2011年, 第19卷, 第11期　刊出日期：2011-11-15

  

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综述与展望
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  新型择形分子筛MCM-68研究进展

  邓云川，段爱军，赵震，姜桂元，刘坚，王祖刚

  工业催化. 2011, 19(11): 1. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2011.11.001

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  分子筛材料的发展为择形催化的广泛应用提供了支撑，特别是ZSM-5分子筛的发明，促进了通过择形催化实现高选择性合成目的产物的工业应用，但ZSM-5主要针对小分子择形催化转化，在大分子择形催化转化上略显不足。研发大分子择形催化的新型分子筛，拓展择形催化工业应用成为材料界和工业催化领域的热点。综述了新型大分子择形催化分子筛MCM-68的研究进展，包括MCM-68的拓扑结构、合成方法和酸性能等。同时介绍了MCM-68在作为酸催化剂和择形催化剂方面的应用。MCM-68所具有的特殊孔道结构和强酸性等性能有望在重油加工和酸催化的精细化学品合成中应用。
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  催化裂化汽油加氢精制催化剂的研究进展

  樊慧丽，段爱军，赵震，周小峰

  工业催化. 2011, 19(11): 8. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2011.11.002

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  介绍了催化裂化汽油加氢精制催化剂的种类和研究进展。从活性组分和载体方面分析了不同催化剂的优缺点，并对目前工业FCC汽油加氢精制工艺和催化剂进行了概述。同时对FCC汽油加氢精制催化剂的发展方向进行了展望。
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  具有高活性晶面的TiO₂光催化剂研究进展

  赖壮钗，彭峰

  工业催化. 2011, 19(11): 14. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.003

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  高能量的锐钛矿相TiO₂由于在光催化作用中具有潜在的高活性而成为研究热点，介绍理论预测的几种高活性晶面锐钛矿相TiO₂的形貌和形成机理，综述近年来合成具有高活性晶面锐钛矿相TiO₂光催化剂的制备方法与研究进展，提出未来的发展方向。
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  加氢裂化工艺技术及其催化剂研究进展

  郭强^1,2，邓云川¹，段爱军¹，赵震¹，牛欢¹

  工业催化. 2011, 19(11): 21. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.004

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  日益严格的环保法规促使高品质清洁油品的生产迫在眉睫，加氢裂化工艺技术逐渐成为重质原料油轻质化和清洁化的主要方法。总结了加氢裂化工艺及其催化剂的研究进展、国内外典型加氢裂化过程的技术特点和代表性工艺，并对未来发展趋势进行预测。
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  贵金属硫化物催化剂的制备及其在催化加氢反应中的应用

  吴佳春，张群峰，李小年

  工业催化. 2011, 19(11): 28. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.005

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  贵金属硫化物催化剂对含硫化合物加氢、加氢脱硫、加氢脱氮和卤代硝基化合物加氢等方面有特殊应用，选择性高，不易失活。总结了国内外贵金属硫化物制备方法，综述了各类贵金属硫化物在催化加氢方面的应用，并对贵金属特别是Pd的不同种硫化物种间相互转变条件进行了探讨
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  柱撑膨润土制备方法的研究进展及其应用

  姬海鹏¹，陈建¹，田倩倩¹，吴正明¹，栾兴龙¹，陈代梅²

  工业催化. 2011, 19(11): 35. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2011.11.006

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  柱撑膨润土作为一种新型的多孔材料具有大的比表面积、 大小可调的孔径和强酸性而成为性能优异的吸附剂和催化剂，在石油化工和环保领域具有广阔的应用前景。对柱撑膨润土进行了分类，综述了不同柱撑膨润土的制备方法及应用，指出了柱撑膨润土研究中存在的问题，并展望了柱撑膨润土复合材料未来发展方向。
催化剂制备与研究
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  极低负载量活性组分催化剂对丙烷选择氧化性能的影响

