2023年, 第31卷, 第8期　刊出日期：2023-08-15

  

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综述与展望
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  锰铈系催化剂的脱硝及抗SO₂中毒性能研究进展

  龙璐璐, 田时泓, 张潇潇, 赵永昌, 姚小江

  工业催化. 2023, 31(8): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.001

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  大气中氮氧化物(NOx)的浓度超过环境的自净能力会导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层的破坏和富营养化等环境问题。且大气中的氮氧化物会参与空气污染物PM_2.5和O₃的形成,严重危害人类健康,破坏陆地生态系统和水生生态系统。氨选择性催化还原NOx(NH₃-SCR)被认为是控制NOx排放的最佳技术之一,该技术的关键是催化剂。介绍了大气污染物NOx的来源、NH₃-SCR脱硝反应机理及催化剂的SO₂中毒机理,重点总结提高锰铈系催化剂抗硫性能的研究进展,旨在为设计新型抗硫中毒锰铈系低温NH₃-SCR催化剂提供科学依据。

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  VO_x、ZnO_x和GaO_x丙烷脱氢催化剂的研究进展

  赵进, 张坤柔, 史琪, 宋杨杨, 解则安, 赵震

  工业催化. 2023, 31(8): 10-16. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.002

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  主要阐述近年来负载型VO_x、ZnO_x和GaO_x催化剂在丙烷脱氢反应中的研究进展。在高温(500~650) ℃和还原性气氛(丙烷及其衍生物)反应条件下,负载的VO_x、ZnO_x和GaO_x金属氧化物活性位通常被部分还原,生成不饱和配位的金属阳离子作为丙烷脱氢活性位。系统总结上述各氧化物催化剂的活性位的分散度、载体种类、制备方法、酸碱性等对丙烷C-H活化、丙烯选择性和稳定性的影响,为进一步设计高效的负载型氧化物丙烷脱氢催化剂奠定一定的基础。

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  氟硼吡咯类(BODIPY)三重态光敏剂在光催化中的应用

  董羽, 刘旭, 王艳红, 余强, 刘仲能

  工业催化. 2023, 31(8): 17-33. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.003

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  三重态光敏剂在光催化领域的应用日益广泛,而传统的稀有金属配合物光催化剂存在着吸光能力弱、三重态寿命短、经济性差等短板,限制了该类光敏剂的进一步应用。因此,亟需开发出新型的具有强可见光吸收和长三重态寿命的三重态光敏剂。简要介绍三重态光敏剂参与的光催化体系的光化学基础理论以及基本催化过程,综述近年来氟硼吡咯类(BODIPY)光敏剂在光催化有机合成和光催化产氢领域的研究进展,并对今后的三重态光敏剂作为光催化剂的发展做出展望。

催化剂制备与研究
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  Pd/AC催化剂在烯酮加氢反应中的失活及再生

  程杰, 高明明, 万克柔, 张炳亮, 晁哲, 郑金欣

  工业催化. 2023, 31(8): 34-38. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.004

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  浸渍法制备Pd/AC催化剂,在二氢法尼基丙酮加氢反应过程中有失活现象,通过再生处理恢复催化活性。利用XRD、N₂吸附-脱附、ICP-AES、TEM、TG-MS等技术分析催化剂物化性质,探究失活机理。结果表明,反应过程中催化剂Pd金属粒径增加,且有明显积炭形成,金属团聚对催化剂活性影响不大,催化剂失活主要为积炭失活,为可逆失活。

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  P改性对Ni-Mo/ASA 催化剂萘加氢性能的影响

  李国峰, 刘凯楠, 孙庆国, 李帅, 莫文龙, 任海生

  工业催化. 2023, 31(8): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.005

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  多环芳烃所带来的众多环境挑战是近年来研究者寻求更好的芳基化方法的重要原因,特别是将萘转化为具有广泛应用前景和全球需求的四氢萘是一种很有前途的催化过程,在这一过程中的关键挑战是设计高效、高选择性、稳定且经济的催化剂。采用等体积浸渍法制备不同含量P改性的催化剂(NiMoP-0、NiMoP-2、NiMoP-4),在反应温度300 ℃、反应压力4.0 MPa、空速3.0 h^-1条件下,考察萘转化为四氢萘的催化活性。结果表明,引入质量分数2%的P制备的NiMoP-2催化剂具有最高的萘转化率(90%)和四氢萘选择性(96%),同时稳定性较好,连续运行50 h,NiMoP-2催化剂仍然能够保持较高的四氢萘选择性。

石油化工与催化
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  Pt/USY催化剂上四氢萘选择性开环反应

  宋君辉, 甄涛, 金吉海, 焦祖凯

  工业催化. 2023, 31(8): 44-48. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.006

