2023年, 第31卷, 第7期 刊出日期:2023-07-15
  

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    综述与展望
  • 李淑贞, 张桂臻, 杨晓栋, 张龙, 陈戈, 邱文革, 何洪
    工业催化. 2023, 31(7): 1-14. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.001
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    负载型金属纳米粒子催化剂被广泛应用于化工工业生产中,但由于金属在高温环境中容易烧结而导致催化剂失活,因此提高催化剂的高温热稳定性是多相催化领域的重大挑战。本文概述了金属纳米颗粒的高温烧结机制:纳米粒子迁移-聚集过程(PMC)和Ostwald熟化(OR),讨论了近年来通过增强金属-载体相互作用、调节金属纳米粒子与包裹层之间的界面效应、构建多功能结构等方法在制备抗烧结型金属纳米催化剂方面的研究进展并对其进行总结。

  • 马文迪, 余强, 赵多, 吕宇皓, 刘仲能
    工业催化. 2023, 31(7): 15-22. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.002
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    废塑料在自然界的累积造成了严重的环境问题。从环境保护及资源利用角度出发,亟需对废塑料进行回收利用。化学回收法可以将废塑料高选择性地转化为高附加值化学品。总结了近年来加聚类废塑料化学回收技术的研究进展,包括直接热解、催化热解、加氢裂化及其他化学回收法,着重探讨催化剂、催化体系对产物分布的影响及相应的反应机理。指出高效催化技术是推动废塑料化学回收技术实现工业应用的关键。

  • 催化剂制备与研究
  • 梁瑞康, 刘卓, 孙泽平, 武建兵, 赵永祥
    工业催化. 2023, 31(7): 23-31. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.003
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    通过调控铝源合成了四种HZSM-5分子筛,并将其应用于催化甲缩醛(DMM)气相羰基化合成甲氧基乙酸甲脂(MMAc)反应。结果表明,改变合成凝胶体系中的铝源种类,可以制备出织构性质、酸性特征相近,但骨架铝分布不同、催化羰基化性能迥异的HZSM-5分子筛。其中,使用硝酸铝与硫酸铝作为铝源制备的分子筛HZ-N与HZ-S表现出更为优异的催化活性,HZ-N对应的DMM转化率与MMAc选择性分别为25.3%与58.9%,HZ-S对应的DMM转化率与MMAc选择性分别为28.7%与64.6%。采用Co-ZSM-5 的UV-vis-DRS与27Al MAS NMR等表征手段详细分析证实,硝酸铝与硫酸铝作为铝源时,更多的骨架铝优先落位于HZSM-5分子筛交叉孔道,其在催化DMM羰基化反应过程中起主导作用,落位比例高,更有利于反应的进行,反之可能导致较低的DMM转化率以及更高的副产物选择性。

  • 徐珊, 张京芳, 冯佩, 于艳, 常亮亮
    工业催化. 2023, 31(7): 32-38. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.004
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    采用两步掺杂和刻蚀的方法先制备出B-O-C3N4纳米网,通过控制前驱体添加量,经过水热法制备出一系列不同负载比的B-O-C3N4/ZnO纳米棒。在光压条件下,以氨氮为目标降解物评价其压电-光催化性能,同时采用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis和PL等手段表征复合材料的微观形貌及光学性能。结果表明,与单纯的ZnO相比,B-O-C3N4/ZnO复合材料的光催化活性显著提高,且m(B-O-C3N4):m(ZnO)=0.75:1时,制备的复合材料催化活性最高,其光催化速率约为纯ZnO的5.7倍。此外,相同实验条件下,循环利用5次后B-O-C3N4/ZnO复合材料仍具有良好的稳定性和光催化性能。

  • 王开明, 曾飞虎, 解文丽, 陈小华, 林若兰
    工业催化. 2023, 31(7): 39-44. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.005
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    以壳聚糖(CTS)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为聚合单体,亚硫酸氢钠和过硫酸钾为复合引发剂,亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法合成了一种具有良好耐盐性能及降解性能的复合型高吸水树脂CTS/P(AA-AM),研究了丙烯酰胺用量、引发剂用量、交联剂用量、壳聚糖用量及中和度等因素对CTS/P(AA-AM)吸盐性能的影响,并进行了土壤微生物降解试验,通过扫描电子显微镜观察CTS/P(AA-AM)降解前后的形态变化。结果表明,合成最佳条件为丙烯酸10 mL,丙烯酰胺用量2%,引发剂用量1%,交联剂用量0.02%,壳聚糖用量2%及中和度80%。此条件下制备的CTS/P(AA-AM)具有良好的吸盐性能和降解性能,吸盐水率为98.73 g·g-1,土壤掩埋105天后,CTS/P(AA-AM)的降解率为75.35%,扫描电子显微镜结果表明高吸水树脂中的部分成分已被降解。