  韩丽艳¹，罗燕²，刘坚²，赵震²，段爱军²，姜桂元²

  工业催化. 2011, 19(11): 41. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.007

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  以SiO^₂为载体，采用等体积浸渍法制备了极低负载量活性组分氧化物催化剂，并评价对丙烷选择氧化性能。结果表明，在对丙烷分子氧选择氧化催化反应中，具有相对稳定半充满电子的表面离子结构的催化剂对生成醛类含氧化合物选择性较高。碱金属钾的修饰作用使含氧化合物选择性有较大提高。
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  SBA-15负载铁基氧化物催化剂上丙烷选择氧化催化性能的研究

  韩丽艳¹，罗燕²，刘坚²，赵震²，王宏宣²，段爱军²，姜桂元²

  工业催化. 2011, 19(11): 46. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.008

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  用等体积浸渍法制备了SBA-15负载铁基和钾修饰的Fe基氧化物催化剂，使用紫外-拉曼光谱对催化剂结构进行表征，并评价催化剂对丙烷的选择氧化活性与选择性。结果表明，介孔结构SBA-15对丙烷选择氧化活性优于常规的SiO₂；对于负载K-Fe/SBA-15系列催化剂，低Fe负载量时,隔离的四配位Fe氧化物是丙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种，高Fe负载量时，聚合态和微晶态的Fe氧化物是丙烷氧化脱氢或深度氧化的活性物种。
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  工业钛液水热合成多孔二氧化钛

  蒲洪^1,2,田从学²，杨颖²

  工业催化. 2011, 19(11): 51. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.009

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  以工业钛液为原料，水热合成高活性多孔TiO₂，采用XRD、SEM、粒度分布、FT-IR和比表面分析对样品进行表征，并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性。结果表明，随着水热时间延长，样品的晶粒尺寸逐步增大，比表面积先增大后减小，光催化活性也呈现先增大后减小趋势；随着水热温度增高，样品晶粒尺寸逐步增大，光催化活性呈先增大后减小趋势。140 ℃水热合成3 h所得多孔TiO₂光催化活性最佳，对亚甲基蓝降解率达90.5%。
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  蠕虫孔状介孔Cr₂O₃的制备与表征

  夏云生，鲁奇林，包德才

  工业催化. 2011, 19(11): 56. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.010

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  以硝酸铬为金属源，活性炭为硬模板，用真空辅助浸渍法制备了蠕虫孔状介孔Cr₂O₃，采用XRD、BET、TEM、TPR和UV-Vis对样品的物化性能进行了表征。结果表明，制备的介孔Cr₂O₃是具有六方晶型和比表面积高达112 m²·g^-1的晶体，平均孔径约6.5 nm，与体相材料相比，介孔Cr₂O₃表现出良好的低温还原性能和吸光性能，这与其表面形貌和晶体结构有关。
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  黏结剂对柴油车用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原性能的影响

  李振国，马杰，刘双喜，高继东，杨春清，任晓宁

  工业催化. 2011, 19(11): 60. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.011

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  采用偏NH₄VO₃和TiO₂为前驱体制备选择性催化还原（SCR）催化剂涂层所需浆料，将浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上，得到整体涂覆式SCR催化剂。研究了SiO₂溶胶、H₃PO₄及H₃NO₃对催化剂涂层耐久性及活性的影响。在模拟评价装置上对催化剂活性进行了评价。结果表明，SiO₂溶胶和H₃PO₄对催化剂涂层耐久性具有明显改善作用，质量分数8%的SiO₂溶胶和4%的H₃PO₄使催化剂涂层脱落率从32.71%降至4.08%和17.89%；V₂O₅-WO₃/TiO₂-4%SiO₂溶胶催化剂表现出较高的活性和选择性，新鲜催化剂NO的起燃温度(T₅₀)为205 ℃，随着H₃PO₄添加量的增加，催化剂低温活性逐渐降低，高H₃PO₄添加量时，催化剂表面被H₃PO₄覆盖，大部分与钛及钒键连接的羟基基团被P—OH 所取代，催化剂SCR活性降低。
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  焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原性能的影响

