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2009年, 第17卷, 第7期 刊出日期:2009-07-15
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综述与展望
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甘油选择性脱水制备丙烯醛研究进展
陈维苗;丁云杰;宁丽丽;龚磊峰;吕元
工业催化. 2009, 17(7): 1.
摘要
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生物柴油以其环保性和可再生性而被公认为是可替代石化柴油的新型能源,其迅猛发展将导致其副产物甘油的大量过剩,因此,开发和深度利用甘油,使其成为新一代从生物质到化学品的转化平台成为近期研究热点,其中,甘油脱水制丙烯醛是重要途径。综述了实现该过程的催化剂体系研究进展,探讨了催化剂结构和反应条件对甘油脱水反应性能的影响,分析了甘油脱水的反应路径,以期对开发高性能催化体系和合理工艺提供参考。由于匀相催化剂存在活性低、操作条件苛刻和设备腐蚀等缺点,开发的重点集中在固体酸催化剂上,虽然活性较高,但易失活,稳定性差。仍需进一步提高催化剂性能,同时结合反应器和工艺的设计和选择,综合考量。
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汽油吸附脱硫剂的研究与应用
舒静;任丽丽;徐骞
工业催化. 2009, 17(7): 6.
摘要
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日益严格的环保法规对生产低硫和超低硫清洁汽油技术提出了更高的要求。传统的加氢脱硫投资大,成本高。开发成本低、操作条件温和非加氢脱硫技术成为一种趋势。吸附脱硫技术具有操作简单、投资少、适合于深度脱硫和无污染等优点,工业应用前景广阔。综述了活性炭、改性分子筛、金属氧化物和改性黏土等多种吸附剂在制备、吸附机理、改性和脱硫效果等方面的研究和应用,对现有吸附脱硫剂存在的问题进行了讨论,展望了其应用前景。
催化剂制备与工艺
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复合金属氧化物催化丙烷选择氧化制丙烯酸
祝宝东;王鉴;董群;郭丽;王德秋
工业催化. 2009, 17(7): 12.
摘要
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采用溶液法制备Mo-V-Te-Nb-O催化剂,研究了焙烧次数对催化剂性能的影响,考察催化剂在普通密封条件下储存时间和连续反应过程中的稳定性。结果表明,二次焙烧制备的催化剂中M1和M2相增强,对丙烯酸生成有利,且晶相形态不随焙烧次数的增加而改变,而烧结现象逐渐增加。催化剂可在普通密封条件下储存24个月,性能不发生变化,催化剂活性和选择性随反应进行不断震荡升高,丙烯酸初期收率为24.7%,反应180 h左右达31.8%,随后催化剂迅速失活。XRD、BET表征及催化剂再生实验表明,其失活的主要原因是Te流失。
Select
Al
2
O
3
对AlPO
4
催化剂的结构及其缩醛化反应活性的影响
唐国旗
1
;王日杰
1
;杨晓霞
1
;舒畅
1
;王宇飞
1
;田桂林
2
工业催化. 2009, 17(7): 16.
摘要
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采用溶胶-凝胶法制备了系列AlPO
4
-Al
2
O
3
催化剂,利用XRD、TG-DTA、NH
3
-TPD和催化剂评价等方法,研究了制备条件对催化剂结构和缩醛化反应催化性能的影响,结果表明,Al
2
O
3
的存在不仅能提高AlPO4的热稳定性,而且可以调节催化剂的表面酸性性能。在适宜的缩醛化反应条件下,400 ℃焙烧和Al
2
O
3
质量分数为15%的AlPO
4
-Al
2
O
3
催化剂样品具有较好的催化活性,1,2-丙二醇转化率达28.1%,AlPO
4
-Al
2
O
3
催化剂的缩醛化反应活性与表面弱酸中心的酸量成顺变关系。
Select
改进的二步共沉淀法制备Cu/ZnO/Al
2
O
3
甲醇合成催化剂
刘家强
1
;魏蓉
1
;张艳舞
1
;徐润
2
;李志华
1
工业催化. 2009, 17(7): 22.
摘要
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采用改进的二步共沉淀法制备了Cu/ZnO/Al
2
O
3
甲醇合成催化剂。用XRD、SEM和BET等手段对催化剂结构和形貌进行了表征。采用流动固定床微型反应器在5.0 MPa和空速5 000 h
-1
条件下,考察了其催化合成气合成甲醇的活性,并在同一条件下用一种工业催化剂做对比测试。结果表明,改进的二步法制备的甲醇合成催化剂结晶度较低,基本以无定形状态的固溶体形式存在,铜锌之间的协同作用大,催化剂粒度较小,尺寸分布较均匀,比表面积较大,催化剂单位面积活性达98.54 mg·m
-2
。
石油化工与催化
Select
空速对不同Y型分子筛FCC催化剂轻柴油裂化性能的影响
宋海涛;朱玉霞;达志坚
工业催化. 2009, 17(7): 26.
