2014年, 第22卷, 第1期 刊出日期:2014-01-15
  

  • 全选
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    综述与展望
  • 周明东,东红,臧树良
    工业催化. 2014, 22(1): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2014.01.001
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    RReO3是一种过渡金属有机化合物,其中,甲基三氧化铼是最早被发现的一种稳定的RReO3型化合物,然而由于当时未能得到一种有效的合成路线,所以对甲基三氧化铼的研究没有引起重视。直到1988年德国Herrmann W A等发明了一种简便有效的合成方法,并且发现这类化合物可以高效催化烯烃环氧化反应后,RReO3型化合物才引起重视。综述了迄今为止报道的含有不同R基团的RReO3类化合物的合成方法,主要包括锌路线和锡路线两种合成方法,系统阐述了不同类型R基取代基对化合物稳定性的影响,同时总结了不同类型RReO3型化合物催化性能的研究进展。然而,除甲基三氧化铼外,目前发现的大多数RReO3型化合物在空气及潮湿环境下稳定性较差,限制了其催化应用。分析了影响催化剂稳定性的因素,并建议通过深入研究分子构效关系,探讨稳定性与催化性能的作用规律,从而指导催化剂的设计与合成,并对未来的发展方向进行展望。
  • 李茂华,杨博,鹿毅,刘玉梅
    工业催化. 2014, 22(1): 10-24. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.002
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    煤制天然气技术是将高碳能源转化为富氢、低碳能源的有效途径,发展以煤为原料、将合成气通过甲烷化反应制备天然气是今后煤清洁利用的重要途径。介绍了国内外煤制天然气的研究现状和甲烷化反应在煤制天然气中的应用。阐述了近年来CO、CO2甲烷化催化剂中几种常见的氧化物负载型Ni基催化剂载体(Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2)和催化剂助剂的制备方法以及化学结构特点,分析了一些新型催化剂载体(MWCNT、SiC、LaFeO3)、贵金属催化剂、非晶态合金催化剂、钙钛矿催化剂的研究现状和制备方法对催化剂催化性能的影响。分别对因高温烧结、催化剂中毒和催化剂积炭在工业上引起的甲烷化催化剂失活进行分析,并提出催化剂的改进方法。阐述CO甲烷化反应的次甲基机理、表面碳机理和变换-甲院化反应机理;近年来CO2甲烷化反应机理尽管一直存在分歧,但在催化过程中生成含碳中间物种的理论已被认同。今后甲烷化催化剂的研究方向包括开发新型甲烷化催化剂(低温催化剂、催化剂掺杂改性)、新型复合载体、抗硫催化剂(钼、钨催化剂)以及开发甲烷化新工艺和进一步深入探索甲烷化反应机理。
  • 王玲玲,李琰,曹凤霞,郭珺,杨珊珊,魏寿祥
    工业催化. 2014, 22(1): 25-28. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.003
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    对UOP公司催化重整催化剂领域相关专利进行了检索,从专利申请趋势、技术区域分布、专利技术布局和在中国专利申请情况等方面对其专利技术进行分析。UOP公司在催化重整催化剂领域进行了大量的研究工作,自1943年开始在该领域申请专利,并不断加强其在世界主要国家的专利布局,在美国和中国等10 余个国家申请了相关专利,专利技术主要涉及含分子筛催化剂、含贵金属催化剂和分子筛催化剂等制备技术。UOP公司催化重整催化剂专利技术的研发主要集中在铂基多金属催化剂的优化、催化剂载体性能的进一步提高以及新助剂的研究,目前主要是通过对不同类型和含量的助金属进行研究,研发高活性、高产率、高选择性、低生焦、抗磨性能好的催化重整催化剂,其催化剂呈现系列化发展。
  • 催化剂制备与研究
  • 郝娇,赵永祥,高春光
    工业催化. 2014, 22(1): 29-34. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.004
