2009年, 第17卷, 第8期 刊出日期:2009-08-15
  

  • 全选
    |
    综述与展望
  • 徐俊峰,赵震,刘坚,张桂臻,荆延妮
    工业催化. 2009, 17(8): 1. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.001
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    三维有序大孔氧化物具有均匀有序的大孔孔道、较高的孔容以及骨架组成的多样性等。主要介绍了三维有序大孔氧化物的结构、制备过程及应用进展。详细阐述了单分散微球的制备及改性、胶体晶体模板的制备、前驱体的制备及填充以及胶体晶体模板的去除。简单综述了近年来三维有序大孔氧化物在环境催化、石油化工、光催化及生物催化领域的应用研究,并对未来三维有序大孔氧化物的发展做了总结和展望。
  • 催化剂制备与工艺
  • 荆延妮,赵震,许洁,刘坚,徐俊峰
    工业催化. 2009, 17(8): 7. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.002
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    提出设计双层组合催化剂净化新技术,即碳黑氧化燃烧催化剂床层和NOx还原催化剂床层的组合,该组合催化剂对柴油机尾气四种污染物的消除具有较高的催化活性。采用浸渍法制备了Al2O3负载不同量的La0.8K0.2MnO3和相同负载量、不同K含量的La1-xKxMnO3/Al2O3催化剂作为氧化催化剂处理碳烟、CO和HC;采用等体积浸渍法制备Cr/HZSM-5、Mo/HZSM-5、W/HZSM-5三系列催化剂作为还原催化剂处理NOx,并将其进行组合,得到优良的氧化还原组合催化剂,同时处理柴油车尾气中的四种污染物。在模拟柴油车尾气组成条件下,用乙炔代表烃类物质并采用固定床微型反应装置,考察了所制备的双层四效组合催化剂净化柴油车尾气的催化性能。研究发现,负载质量分数为50%的La0.5K0.5MnO3/Al2O3和负载量为1.42×10-4mol·g-1的W/HZSM-5组合催化剂对于同时消除柴油车尾气NO、碳颗粒、CO和HC有较好的效果。NO还原为N2的转化率在反应温度范围最高可达79%,同时碳颗粒的燃烧峰值温度为448 ℃,碳颗粒燃烧生成CO2 的最大选择性可达98%,乙炔完全转化的温度为364 ℃,从而实现了四种有害物质的同时催化净化。
  • 赵坤林,陈铭夏,袁坚,施建伟,上官文峰
    工业催化. 2009, 17(8): 11. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.003
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    通过在柴油机排放颗粒物过滤器上负载La0.8K0.2Cu0.05Mn0.95O3复合金属氧化物催化剂并进行实际柴油机尾气挂烟,利用程序升温反应技术,对同时催化去除柴油机颗粒物和氮氧化物反应进行了实验研究。研究结果表明,空白载体上实际柴油机排放颗粒物燃烧生成的CO2曲线呈双峰,分别对应于可溶性有机物和干碳烟的燃烧。负载型催化剂能有效降低可溶性有机物和干碳烟的燃烧温度,促进NO向N2转化。与淤浆法相比,浸渍法负载的催化剂效果更好,浸渍法负载催化剂可以将起燃温度降至160 ℃,最高的NOx向N2转化率达63.4%。
  • 李文松1,2,卢军2,吴乐刚2
    工业催化. 2009, 17(8): 17. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.004
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用浸渍法和离子交换法,以三类阳离子对HZSM-5进行改性,考察了改性对其热及水热稳定性的影响,选出适合天然气汽车尾气治理HZSM-5改性催化材料,对改性后的HZSM-5材料进行Pd负载,考察了改性HZSM-5负载Pd后的甲烷催化氧化性能。结果表明,采用阳离子对HZSM-5进行改性,能提高其抗热及水热老化性能,在阳离子改性的样品中,以Ce3+浸渍法改性的样品I-Ce-HZSM负载Pd后的甲烷催化氧化活性最高
  • 张燕,肖彦,袁慎忠,王林江,吴群英,郭子峰,鞠文鹏
    工业催化. 2009, 17(8): 23. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.005
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    针对燃料为液化石油气轿车尾气排放特点,使用耐高温氧化铝载体材料和高性能的铈锆氧化物材料,设计了活性组分为贵金属Pd和Rh不同配比的净化催化剂,用BET、TPR和XRD等手段进行表征,研究了催化剂的空燃比特性和起燃温度特性,结果表明,催化剂具有较好的活性和高温稳定性。
  • 杨岳,黄碧纯,叶代启
    工业催化. 2009, 17(8): 28. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.06