摘要
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通过调节进料泵速,考察了空速对轻柴油在不同沸石含量的REUSY、REHY和REY型 FCC催化剂上裂化性能的影响。结果表明,随着空速的增加,原料在不同催化剂上转化率之间的差距逐渐增大,在低沸石含量的REY催化剂上转化率下降较缓,而在高沸石含量的REUSY催化剂上转化率下降较快。其原因可能在于低沸石含量的催化剂微孔总量较少,在高空速和短接触时间,受内扩散时间的影响小于高沸石含量的催化剂,因而表观裂化转化率较高
Select
CoMo/Al
2
O
3
-TiO
2
催化剂上加氢深度脱硫反应及其宏观动力学
吴楠
1
;庞璐
1
;焦冬梅
1,2
;曹发海
1
工业催化. 2009, 17(7): 30.
摘要
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采用气液固三相滴流床反应器,在反应温度(493~558) K,氢压(1.5~3.0) MPa和氢油体积比为200~800条件下,研究了苯并噻吩和二苯并噻吩模型化合物在钴钼基催化剂上加氢脱硫反应及其宏观动力学。根据幂函数型动力学方程,以全局通用算法结合马夸特算法对动力学参数进行估值,建立了与实验数据相吻合的柴油中含硫模型化合物的深度加氢脱硫反应动力学模型。其中,苯并噻吩的一级方程活化能为3.985×104 J·mol
-1
,二苯并噻吩的二级方程的活化能为3.130×104 J·mol
-1
。残差检验和统计学考察表明,模型计算结果和实验数据吻合良好。
Select
催化裂化汽油裂解制丙烯
焦阳
1
;施岩
2
;于廷云
2
工业催化. 2009, 17(7): 36.
摘要
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以催化裂化汽油为原料,水热处理后的HZSM-5分子筛为催化剂,催化裂解制丙烯。比较了水热处理后的HZSM-5分子筛催化剂上负载镧和未负载镧的催化裂化性能,并考察了镧的最佳负载量。结果表明,水热处理后负载镧提高了催化剂活性、稳定性和丙烯选择性,负载镧质量分数为8%时,催化裂化性能最佳。当反应温度550 ℃和空速4 h-1时,丙烯收率12.51%。
精细化工与催化
Select
Pd/C催化剂对生物质基丁酮催化加氢制取仲丁醇
刘颖;林鹿;庞春生;庄军平;张卓
工业催化. 2009, 17(7): 39.
摘要
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研究了生物质基丁酮经Pd/C催化加氢制备仲丁醇的工艺条件,考察了反应时间、反应温度、氢压和催化剂用量对仲丁醇收率的影响。结果表明,Pd/C可催化丁酮进行加氢反应,主要产物为仲丁醇。在一定温度条件下,仲丁醇收率随温度的升高而增大,但超过一定范围,继续增加反应温度,收率反而下降。加氢压力1 MPa,反应8 h后,90 ℃、120 ℃和150 ℃条件下仲丁醇收率分别为53.1%、52.8%和45.5%;增大氢压,仲丁醇收率反而明显降低。增加催化剂用量,反应速率加快,反应时间缩短,但对最终仲丁醇收率的影响不大。
Select
稀土双膦酸酯配合物和稀土氯化物对Mannich反应的催化作用
杨晓东;袁野;吴界强;金琼花
工业催化. 2009, 17(7): 43.
摘要
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研究了Dy(OTf)
3
、DyCl
3
和稀土双膦酸酯配合物{ [Dy(OTf)
2
L
2
(H
2
O)
2
](OTf)(CH
3
CN)}[L=(iPrO)
2
P(O)CH
2
P(O)(iPrO)
2
] 等对Mannich 反应的催化作用,发现以Dy(OTf)
3
为催化剂时,收率为54%,[Dy(OTf)
2
L
2
(H
2
O)
2
](OTf)(CH
3
CN)的收率仅为8%,DyCl
3
收率达47%。研究了12种稀土金属氯化物对Mannich 反应的催化作用,其中,ErCl
3
催化剂的收率最高,达到61%。
Select
固载磷钨酸催化氧化环己酮合成己二酸
叶天旭;马雪妮;刘京燕
工业催化. 2009, 17(7): 46.
摘要
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以氧化铝固载的磷钨酸为催化剂,30%过氧化氢为氧化剂,催化氧化环己酮合成己二酸。考察反应条件对己二酸收率的影响,得到最佳工艺条件:n(过氧化氢)∶n(磷酸)∶n(环己酮)=4.4∶0.99∶1,n(磷钨酸)∶n(环己酮)=1∶290,75 ℃反应1 h,再于93 ℃反应7 h,加入磷酸助剂,己二酸收率达95.5%。采用镧改性氧化铝固载磷钨酸,固载强度高。
Select
三苯基膦稳定的负载钌纳米粒子上对氯硝基苯的选择加氢反应
王芳
1, 2
;刘俊华
3
;徐贤伦
1
工业催化. 2009, 17(7): 49.
