2022年, 第30卷, 第10期　刊出日期：2022-10-15

  

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综述与展望
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  硫酸钙晶须的调控与应用研究进展

  郭静静, 路瑞玲, 薛甜, 白佳乐, 李雪礼, 张琰图

  工业催化. 2022, 30(10): 1-8. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.001

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  硫酸钙晶须是以石膏或工业副产品为原料经特定工艺及配方合成的硫酸钙纤维状单晶体,具有外形完整、尺寸稳定、横截面均匀等特点,是一种具有优良特性的无机材料。由于受生产工艺或设备的影响,硫酸钙晶须的产量较低,质量较差,使硫酸钙晶须在应用上受到一定限制。介绍国内外硫酸钙晶须的制备方法及其各方法的优缺点,阐述硫酸钙晶须晶型的调控和改性的机理,并介绍硫酸钙晶须在改性、环境保护等方面的应用,为相关研究提供一些建设性的建议。

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  PEMFC铂基催化剂活性影响因素及缓解策略的研究

  陈芮, 王青春, 周小纳, 梁小龙, 张凤龙

  工业催化. 2022, 30(10): 9-15. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.002

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  铂基催化剂是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键材料之一,催化材料需具有高活性、高导电率、高稳定性、耐腐蚀等性质。目前,铂基催化剂存在耐久性差、利用率低且价格昂贵等问题,严重制约了PEMFC商业化。因此,制备高稳定性、高活性、成本低的催化剂成为研究重点。综述关于提升铂基催化剂催化活性的两个方向,一是对碳载体改性处理,从而提升电催化性能;二是负载单一类金属、双金属和金属化合物等,提升电催化性能。阐述铂基催化剂在催化过程中提升催化活性的研究与应用,提升催化活性可从两方面同时入手,通过改变催化剂组分以及载体特性以达到更好的催化效果,在提升催化活性的同时,降低铂含量,形成经济、稳定的燃料电池催化剂。

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  重金属污染土壤修复技术研究进展

  刘海华, 张倩, 李瑞娟, 马宁

  工业催化. 2022, 30(10): 16-20. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.003

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  重金属污染是一个全球性的环境问题,对人类生命构成严重威胁。消除环境中的重金属污染物大多数方法受到高费用、处理时间长、地质问题等限制。金属固定化和微生物方法已被证实在处理土壤中的重金属污染物方面是切实可行的。综述了土壤重金属污染的一般状况,阐述各类修复重金属污染方法的优缺点。指出修复受污染土壤需要考虑包括修复方法、土壤污染程度、场地条件以及在不同修复阶段出现的各种可能性。

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  多孔氧化铝制备及应用

  李书森

  工业催化. 2022, 30(10): 21-26. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.004

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  介绍制备多孔氧化铝的3种方法,即固相合成法、液相合成法和气相合成法;比较不同方法制备的氧化铝的理化性能如粒径、比表面积、分散性。多孔氧化铝因其优异的理化性能,在基建、吸附、催化、光学及医药领域均显示出良好的应用前景。

催化剂制备与研究
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  与微反应器一体化的费托合成Fe系催化剂基体的碱腐蚀制备研究

  王彦谦, 任世杰, 王远洋

  工业催化. 2022, 30(10): 35-40. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.006

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  熔融KOH因更高的腐蚀温度和100%的浓度,腐蚀率达KOH溶液的56.15~790.77倍。以碳20材质和20 g·(5根)^-1的KOH用量于500 ℃腐蚀3 h的最优参数制备的费托合成Fe系催化剂基体钢管达最高10.28%的腐蚀率;其表面残留少量KOH,呈现很多不规则粗糙微坑和大量孔隙。碳20材质因含碳较316L和304更易被腐蚀,越多的KOH用量和越高腐蚀温度越易获得高腐蚀率,腐蚀5 h则形成严重的钝化膜降低腐蚀率。

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  钒钛基脱硝催化剂的热稳定性研究

  黄力, 岳彦伟, 纵宇浩, 李金珂, 高义博, 王虎, 韩沛

  工业催化. 2022, 30(10): 41-46. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.007

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  分别制备V-Mo/Ti和V-W/Ti脱硝催化剂,并对两种催化剂进行650 ℃热处理。采用XRD、N₂吸附-脱附、H₂-TPR、UV-vis、NH₃-TPD和O₂-TPD表征分析各催化剂的物理化学性能,并考察催化剂热处理前后脱硝性能的变化。结果显示,650 ℃热处理没有改变钒钛基催化剂的晶型,但会导致催化剂比表面积和孔容下降。热处理后,催化剂的还原性能、酸性、化学吸附氧含量均有不同程度的下降,造成催化剂脱硝活性降低。相比V-Mo/Ti催化剂,V-W/Ti催化剂受热处理的影响相对较低。因此,V-W/Ti-T催化剂的脱硝性能优于V-Mo/Ti-T催化剂,即V-W/Ti催化剂的热稳定性强于V-Mo/Ti催化剂。

