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F-T合成校正综合动力学模型

滕波涛 , 常杰 , 万海军 , 鲁继青 , 郑绍成 , 刘亚 , 刘颖 , 郭小惠

催化学报

考虑了烯烃、醇与酸的再吸附及其非本征效应(烯烃、醇与酸在催化剂孔道中的扩散作用、物理吸附及溶解度效应)对产物分布的影响,推导了基于详细反应机理的亚甲基插入的烷基机理F-T合成校正综合动力学模型.利用文献数据对动力学模型进行了回归,获得了与文献报道结果相一致的动力学参数.由校正动力学模型计算的烷烃、烯烃、醇与酸产物分布及烯烃比、醇烃比及酸烃比与实验数据较好地吻合.动力学计算结果表明,在铁锰催化剂上,烷烃、烯烃、醇与酸生成的反应是平行竞争反应,烯烃、醇与酸在催化剂表面的再吸附及二次反应导致产物分布偏离了ASF分布.动力学研究还表明,相同碳数的醇与酸产物在催化剂表面上再吸附及二次反应的机会比相同碳数的烯烃大.通过比较相同碳数的烯烃、醇与酸的分子体积及沸点,指出了在铁锰催化剂上,低碳数的烯烃、醇与酸的再吸附及二次反应对产物分布影响的非本征效应中,烯烃、醇与酸的扩散阻力不是主导效应.

关键词: 费托合成 , 动力学模型 , 产物分布 , , 含氧化合物

CuO/SBA-15催化剂上巴豆醛选择性加氢

王月娟 , 王雪俐 , 谢冠群 , 鲁继青 , 金炜阳 , 刘西敬 , 罗孟飞

催化学报

通过γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)偶联与Cu2+离子络合两步法将CuO负载到介孔分子筛SBA-15上,制得CuO/SBA-15催化剂,考察了催化剂的巴豆醛选择性加氢反应性能. 通过X射线粉末衍射、氮气吸脱附和程序升温还原(TPR)技术对催化剂进行了表征. 结果表明, SBA-15分子筛负载CuO后保持原有的介孔结构,但是孔容和比面表积随着CuO负载量的增大而下降. TPR结果表明CuO/SBA-15系列催化剂有三种CuO物种: 高分散CuO、晶相CuO和进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+. 高分散CuO物种对巴豆醛加氢反应的催化活性最高,晶相CuO物种次之,而进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+物种几乎没有活性.

关键词: 氧化铜 , SBA-15分子筛 , 巴豆醛 , 加氢 , γ-氨丙基三甲氧基硅烷

Y2O3涂层负载Pd整体式催化剂的制备和催化性能

金凌云 , 何迈 , 鲁继青 , 贾爱平 , 苏孝文 , 罗孟飞

催化学报

以Y(NO3)3为前驱体制备了Y2O3涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体. 扫描电子显微镜、X射线能谱和超声波振荡等表征结果表明, Y2O3涂层不但具有良好的抗振荡性和粘结强度,而且具有很强的吸附催化剂活性组分(H2PdCl4)的能力,适合制备负载型Pd催化剂. 以甲苯和乙酸乙酯完全燃烧为模型反应考察了催化剂的活性,发现以Y2O3涂层堇青石蜂窝陶瓷为载体的整体式Pd/Y2O3催化剂具有良好的催化活性和热稳定性,甲苯和乙酸乙酯催化燃烧的T99 分别为210和300 ℃;催化剂经900 ℃焙烧 4 h 后, T99 仅提高20 ℃, 表明催化剂具有很高的热稳定性. 催化剂的X射线衍射、拉曼光谱和程序升温还原结果表明, Pd/Y2O3催化剂经低温焙烧时, Y2O3和PdO均高度分散在堇青石蜂窝陶瓷的表面,而高温焙烧使催化剂活性组分PdO晶粒增大,从而导致催化剂活性下降.

关键词: 氧化钇涂层 , 堇青石整体式催化剂 , , 甲苯 , 乙酸乙酯 , 催化燃烧

介孔Al2O3负载PdO催化甲烷燃烧反应性能

王月娟 , 郭美娜 , 鲁继青 , 罗孟飞

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10506

采用浸渍法制备了介孔Al2O3 (M-Al2O3)负载PdO催化剂,考察了其催化CH4燃烧反应性能.结果表明,以M-Al2O3为载体的PdO催化剂活性比普通Al2O3载体高得多,这很可能与M-Al2O3的孔道结构对PdO物种的限域作用有关.随着PdO/M-Al2O3催化剂焙烧温度的升高,甲烷催化燃烧活性先增加后降低,其中700℃焙烧的催化剂活性最高,400℃反应时CH4转化率为91%.此时Pd物种主要以PdO颗粒形式高度分散在载体的介孔孔道内,而高温焙烧时,Pd物种主要以Pd和PdO的混合晶相存在.尽管900℃焙烧制得的催化剂上CH4的转化率降低,但TOF值最大,这可能与该催化剂中同时存在金属Pd和PdO有关.

关键词: 介孔氧化铝 , , 甲烷 , 催化燃烧 , 活性位

载体对负载型金催化剂上甲醛催化氧化的影响

李洪芳 , 刘雪松 , 郭存霞 , 刘统 , 罗孟飞 , 鲁继青

催化学报

采用沉积.沉淀法和氨水络合法制备了Al_2O_3,TiO_2,CeO_2和SiO_2负载的纳米金催化剂,利用元素分析、x射线衍射、氮气物理吸附、程序升温还原、透射电镜和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征,并考察了其低温催化甲醛氧化活性.结果表明,Au/CeO_2的催化性能最佳,在40℃时甲醛转化率仍能保持在80%以上.催化剂的活性同时受Au的化学状态和载体性质的影响.Au/CeO_2催化剂较高的低温活性可能与离子态的Au物种有关,同时AuxCe_(1-x)O_(2-δ)固溶体的形成产生了大量的氧缺位,提高了氧的活化能力,也有助于提高催化剂的低温活性.

