环氧乙烷(EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯的重要有机化工产品,Ag催化剂在乙烯环氧化制EO反应中性能优异。采用浸渍法制备RS-891催化剂,以XRD、SEM、压汞法、XPS和O₂-TPD等方法对催化剂进行表征,并评价催化剂乙烯环氧化制环氧乙烷性能。结果表明,RS-891催化剂采用的α-Al₂O₃载体具有片状结构,且形成“互锁”结构,可提高载体的强度和银纳米粒子的分散度,限制银纳米粒子的聚集,增加催化剂的使用寿命。RS-891催化剂1 500 h实验室评价和工业运行结果表明,在运行 100 h后,EO选择性即高于88%,并呈现出稳定的上升态势;当选择性突破 88% 后,能够持续稳定地运行,确保了催化性能的高效与可靠;工业应用数据与实验室测试一致,证明RS-891 催化剂具备极其优异的稳定性,具有广阔的应用前景和重要的经济价值。

为改善环氧丙烯酸酯乳液在成膜过程中因水分蒸发导致微孔出现的现象,利用4种氧化聚乙烯蜡XW-17、XE-16、PED522和629A对环氧乳液进行改性。因氧化聚乙烯蜡熔点高的特点,首先将氧化聚乙烯蜡作为功能单体对环氧丙烯酸酯进行改性,探究氧化聚乙烯蜡的最佳添加量,最后利用无皂核壳乳液聚合法制备环氧乳液。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实氧化聚乙烯蜡成功引入到环氧丙烯酸酯中,通过交联度和吸水率测试确定氧化聚乙烯蜡的最佳添加量,透射电子显微镜(TEM)表征乳液改性前后的微观结构。采用热重(TGA)、静态水接触角(WCA)和原子力显微镜(AFM)对改性前后乳液干膜进行测试表征。结果表明,氧化聚乙烯蜡的加入可以提升乳液干膜的热性能和粗糙程度,没有改变其亲疏水性。改性环氧丙烯酸酯的氧化聚乙烯蜡的最佳添加量为质量分数0.3%,加入629A的改性乳液性能最好。

以废润滑油为原料,采用油溶性Mo基催化剂和固体Fe基催化剂,考察反应温度对废润滑油加氢转化特性、产物分布及产品性质的影响。结果表明,采用两种不同催化剂,废润滑油加氢转化特性随反应温度变化规律相似。反应温度升高,废润滑油重质组分加氢转化效率显著提升,主要生成C₆~C₁₂的石脑油馏分和C₁₂~C₂₅的柴油馏分。当反应温度为450 ℃时,重质组分实现完全转化,轻油收率最高达92.35%,杂质元素S、N、O含量显著降低,H/C原子比增加,脂肪烃含量降低,芳烃含量略微增加。此外,烃类大分子在固体产物表面发生缩聚反应,生成微米至亚微米级小球状颗粒。

以超临界CO₂流体为介质,采用化学液相沉积法制备多种负载型金属催化剂,并将其用于2-甲氧基-4-烯丙基苯酚加氢脱氧制备高碳数芳烃反应中。系统考察SBA-15、SO₄^2-/ZrO₂和HY三种载体,Pd、Pt金属和含量以及反应条件对反应物转化率和高碳数芳烃选择性的影响。结果表明,当以SO₄^2-/ZrO₂ 固体酸为载体,负载金属m(Pd)∶m(Pt)=3∶1,金属总负载量为质量分数3%时,反应温度为300 ℃时,2-甲氧基-4-烯丙基苯酚转化率可达98.0%,高碳数芳烃的选择性达到94.2%。

通过加入硅烷试剂干预TS-1分子筛的晶化过程,实现了纳米晶粒的定向聚集,从而在微米级的球形载体上桥接制备了连续、致密的钛硅分子筛膜。采用多种分析手段(SEM、XRD、FT-IR及UV-Vis)对其结构进行表征,考查其对氯丙烯直接环氧化反应的催化活性。实验结果表明,桥接法制备的TS-1钛硅分子筛球膜具有更高的均匀性与致密性,提高了膜层在环氧化反应过程中的稳定性,环氧氯丙烷的选择性及收率、H₂O₂转化率及有效利用率分别达到95.61%、86.93%、97.54%、93.21%,并且经过3次循环实验后,反应活性没有明显下降。此外,经桥接法制备的TS-1钛硅分子筛膜在保持其催化性能的同时,易于回收,能够重复使用。

