2025年, 第33卷, 第2期　刊出日期：2025-02-15

  

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综述与展望
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  负载型多孔陶瓷在环境催化领域的研究进展

  花开慧, 伍芷菁, 佘煜环, 王子鑫, 郑愚

  工业催化. 2025, 33(2): 1-11. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.001

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  多孔陶瓷由于具有独特的孔结构和优异性能,在湿敏、气敏、过滤、吸声、隔热保温、催化剂载体等方面具有广阔应用前景,尤其是在环境催化领域。相较于单独使用催化剂粉体,负载型多孔陶瓷催化剂具有比表面积大、催化活性高、便于回收、载体强度高、耐腐蚀等优点,成为近年来研究热点。综述了多孔陶瓷在催化处理挥发性有机物、汽车尾气、烟道气、印染废水、其他有机物废水降解等方面的研究进展,并对其面临的问题及发展趋势进行展望。

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  合成气定向合成高附加值化学品研究进展

  何若南, 颜丙峰, 秦绍东, 李加波, 刘意, 黄鑫

  工业催化. 2025, 33(2): 12-17. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.002

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  合成气定向合成高附加值化学品对于提高碳资源利用效率具有重大意义。本研究主要综述合成气定向合成烯烃、芳烃等方面取得的突破性进展和面临的挑战,重点分析活性位设计、产物分布调控、C—O键活化与C—C偶联等方面的研究热点,最后对合成气定向转化未来的研究方向进行展望。今后合成气定向转化核心在于实现C—O键的活化与C—C键偶联高效协同、碳链终止的精准控制,实现对产物选择性的有效调控。

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  有机金属纳米簇结构及催化应用研究进展

  李翠翠, 马静艳, 张思琪

  工业催化. 2025, 33(2): 18-25. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.003

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  金属纳米簇由于其独特的量子尺寸效应和电子限域效应在电子结构、光、电、磁、催化等方面受到广泛关注。其中表面保护配体不仅起到配位保护作用,还对金属纳米簇的结构和理化性质具有重要影响。除最常见的硫和膦保护配体外,以有机碳为锚定点键合的金属纳米簇(有机金属纳米簇)因其多样的配位方式、较强的反应和催化活性等特点成为研究者的重点研究对象。本文将有机碳配体主要分为单配位位点的N-杂环卡宾配体以及多配位位点的共轭芳环或烯烃、炔基配体等,总结了目前具有明确结构的以有机碳为锚定点的有机金属纳米簇的合成方法、结构及其在催化方面的应用,以期望对后续有机金属簇合物的进一步研究提供参考。

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  1,1,1,2-四氟乙烷气相脱氟化氢制备三氟乙烯研究进展

  刘力嘉, 程浩, 林胜达, 李玲, 张迪, 于万金, 刘武灿

  工业催化. 2025, 33(2): 26-33. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.004

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  三氟乙烯(HFO-1123、TrFE)作为新型HFOs类制冷剂,其消耗臭氧潜能值(ODP)为0,百年全球变暖潜能值(GWP₁₀₀)值仅为0.005,对环境友好且应用领域广泛,受到了世界各国广泛关注。其中,通过1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)催化裂解生成HFO-1123,不仅能够降低HFC-134a引起的温室效应,同时还能解决其产能过剩问题。总结了近年来HFC-134a脱氟化氢制备HFO-1123的国内外研究进展,对催化剂种类、制备方法、稀释气等方面进行分类归纳、讨论、总结,以期为HFC-134a脱氟化氢制备HFO-1123反应的未来研究提供参考。

催化剂制备与研究
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  高效且酸稳定的铱钴氧化物电催化析氧催化剂

  孙艺萌, 刘琳, 韩洪宪

  工业催化. 2025, 33(2): 34-42. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.005