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  超声波辅助合成金属有机骨架化合物Cu-BTC及其吸附脱硫性能

  李平, 王葶

  工业催化. 2022, 30(10): 47-51. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.008

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  以超声波辅助-水热法合成金属有机骨架化合物Cu-BTC,采用XRD、SEM、BET、FT-IR、EDS等技术对样品进行表征分析。表征结果显示,合成的材料Cu-BTC呈现八面体结构,结晶度高,属于微孔材料。通过吸附脱除模拟油(正辛烷-二苯并噻吩)中的硫化物-二苯并噻吩,评价其吸附脱硫性能。采用溶剂洗脱法再生吸附样品,使用3次后仍保持85.46%的脱硫率,说明通过超声波辅助水热合成的金属有机骨架化合物Cu-BTC在吸附脱硫方面具有良好的应用前景。

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  球磨法合成高比表面积的α-Al₂O₃载体在CO氧化偶联反应中的应用

  杨林, 潘振栋, 王冬娥, 马怀军, 曲炜, 田志坚

  工业催化. 2022, 30(10): 52-57. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.009

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  以γ-AlOOH为原料,采用球磨法制备得到α-Al₂O₃载体,与传统焙烧法制备的α-Al₂O₃载体相比,比表面积更大,达到70.7 m²·g^-1。通过浸渍法制得Pd/α-Al₂O₃催化剂,采用XRD、氮气物理吸附、NH₃-TPD、H₂-化学吸附、TEM等方法对载体和催化剂进行表征,并在CO氧化偶联反应中对催化剂的催化活性进行评价。结果表明,制备的Pd/α-Al₂O₃催化剂在CO氧化偶联反应中具有出色的催化活性,草酸二甲酯时空收率达到2 175 g·(L·h)^-1。

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  热风分布板对喷雾干燥塔气流分布的影响

  赵连鸿, 白吉云, 刘涛, 汪毅, 滕秋霞, 田玉民, 吕鹏刚, 姜健

  工业催化. 2022, 30(10): 58-64. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.010

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  针对催化裂化催化剂喷雾干燥过程,建立100 kg·h^-1单喷枪压力式喷雾干燥塔模型,对不同塔体结构下干燥塔内热风分布规律进行模拟研究,并考察热风出口位置对干燥塔内温度分布、速率分布以及气流运动轨迹的影响。结果表明,干燥塔内未设置热风分布板,热空气呈旋流下降状态,喷枪下游存在明显低温区,流场分布均匀性相对较差;设置两层开孔均匀的热风分布板,热空气呈竖直向下运动状态,温度呈梯度分布,流场分布均匀性较好;设置两层中央开孔的热风分布板,热气流呈集中分布状态,喷枪附近气流速率和温度分布呈现中间高、四周低的趋势;调整出风烟道上的出风口位置对干燥塔内流场分布存在显著影响。

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  FCC催化剂焙烧炉节能技术研究

  高妍, 沈延顺, 张帆, 郭中山

  工业催化. 2022, 30(10): 65-68. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.011

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  建立电焙烧炉热效率计算模型,分析电焙烧炉的引风量、操作压力、密封结构等因素对热效率的影响,通过炉膛外表面喷涂阻隔性保温涂料的方法,降低炉膛热损失。运行结果表明,模型计算结果与运行结果吻合,偏差不超过2.5%,通过操作参数及设备结构的优化,焙烧炉热效率由原来的81.7%提高到85.7%,年节约运行成本21.05万元,经济效益良好。

精细化工与催化
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  石墨烯基氮掺杂层级孔碳负载钯及其PTA加氢精制应用

  殷迪, 郑晴, 张晓利, 卞雯, 杨叶伟, 何观伟

  工业催化. 2022, 30(10): 69-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.10.012

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  以氧化石墨烯为结构导向剂,间苯二酚-甲醛-三聚氰胺为前驱体,其中三聚氰胺为氮源,经溶胶-凝胶法及炭化制备得到厚度均一可控、氮含量可调的三维堆叠石墨烯基氮掺杂层级孔碳纳米片(NCNS),负载Pd后的Pd/NCNS催化剂用于PTA加氢精制。与商用Pd/C催化剂相比,制备的Pd/NCNS催化剂表现出更高的活性,这可归因于其较短的扩散通道、氮掺杂及其所致的高Pd分散度。