采用常规水溶液法和乙醚萃取法制备一系列磷钨钒杂多酸催化剂H₄PW₁₁VO₄₀、H₅PW₁₀V₂O₄₀、H₆PW₉V₃O₄₀、H₆P₂W₁₈O₆₂,并利用粉末X-射线衍射(PXRD)、红外光谱(FT-IR)对磷钨钒杂多酸的结构进行表征。将磷钨钒杂多酸催化剂用于合成柠檬酸三丁酯的反应中,考察不同杂多酸结构、反应温度、醇酸物质的量比、催化剂用量对柠檬酸三丁酯酯化率的影响。结果表明,H₆P₂W₁₈O₆₂杂多酸的催化活性最高,在反应温度150 ℃、醇酸物质的量比4∶1、催化剂用量0.15 g时,柠檬酸三丁酯的平均酯化率可达95.9%。

采用溶胶-凝胶法和溶剂热法分别制备TiO₂粉末和金属有机骨架UiO-66材料,进而合成UiO-66@TiO₂复合光催化剂。以钛酸丁酯(C₁₆H₃₆O₄Ti)为Ti源、2-氨基对苯二甲酸为-NH₂源、对苯二甲酸为交联剂、UiO-66为载体,采用溶剂热法合成复合纳米光催化剂UiO-66-NH₂@TiO₂。通过原位红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射(DRS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对制备的TiO₂、UiO-66、UiO-66@TiO₂、UiO-66-NH₂和UiO-66-NH₂@TiO₂的结构、形貌、孔径和组成进行分析,并将其应用于光催化降解甲基橙(MO)溶液。实验结果表明,0.800 g的UiO-66-NH₂@TiO₂复合光催化剂在pH=1、160 min内对50 mL 5 mg·L^-1的MO溶液的降解率为92.35%,验证了UiO-66-NH₂@TiO₂复合光催化剂的高催化活性。

对氯硝基苯催化加氢合成对氯苯胺是一种重要的有机化工反应,该催化反应的关键是实现硝基加氢还原的同时不产生脱氯现象。采用浸渍法制备氮掺杂改性的Pt_0.3/N_xC催化剂,研究表明,氮掺杂活性炭载体诱导产生的金属-载体相互作用提高了催化剂的活性、选择性和稳定性,同时抑制了C—Cl键的断裂。其中,采用尿素与活性炭质量比为0.2制备的Pt_0.3/N_0.2C催化剂表面的Pt纳米粒子平均粒径最小且分散均匀。在反应温度50 ℃、反应压力0.5 MPa、反应时间90 min条件下,该催化剂催化对氯硝基苯加氢合成对氯苯胺表现出优异的转化率(100%)、选择性(99.0%)和重复使用性。

概述苯酚烷基化制备对叔丁基苯酚催化剂的研究进展,介绍固体酸催化剂、负载型固体酸催化剂、树脂催化剂及分子筛催化剂在合成对叔丁基苯酚中的应用,指出开发催化性能优异且环境友好的烷基化催化剂是未来对叔丁基苯酚工业化研究的方向。

探讨甲烷干重整(DRM)的反应机理,包括其关键步骤的微观机制,以及影响反应路径的主要因素。评估当前用于DRM的各类催化剂材料的性能特点,载体主要为氧化物或金属碳化物,活性组份主要为贵金属及Fe、Co、Ni等,并分析各催化剂在催化活性、选择性和稳定性方面的优势与不足。此外,还重点讨论助剂在提升催化性能中的作用机制,以及如何通过调控助剂的种类和用量来优化催化剂的整体性能。最后,对甲烷干重整技术在工业生产中的应用现状进行了概述,并对未来的发展方向提出展望。