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  通过USY分子筛载体上负载Pt制备Pt/USY催化剂,考察Pt/USY催化剂对四氢萘选择性开环反应的影响。结果表明,USY分子筛载体负载Pt后,四氢萘转化率提高,且明显改善开环的选择性。通过工艺条件的研究,得知在空速为2 h^-1、氢油体积比为750:1、反应压力为4 MPa和反应温度为280 ℃时,Pt_0.4/USY催化剂性能最好,四氢萘转化率大于99%,C₁₀产物收率大于94%,开环选择性高于38%。

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  固定床吸附脱硫技术在异丁烷脱氢装置上的应用

  周广林, 刘汉英, 白永涛, 任文瑞, 李汝晗, 姜伟丽

  工业催化. 2023, 31(8): 49-53. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.007

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  由于碳四硫酸烷基化装置过剩异丁烷中含有微量的二氧化硫,极易造成烷烃脱氢装置催化剂中毒,严重影响脱氢催化剂的活性和寿命。陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂300 kt·a^-1混合烷烃催化脱氢装置采用中国石油大学(北京)开发的固定床吸附法脱硫技术,对混合烷烃脱氢装置使用的原料异丁烷进行深度脱硫,以确保异丁烷质量满足混合烷烃脱氢装置的进料要求。工业应用结果表明,脱硫后的异丁烷中硫体积分数小于0.000 1%,能够满足后续烷烃脱氢装置对硫含量苛刻要求,脱硫吸附剂再生性能好,工艺简单,操作条件温和。

环境保护与催化
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  镓铝固溶体的制备及其COS催化水解性能

  翟尚鹏, 秦景辉, 丁嘉

  工业催化. 2023, 31(8): 54-59. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.008

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  工业生产中含硫废气的排放严重污染了大气环境并且危害人体健康,COS的水解脱除是处理含硫废气的有效手段之一。通过水热法合成GaAl(O)催化剂,并且通过XRD、SEM、BET、XPS等技术对其进行系统的表征,结果表明,Ga离子进入了Al₂O₃晶格内部,催化剂的表面具有碱性。性能测试结果表明,Ga的添加能够极大程度地提升催化剂的水解性能。考察反应温度、空速和水含量对COS催化水解性能的影响,在140 ℃之后,GaAl(O)催化剂的COS转化率和H₂S选择性都约保持100%,并且适当的水含量有助于COS转化率的提升,在低于180 ℃时,COS转化率在高空速下相对较低。在模拟工业生产的反应条件下考察催化剂的稳定性,GaAl(O)催化剂在24 h的测试中保持100%的COS转化率。

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  废旧含铂催化剂Pt/γ-Al₂O₃中铂的提取

  王庆琨

  工业催化. 2023, 31(8): 60-62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.009

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  改进以氧化铝为载体含铂旧催化剂的回收方法。用硫酸溶解氧化铝载体时,加入硫酸铵生成硫酸铝铵复盐,铂的富集渣用王水溶解后与氯化钾反应,制备的粗氯铂酸钾与亚硝酸钾反应生成四亚硝基合铂酸钾溶液,调节溶液pH=7~8水解除去杂质,然后四亚硝基合铂酸钾与盐酸和过氧化氢溶液反应生成氯铂酸钾,还原后得到铂单质。提纯后得到纯度大于99.9%的铂,直收率大于98.1%,适合工业化生产。

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  废MTP催化剂的酸脱铝改性及其有机物吸附性能

  赵娜娜, 苏慧

  工业催化. 2023, 31(8): 63-69. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.010

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  分别采用盐酸、草酸对工业装置排放的废MTP催化剂进行脱铝改性,利用XRD、XRF、N₂吸附-脱附、²⁷Al NMR、²⁹Si NMR等方法对其进行表征,并考察不同种类的酸脱铝对废MTP催化剂结构及有机物吸附性能的影响。结果表明,盐酸主要脱除废MTP催化剂骨架铝,草酸不仅脱除废MTP催化剂骨架铝还溶解了部分非骨架铝。废MTP催化剂经酸脱铝后,孔道增大,暴露出更多的比表面积,有效改善了其有机物吸附性能。

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  FCC废催化剂磁分离技术的工业应用

  林瀚, 刘甜甜, 廉政, 祝汉国, 张新功, 吕灵灵

  工业催化. 2023, 31(8): 70-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.08.011

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  利用电磁分离设备和永磁分离设备,对4种典型的FCC废催化剂进行分离,考察废催化剂中金属含量对磁分离效果的影响,同时对比分析两种类型磁分离设备的使用效果。结果表明,磁分离对满足特定条件的FCC废催化剂中低金属颗粒的回收有明显效果。在工业应用中,应有选择性地采用磁分离设备对FCC废催化剂进行回收。