林敬东
,
廖代伟
,
张鸿斌
,
万惠霖
,
蔡启瑞
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91210
氘反同位素效应是合理阐明过渡金属催化剂上氨合成催化反应机理的重要实验依据之一.在N_2/H_2(或D_2)体积比1/3,0.2MPa,633～733K和GHSV=24 000或12 000h~(-1)的条件下,检测到了Ru基(纯Ru,Ru/γ-Al_2O_3,K-Ru/γ-Al_2O_3,Ru/MgO,K-Ru/MgO和Ba-Ru/MgO)和Fe基(纯Fe和A110-3)催化剂上强的氘反同位素效应(r_D/r_H)≈2),其数值随催化剂和反应温度的变化而变化.这可能是动力学同位素效应与热力学同位素效应二者相互强竞争的结果.
关键词:
合成氨
,
氘反同位素效应
,
钌基催化剂
,
铁基催化剂
,
氢助解离
,
解离式机理
,
缔合式机理
董昆明
,
武小满
,
林国栋
,
张鸿斌
催化学报
以多壁碳纳米管(CNT)为载体制备了负载型Mo-Co/CNT,并将其用于噻吩HDS反应. 结果表明,在n(C4H4S)/n(H2)= 2.3/97.7, GHSV=2?200 ml/(g·h),p=0.1 MPa和T=623 K的条件下,在7.2%(Mo-Co)/CNT催化剂上,噻吩HDS的比反应速率可达到0.64·10-3s-1,分别是9.7%(Mo-Co)/γ-Al2O3和16.9%(Mo-Co)/AC催化剂上的1.68和2.28倍. 对比研究结果表明,用CNT代替γ-Al2O3或AC并不引起催化剂上噻吩HDS反应的表观活化能发生明显变化. 与Mo-Co/γ-Al2O3或Mo-Co/AC催化剂相比,一方面,Mo-Co/CNT催化剂更易在较低温度下还原活化,并导致工作态催化剂表层活性Mo物种(Mo4+)在总Mo量中所占比例明显提高; 另一方面,Mo-Co/CNT催化剂对H2具有更强的吸附和活化能力. 这两个因素对提高催化剂活性都有重要贡献.
关键词:
多壁碳纳米管
,
氧化铝
,
活性炭
,
钼
,
钴
,
噻吩
,
加氢脱硫
熊智涛
,
曾金龙
,
张鸿斌
,
林国栋
,
蔡启瑞
催化学报
由H2SO4酸化的(NH4)2WO4溶液(pH=2～3)制备的W-H2SO4/HZSM-5催化剂对甲烷脱氢芳构化(DHAM)反应的催化活性比不经酸化的(NH4)2WO4溶液(pH=8～9)制备的W/HZSM-5催化剂高得多.氧化前驱态催化剂的H2-TPR研究表明,W-H2SO4/HZSM-5试样的还原所需温度比W/HZSM-5低得多;前者可还原至较低价态的W物种在负载总W量中所占比例也比后者高得多.H2-TPR及相关体系的EPR和Raman表征结果相互佐证表明,用H2SO4酸化导致负载钨酸铵前驱溶液中一些由共边正八面体配位结构单元(WO6)n-构成的聚钨酸根物种的生成;W-H2SO4/HZSM-5催化剂对DHAM反应催化活性之所以高,主要由于所负载的W前驱物种较大部分是(WO6)n-基的W物种,而非(WO4)2-基W物种;在较低温度下就可被还原,且在DHAM反应条件下有一部分可还原至较低价态W4+的(WO6)n-物种很可能是催化活性位的前驱组成部分.
关键词:
甲烷
,
非氧化脱氢芳构化
,
钨
,
硫酸
,
HZSM-5沸石
,
苯
周金梅
,
王毅
,
汤培平
,
武小满
,
林国栋
,
张鸿斌
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2005.02.001
在常压、823～873 K、流化床反应条件下,用自行研制的Ni0.5Mg0.5O催化剂,催化甲烷分解生长碳纳米管(CNTs),考察催化剂床层由固定床过渡到流化床状态的条件及其对制管过程的影响. 结果表明,在Φ 32 mm管式反应器及相应供热工况条件下,其流化床操作条件以管壁温度控制在约853 K、原料气CH4线速v为18～22 cm/s、空速GHSV为3×104～6×104 mL(STP)-CH4/(h·g)为宜;反应1.0 h,最高产率达10 g-CNTs/g,这相当于固定床将制管反应时间延长至4～5 h的产率水平. 所得CNTs产物经TEM、SEM、TPH、XRD和LRS等测试技术表征. 结果表明,其为多壁碳纳米管(MWCNTs),外管径在10～50 nm范围;纯化后的CNTs产物含碳量≥99.5%,石墨状碳含量≥90%.