  王晓丽¹，娄晓荣¹，黄伟²，李哲¹

  工业催化. 2011, 19(11): 64. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.012

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  采用共浸渍法制备了m(Fe)∶m(Mo)=1的Fe-Mo/ZSM-5催化剂，并对其在不同焙烧条件所得样品上NO选择性催化还原反应活性进行了测试。结果表明，焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化性能影响明显，600 ℃焙烧6 h的样品在低温范围具有较好的催化性能，随着焙烧时间或焙烧温度的增加，其NOx转化率依次向高温方向移动，在800 ℃焙烧后的样品催化活性明显下降。采用XRD和BET对Fe-Mo/ZSM-5样品的体相结构和表面性能进行了研究。结果表明，不同焙烧条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂的晶胞参数和比表面积产生了差别，特别是焙烧温度达到800 ℃时，其比表面积显著减小，这可能是导致Fe-Mo/ZSM-5催化性能突然下降的主要原因。焙烧过程中残留在的表面含氮物种对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原反应活性影响较大。
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  Ce助剂对Ni/SiO₂催化剂CO甲烷化活性的促进作用

  李凤梅，王永钊，张卓，武瑞芳，赵永祥

  工业催化. 2011, 19(11): 70. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.013

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  采用等体积浸渍法制备了Ni/SiO₂和Ni-Ce/SiO₂催化剂，在连续流动微反装置上考察了催化剂的CO甲烷化催化活性。通过N₂物理吸附、XRD、H₂-TPR、H₂-TPD、CO-TPD和H₂-TPSR手段对催化剂进行表征。结果表明，少量Ce助剂的添加促进了镍物种的分散和还原，使催化剂活性比表面积增加，同时在催化剂表面产生了新的中等强度的CO吸附中心，表现出更高的CO吸附活化能力。在CO体积分数1%、空速7 000 h^-1和常压下，Ni-Ce/SiO₂催化剂在210 ℃时即可将CO完全转化为甲烷，较Ni/SiO₂催化剂上完全转化温度降低了80 ℃。
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  Pd-Cu/凹凸棒石黏土催化剂催化CO氧化性能

  王永钊，张卓，李凤梅，赵永祥

  工业催化. 2011, 19(11): 75. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.014

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  以凹凸棒石黏土（APT）作载体，采用浸渍法制备双金属催化剂Pd-Cu/APT、单金属催化剂Pd/APT和Cu/APT，在连续流动微反装置上考察催化剂的CO催化氧化活性，采用N2物理吸附/脱附、X射线粉末衍射和程序升温还原/脱附等手段对催化剂进行表征。结果表明，Pd-Cu/APT催化剂中Cu主要以CuCl形式存在，Pd高度分散与Cu之间产生了明显的相互作用，使Cu物种的还原温度大幅降低；经水蒸汽预处理增强了Pd-Cu/APT催化剂表面酸性，促进了催化活性的提高。在CO体积分数为0.5%、水蒸汽体积分数3.3%、空速6 000 h-1和常温反应条件下，CO转化率可达90%以上。
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  TPR-TPO联用技术表征Cu/SiO2及其甘油催化氢解性能的考察

  王爽，梁宝臣，陈慧

  工业催化. 2011, 19(11): 80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.015

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  采用TPR-TPO联用技术对溶胶-凝胶法制备的Cu/SiO₂催化剂进行表征，计算出催化剂的还原活化能Ea=55.04 kJ·mol-1，指前因子A=4.24×10⁶ s^-1。在反应压力4.0 MPa，空速0.46 h^-1、n（H₂）∶n（甘油）=10∶1和催化剂用量5.0 g的条件下，考察温度对甘油催化氢解性能的影响，220 ℃时，1,2-丙二醇收率最高，达96%。同时，根据TPR-TPO表征结果，将经历一次还原过程和还原-氧化-再还原过程活化的催化剂分别用于甘油催化氢解反应，还原-氧化-再还原过程较还原过程活化的催化剂收率提高11%。
能源化工与催化
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  Ca-Mg-Al类水滑石催化大豆油甲醇酯交换制备生物柴油