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  高效、酸稳定的析氧反应(OER)催化剂是规模化利用质子交换膜(PEM)电解水技术耦合可再生能源制取绿色氢能的关键。本论文通过简单的一步熔盐热分解法制备了一系列不同铱含量的铱钴氧化物催化剂并进行了优化。电化学测试表明,相比于氧化钴的迅速失活,最优铱负载量的Ir_0.13Co_0.87O_x催化剂在50 mA·cm^-2电流密度下的过电位仅为270 mV,同时在100 mA·cm^-2的高电流密度下能稳定运行50 h以上。构效关系研究表明,铱均匀掺杂在氧化钴的体相晶格提高了催化剂的稳定性并大大降低了电荷传输的阻抗,同时 Ir 以平均价态略高于+4 取代了Co₃O₄中部分四面体配位的Co²⁺,使得催化剂表面主要由稳定的高价Ir⁴⁺和Co³⁺存在,从而大大提高了催化剂的活性和稳定性。本工作揭示了铱掺杂过渡金属氧化物的配位结构和价态对催化剂的OER活性和稳定性起到关键性作用,这为进一步发展酸性介质中高效、稳定、经济的低铱OER电催化剂提供了新的思路。

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  Pt-Ga/θ-Al₂O₃催化剂的制备及其甲基环己烷脱氢性能研究

  李国斌, 张之翔, 万克柔, 程杰, 林涛, 高明明, 范嘉烜, 白学东, 郑金欣, 晁哲, 牟童

  工业催化. 2025, 33(2): 43-48. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.006

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  采用自制的θ和γ两种晶型的Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备Pt-Ga/Al₂O₃双金属催化剂,利用XRD、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD等方法对催化剂进行表征,并在固定床装置中考察所制备催化剂对甲基环己烷脱氢反应的催化性能。结果表明,负载于θ-Al₂O₃载体上的催化剂具有较低的酸性、较大的孔径和较高的活性金属分散度,添加助剂金属Ga后双金属催化剂的性能进一步提升,Pt-Ga/θ-Al₂O₃催化剂表现出良好的催化活性和稳定性,连续运行60小时氢气析出速率可达到0.283 mol·(g_Pt·min)^-1。

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  制备条件对α-Al₂O₃载体及草酸二甲酯合成催化剂性能的影响

  李凯歌, 赵立红, 梁旭, 谢肥东, 蒋元力, 刘振峰, 谢进军, 蔡教民, 郑卫

  工业催化. 2025, 33(2): 49-56. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.007

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  以偏铝酸钠(NaAlO₂)为原料,采用硝酸法在不同条件下制备了一系列氧化铝前驱体,经高温煅烧制得α-Al₂O₃。以α-Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型钯催化剂,并在固定床反应器上评价了其催化一氧化碳氧化偶联合成草酸二甲酯的性能。通过XRD、BET、SEM、NH₃-TPD和H₂-TPR等对样品的结构和表面性质进行了表征。结果表明,在成胶温度为55 ℃、反应终点pH为7.0、NaAlO₂物质的量浓度为0.8 mol·L^-1的条件下制备得到了氧化铝前驱体,该前驱体经1 200 ℃焙烧处理后制备得到的α-Al₂O₃载体具有较高的比表面积、合适的表面酸性、适宜的孔径分布和较大的孔隙率。以此为载体制备的钯基催化剂,在空速为3 000 h^-1、反应温度为130 ℃、原料气一氧化碳/亚硝酸甲酯(CO/MN)物质的量比为4:1的反应条件下,亚硝酸甲酯(MN)转化率为87.4%,草酸二甲酯(DMO)选择性为96.1%。

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  Ag/CuO/GO复合物的制备及其类酶活性和抗菌性能研究

  武华乙, 傅晓涵, 陈欢生, 张润慈, 吴宇寒

  工业催化. 2025, 33(2): 57-63. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.008

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  通过溶液法合成了Ag/CuO/GO纳米复合物,以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)为底物研究了复合物的过氧化物酶活性和动力学稳定性,采用平板计数法研究了复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。结果表明,Ag/CuO/GO纳米复合物具有很好的过氧化氢酶催化活性,其对底物TMB和H₂O₂的米氏常数均低于天然HPR过氧化物酶。在抗菌实验过程中,Ag/CuO/GO纳米复合物能催化H₂O₂产生具有优良杀菌效果的羟基自由基(·OH),从而显著提高纳米复合物的抗菌活性。