关键词:
多壁碳纳米管
,
Ni-Mg-O催化剂
,
甲烷
,
流化床
,
催化化学蒸汽沉积法
周敏
,
林国栋
,
张鸿斌
催化学报
以多壁碳纳米管(CNTs)为载体制备了负载型Pt催化剂 Pt/CNTs并将其用于催化甲苯加氢脱芳(HDA)反应. 结果表明,在1.0%Pt/CNTs催化剂上,在0.4 MPa, 373 K, PhCH3/H2摩尔比=6/94和GHSV=120 L/(h·g)的反应条件下,甲苯转化率可达100%, 比反应速率为 0.052 3 mmol/(s·m2), 分别是γ-Al2O3和AC负载各自最佳Pt负载量催化剂1.4%Pt/γ-Al2O3 和2.4%Pt/AC上相应值的1.17 和 1.18倍. 甲苯加氢产物全部为甲基环己烷,其他可能的加氢产物均在气相色谱检测限以下. 催化剂的表征研究揭示,用CNTs代替γ-Al2O3或AC作为载体并不会引起所负载Pt催化剂上甲苯HDA反应的表观活化能发生明显变化. 与γ-Al2O3或AC负载的相应催化剂相比,一方面, CNTs负载的Pt催化剂易于在较低温度下还原活化,并且其工作态催化剂表面催化活性Pt物种(Pt0)所占表面Pt摩尔分率有所提高;另一方面, CNTs负载的Pt催化剂对H2具有较高的吸附/活化和储存能力. 这些促进效应对催化剂HDA活性的提高都有重要贡献.
关键词:
多壁碳纳米管
,
铂
,
负载型催化剂
,
甲苯
,
加氢脱芳
马晓明
,
林国栋
,
张鸿斌
催化学报
以自行制备的多壁碳纳米管(CNT)作为添加剂,制备共沉淀型CNT促进的Co-Mo-K硫化物基催化剂. 实验发现,与未添加CNT的催化剂相比,添加少量CNT可显著提高CO的加氢转化活性和生成低碳醇的选择性. 在5.0 MPa, 623 K, V(CO)∶V(H2)∶V(N2)=45∶45∶10, GHSV=3 600 ml/(g·h)的反应条件下, Co1Mo1K0.3-10%CNT催化剂上CO的转化率达21.6%, 相应的总醇(C1～4醇)时空产率为241.5 mg/(g·h), 产物中C2+醇/C1醇=1.39 (C基选择性比). 添加少量CNT并不会导致Co1Mo1K0.3 硫化物基催化剂上CO加氢反应表观活化能发生明显变化,但却导致工作态催化剂表面催化活性Mo物种(Mo4+)的摩尔百分率有所提高; 另一方面, CNT促进的催化剂对H2有更强的吸附活化能力,并能在相当大程度上抑制水煤气变换副反应的发生. 这些因素有利于提高催化剂的活性和选择性.
关键词:
多壁碳纳米管
,
助剂
,
钴
,
钼
,
钾
,
硫化物基催化剂
,
一氧化碳
,
加氢
,
低碳醇合成
武小满
,
李学峰
,
张鸿斌
贵金属
doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2010.03.001
通过乙二醇液相还原法将少量金属Ru沉积在碳纳米管(简称CNTs)上,TEM、XRD表征结果表明,该法明显提高了Ru在CNTs上的分散度,Ru微晶的粒径在3～4 nm.氨分解反应结果表明,采用乙二醇液相还原法在降低Ru负载量的同时还明显提高了Ru/CNTs的催化氨分解活性.在0.4 MPa、773 K、空速GHSV100%NH3 = 30 000 mL/(h·g)反应条件下,在液相还原法制备的4.2%Ru/CNTs催化剂上氨分解转化率可达48.5%,约为同条件下浸渍法所得5%Ru/CNTs的1.3倍,液相还原最佳配比5.7%Ru/γ-Al2O3的1.2倍.表观活化能测试结果显示用CNTs代替γ-Al2O3作为载体或分散相并不引起所负载Ru催化剂上NH3分解制H2反应的表观活化能发生明显变化.
关键词:
物理化学
,
钌/碳纳米管
,
液相化学还原沉积
,
氨分解制氢