  丁平亮，田志茗，邓启刚

  工业催化. 2011, 19(11): 84. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.016

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  采用不同前驱体，用过饱和共沉淀法制备了两种Ca-Mg-Al类水滑石，并考察了其用于催化大豆油甲醇酯交换制备生物柴油的性能。结果表明，由草酸钙为前驱体制备的Ca-Mg-Al类水滑石表现出更高的催化活性，在反应温度65 ℃、醇油物质的量比12∶1、催化剂用量为大豆油质量的4%和反应时间180 min的最佳条件下，酯化率可达84.71%。催化剂重复利用3次，仍保持较高活性。
环境保护与催化
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  La_0.75K_0.25Mn_0.95Cu_0.05O₃/CeO₂催化净化FCC再生烟气的研究

  邓旭亮¹，程锴²，王斯晗¹，刘坚²，赵震²

  工业催化. 2011, 19(11): 88. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.017

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  采用浸渍法制备La_0.75K_0.25Mn_0.95Cu_0.05O₃/CeO₂钙钛矿型复合氧化物催化剂（负载质量分数分别为10%、20%、30%、50%和100%），利用XRD、FT-IR及UV-Vis DRS表征手段对制备的催化剂进行表征，以C₂H₂为还原剂，考察该氧化催化剂净化FCC再生烟气的性能。结果表明，制备的系列氧化催化剂存在明显的钙钛矿结构，并且La_0.75K_0.25Mn_0.95Cu_0.05O₃/CeO₂(50%)催化剂的氧化活性最高。
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  FCC再生烟气净化氮氧化物还原催化剂的研究

  邓旭亮¹，程锴²，杜龙弟¹，刘坚²，赵震²

  工业催化. 2011, 19(11): 92. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.018

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  采用等体积浸渍法制备了不同系列的WO₃-CeO₂-ZrO₂/HZSM-5、WO₃-CuO/HZSM-5及WO₃-CeO₂/HZSM-5催化剂，考察了该系列催化剂净化FCC再生烟气中NOx污染物的性能。结果表明，WO₃在HZSM-5上的负载质量分数6%、W与Ce物质的量比为10∶2的WO₃-CeO₂/HZSM-5催化剂对FCC再生烟气中NOx污染物净化效果最好。在空速20 000 h^-1条件下，NO最大转化率为88.7%，烃类完全转化温度为387 ℃。同时考察了空速和水热老化对催化剂WO₃-CeO₂/HZSM-5性能的影响，结果表明，该催化剂具有一定的抗水热老化能力。
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  负载型CeO₂/OMS-2催化剂对VOCs的催化氧化性能

  陈秋艳，曾春云，金凌云，罗孟飞，鲁继青

  工业催化. 2011, 19(11): 97. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2011.11.019

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  采用回流法合成了OMS-2，同时以OMS-2为载体，采用浸渍法负载CeO₂制备了Ce/OMS-2催化剂，运用X射线衍射、拉曼光谱、BET、H₂-TPR和NH₃-TPD等方法对催化剂进行表征，并考察CeO₂/OMS-2催化剂催化氧化二氯甲烷和乙酸乙酯的性能。结果表明，CeO₂的加入并未改变OMS-2较好的八面体分子筛结构，CeO₂的晶粒很小且以高分散的形式存在；负载CeO₂的OMS-2催化剂比表面积都有增大趋势；随着CeO₂负载量的增加，低温和高温的还原峰都先向低温方向偏移再向高温方向偏移；随着CeO₂负载量的增加，高温处强酸性峰先向低温方向偏移再向高温方向偏移。反应活性结果表明，CeO₂/OMS-2催化剂活性比载体OMS-2的活性好，随着铈负载量的增加，催化活性先升高再降低，其中，CeO₂负载质量分数为1.0%（1.0Ce/OMS-2）时催化剂效果最好， 这可能是由于铈的加入活化了OMS-2中的氧，影响了整体催化剂的酸性，进而影响反应性能。