关键词: , 负载型催化剂 , 甲醛 , 低温氧化 , 金.铈固溶体

还原温度对Ir/ZrO2催化剂上巴豆醛选择性加氢的影响

朱琳 , 鲁继青 , 谢冠群 , 陈萍 , 罗孟飞

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2012.10919

采用浸渍法制备了负载型Ir/ZrO2催化剂,详细考察了H2还原温度对Ir/ZrO2催化剂上气相巴豆醛选择性加氢反应性能的影响.结果表明,随着还原温度的升高,Ir/ZrO2催化剂上巴豆醛转化率和巴豆醇选择性均先升后降,400℃下还原时,Ir/ZrO2催化剂性能最佳,巴豆醛转化率和巴豆醇选择性分别达32.2%和74.3%.X射线光电子能谱结果表明,催化剂表面系Ir0和Ir3+共存,且随着还原温度的升高,Ir0的比例逐渐增加,至600℃时,表面Ir物种大部分以Ir0存在.NH3程序升温脱附结果表明,随着还原温度的升高,催化剂表面Lewis酸中心的数目减少,强度下降.这是由于催化剂中C1含量下降所致.Ir0和Ir3+共存和中等强度的表面Lewis酸中心有利于提高巴豆醇选择性.

关键词: , 氧化锆 , 负载型催化剂 , 巴豆醛 , 选择性加氢 , 巴豆醇 , Lewis酸

不同晶相TiO2负载Au催化剂用于巴豆醛选择性加氢

谢冠群 , 刘西敬 , 陶丽萍 , 鲁继青 , 罗孟飞 , 李小年

催化学报

以不同晶相的TiO2为载体,利用沉积.沉淀法制备了Au/TiO2催化剂,并将其用于巴豆醛选择性加氢反应,考察了TiO2晶相和还原温度对Au/TiO2催化剂性能的影响.结果表明,锐钛矿比金红石更有利于提高巴豆醇选择性,而复合相TiO2载体既可增加Au的催化活性,又可提高巴豆醇选择性.此外,高温还原能促进Au/TiO2催化剂对C=O的选择性加氢,当还原温度为500℃时,产物中巴豆醇是丁醛的2.7倍.

关键词: , 二氧化钛 , 负载犁催化剂 , 巴豆醛 , 选择性加氢 , 巴豆醇 , 晶相转化

丙烯、氧气和环氧丙烷在Cu-NaCl/SiO2催化剂上吸附的红外光谱研究

鲁继青 , 吴自力 , 罗孟飞 , 李灿

催化学报

用红外光谱法研究了丙烯、丙烯/氧气混合气以及环氧丙烷(PO)在Cu-NaCl/SiO2催化剂上的吸附. 结果表明,丙烯在载体和催化剂上的吸附是完全可逆的. 丙烯和氧气在催化剂上共吸附后生成了丙烯醛,未观察到环氧丙烷(PO)生成. PO在载体和未还原催化剂上的吸附行为表明,PO与载体的硅羟基有强相互作用,PO发生开环反应生成开环物种. 而PO在还原态催化剂上的吸附行为较复杂,可能生成了酮类化合物.

关键词: 丙烯 , 环氧化 , 环氧丙烷 , , 氧化硅 , 负载型催化剂 , 吸附 , 红外光谱

高比表面积纳米CeO_2的制备

郭存霞 , 王月娟 , 金炜阳 , 罗孟飞 , 鲁继青

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.06.022

采用模板法制备高比表面积纳米CeO_2. 详细考察了铈盐和NaOH滴加速度、晶化时间和温度、铈盐种类、表面活性剂用量等对CeO_2比表面、晶粒尺寸的影响. 结果表明, 当CeCl_3加入速度=2.5 ml·min~(-1)、 NaOH加入速度=3 ml·min-1、晶化温度=90 ℃、晶化时间=24 h、 CeCl3∶ C_(12)H_(25)SO_4Na∶ NaOH∶ H2O=1∶ 2.7∶ 7.3∶ 1100(摩尔比)、焙烧温度=200 ℃时, CeO_2的比表面积和晶粒尺寸分别为457 m~2·g~(-1)和2.0 nm. 这种高比表面纳米CeO_2与常规CeO_2相比, 具有独特的物理、化学性质, 有望成为一种应用广泛的新型材料.

关键词: 高比表面 , 纳米 , 二氧化铈

OMS-2的制备及其负载PdO对CO氧化的催化活性

刘雪松 , 鲁继青 , 王晓霞 , 罗孟飞

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2010.90730

以MnSO_4和KMnO_4为前驱体,采用回流法在酸性介质中合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2).以OMS-2为载体采用浸渍法制备了PdO/OMS-2催化剂,并对催化剂进行了表征和CO氧化活性测试.结果表明,OMS-2为纳米棒结构,是典型的隐钾锰矿(cryptomelane)结构.当PdO负载量≤1.0%时,PdO以高分散的形式存在,而更高负载量时形成PdO晶相.当PdO负载量为2.5%时,PdO/OMS-2催化剂上CO氧化反应活性最高,CO完伞转化温度为80℃.催化剂中高分散的PdO和高价态的Pd物种是反应的活性中心.

关键词: 氧化锰八面体分子筛 , 氧化钯 , 负载型催化剂 , 一氧化碳 , 催化氧化 , 二氧化碳

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