2023年, 第31卷, 第1期　刊出日期：2023-01-15

  

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综述与展望
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  分子筛在合成气催化转化中的研究进展

  张乐, 沈晓东, 段林海, 孟秀红, 高雄厚

  工业催化. 2023, 31(1): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.001

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  目前,我国原油进口量和对外依存度较高,充分利用国内相对丰富的煤炭资源并将其催化转化为液体燃料具有重要意义,其中合成气催化转化是关键环节。综述近年来合成气催化转化方面所取得的重要研究进展。通过合成气直接转化制低碳烯烃、合成气直接转化制芳烃、合成气制混合醇和合成气直接转化制液体燃料等4个方面,简述合成气催化转化领域中分子筛的拓展应用及创新性研究,并对今后合成气催化转化的发展进行展望。

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  电、光和光电催化甘油选择性氧化合成二羟基丙酮的研究进展

  邬娇娇, 徐向亚, 刘东兵, 邵芸, 刘红梅

  工业催化. 2023, 31(1): 8-14. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.002

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  甘油,作为生物柴油生产过程中的主要副产物,能够通过不同的催化过程转化为高附加值产品。由电、光和光电驱动的甘油选择性氧化合成被广泛应用于化妆品和医药等行业的二羟基丙酮(DHA)是很有前景的反应途径之一。对近年来在电、光和光电催化甘油选择性氧化合成DHA领域的研究进展进行综述,重点集中在高活性和高选择性催化剂的开发方面。同时对电、光和光电催化甘油选择性氧化合成DHA面临的挑战和发展前景进行展望。

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  选择氧化制甲基丙烯酸催化剂的研究进展

  李潘之, 陈小平, 王宪飞, 房德仁, 李杉杉, 任万忠

  工业催化. 2023, 31(1): 15-21. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.003

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  介绍国内主要甲基丙烯酸甲酯生产企业产能及所使用的工艺路线,并分析各个工艺路线的优缺点。概述甲基丙烯醛选择性氧化制甲基丙烯酸反应中所用杂多酸盐催化剂的研究进展。重点介绍磷钼钒杂多酸盐催化剂的碱金属改性、过渡金属改性和将催化剂负载到高比表面积载体上。多种金属活性组分协同作用和将催化剂负载到高比表面载体上是改善杂多酸催化剂酸性和氧化还原性、提高催化效率的有效方法。

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  新型多孔材料的合成及应用研究进展

  张思思, 袁岚, 卞雯, 王震, 张芳, 何观伟

  工业催化. 2023, 31(1): 22-28. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.004

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  新型多孔材料具有孔径可调节、高比表面积和可功能化设计等特点,通过不同需求对其进行结构设计和化学修饰,能够得到各种形貌和性能的新型材料,使得其在吸附与分离、储能和催化等多个领域具有较好的应用潜能。介绍有机多孔材料(HCPs、PIMs、COFs、CMPs)和有机-无机杂化多孔材料(MOFs)的合成方法及其在物质吸附分离与催化领域的研究应用,并对今后的研究热点及发展趋势进行展望。

催化剂制备与研究
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  磁性四氧化三铁/钒酸铋/二氧化钛纳米晶的制备及光催化性能表征

  周金肖, 田甜, 高雯雯, 白小慧, 弓莹

  工业催化. 2023, 31(1): 29-33. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.005

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  以硫酸氧钛、偏钒酸铵和氯化亚铁等试剂为原料,制备磁性二氧化钛钒酸铋(Fe₃O₄-TiO₂-BiVO₄)复合光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对其进行表征。以刚果红为模拟降解对象,在可见光照射下,使用质量均为0.05 g的磁性二氧化钛钒酸铋对浓度20 mg·L^-1的刚果红溶液进行光催化降解,结果表明,在自然光光照240 min条件下,降解率达70.0%。

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  不同分子筛负载CuAl-LDO二维层状氧化物催化剂及甲苯侧链烷基化反应

  冉真真, 邵欣昕, 刘浩东, 杜晓倩, 侯珊, 季生福

  工业催化. 2023, 31(1): 34-40. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.006

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  以X、Y、USY、丝光沸石、5A和ZSM-5等不同分子筛为载体,在其表面生长了CuAl-LDH层状氢氧化物,浸渍Cs后焙烧,制备一系列具有CuAl-LDO二维层状氧化物的Cs/CuAl-LDO@分子筛催化剂。利用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、NH₃-TPD和CO₂-TPD等表征催化剂的结构和相貌,评价催化剂对甲苯侧链甲醇烷基化的反应性能。结果表明,不同分子筛为载体催化剂的相貌、酸碱中心和甲苯侧链烷基化反应性能均有一定差别,其中X分子筛为载体的Cs/CuAl-LDO@X催化剂对甲苯侧链烷基化反应具有最好的催化性能,在甲苯转化率为4.14%时,苯乙烯选择性为51.10%,侧链烷基化选择性达91.79%。

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  2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮催化加氢中金属钌尺寸效应

