达到56%。最后用FTIR和SEM对合成的活性炭负载磷钨酸季铵盐催化剂进行了表征,磷钨酸季铵盐负载在活性炭上后其活性结构没有发生明显的变化,催化剂负载量为30%时,磷钨酸季铵盐均匀地负载在活性炭表面。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的制备及CWPO法处理酸性大红-3R废水

以γ-Al2O3为载体,采用分层浸渍法制备Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂,将其用于常温常压条件下催化湿式过氧化氢氧化法(Catalytic Wet Hydrogen Peroxide Oxidation,CWPO)降解质量浓度为1 000 mg/L的酸性大红-3R染料废水,并探讨催化剂制备过程中Ce(NO3)3溶液浓度、Cu(NO3)2溶液浓度、吸附次数、焙烧温度和时间、升温速率等因素对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂最佳制备工艺为0.2mol/L Ce(NO3)3溶液浸渍吸附2次、450℃下焙烧4 h预处理、1.0 mol/L Cu(NO3)2溶液浸渍吸附1次、550℃下焙烧3 h、升温速率为8℃/min;处理工艺为常压、反应温度30℃、进水pH3.0、双氧水投加量0.18mol/L、催化剂用量0.18 mol/L、反应3 h,可使酸性大红-3R的降解率达到98.16%,铜流失量控制在2.76mg/L以下。     

玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的试验研究

针对生物质热化学转化过程中产生焦油的诸多不利影响,利用催化裂解法将焦其化为小分子燃气,可达到双效降低焦油含量并提高燃气热值的目的。本研究利用500℃条件下慢速热解获得的玉米秸秆炭和木屑炭作为催化剂,在自制的焦油催化裂解装置中,研究裂解温度为700、750、800、850、900、950和1000℃时,两种催化剂对焦油的催化裂解效果。结果表明:两种催化剂对焦油裂解具有良好的催化性能;随着裂解温度升高,裂解气中H_2含量逐渐增加,CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_6等含量均逐渐减少,裂解气热值和密度逐渐降低;比较来看,木屑炭对焦油的催化性能优于玉米秸秆炭;焦油裂解产气率随裂解温度升高而增加,在反应温度为1000℃时,玉米秸秆炭和木屑炭催化裂解焦油的产气率分别为91.98%和94.11%。总体来看,玉米秸秆炭和木屑炭既对生物质焦油具有良好的催化性能,又为催化裂解反应提供炭源。     

TiO_2太阳光催化降解敌百虫废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2光催化剂,利用太阳光照射下催化降解敌百虫废水为模型反应,以钼蓝比色法测定敌百虫溶液矿化为无机磷的降解率,用KMnO_4法测定降解过程中溶液COD的变化,以液体紫外追踪反应过程中有机磷中间产物的变化,采用红外(IR)、X-衍射(XRD)和固体紫外(UV-vis)对催化剂进行了物相表征。结果表明:催化剂最佳焙烧温度为500℃、焙烧时间为2 h、催化剂的用量为4 g/L、有机磷的初始浓度为4 mg/L;在该反应条件下,反应90 min后,纯TiO_2在太阳光下对敌百虫溶液的降解率为91.8%,COD降解率为76.6%;同时溶胶-凝胶法制备的TiO_2(500℃,2 h)催化剂呈锐钛矿相,UV-vis光谱表明TiO_2(500℃,2h)的紫外吸收能力最强,佐证了TiO_2(500℃,2 h)具有良好光催化性能。     

固体酸多相催化合成松香酯工艺研究(Ⅱ)—ZT-2载体固体酸催化剂制备与活性研究

本研究首次采用了以ZT-2载体固体酸为催化剂的多相催化工艺合成了松香甘油酯.研究了催化剂的制备、用量、反应活性、使用寿命等.并对酯化反应的原料配比、反应温度、反应时间、保护气体种类进行了充分研究.确定最佳工艺条件:反应物料摩尔比为1:1,ZT-2载体固体酸催化剂用量为0.06%(以松香计),反应时间2.5h,反应温度260℃,保护气CO2.实验表明:该工艺与利用质子酸或Lewis酸(ZnO)均相催化酯化传统工艺相比,反应时间缩短了3.5h,反应温度降低20℃,实现了催化剂与产品的分离和再利用,且具有不腐蚀设备等优越性.产品质量(如软化点和酸值)也得到相应的提高.     

KF/Al_2O_3催化合成3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮

使用KF/Al2O3催化剂对3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮进行催化合成,并确定最佳反应条件.制备KF/Al2O3催化剂,用该催化剂对乙酰基丙酮与CS2和1,2-二溴苯乙烷的反应进行催化合成制得产物,最后由红外光谱及熔点测定对产物进行表征确定.经测定,目标产物符合3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮的结构特征.并确定当乙酰丙酮、CS2与1,2-二溴苯乙烷使用量为0.1mol、0.12mol、0.1mol时,最佳反应条件为催化剂使用量0.1mol,反应温度20℃,反应时间6h.在最佳反应条件下,产品收率为58.8%.KF/Al2O3催化剂可实现对3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮的催化合成,且该催化反应具有产品收率高,反应时间短,反应对环境污染小等诸多优点.     