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    以SBA-15和MCM-41分子筛为载体,负载无水四氯化锡,制备了SnCl4-SBA-15和SnCl4-MCM-41催化剂,考察了不同锡与硅物质的量比对催化顺酐与正丁醇酯化反应的影响。结果表明,SnCl4-SBA-15表现出比SnCl4-MCM-41更高的催化性能,顺酐转化率为99.8%,副产物较少,马来酸二丁酯的产率最高可达91.3%。采用X射线衍射、N2物理吸附、傅立叶红外光谱和紫外-可见漫反射技术对催化剂进行表征,结果显示, SnCl4-SBA-15具有较高的比表面积,较大的孔容和孔径,更有利于催化反应的进行。
  • 梁志瑜,颜桂炀,郑柳萍,许美真
    工业催化. 2014, 22(1): 35-38. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.005
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    采用X射线粉末衍射和扫描电子显微镜研究了保温时间对废催化裂化平衡剂合成莫来石的影响。结果表明,二次莫来石化反应发生在1 450 ℃,保温3 h后,莫来石质量分数达94%,晶体发育良好;当保温时间超过4 h,由于反应物中Si4+被Al3+取代,导致空位增多,过渡金属进入结构的空位,使莫来石熔点降低,表现为保温时间越长,液相越多,莫来石晶体粘结于液相之中,使机械性能降低。由此可见,保温时间对二次莫来石生成反应影响较大。
  • 张孔远,刘伟亮,刘晨光
    工业催化. 2014, 22(1): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.10081143.2014.01.006
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    以Beta分子筛为酸性组分,共浸渍法制备Ni-Mo-P/Beta-Al2O3系列催化柴油加氢改质催化剂。采用BET、Py-IR和XRD等对催化剂进行分析,并在100 mL固定床加氢反应器上进行催化剂的加氢改质活性评价,考察Beta分子筛的加入对催化剂物化性质和加氢改质反应活性的影响。结果表明,添加Beta分子筛后,催化剂的比表面积显著增大,酸性增强,多钼酸盐的分布更加均匀;Ni-Mo-P/Beta-Al2O3系列催化剂表现出较好的加氢改质反应活性,可以在大幅度降低油品密度和硫氮杂质含量的同时,大幅度提高油品的十六烷值,并维持较高的柴油收率。
  • 付佳,傅吉全
    工业催化. 2014, 22(1): 44-47. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.0007
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    分别以Hβ分子筛和γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备不同Sn含量的负载型Pt-Sn双组分丙烷催化脱氢催化剂。在固定床微反装置上对制备的催化剂进行活性评价,并采用NH3-TPD方法测定催化剂表面酸量和酸强度分布。结果表明,负载型Pt-Sn/Hβ和Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂对丙烷催化脱氢反应性能与Sn含量密切相关,弱酸中心的存在对丙烷催化脱氢反应有利,对于特定的Pt-Sn体系,γ-Al2O3为载体的催化剂性能优于Hβ分子筛为载体的催化剂,当负载Sn质量分数为0.9时,Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂性能最好。
  • 王廷海,何颖,王学丽,韩燕
    工业催化. 2014, 22(1): 48-51. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.008
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    以钠基累托土为原料,制备了硅铝层柱累托土,并采用XRD、NH3-TPD、吡啶红外和BET进行了表征。结果表明,合成的材料主要以中强酸为主,有较强的L酸,没有B酸,Al与累托土最佳比例为6 mmol·g-1。硅铝层柱累托土中除含有低于2 nm的微孔外,还含有大量(2~4)  nm中孔,最可几孔径为(3.3~4.3) nm;硅铝层柱累托土微孔最可几孔径为0.5 nm,比较集中,硅、铝在片层间均匀分布。
  • 无机化工与催化
  • 李晓明,梁睿渊,齐国栋,滕志君,边祥成,王德秋,刘耀宗,孟蕾
    工业催化. 2014, 22(1): 52-55. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.009