  晁哲, 郑金欣, 万克柔, 程杰, 高明明, 林涛, 张炳亮, 李国斌, 马晓云

  工业催化. 2023, 31(1): 41-46. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.007

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  主要对2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮加氢制2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇催化剂进行研究,并以此反应作为研究羰基加氢制醇的探针反应,以碳载钌基金属催化剂催化羰基加氢为研究对象。通过调控催化剂中活性金属颗粒尺寸达到优化其在2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮加氢中催化性能的目的,针对催化剂中金属颗粒尺寸与催化性能构效关系的研究,为诸多羰基化合物加氢催化剂的设计及其开发提供了借鉴与支撑。

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  分子筛焙烧炉节能技术

  高妍, 张帆, 董清生, 谭永鹏

  工业催化. 2023, 31(1): 47-51. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.008

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  建立分子筛燃气焙烧炉炉效分析计算模型,分析混温空气量对热效率的影响,通过焙烧炉结构优化、工艺参数调整、焙烧炉炉膛内表面及炉筒外表面喷涂高辐射覆层材料、炉膛外表面喷涂阻隔性隔热覆层材料等节能方法,提高焙烧炉热效率。运行结果表明,模型计算结果与运行结果吻合,误差不超过±2.5%,通过节能措施的实施,焙烧炉热效率由原来的80.6%提高到85.7%,年节约运行成本41.54万元,为企业创造了良好的经济效益。

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  垃圾焚烧用脱硝催化剂原位再生性能分析

  张旭

  工业催化. 2023, 31(1): 52-55. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.009

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  以国内某垃圾焚烧企业烟气脱硝系统中的现用催化剂为研究对象,以新鲜催化剂为对比样,采用TG、BET及XRF分析了SCR脱硝催化剂原位电加热再生前后失重、平均孔径、孔容及成分的变化,并考察催化剂的活性变化。发现垃圾焚烧企业烟气中造成催化剂活性下降的因素除了SO₂和H₂O外,还存在一些在400 ℃以下难以分解和汽化的硅酸盐或硫酸盐物质,可能是造成低温SCR脱硝催化剂永久性失活的主要原因。

石油化工与催化
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  SEM-EDS组合手段对加氢催化剂失活的分析及应用

  韩龙年, 辛靖, 陈禹霏, 范文轩, 张海洪, 朱元宝

  工业催化. 2023, 31(1): 56-63. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.010

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  针对加氢催化剂失活现象,在X射线荧光光谱仪(XRF)宏观分析的基础上,进一步采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)结合的多种组合手段进行多维微观分析。结果表明,XRF元素对比分析结果可以在宏观层面反映P、Si和Fe元素含量的增加是催化剂失活的原因;SEM-EDS结合的面扫描、线扫描、点扫描和微区扫描等微观层面的对比分析结果均显示,催化剂表面异常沉积含P、Si和Fe元素的杂质,尤其是含P元素的杂质,覆盖催化剂表面或沉积在催化剂孔道中导致催化剂失活。基于具体的研究目标,XRF分析与一种或几种SEM-EDS组合手段的有效结合可为催化剂失活的分析研究提供“定制化”分析支撑。

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  醚化催化剂模块国产化节能降耗

  王崇, 周洪涛, 吕晓东

  工业催化. 2023, 31(1): 64-68. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.011

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  对比了轻汽油醚化蒸馏塔国产催化剂模块与进口催化剂模块的工艺条件、原料与产品性质、转换率和能耗,并作出简要的能耗核算。结果表明,相较于进口催化剂模块,国产化醚化催化剂模块可提高醚化蒸馏塔单元转化率约20%,降低低压蒸气用量3.98 t·h^-1,每年可降低成本约794.9万元。

有机化工与催化
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  温度对甲醇合成过程中副产物含量的影响

  邱正璞, 盖青青, 徐晓颖

  工业催化. 2023, 31(1): 69-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.012

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  工业生产甲醇过程中,因吸附含硫化合物或催化剂活性位烧结导致的活性位减少,使甲醇合成催化剂在整个生命周期内需要通过适当的提温来弥补其性能的衰减,由于提温改变催化反应的热力学平衡,会产生较多副产物。部分工厂在使用中后期大多会出现催化剂选择性差的问题,甚至出现结蜡情况。主要研究反应温度变化对甲醇合成反应产物中副产物含量的影响,提出甲醇合成过程中判定结蜡程度的参考方法,为工厂生产运行和催化剂的技术开发提供参考建议。

精细化工与催化
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  影响醚化树脂催化剂寿命的因素及对策

  杨凯, 张丽丽, 万苗苗

  工业催化. 2023, 31(1): 73-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.01.013

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  阐述影响合成甲基叔丁基醚(MTBE)树脂催化剂使用寿命的各种原因,对影响催化剂寿命的原因进行分析,通过严格要求回收甲醇原料质量、调整脱水频次、严格控制反应器和催化蒸馏塔催化剂床层温度等系列措施,延长MTBE装置醚化树脂催化剂的使用寿命,降本增效245.4万元。