以埃克森美孚公司为例,对德温特专利数据库(Derwent)中收录的该公司茂金属聚乙烯相关专利进行申请趋势、技术路线等方面的梳理。截至2024年2月29日,埃克森美孚公司共申请了175件茂金属聚乙烯相关专利,其中在中国申请了59件。分析发现,埃克森美孚公司专利布局技术构成全面,包括茂金属催化剂设计、聚合工艺以及茂金属聚乙烯的加工应用和改性。埃克森美孚公司在中国的专利布局与其全球布局趋势基本一致,但在全球布局中重视催化剂设计,而在中国专利布局中更关注应用技术。本专利分析可以为国内相关企业和科研机构在茂金属聚乙烯领域的专利布局提供参考。

二氧化碳的过量排放已造成严重的环境问题,特别是全球变暖和海洋酸化现象。电催化CO₂还原反应(CO₂RR)是将CO₂转化为高能量密度燃料或高价值化学品最具应用前景的方法之一。铜基催化剂能够有效的将二氧化碳电催化还原为多碳产物,因其低廉的成本和对C₃产物的高选择性受到广泛关注。总结近年来铜基催化剂用于CO₂RR生成C₃产物的研究进展,包括CO₂RR生成C₃产物的反应机理,以及通过结构调控、表面调控、双金属等策略提高铜基催化剂电还原性能。最后,概述该领域的关键挑战和未来的研究方向,为进一步开发高活性CO₂RR生成C₃产物的催化剂提供思路。

环氧丙烷(PO)是一种重要的化工中间体,主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇等多种有机原料,广泛应用于食品、烟草等领域。以钛硅分子筛(TS-1)为载体负载金属金作为丙烯气相环氧化的催化剂具备广阔的工业应用前景。主要介绍影响Au/TS-1催化剂活性的主要因素以及催化机理,包括催化剂制备方法、金粒径、助剂。主要制备方法有浸渍法、沉积沉淀法、固体研磨法、离子液体法以及胶体法,其中沉积沉淀法是目前主流的实验室制备催化剂方法。金粒径的主要影响体现在2 nm金催化效应最有利于丙烯环氧化反应的发生。助剂主要以碱金属Na、Cs为主,可以提高催化剂性能。Au/TS-1催化丙烯环氧化主要是靠Au与Ti双位点协同催化进行的。如何大规模制备高性能Au/TS-1是目前丙烯临氢气相环氧化制环氧丙烷工业化应用的主要困难。

中国煤制乙二醇行业迅速发展,主要采用草酸酯合成工艺。但该工艺乙二醇尾气装置排放的亚硝酸甲酯(MN)和NO_x对健康有害。研究了利用H₂作为还原剂选择性催化还原(H₂-SCR)处理草酸酯合成法制乙二醇尾气中的NO_x。采用浸渍法分别以CeO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、ZSM-5、ZnO、MoC和活性炭为载体制备负载铂(Pt)系催化剂,并考察其在不同温度、压力和空速条件下的脱硝性能。结果表明,在催化剂装填量为15 mL、原料气NO和CO体积分数为8%的条件下,以CeO₂为载体,负载Pt型催化剂在反应温度220~260 ℃、压力0.1~0.4 MPa、空速300~1 000 h^-1时,尾气NO、NO_x、CO、CH₄含量均符合国家排放标准,且在500 h长周期运行和500 ℃高温下表现出良好的稳定性。

针对固体球形催化剂流动性强、易洒落、易破碎的特点,设计了基于网带窑的全自动焙烧系统,介绍了自动进出料系统的结构及其运行过程,并对5A分子筛固体球形催化剂进行了工业应用。结果表明,产量提升42.0%,能耗下降25.05%,收率提高5.41%,破碎率和磨损率能够平稳控制在较低水平,焙烧后该产品灼减稳定、对目标物的吸附量显著提高,焙烧均匀性更好,且大幅降低了操作用工数量,实现了提质降本和增效的目的。