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用溶胶-凝胶法,以多壁碳纳米管为载体制备了CdS和TiO2复合的双组分负载型半导体光催化剂。以挥发性有机污染物VOCs中的甲苯去除率作为光催化剂活性指标,通过正交实验,确定了光催化剂的最佳制备条件。结果表明,光催化剂的最佳制备条件为: 活性组元n(TiO2)∶n(CdS)=1∶0.02,加入水的体积分数为5%,载体多壁碳纳米管的质量分数2%, 450 ℃焙烧2 h。采用透射电镜TEM对催化剂结构进行了表征,通过BET测试分析了催化剂比表面积和孔径分布,运用X射线衍射分析了催化剂的晶型特征,利用紫外-可见吸收光谱检测了催化剂的光吸收能力和光吸收值。
  • 丛兴顺
    工业催化. 2009, 17(8): 34. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2009.08.007
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以莱西钙基膨润土为原料,研究了常规离子交换法、微波合成法、超声合成法和水热合成法对制备柱撑蒙脱石(PILM)的影响。为了得到大层间距的PILM,引入自制的有机硅溶胶,并将Fe3+和Cr3+负载到硅溶胶上,制备了一系列的Fe/Cr-Si-PILM,并用XRD、DTA-TG和SRF等进行了表征。结果表明,微波、超声和水热法均是具有应用前景的合成方法;常规离子交换法中,引入有机硅溶胶可以显著增大PILM的层间距,经300 ℃焙烧2 h后,最大的层间距为4.33 nm,热稳定性可达643 ℃。探索了Fe/Cr-Si-PILM催化剂在煤炭液化中的应用,希望能开拓PILM催化剂应用的新领域。
  • 能源化工与催化
  • 陈庆华1,刘晓瑭1,张平2,王来军2,陈崧哲2
    工业催化. 2009, 17(8): 39. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2009.08.008
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    碘硫循环是目前提出的效率最高、最有希望实现工业应用的热化学分解水制氢流程。碘硫循环由Bunsen反应、氢碘酸分解反应和硫酸分解反应组成。其中,硫酸分解是碘硫循环及其他含硫热化学循环中的共同步骤,需要在高温及催化剂存在下进行。本文以铁酸铜作为硫酸分解的催化剂,考察了反应温度、硫酸进料速率以及催化剂用量等因素对硫酸分解转化效率的影响,并与Pt催化剂的效果进行了比较。在铁酸铜催化的条件下,转化率比没有催化剂时平均提高了22%。温度超过820 ℃,催化效果与负载质量分数1%的Pt/Al2O3相当;催化剂活性在9 h内未出现下降趋势。用X射线衍射、比表面积全分析吸附、透射电镜以及热重-差热等方法对使用前后的铁酸铜进行了表征,给出了物相参数、表面性能参数及热稳定性等数据。
  • 有机化工与催化
  • 孔芬霞1,肖睿1,胡燚2
    工业催化. 2009, 17(8): 45. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.009
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    采用质量分数3%金属镧改性的HZSM-5分子筛催化剂,考察在较低的反应温度(200~300) ℃、固定床反应器内质量空速、催化剂粒径、反应温度以及反应物分压对乙醇转化率、产物收率和生成速率的影响,确定了乙醇脱水反应的动力学控制区域:质量空速≥20 h-1,催化剂粒径≤0.7 mm。在此基础上,建立了生物乙醇催化脱水的动力学模型,拟合值和实验值吻合较好。
  • 精细化工与催化
  • 刘自力1, 2, 刘艳冰1, 王燕华1, 李辉1, 秦祖赠1, 陈胜洲2
    工业催化. 2009, 17(8): 51. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.010
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    以Fe(NO3)3和(NH4)6MoO24为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n(Fe)∶n(Mo)的催化剂,考察了该催化剂对对二甲苯催化氧化合成对苯二甲醛的催化性能。并应用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、紫外漫反射和热分析对催化剂进行了表征。结果表明,Fe对MoO3改性能明显改善催化剂的活性,提高对苯二甲醛收率,原因是由于Fe2(MoO4)3的生成。当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂活性最佳,此时对二甲苯转化率为66.8%,对苯二甲醛选择性和收率分别为37.2%和24.8%。XRD、FT-IR和DRS结果表明,当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂中有适量MoO3存在,其催化活性最好,该催化剂能在高温维持较好的活性稳定性。