  • 张芳, 吴鹏, 何观伟, 卞雯, 袁岚, 殷迪
    工业催化. 2023, 31(7): 45-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.006
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    采用尿素水解法制备了系列xCu-Ag/SiO2催化剂,并用于催化草酸二甲酯(DMO)加氢合成乙醇酸甲酯(MG),使用BET、XRF、XRD、FT-IR和H2-TPR对催化剂物化结构进行表征,考察不同Cu/Ag质量比对催化剂物化性质及催化活性的影响。结果表明,合适的Cu/Ag比值可有效提高催化剂的比表面积、增强Cu和Ag物种在SiO2载体上高度分散、抑制Cu粒子的聚集生长、产生更多的活性位点,从而提高催化剂的反应活性。当Cu/Ag质量比为2时,催化剂活性最佳,草酸二甲酯转化率和乙醇酸甲酯选择性可达86.9%和85.3%。

  • 王忠华, 汪新杰, 张忠源, 刘优林, 沈岳松
    工业催化. 2023, 31(7): 50-53. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.007
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    采用溶剂热法,以尿素为沉淀剂合成铜铈复合前驱体,通过高温焙烧处理,制备出铜铈复合氧化物催化剂。通过优化铜铈组分配比,考察铜含量对铜铈复合氧化物催化效果的影响,获得催化剂最佳配伍,该复合催化剂在140 ℃条件下,CO脱除效率超过99%,表现出高效的催化氧化CO性能。在此基础上,通过掺入锰和锆元素,提升氧化铜在氧化铈中的分散程度,更有利于稳定催化剂的结构。

  • 颜攀敦, 陈丹, 张彬雁, 张洁兰
    工业催化. 2023, 31(7): 54-58. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.008
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    用浸渍还原法制备了Pd/C、Pt/C、Ru/C三种炭载催化剂,考察其在邻氯硝基苯加氢合成邻氯苯胺反应中的催化性能,筛选出Pd/C催化剂效果最佳。进一步基于Pd/C催化剂,对载体进行硼酸处理及在钯前驱体中添加锡盐,硼氢化钠还原制备出改性钯锡炭催化剂,与氯钯酸前驱体制备的催化剂相比,改性的钯锡炭催化剂催化活性和选择性明显提高,且脱氯率明显降低。

  • 石油化工与催化
  • 肯杰别克·赛力克汗, 高哈尔·努拉里, 吴登峰, 赵士河, 李涛
    工业催化. 2023, 31(7): 59-68. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.009
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    Innovene S高密度聚乙烯(HDPE)装置在使用进口MT钛催化剂期间,装置存在反应器轴流泵功率快速增加、生产周期短以及无法提高生产负荷等问题。通过试用国内外钛系催化剂,研究国内外钛系催化剂在高密度聚乙烯双峰产品中的应用,比较国内外钛系催化剂的活性和对反应器操作条件、产品性能的影响。试验结果表明,BCL和SEL国产催化剂的活性比进口催化剂高约60%~80%,聚合物粉料粒径分布窄,流动性更好,生产的树脂力学性能与进口催化剂相当,有利于装置更高的负荷稳定生产;使用国产催化剂可以延长袋式过滤器使用周期,轴流泵功率稳定,提高经济效益,很好地解决了进口MT钛系催化剂目前存在的问题。

  • 环境保护与催化
  • 许岩, 张景成, 刘伟, 陈永生, 孙春晖
    工业催化. 2023, 31(7): 69-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.010
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    针对SCR烟气脱硝催化剂现有技术存在的问题,结合中海油天津化工研究设计院有限公司的传统优势,通过对新型高效SCR催化剂进行结构设计,采用相应的制备方法研制出高性能烟气脱硝催化剂TCSCR-30,并在山东某化工企业工业锅炉装置上进行了工业应用。结果表明,烟气脱硝效率≥90%;氨逃逸≤2×10-6;出口NOx≤30 mg·m-3,均满足设计值要求。

  • 沈涵雅, 张欣, 屈贝贝
    工业催化. 2023, 31(7): 73-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.07.011
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    活性是烯烃聚合催化剂性能的重要指标之一,通常采用精制己烷为溶剂对乙烯聚合催化剂活性进行评价,产生的废液为危险废物。为减少危险废物的产生,本文将处理后的回收己烷和精制己烷以不同比例掺混作为聚合溶剂,对乙烯聚合催化剂活性评价结果进行探讨。结果表明,回收己烷比例为0.3时活性评价结果与原方法接近,为最佳掺混比。为降低杂质影响,提升方法精密度,将助剂三乙基铝使用量a mL增加至a+0.5 mL,优化条件下相对极差为3.6%(原方法为3.4%)。本方法具有良好的精密度和准确度,并且具备一定环保价值和经济效益,预计每年可减少废液620 L,节约溶剂成本41.2%。