通过共沉淀-浸渍法制备了一系列负载型钙钛矿复合氧化物nCuO/L {a_{1-}}_xA_xMnO₃催化剂,用于富氢气中CO的优先氧化。系统考察了取代A位元素Sr²⁺的掺杂量以及活性组分CuO的负载量对nCuO/L {a_{1-}}_xA_xMnO₃催化剂性能的影响,并利用XRD、BET、TPR等测试手段分析了催化剂的结构性能对催化活性的影响。结果表明,当Sr²⁺的掺杂量为0.3、单金属CuO的负载量为1.0时,制备所得1.0CuO/La_0.7Sr_0.3MnO₃催化剂的CO优先氧化活性最佳,在反应温度为135 ℃时CO可完全转化、选择性为100%。

采用热进料法,在不同沉淀温度与pH值下,制备出一系列芳香硝基加氢催化剂。采用XRD、N₂低温吸附-脱附、H₂-TPR、ICP-MS、H₂-化学吸附及粒度分布等手段对催化剂样品进行表征,并在高压固定床反应器上考察其对硝基苯酰胺类衍生物的催化加氢性能。结果表明,当沉淀温度为60 ℃、pH值为7.5时,制备的催化剂比表面积较大、金属分散性较好、催化剂中的镍物种易被还原且反应性能优良。在反应温度90 ℃、压力1 MPa、液时空速2.25 h^-1和氢油比10的条件下,反应物转化率可达到100%、目标产物选择性为99.9%。该制备条件下的催化剂成功得到百公斤级放大并在1 000 h的长周期评价过程中展现了优异的活性。以期为硝基苯酰胺类衍生物加氢催化剂的工业化提供一些思路与基础。

采用共沉淀法制备Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂,探究不同焙烧温度对催化剂选择性的影响,采用XRD、N₂低温吸附、TG-DTG和H₂-TPR对催化剂样品进行表征分析。结果表明,当焙烧温度为250 ℃时,催化剂前驱体焙烧不完全;当焙烧温度为(300~350) ℃时,催化剂具有适宜大小的氧化铜晶粒,催化剂具有良好的选择性和最佳的CO转化率;当焙烧温度为450 ℃时,氧化铜晶粒太大,虽然催化剂的选择性最佳(液相乙醇含量最低),但是催化剂的CO转化率最差。

采用离子交换法制备了Co-Ti/Hβ分子筛催化剂,并利用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR和NH₃-TPD对其进行表征分析。以氧气为氧化剂,系统评价了所制备催化剂对苯乙烯环氧化制备环氧苯乙烷的催化活性及重复使用性能。结果表明,负载的Ti、Co金属大部分分散在分子筛的表面,未破坏β分子筛的骨架结构,且Co和Ti的改性能够有效降低分子筛的酸量。当钴和钛的负载量分别达到3%时,苯乙烯转化率达到92.1%、环氧苯乙烷选择性达到83.2%。以3%Co-3%Ti/Hβ作为催化剂时,在反应温度90 ℃、反应时间4 h和氧气流量为30 mL·min^-1最佳条件下,催化剂重复使用5次后仍能保持良好活性,苯乙烯转化率和环氧苯乙烷选择性分别仍能达到90.1%和82.3%。

Suzuki交叉偶联反应是构建C—C的有效途径,在精细化学品合成中多有应用。开发高效的方法促进非均相Pd基催化剂在Suzuki偶联反应中的性能具有重要意义。通过物理吸附将2,6-二氨基吡啶(DAP)预先吸附在类花状碳纳米片(FCN)表面,再负载Pd活性组分制备了系列DAP修饰的Pd(OH)₂/FCN-D-X催化剂,结果发现其在Suzuki偶联反应中的催化活性和稳定性较未修饰的Pd(OH)₂/FCN催化剂有明显提升。XRD、STEM、XPS等表征结果表明,DAP分子的存在明显改善了Pd物种在催化剂表面的分散度及价态分布,从而提高了Pd(OH)₂/FCN-D-X催化剂的性能。