  • 钟巍,张中军,刘丹,桂建舟,孙明霞
    工业催化. 2009, 17(8): 56. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.011
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    在不添加任何助剂的条件下,将合成的Au-SBA-15介孔分子筛催化剂用于催化环戊烯液相氧化反应。探讨了反应时间、反应温度和反应压力等因素对反应的影响。结果表明,在反应时间5 h、反应温度353 K和反应压力2.5 MPa条件下,环戊烯转化率可达8.6%,环戊酮选择性达90.2%,催化剂重复使用4次,其活性基本保持不变。
  • 杨春燕,沈悦欣,陈君琴,刘纯山
    工业催化. 2009, 17(8): 59. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.012
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    研究了三氟乙醇催化氧化合成三氟乙醛的钒系催化剂。以V2O5为活性组分,考察了以ZrO2为载体,并在此基础上通过添加MoO3、SnO2和WO3等助催化剂进行性能调变。结果表明,以ZrO2为载体, n(V2O5)∶n(ZrO2)=5,SnO2作为助催化剂,在反应温度290 ℃、空速0.33 h-1和原料配比n(O2)∶n(三氟乙醇)=11.69最佳工艺条件下,三氟乙醇转化率达89.06%,三氟乙醛选择性达97.14%。
  • 虞丹,郭红云
    工业催化. 2009, 17(8): 62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.013
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    在离子液体[TEA-PS]HSO4的催化下,由马来酸酐和无水乙醇合成马来酸二乙酯,并研究了其优化条件和催化剂的循环使用性能。当马来酸酐与无水乙醇物质的量比为1∶4以及催化剂用量为马来酸酐质量的20%时,于115 ℃环己烷回流带水条件下反应4 h,酯化率达到99%以上。
  • 环境保护与催化
  • 胡庆华,张蔚萍,刘凌强,陶春元,杨期勇

    工业催化. 2009, 17(8): 66. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2009.08.014
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

    以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵醇溶液所形成的柱状胶束为模板剂,钛酸四丁酯为原料,经水解沉淀、晶化、沉降、抽滤、干燥及焙烧工艺制备出了介孔TiO2固体催化剂。通过离子掺杂方法,用Fe(NO3)3溶液对介孔TiO2掺杂,经搅拌、煮沸、晶化、蒸发、干燥及焙烧工艺,制备出了不同物质的量比的Fe3+/TiO2催化剂。以甲基橙模拟染料废水,考察pH、催化剂用量、过氧化氢用量、催化剂Fe3+/TiO2物质的量比和光照时间等因素对催化剂的催化性能的影响。结果表明,适量掺有Fe3+的催化剂Fe3+/TiO2有利于太阳光催化甲基橙的效果,当甲基橙浓度为10 mg·L-1、Fe3+与TiO2物质的量比为0.000 5、催化剂用量为0.8 g·L-1、过氧化氢为0.55 mol·L-1、 pH=3并且太阳光直接照射20 min,脱色率达到96%。根据Languir-Hinshelwood动力学方程,近似推导出不同物质的量比Fe3+/TiO2催化剂光催化降解甲基橙的动力学方程,并得出Fe3+与TiO2物质的量比为0.000 5时的Fe3+/TiO2催化剂,有最大宏观速率常数值,K0为0.162 35 min-1

  • 石晓鹏,梅华,姚虎卿
    工业催化. 2009, 17(8): 72. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2009.08.015
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏
    次氯酸钠具有强氧化性,但因性能极不稳定,大大降低了其氧化性能的利用率。采用混捏法制备改性的镍基催化剂催化氧化次氯酸钠,生成的原子氧具有极强的活性,特别是在次氯酸钠浓度不高时,可大大提高次氯酸钠的氧化性能和利用率。采用混捏法制备的改性镍基催化剂用于催化分解次氯酸钠产生活性氧。通过FT-IR、SEM和BET等方法对催化剂的物化性能及催化性能进行了研究,考察了改性镍基催化剂催化分解次氯酸钠溶液反应动力学和活性氯的变化情况。结果表明,添加Fe2O3的镍基催化剂具有较高的活性,在改性镍基催化剂作用下,反应活化能大大降低,次氯酸钠活性氯的转化率达到90%以上。在初步处理有机废水的实验中,COD的去除率达到92.5