胡基业
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刘晓钰
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范义秋
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谢颂海
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裴燕
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乔明华
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范康年
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张晓昕
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宗保宁
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60543-9
以骨架NiMo以及与氧化物物理混合,考察了其在连续固定床反应器中无外加氢气条件下的丙三醇一锅法重整一氢解制1,2-丙二醇(1,2-PDO)的性能.研究发现,骨架NiMo自身催化活性高,但对1,2-PDO的选择性一般.当将其与MgO,SiO2,A12O3,HZSM-5,TiO2,ZrO2或CeO2机械混合时,丙三醇转化率和1,2-PDO选择性均发生下降.但当与ZnO物理混合时,催化活性和选择性均有所提高,1,2-PDO得率可达52.0％,优于贵金属催化剂在该一锅法反应中得到的结果.物理混合的ZnO与骨架NiMo之间这种独特的协同作用,归因于重整过程中产生的CO2在ZnO上发生化学吸附,原位增强了ZnO的路易斯酸性.这不仅促进了丙三醇在ZnO上脱水生成中间产物丙酮醇,也促进了丙酮醇在骨架NiMo上加氢生成1,2-PDO.
关键词:
丙三醇
,
氢解
,
氧化锌
,
镍
,
钼
,
协同效应
褚娴文
,
刘俊
,
乔明华
,
庄继华
,
范康年
,
张晓昕
,
宗保宁
催化学报
以猝冷法制备了三元Ni47.8Mo2.2Al50合金,经碱处理活化抽Al及SnCl2修饰,得到了Sn修饰的猝冷骨架Ni-Mo催化剂(RQSnxNiMo).结果表明,Sn的修饰对催化剂的组成、织构、结构及表面活性位均有显著的影响.将该催化剂应用于乙二醇液相重整反应中,发现Sn的加入使H2选择性大幅度提高.在RQ Sn10NiMo催化剂上,在乙二醇高转化率下,H2选择性达到98.7%,且有效抑制了烷烃的生成.结合催化剂的表征及反应动力学结果,讨论了Sn对猝冷骨架NiMo催化剂的修饰作用.
关键词:
猝冷合金
,
镍
,
钼
,
锡
,
乙二醇
,
液相重整
,
制氢
张炳森
,
郑爱国
,
潘晓丽
,
牛一鸣
,
张晓昕
,
苏党生
,
宗保宁
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60925-1
雷尼镍型催化剂以其优越的电、磁、机械及化学等性能而广泛应用于石油化工领域。该类催化剂通常使用急冷法制备,以获得亚稳态均匀的非晶或纳米晶合金结构。例如急冷镍铝合金在一些不饱和有机化合物加氢反应中展现了卓越性能。通过引入杂原子,可调控其活性、抗酸性和磁性等,如铁掺杂可以增加磁性,满足磁分离技术和磁稳定床的需求；耐腐蚀铬的加入能够使催化剂适应酸性反应体系。热稳定性和比表面积调控对提高雷尼镍型催化剂的性能起重要作用,而这些取决于材料的相组成、晶粒尺寸、孔径分布和杂原子引入等微观结构。因此,精细结构解析对急冷镍铝基催化剂活性、选择性和转化率的研究起重要作用。 Devred等通过真空传递样品台在透射和高分辨模式中研究了雷尼镍型催化剂的结构,并与其性能关联。除此,关于此类材料精细结构解析的文献很少。主要原因是此类催化剂在空气中易燃烧,不易得到其真实的微结构特征。此外,磁性对利用透射电子显微镜原子级别探索其微观结构也有很大影响。