KF/Al2O3催化合成3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮

使用KF/Al2O3催化剂对3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮进行催化合成,并确定最佳反应条件.制备KF/Al2O3催化剂,用该催化剂对乙酰基丙酮与CS2和1,2-二溴苯乙烷的反应进行催化合成制得产物,最后由红外光谱及熔点测定对产物进行表征确定.经测定,目标产物符合3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮的结构特征.并确定当乙酰丙酮、CS2与1,2-二溴苯乙烷使用量为0.1mol、0.12mol、0.1mol时,最佳反应条件为催化剂使用量0.1mol,反应温度20℃,反应时间6h.在最佳反应条件下,产品收率为58.8%.KF/Al2O3催化剂可实现对3-（4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基）-2,4-戊二酮的催化合成,且该催化反应具有产品收率高,反应时间短,反应对环境污染小等诸多优点.     

水法热合成的K-OMS-2催化剂上甲苯气相氧化制苯甲醛反应研究

采用水热法制备了氧化锰八面体分子筛（K-OMS-2），对其进行了XRD，FT-IR，N2-低温物理吸附和SEM表征，并考察了其对甲苯气相氧化制苯甲醛反应的催化性能.研究结果表明，所制备的K-OMS-2具有纳米纤维状形貌（直径约为30 nm、长度大于1 μm）.相对于固相法和热回流法，水热法制备的K-OMS-2催化剂上苯甲醛选择性和收率更高.     

Ni-Mg/RHA催化剂催化水蒸气焦油模型化合物重整反应研究

以甲苯为生物质焦油模型化合物,以生物质燃烧产物稻壳灰为载体,采用共浸渍法制备Ni-Mg/RHA催化剂,研究Ni-Mg/RHA催化剂对甲苯水蒸气催化重整的性能。在固定床反应装置中考察了Ni和Mg的负载量、反应温度和水/碳（水和碳的质量比,简称为水/碳或S/C）对甲苯转化率和气体产物组分的影响,采用XRD、BET、SEM等方法对反应前后催化剂进行表征分析。结果显示,稻壳灰（rice husk ash,RHA）作为单金属Ni基催化剂的载体具有一定的催化活性;负载MgO后,MgO改善了Ni/RHA催化剂中活性金属Ni的分散度,与NiO相互结合形成NiMgO固溶体活性中心,显著提升了Ni/RHA催化剂的催化活性和抗积炭能力,Mg负载为6%时性能最佳,甲苯转化率高达98.6%;3Ni-6Mg/RHA催化剂的最佳反应温度为700℃,S/C为3,具有良好催化稳定性。研究结果表明,在MgO存在的情况下,稻壳灰可作为镍基催化剂载体。     

超声化学共沉淀法制备SO4^2-/ZrO2/Al2O3固体酸及其催化作用

采用超声化学共沉淀法制备SO4^2-/ZrO2/Al2O3固体超强酸催化剂,采用FT-IR、TG-DTG对催化剂进行了表征,并对催化剂的酸性强度及催化乙二胺合成哌嗪的性能进行了研究．结果表明,该催化剂具有桥式双配位结构,该结构在温度超过700℃时被破坏;随浸渍溶液浓度增大,催化剂的酸性强度和含硫量均先增大后减小;随陈化时间增加,催化剂的酸性强度增大,但陈化时间超过9h后,催化剂的酸性强度没有明显变化;焙烧温度不超过550℃时,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高而增强,但温度超过550℃后,催化剂的酸性强度随焙烧温度升高反而降低;随催化剂中Al摩尔分数的增大,催化剂的酸性强度先增大后减小．引入Al对于提高乙二胺的转化率、改善哌嗪的收率和选择性具有一定的作用,并且哌嗪的收率和选择性随Al含量的增大而增大．     

SiC涂层制备工艺对碳纤维抗氧化性的影响

采用先驱体浸渍裂解(PIP)法,在碳纤维表面制备了SiC涂层.研究了涂层制备工艺对编织体抗氧化性能的影响.结果表明,经质量分数为10%的聚碳硅烷(PCS)溶液循环浸渍裂解所得样品的抗氧化性能最佳,950℃保温30 min,该样品仍有30%的剩余,较原始碳纤维的完全失重温度提高了300℃.对SiC/碳纤维等温条件下氧化反应的动力学研究表明,材料的等温氧化反应在低温阶段(450~550℃)为扩散和反应共同控制,在高温阶段(550~700℃)为反应控制.基体材料的非等温氧化过程呈现自催化特征.     

磁场中Ag/TiO_2复合物光催化降解酸性红B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2包覆纳米Ag光催化剂,利用XRD和SEM对其进行表征;在磁场中光催化剂的作用下,研究不同热处理温度、保温时间、光照时间对该催化剂降解酸性红B的影响。结果表明,在2θ=44.5°处出现了Ag的特征吸收峰,这说明TiO2和纳米Ag已经很好地结合在一起,该催化剂比纯TiO2有更好的催化活性;在热处理温度400℃时,其光催化活性最大,60 min的保温时间催化性能最佳;随着光照时间增加,酸性红B染料的降解率不断提高。     

Au/LiMn2O4催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

采用溶胶-凝胶法合成法制备了尖晶石型复合氧化物LiMn2O4,并以其为载体,采用沉积-沉淀法制备了Au/LiMn2O4催化剂,以CO催化氧化为探针反应测试了催化剂的活性,对催化剂进行了XRD和H2-TPR表征.结果表明,750℃焙烧后的载体中的主要物相是尖晶石LiMn2O4.活性测试结果显示,载体LiMn2O4对CO催...