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制备方法对双介孔钴基催化剂结构及其费-托反应性能的影响

王俊刚 , 李德宝 , 侯博 , 贾丽涛 , 贾利宏 , 志强 , 刘斌 , 郭金刚 , 任润厚 ,

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2011.01003

以双介孔分布MCM-41分子筛为载体,采用等体积浸渍、氨水气相诱导水解和过量浸渍法制备了费-托合成钴摹催化剂,并考察了它们的孔结构、活性物种分布及费-托合成催化性能.结粜表明,采用等体积浸渍法和氨水气相诱导水解法制备的催化剂都保持了较好的双介孔特性,Co颗粒人部分位于分子筛的孔道内部.过量浸渍法和等体积浸渍法制备的催化剂上Co物种的还原度和分散度均较高,尤其后者上Co分散度更高,因而具有较低的CH4选择性和较高的C5+选择性.

关键词: 双介孔 , MCM-41分子筛 , 制备方法 , 钻基催化剂 , 费-托合成

ZrO2助剂对费-托合成Co/SiO2催化剂失活过程中结构变化的影响

常杰 , 陈建刚 , 滕波涛 , 相宏伟 , 李永旺 , , 刘涛 , 谢亚宁 , 张静 , 胡天斗

催化学报

采用X射线衍射和X射线吸收精细结构表征手段对ZrO2改性前后的Co/SiO2催化剂在费-托合成过程中因结构变化而失活进行了研究. 不同失活程度的催化剂通过在常压微型固定床反应器中调节反应环境分压比p(H2O)/p(H2)进行的一系列模型实验来获得. 结果表明,Co0晶粒的氧化和长大均可导致Co/SiO2催化剂失活,在高的水分压条件下,氧化是主要的失活原因. 在相同条件下,经ZrO2改性的Co/SiO2催化剂的失活可以得到明显抑制,催化剂稳定性显著提高.

关键词: , 二氧化硅 , 负载型催化剂 , 氧化锆 , 助剂 , 费-托合成 , 失活

三嵌段共聚物合成SiO2中孔材料的制备化学

继红 , 范文浩 , 章斌 , 吴东 , , 杨年华 , 周建伟 , 岳勇

无机材料学报

采用溶胶一凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,添加聚氧乙烯醚(PEO)一聚氧丙烯醚(PPO)一聚氧乙烯醚(PEO)共聚物为模板剂制备结构可控的SiO中孔材料,通过BET、TG/DTA、FT-IR、29SiNMR等分析手段,考察了不同条件下溶胶一凝胶制备化学及其热处理对SiO中孔材料结构性质的影响规律和内在本质.结果表明:通过调节聚合度和添加量以及溶胶老化时间,可以对SiO中孔材料织构性质进行有效的调控;同时由于该共聚物在不同气氛温度下的脱除机理不同,从而对材料的结构性质影响也有所不同;经真空热处理后,SiO中孔材料柔性骨架得到加强,孔分布更趋集中.

关键词: SiO2中孔材料 , null , null , null

Co/ZrO2/SiO2催化剂上费-托合成反应动力学研究Ⅰ. 反应途径分析

常杰 , 滕波涛 , 白亮 , 张荣乐 , 陈建刚 , 徐元源 , 相宏伟 , 李永旺 ,

催化学报

采用单位键指标-二次指数势(UBI-QEP)方法对模型催化剂Co(0001)晶面进行了费-托(F-T)合成反应的反应能学分析,发现以不含氧的CxHy,s 作为中间体的表面碳化物机理在能量上较为合理,而CH2,s 作为链增长单体的链增长方式是能量上最有利的F-T合成反应途径. 在Co/ZrO2/SiO2催化剂上的非稳态实验研究中发现,在F-T合成的操作温度范围内,H2O的生成是主要的表面O的移去方式; CO解离和表面碳物种Cs加氢可能是F-T合成中的重要速控步骤; 链增长过程是F-T合成反应中较快的基元反应步骤; 甲烷的生成具有多种不同活性的表面前驱体,导致生成的甲烷严重偏离经典的ASF分布规律. 结合F-T合成表面反应的研究结果,初步确定了F-T合成动力学研究中需要考虑的机理模型的范围是以CO解离和表面碳物种Cs加氢为速控步骤,以CH2,s 插入为链增长途径的表面碳化物机理. 该结果缩小了待选动力学模型的范围.

关键词: 钴基催化剂 , 费-托合成 , 反应动力学 , 反应途径 , 反应能学分析 , 非稳态实验

锰和镧改性Cu/ZrO2合成甲醇催化剂的结构及催化性能

林明桂 , 杨成 , 吴贵升 , 魏伟 , 李文怀 , 单永奎 , , 何鸣元

催化学报

考察了锰和镧助剂对Cu/ZrO2催化剂上CO加氢合成甲醇反应性能的影响,并通过BET,XRD,TPR,H2-TPD和CO-TPD等手段对催化剂的结构及吸附-脱附性能进行了研究.结果表明,锰和镧两种助剂均能有效地提高催化剂的活性,同时引入两种助剂时可使催化剂的活性进一步提高,表现出较强的协同效应.一方面,锰的加入可使催化剂各组分的相互作用增强,特别是铜锰复合物的形成可有效地促进活性组分的分散,防止催化剂的烧结; 另一方面,镧助剂的引入进一步增强了铜锆在界面的相互作用,稳定了催化剂的活性中心,有利于吸附物种在两者之间发生溢流.