基于X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对雷尼镍型催化剂的研究,利用先进电子显微学探索其精细结构是非常重要的研究方向。本文借助真空传递样品台,使用电子显微术和电子能量损失谱探索铁铬掺杂急冷镍铝合金催化剂的微结构,揭示了催化剂真实结构,并详细对比分析了原始、燃烧及钝化处理催化剂的结构特征。该工作将为研究急冷镍铝基催化剂“合成-结构-性能”关系提供真实的结构特征信息。利用真空传递样品台,我们通过选区电子衍射(SAED)和XRD确定了铁铬掺杂镍铝合金是由Ni2Al3和Ni组成。扫描透射模式中, X射线能谱(EDS)元素面扫显示Fe, Ni, Cr, Al和O元素均匀分布于催化剂中,并确定了其成分比例。样品中氧的存在是由于存放样品时少量镍被氧化,高分辨解析也进一步证实了样品中有少量氧化镍。高分辨分析也给出催化剂中Ni和Ni2Al3的分布,大部分Ni分布在表面, Ni2Al3在样品中起骨架作用。电子能量损失谱揭示Ni和Fe的存在形式为金属态,而Cr为氧化物。进一步对比分析了原始、燃烧和钝化的铁铬掺杂镍铝催化剂的微结构。结果表明,燃烧后的催化剂结构发生巨大变化,含有大量氧化镍,原始结构完全被破坏。但经过钝化处理样品的体相微结构未发生变化,颗粒尺寸、组成元素分布和体相相组成与原始催化剂相同,表面有一层氧化镍生成。钝化使得表面生成氧化镍层,可保护样品不被进一步氧化。对其微结构解析中发现大颗粒中铝含量高,说明碱提取铝过程中不完全,如果调控合成颗粒尺寸分布均一的催化剂,将会增加催化剂中的活性组分,提高其性能。综上所述,对比分析原始、燃烧和钝化样品的精细结构表明,利用真空传递样品台可以揭示铁铬掺杂急冷镍铝催化剂的真实结构；钝化处理样品的体相结构分析可以代表原始催化剂元素分布、体相相组成及颗粒尺寸分布等特征。这些微结构特征解析将有助于进一步研究催化反应机制和理解反应路径等。本文为分析易氧化和具有磁性的催化剂提供了微结构解析方法,如果能够用此方法对比分析反应前后催化剂的微结构,将对设计合成高性能催化剂提供重要依据。
关键词:
镍铝基催化剂
,
电子显微学
,
光谱学
,
真空传递样品杆
,
微结构
宗保宁
,
孟祥堃
,
慕旭宏
,
张晓昕
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60476-2
介绍了磁稳定床反应器在国际上的首次工业应用,它集成了浆态床、固定床、移动床和流化床等反应器的优点.通过调整线圈间距、在反应器内设置磁隔栅构件,实现了均匀磁场的放大；绘制出磁稳定床反应器链式操作相图.将非晶态Ni优异的加氢性能和磁性与磁稳定床反应器反应过程强化性能相结合,实现了在己内酰胺加氢精制过程的工业应用,并建成5套20～40万吨/年工业装置.磁性催化剂与磁稳定床反应器相结合,强化了甲烷化、乙炔选择性加氢和烯烃叠合等反应过程,形成了新技术生长点.
关键词:
磁稳定床
,
磁性催化剂
,
选择性加氢
,
一氧化碳甲烷化
,
烯烃叠合
,
工业化
宗保宁
,
慕旭宏
,
张晓昕
,
孟祥堃
,
乔明华
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60486-5
Raney Ni催化剂是石油化学工业用量最大的催化剂之一,通过急冷技术将其晶态结构转变为非晶态结构,能够提高加氢活性.但非晶态合金热稳定性差、比表面积小限制了这类催化材料的工业应用,通过加入少量稀土元素,使非晶态Ni晶化温度提高200K以上;通过加入Al再碱抽Al,使非晶态Ni比表面积增加100倍以上;通过加入功能助剂调节非晶态Ni的加氢选择性、增加抗酸碱腐蚀性和磁性,从而形成了系列非晶态Ni加氢催化剂(商品名为SRNA).其中,SRNA-1用于药物中间体加氢;SRNA-2用于葡萄糖加氢制山梨醇;SRNA-3用于汽、柴油吸附脱硫;SRNA-4用于己内酰胺加氢精制;SRNA-5用于苯甲酸加氢中替代Pd/C催化剂,使后者的用量减少了50％.
关键词:
非晶态合金
,
骨架镍
,
加氢
,
脱硫
,
工业化