摘要
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制备了γ-Al2O3负载的三苯基膦稳定的钌纳米粒子(PPh
3
-Ru/Al
2
O
3
)催化剂,并进行了XRD 和XPS表征。将其用于对氯硝基苯的选择加氢反应,考察了反应压力、温度和时间对催化性能的影响。结果表明,在60 ℃、氢压2 MPa、反应21 h和对氯硝基苯几乎完全转化的条件下,实现了产品对氯苯胺99.7%的选择性。分析表明,脱氯反应的抑制是取得产品高选择性的主要原因,阐明了该催化剂如何有效抑制脱氯反应的发生。
Select
二氧化硅负载离子液体在合成苄基甲苯中的应用
马涛;田爽;侯鑫;杨中华;连丕勇
工业催化. 2009, 17(7): 53.
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二氧化硅负载氯铝酸离子液体,催化甲苯与氯化苄的烷基化反应,考察了反应温度、反应压力、原料配比和空速对氯化苄转化率和苄基甲苯选择性的影响,得出最佳反应条件:反应温度70 ℃,反应压力0.3 MPa,n(氯化苄)∶n(甲苯)=1∶4,空速3.0 h
-1
,在此反应条件下,氯化苄转化率达86.97%,苄基甲苯选择性达72.35%。
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活性炭固载酸性催化剂合成丙酸环己酯
庄志杨
工业催化. 2009, 17(7): 56.
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以丙酸和环己醇为原料,采用颗粒状活性炭固载对甲苯磺酸作催化剂合成丙酸环己酯。考察影响反应的因素,实验结果表明,酯化反应的最佳条件:n(丙酸)∶n(环己醇)=1.3∶1,催化剂用量1.4 g,反应时间60 min,带水剂环己烷10 mL,酯收率可达93.58%。
环境保护与催化
Select
低含量Ni掺杂TiO
2
光催化剂及其在水溶液体系中的重复使用性能
陈英
;
刘宝生;李建忠
工业催化. 2009, 17(7): 59.
摘要
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利用溶胶-凝胶法制备了低含量Ni掺杂的TiO
2
光催化剂粉体,考察了催化剂在甲基橙水溶液中的重复使用性能,并用XRD、XPS和N
2
吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征分析。结果表明,当掺杂Ni物质的量分数为0.3%和焙烧温度400 ℃时,制备的Ni/TiO
2
的光催化降解甲基橙水溶液的活性高于纯TiO
2
的光催化降解活性。Ni/TiO
2
光催化剂在水溶液体系重复使用过程中,催化活性急剧下降,重复使用性能较差。Ni掺杂使TiO
2
上产生具有较低结合能的低价钛离子如Ti
3+
,使表面缺陷(或氧空位)增加。比表面积和氧空位增加可能是Ni掺杂提高TiO
2
光催化活性的主要原因。Ni流失可能是Ni/TiO
2
在水溶液体系中重复使用性能较差的原因。
Select
La
3+
、Cu
2+
、Fe
3+
/TiO
2
对金属-半导体表面肖特基势垒的影响
康华;李桂春;单志强
工业催化. 2009, 17(7): 66.
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分析了金属-半导体表面的接触机理及肖特基势垒的形成,探讨了离子掺杂行为对势垒的影响机理,研究了光生载流子的迁移对TiO2半导体复合材料光催化活性的影响。结果表明,不同金属基体材料对表面势垒高度的影响程度不同,同掺杂离子的表面态对金属-半导体接触的影响也有差别,离子可以改变半导体功函数, La
3+
、Cu
2+
和Fe
3+
在同一浓度掺杂,对半导体的功函数影响不同,使载体和离子对电子和空穴捕获能力有所差异。
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新型汽车三效催化剂的研制
肖彦;张燕;袁慎忠;赵耀武;刘毅;鞠文鹏;王林江;郭子峰;吴群英;陈楠
工业催化. 2009, 17(7): 70.
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为满足国Ⅳ排放要求,必须尽可能提高催化剂的耐高温性能和降低起燃温度。各组分与去离子水混合,研磨10 h,90%的粒子直径在25 μm以下,然后分次涂敷到陶瓷蜂窝上,150 ℃干燥5 h,450 ℃焙烧活化1 h。得到贵金属含量为0.95 g·L
-1
、Pd与Rh质量比为7∶1,Pd内涂层和Rh外涂层的催化剂,该催化剂的起燃温度分别为:T50(CO)=192.0 ℃,T50(NOx)=201.9℃,T50(HC)=206.2 ℃,高温老化后的T50(CO)=228.1 ℃,T50(NOx)=235.1 ℃,T50(HC)=225.2 ℃。将该催化剂应用于夏利轿车上,常温冷启动,低温冷启动和耐久性均能达到国Ⅳ标准,可以实际装车使用。
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