关键词: , 氧化锆 , 负载型催化剂 , , , 助剂 , 协同作用 , 甲醇合成

合成气制混合醇双功能催化研究进展

肖康 , 鲍正洪 , 齐行振 , 王新星 , 钟良枢 , 房克功 , 林明桂 ,

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(11)60496-8

混合醇合成要求催化剂具备至少两类活性中心,一类用于解离吸附CO以生成烷基链,另一类用于非解离吸附CO以使烷基链含氧化生成醇.两类中心通过协同作用共同构成混合醇合成所需的双活性中心.简要综述了近年来合成气制混合醇过程中涉及的双功能催化研究进展,并以几类典型的催化剂体系为例,从双活性中心的构筑、典型的双活性中心结构、反应过程中双活中心结构的演变等方面进行了阐述.混合醇催化剂的研发应从纳米尺度上对催化剂进行设计,使催化剂表面具有足够多的双活性中心,并设法稳定催化剂的双活性中心结构.

关键词: 混合醇 , 一氧化碳加氢 , 合成气 , 双功能催化 , 双活性中心

Co/ZrO2/SiO2催化剂费-托合成反应动力学研究Ⅱ. 动力学模型的构建和回归

常杰 , 滕波涛 , 白亮 , 陈建刚 , 张荣乐 , 徐元源 , 相宏伟 , 李永旺 ,

催化学报

在典型的Co系催化剂工业操作条件范围(T=473~503 K,p=1.5~4.0 MPa, H2/CO体积比=1.0~3.0)内,采用等温积分固定床反应器对Co/ZrO2/SiO2催化剂进行了F-T合成反应动力学研究. 依据详细可靠的基元反应机理,按照Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson动力学推导方法,获得了Co系催化剂上基于详细反应机理的动力学模型. 通过动力学实验数据的回归分析,发现基于COs直接解离并以烷基为链增长中间体的表面碳物种机理的动力学模型可以较好地描述Co/ZrO2/SiO2催化剂上的F-T合成反应结果,该模型可自洽地描述F-T合成过程中的合成气消耗和烃产物分布状况,且获得的反应活化能等关键动力学参数与文献报道的理论结果基本一致.

关键词: 钴基催化剂 , 费-托合成 , 反应动力学 , 动力学模型

碳酸二甲酯法合成1,5-萘二氨基甲酸甲酯的反应机理

肖福魁 , 张德胜 , 董庆年 , 温冬梅 , 潘玲 , 焦立平 , 魏伟 ,

催化学报

应用红外光谱技术研究了在乙酸锌催化作用下1,5-萘二胺与碳酸二甲酯甲氧基羰基化反应机理.结果表明,二水合乙酸锌只有失去两个结晶水变成无水乙酸锌后才能产生催化活性.无水乙酸锌与1,5-萘二胺形成一个新的配位络合物,该配位络合物是一个适宜的亲核试剂,能与碳酸二甲酯进行亲核反应,生成1,5-萘二胺的甲氧基羰基化产物.在无水乙酸锌与1,5-萘二胺形成配位络合物的过程中,无水乙酸锌的结构从双齿型转变成单齿型.

关键词: 1,5-萘二氨基甲酸甲酯 , 乙酸锌 , 1,5-萘二胺 , 碳酸二甲酯 , 反应机理

活性炭纤维(ACF)吸附二硫化碳(CS2)的研究

谢遵园 , 李军平 , 赵宁 , 王峰 , 彭伟才 , 毛博阳 , 肖福魁 , 魏伟 ,

新型炭材料

研究了商用活性炭纤维(Activated carbonf fiber-ACF)对二硫化碳(Carbon disulfide-CS2)的吸附件能,并与活性炭(Activated carbon-AC)、沸石吸附CS2的性能做了对比.重点考察了CS2浓度、吸附气流量、湿度和ACF含水量对CS2在ACF上吸附性能的影响.结果表明:相对于AC、沸石,ACF对CS2的吸附快、吸附率高,达46.5%;CS2浓度、吸附气流量增加,穿透点前移;湿度和含水量上升会明显降低ACF对CS2的吸附性能,当湿度升至65%时,吸附时间缩短28.6%;当含水量为质量分数45%时,穿透时间提前42.9%;当含水量增至质量分数60%时,CS2迅速穿透,ACF几乎不能再吸附CS2.

关键词: 二硫化碳 , 活性炭纤维 , 吸附 , 穿透曲线 , 穿透时间

pH值对Co/SiO2催化剂还原性能的影响

高海燕 , 杨文书 , 相宏伟 , 李永旺 , , 刘涛 , 谢亚宁 , 张静 , 胡天斗

催化学报

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(673 K)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.

关键词: , 硅胶 , 负载型催化剂 , 还原性 , pH值

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