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  纳米铝硅酸盐添加剂在混合丁烯氢甲酰化反应中的应用

  郝婷婷, 张桂生, 张硕, 王本雷, 蒋凌云, 王鹏飞, 李晨

  工业催化. 2025, 33(2): 64-69. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.009

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  研究了纳米铝硅酸盐添加剂(埃洛石、伊毛缟石和水铝英石)对乙酰丙酮二羰基铑与三苯基膦三间磺酸钠盐(TPPTS)构成的水相催化体系催化混合丁烯水油两相氢甲酰化反应的影响。结果表明,纳米铝硅酸盐添加剂可以促进稳定油水乳液的形成。催化剂在这种稳定的油水乳液中能够实现有效的界面催化效应,显著提高混合丁烯的转化率和正异比。反应后,通过简单过滤除去铝硅酸盐添加剂后油水两相能够在短时间内快速分相,从而实现产品与催化剂的高效分离。研究还发现,在反应中加入钼酸铵、铬酸铵、重铬酸铵等无机盐助剂能够进一步提高催化剂的反应活性。

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  碳化糖类辅助合成多级孔SAPO-34分子筛及其催化性能

  狄春雨, 任雅梅, 虎英俊, 张燕挺

  工业催化. 2025, 33(2): 70-75. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.010

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  以无毒廉价的碳化糖类(如蔗糖和淀粉)为硬模板剂成功合成出多级孔SAPO-34分子筛,采用XRD、N₂吸附-脱附和SEM等技术对催化剂进行了表征,进一步在固定床反应器上考察了碳化糖类模板剂对多级孔SAPO-34分子筛催化性能的影响。结果表明,碳化糖类硬模板剂能够提升SAPO-34分子筛的外比表面积和介孔孔体积。与参比样品SAPO-34分子筛相比,多级孔SAPO-34分子筛在甲醇制备低碳烯烃(MTO)的反应中表现出明显的优势,催化寿命延长了两倍以上,双烯最高选择性提高了5%。

石油化工与催化
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  棕榈油深度催化裂化制备高含量低碳烯烃

  施宗波, 邱恒娥, 张青, 王刚, RIZKI Ekananda, ISMAL Gamar, 卓润生

  工业催化. 2025, 33(2): 76-82. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.011

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  生物质是一种资源丰富、环境友好、可再生的廉价资源,生物质催化裂解制备生物油研究众多,但目前生物油制低碳烯烃的工业应用尚处于研发初期,提高低碳烯烃产率是生物油制烯烃研究过程中尚待解决的核心问题之一。研究了棕榈油深度催化裂解制低碳烯烃过程,结果表明,采用PTO催化剂,在反应温度620 ℃和剂油比7.5的情况下,裂化产物中乙烯收率为7.62%,丙烯收率为19.80%,丁烯收率为12.14 %。随着反应温度和剂油比的增加,转化率升高,乙烯和丙烯收率增加,焦炭收率降低,汽油RON增加。

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  催化裂解汽油加氢催化剂的工业应用

  马月谦, 董科军, 宋国良, 刘宝, 李子涵, 朱金剑

  工业催化. 2025, 33(2): 83-88. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.02.012

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  介绍了自主开发的THFS-2加氢精制催化剂在陕西延长石油(集团)有限责任公司榆林炼油厂20万吨/年DCC催化裂解石脑油加氢装置的工业应用情况。通过BET、XRD和H₂-TPR等方法对THFS-2加氢催化剂的理化结构进行表征,揭示了其高加氢活性的原因。中试实验和工业生产装置运行数据表明,THFS-2加氢精制催化剂在处理高硫高氮、高烯烃高二烯烃和高芳烃的劣质催化裂解(DCC)汽油时表现出优异的活性和稳定性,可以生产出硫、氮质量分数均小于1.0 μg·g^-1、溴价小于0.5 gBr·(100g)^-1的产品,各项指标均优于芳烃抽提进料的要求。与上一周期参比剂相比,反应器平均温度降低,反应温升平稳可控,装置可长周期稳定运转。