2025年, 第33卷, 第5期　刊出日期：2025-05-15

  

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综述与展望
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  液态有机氢载体甲基环己烷脱氢催化剂的设计策略

  董士豪, 张玉杰, 高生辉, 田亚飞, 闫海军, 高雯雯, 张彩艳, 马向荣, 张智芳

  工业催化. 2025, 33(5): 1-12. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.001

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  液态有机氢化物(LOHCs)因其高储氢能力、环境友好、安全、效率高而被公认为优秀的长途、大型储氢运输载体。甲基环己烷-甲苯(MCH-TOL)储氢系统由于其可逆性、高储氢密度(6.16%)和相对低的毒性,已成为氢能领域研究的重要发展方向之一。然而,缺乏高效的脱氢催化剂是工业化应用的卡脖子难题,特别是非贵金属催化剂,还存在反应温度高、选择性低、稳定性差等诸多问题。如何设计出稳定高效且廉价的脱氢催化剂是解决该问题的核心。综述了有机液态储氢技术的优势以及MCH脱氢催化剂的研究现状。从金属合金化、添加启动子、优化催化剂载体、添加表面促进剂、新技术微波电场的协同作用对催化剂的影响等5个方面阐述贵金属Pt基和非贵金属Ni基催化剂的设计策略。指出混合氧化物负载多个活性中心作为催化剂,特别是多金属协同作用的Ni基催化剂代替Pt基催化剂,结合微波和电场的辅助方法是脱氢催化剂的研究重点。

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  聚多巴胺负载贵金属催化剂的研究进展

  谢清泰, 景和顺, 翟玉琦, 李曌璇, 曹梦臻, 谢锦东, 苏慧娟, 孙立波

  工业催化. 2025, 33(5): 13-20. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.002

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  聚多巴胺是一种新型的贵金属催化剂载体,具有邻苯二酚、氨基和亚氨基等官能团,可以在无还原剂的条件下直接将贵金属离子还原为贵金属纳米粒子。概括了聚多巴胺的聚合方法、聚合机理以及形貌控制方法。从催化剂制备和应用方面介绍了聚多巴胺负载贵金属催化剂的研究进展,分析了聚多巴胺负载贵金属催化剂的催化作用机制,并展望了聚多巴胺负载贵金属催化剂的发展和应用前景。

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  甲烷重整催化剂性能与积炭问题研究进展

  靳亚斌, 徐甜甜, 周亮, 张乐, 万振杰, 张高明

  工业催化. 2025, 33(5): 21-27. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.003

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  分别对甲烷与二氧化碳重整(DRM)、甲烷与水蒸气重整(SRM)、甲烷部分氧化反应(POM)和甲烷自热重整反应(ATR)四种反应中的催化剂特性、催化反应积炭问题及其挑战进行了总结,重点回顾了针对催化剂失活和积炭问题所提出的解决方案和研究进展。在不同重整反应中,催化剂的性能因具体反应条件和催化剂组成的差异而有所不同。据此,将现有解决方法归纳为三种途径:(1)使用碱性载体材料或双金属催化剂,以有效减少积炭形成并增强催化剂的稳定性;(2)采用贵金属催化剂能够显著提高催化剂的稳定性和抗积炭能力;而对于非贵金属催化剂则需要精准控制反应条件和催化剂配方以优化性能;(3)设计多相催化剂体系或具有抗烧结能力的催化剂有助于延长催化剂的使用寿命并提高反应的整体效率。

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  乙炔选择性加氢催化剂的研究进展

  任超, 张林生, 陈亮, 王瑞, 李选志

  工业催化. 2025, 33(5): 28-39. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.004

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  乙炔选择性加氢是乙烯精制过程中脱除微量乙炔杂质的关键技术,其核心挑战在于开发兼具高活性、高乙烯选择性和长期稳定性的催化剂体系。系统综述了近年来钯基、金基、镍基及铜基催化剂的研究进展,重点探讨了活性组分纳米化、双金属协同效应、载体界面调控、新型制备方法及助剂修饰对催化剂性能的影响。进一步总结了催化剂失活机制与抗积炭策略,提出未来加氢催化剂应聚焦低温活性提升、活性组分高分散性与长期稳定性的发展趋势,以期为规模化制备高效、稳定、低成本的工业催化剂提供理论指导。

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  印染废水吸附剂再生处理的研究进展

  任冬梅, 孙叔阳

  工业催化. 2025, 33(5): 40-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.005

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  印染废水的处理因对水生生态系统和人类健康的重大影响而成为亟待解决的问题。在各种处理技术中,吸附法以其简单、有效和经济可行性获得了广泛关注,然而吸附剂的再生仍然是限制该技术应用的关键因素。总结了不同吸附剂的再生技术及其优缺点,重点阐述了印染废水处理中不同吸附剂材料的再生处理特点,同时探讨了再生工艺的研究现状。指出研究低成本吸附材料的再生及机理,探索其工业化应用和建立相应的实际模型,将成为印染废水处理领域的重要研究方向。

催化剂制备与研究
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  Zn改性Ni/Beta-Al₂O₃催化剂的制备及其催化四氢萘加氢环异构性能研究

  付延鹏, 王耀伟, 王健, 张术苹, 李奕川, 王东超, 柴永明, 刘晨光, 刘宾

  工业催化. 2025, 33(5): 50-57. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.006