环氧丙烷(PO)是一种重要的化工原料,基于丙烯直接氧化选择性得到环氧丙烷具有重要意义。通过单因素法探究了均相催化剂乙酰丙酮金属盐在异丙苯过氧化氢(CHP)作氧化剂的丙烯环氧化工艺的催化活性和最佳反应条件。结果表明,在丙烯24 mmol、乙酰丙酮钴物质的量分数0.16%、CHP 15 mmol、溶剂乙酸乙酯20 mL、反应温度95 ℃条件下反应2 h,丙烯转化率为5.2%、环氧丙烷选择性为85.5%。电子顺磁共振实验表明,乙酰丙酮金属钴的存在能够有效提高过氧自由基的浓度,促进CHP环氧化,从而提高CHP的活性氧物种与丙烯C＝C的亲和力,表现为更高的环氧丙烷选择性。

甲醇质量储氢密度高达12.5%,可作为氢能载体实现氢的快速释放和利用。甲醇重整制氢是一种实现氢能绿色生产和高效储存运输的重要手段,而催化剂是实现这一过程的关键。综述了当前甲醇水蒸气重整制氢Cu基催化剂的研究进展,在已有研究的基础上,提出了将催化剂本体优化与微反应器协同作用制备新型催化剂,有望克服Cu基催化剂现存的缺陷,提升催化剂综合性能,从而提高氢气产率并降低CO选择性,为氢能技术的进一步发展奠定基础。

烯烃环氧化是工业生产高附加值化学品单体的重要组成部分,然而,传统的热催化方法不仅消耗大量能源,还因副反应产生较高碳排放,导致经济效益不佳。可再生绿电驱动电催化烯烃环氧化反应,为工业领域制备高附加值环氧中间体提供了新的途径。综述了电催化烯烃环氧化的研究进展,包括不同的催化体系、催化机理、影响因素以及催化性能的提升策略,最后指出这一发展领域存在的问题和未来的发展方向,以期对烯烃环氧化体系中电催化剂、电极材料和电解槽的设计提供一定的研究参考。

电动汽车和储能行业的高速发展带动锂需求量剧增,我国油气开采过程中会产生大量含锂油田卤水,开展油田卤水提锂技术研究具有巨大的经济效益。吸附法是一种具有良好工业化应用前景的油田卤水提锂技术。锂离子筛材料是目前实现选择性提锂的主要吸附剂,决定着吸附提锂过程的经济性和工业可行性。系统综述了锂离子筛材料的提锂机理、制备方法、成型技术及吸附提锂研究情况,并对今后锂离子筛材料在油田卤水选择性提锂领域的研究方向进行了总结和展望,旨在为实现油田卤水中锂资源的高效利用提供一定的技术参考。

氢能作为一种清洁、可再生的二次能源,是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。质子交换膜(PEM)电解水因其高效、紧凑和无污染的特性,是实现“零碳”排放的关键技术之一。然而,PEM电解水制氢系统的高成本严重限制了其大规模商业化应用。综述了电解水制氢技术的几种路线及PEM电解水制氢技术的基本原理,重点阐述了近年来PEM电解槽技术发展的瓶颈和壁垒,包括关键材料贵金属铱催化剂和膜、核心器件双极板和传输层,讨论了PEM电解水制氢技术的降本方向和发展潜力,并对其应用前景进行展望。

N₂O作为仅次于CO₂和CH₄的第三大温室气体由于在硝酸生产氨氧化、NO_x净化SCR以及氨燃烧过程中不可避免生成和排放,近年来呈现出逐年增多趋势,对N₂O净化消除尤为关键。首先,催化分解因高效性、无毒性而成为N₂O减排最有前景的方法之一,详细综述了N₂O分解催化剂近年来的研究进展,回顾了硝酸生产过程N₂O高温分解催化剂(二段催化剂)的实际应用以及未来发展趋势,重点介绍了三大类N₂O低温分解催化剂如贵金属催化剂、Co基氧化物催化剂以及Co或Fe基分子筛催化剂的研究动态,并概括了这些催化剂的优点和缺点,简单论述了N₂O在典型Co和Fe基催化剂上的分解机理。然后,选择性催化还原也是消除N₂O的主要技术路线之一,分类比较了不同还原剂如CO、H₂、烷烃等各自的适用场景。最后,指出了目前N₂O消除技术路线、催化剂体系中存在的一些问题,并展望了N₂O和NO_x选择性还原同步消除的发展前景。

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。

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。

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。