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  采用共浸渍法制备了不同Zn负载量的NiZn/Beta-Al₂O₃双功能加氢环异构催化剂。利用 XRD、TEM、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD、 Py-FTIR及XPS等方法对催化剂进行了表征,并在固定床微型反应装置上考察了催化剂催化四氢萘加氢环异构化性能。结果表明,Zn的引入有效抑制了金属Ni的团聚,提高了Ni的分散性。同时Zn的引入减少了催化剂的强酸性位与B酸性位,减少了四氢萘的开环裂化,提高了环异构产物选择性。当Zn的引入量为2%(质量分数)时,催化四氢萘的异构化产物收率由16%提高到24%,裂化产物的选择性由46%降低至21%。

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  Cu掺杂羟基磷灰石(HAP)对纳米Ag物种的调控及其对甲苯催化氧化性能的促进作用

  李佳慧, 王学民, 张姝垚, 张亚妮, 邓恩鹏, 苗雨欣

  工业催化. 2025, 33(5): 58-65. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.007

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  针对挥发性有机化合物(VOCs)净化需求,制备了Ag/Cu改性羟基磷灰石(HAP)催化剂。通过溶胶-凝胶法构建了Cu掺杂HAP复合载体,系统探讨了Cu掺杂对Ag物种价态及活性氧调控的作用机制。甲苯催化氧化实验表明,Cu掺杂量显著影响Ag/Cu改性HAP催化剂的活性,其中,Ag/5%Cu改性HAP催化剂表现出最优的活性,在255 ℃时实现甲苯的完全氧化,较未掺杂的Ag/HAP催化剂,反应温度降低了70 ℃。表征结果表明,5%Cu掺杂促使Ag-Cu界面形成最佳协同效应,Ag-Cu之间的协同作用增强了活性氧物种的生成与迁移能力,显著提升了催化剂的低温氧化还原性能,从而提高了甲苯催化氧化性能。这一发现为设计高效的Ag/Cu基催化剂提供了重要的理论依据和实验支持。

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  碱处理对β分子筛加氢裂解反应性能的影响

  张妍, 马宇春, 韩亚梅, 余强

  工业催化. 2025, 33(5): 66-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.008

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  采用不同浓度的NaOH溶液对Hβ分子筛进行碱处理改性,利用XRD、N₂吸附-脱附、ICP、NH₃-TPD等手段进行表征,并研究了其用于乙烯焦油加氢精制典型产物四氢萘的加氢裂解反应行为。结果表明:与Hβ原粉相比,碱处理分子筛表现出更优的加氢裂解反应性能,这主要是由于碱处理后,分子筛的介孔比例显著增加,促进了大分子的扩散和吸附;且碱处理降低了分子筛的酸性,在一定程度上抑制了烷基化和氢转移等副反应,促进了烷基苯的生成。以四氢萘为反应原料,采用0.5 mol·L^-1的NaOH溶液处理的Hβ分子筛作为载体制得的加氢裂解催化剂,反应200 h后四氢萘的转化率高于97.0%,烷基苯的选择性为84.8%,表现出良好的加氢裂解反应性能。
能源化工与催化
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  煤焦与CH₄-CO₂共转化反应特性试验

  丁琪, 刘丹, 兰伟伟, 刘巧霞

  工业催化. 2025, 33(5): 73-79. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.009

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  采用热重反应器探究了煤焦与CH₄-CO₂共转化反应特性,重点考察了反应温度、CH₄ -CO₂流量比对CH₄、CO₂转化率及H₂、CO收率的影响。结果表明,共转化过程中,CH₄转化率随着反应温度的升高而增大,而煤焦碳转化率随温度的升高先增加后降低;CH₄转化率及煤焦碳转化率随着CH₄浓度的提高而降低。CH₄和CO₂在碳气化过程中具有不同作用,CH₄起阻碍作用,CO₂起促进作用。在考察范围内,共转化反应条件可以起到调节产品气中H₂/CO比的作用,更好的满足后续工艺需求。

环境保护与催化
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  黄铁矿/H₂O₂体系降解罗丹明B的性能研究

  蔡文韬, 周贺鹏, 马梦霞, 刘征煌, 唐学昆

  工业催化. 2025, 33(5): 80-87. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.010

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  黄铁矿(FeS₂)是一种价格低廉,来源广泛的天然硫化铁矿物,在有机污染物降解方面展现出巨大潜力。然而,其易氧化特性导致形成的氧化黄铁矿的催化活性有待深入探索。研究了黄铁矿在非均相芬顿体系中催化降解水中罗丹明B(RhB)的性能,考察了催化剂用量、H₂O₂浓度、pH值、阴离子和腐殖酸对RhB降解率的影响。结果表明,在催化剂投加量0.5 g·L^-1,H₂O₂浓度4.0 mmol·L^-1及反应温度25 ℃的条件下,20 min内对RhB溶液的降解率为96.5%。在较宽pH值(3~9)范围内具有适应性,且能有效抵抗水体中无机阴离子和腐殖酸的影响。
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  某热电厂9F级燃机脱硝催化剂性能研究及寿命管理

  郁苏俊

  工业催化. 2025, 33(5): 88-92. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.05.011

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  以运行24 000 h的某热电厂9F级三台燃机脱硝催化剂为研究对象,考察了三台燃机催化剂样品的外观尺寸、理化特性和工艺性能,阐述了催化剂出现的问题及原因,并对催化剂寿命管理提出合理性建议。三台燃机催化剂微观结构发生改变,孔道局部堵塞,比表面积和孔容降低,主要化学成分含量下降,杂质、碱(土)金属含量增加,催化剂存在碱金属和重金属中毒现象。结合脱硝性能曲线和工艺性能检测结果可知,催化剂脱硝效率出现一定程度下降,氨逃逸增大,压降数值稳定,但性能仍满足运行需求。建议定期跟踪催化剂性能,必要时对催化剂进行换装或再生管理,以保障机组安全稳定运行。