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    采用类似Deacon过程的氯化氢催化氧化法制备氯气,选用自制的氯化铜为活性组分的铜基催化剂,通过正交实验考察反应温度、氯化氢与氧气体积比和空速对氯气产率的影响。结果表明,反应温度升高,氯化氢转化率增大;原料氯化氢与氧气体积比减小以及氧气投料量增加,氯化氢转化率明显升高;空速为(0.11~0.15) h-1时,氯化氢转化率变化不大,空速为0.20 h-1时,氯化氢转化率明显降低。在反应温度420 ℃、氯化氢与氧气体积比2∶1和空速0.15 h-1条件下,氯化氢转化率最高,达到76.98%~80.58%。
  • 催化剂制备与研究
  • 李林林,张泽凯,张斌浩,刘华彦,陈银飞
    工业催化. 2014, 22(1): 56-60. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.010
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    2,5-二甲基-2,4-己二烯是合成高效、低毒的杀虫剂拟除虫菊酯的重要中间体,工业上采用异丁烯和异丁醛为原料,在催化剂作用下缩合生成。以SAPO-11为催化剂,采用柠檬酸溶液对SAPO-11分子筛进行酸处理改性,进一步提高分子筛催化活性,通过SEM、XRD和NH3-TPD等对催化剂进行表征,采用固定床反应装置,以叔丁醇和异丁醛缩合反应为探针反应,考察不同浓度柠檬酸对SAPO-11进行酸洗改性后分子筛的催化活性。结果表明,0.1 mol·L-1柠檬酸改性后,分子筛晶体颗粒保持较好的完整性,中等强度酸性位酸量最高,催化活性最高,转化率达78%,收率为66%。柠檬酸改性后分子筛晶粒减小,而且高浓度柠檬酸酸洗会破坏分子筛的骨架结构;随着柠檬酸浓度升高,分子筛酸性位总量依次降低,中等强度酸性位酸量先升高后降低。
  • 化肥工业与催化
  • 魏有福
    工业催化. 2014, 22(1): 61-63. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.011
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    论述了制合成气过程催化剂的选择及重要性,转化催化剂要求有较好的低温活性和抗积炭性能,中变催化剂考虑催化剂本体含硫量,低变催化剂要从活性、热稳定性、堆积密度、还原后体积收缩率、烧失重和自由水含量等方面衡量,甲烷化催化剂的选用要根据设备状况满足工艺要求方面考虑。催化剂的使用寿命既与合理选用催化剂有重要关系,也与工业应用过程中的正确使用和维护有关。
  • 环境保护与催化
  • 陈淑霞,陈秋艳,李娜,罗孟飞,鲁继青
    工业催化. 2014, 22(1): 64-71. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.012
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    催化氧化是消除挥发性有机废气的有效手段,而二氯甲烷是含氯有机废气的代表性化合物。采用沉淀法制备了不同CrOx含量的CrCeAlO催化剂,并用浸渍法制备了Pt/CrCeAlO催化剂,将其用于二氯甲烷催化氧化。结果表明,催化剂均表现出较好的活性,Cr0.03Ce0.05Al0.95O2催化剂在390 ℃时即可完全氧化二氯甲烷。而负载Pt后的催化剂活性明显提高,2.0Pt/Cr0.03Ce0.05Al0.95O2催化剂表现出最好的活性,在340 ℃条件下,转化率即达100%。采用XRD、SEM、TEM、H2-TPR和NH3-TPD对催化剂进行表征,表明催化剂的活性主要受其表面酸性和氧化还原性的影响,表面酸性位提供二氯甲烷化学吸附位,而催化剂表面氧化还原性则有利于反应中氧物种的活化。催化剂中添加Pt后,由于Pt、CeO2 和 CrOx物种间的相互作用而增强了催化剂的氧化还原性,从而进一步促进了反应活性的提高。
  • 李鹏,任晓光,刘怡宁,徐连华
    工业催化. 2014, 22(1): 72-75. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.0013
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    FCC烟气中的SO2和NO是主要的大气污染物,选择性催化还原是一种很好的脱除方法。采用浸渍法制备了CuO不同负载量的CuO/γ-Al2O3系列催化剂,通过XRD和H2-TPR对催化剂进行表征,使用常压固定床流动法微型催化反应装置考察催化剂在以CO为还原气时,同时脱硫脱硝的催化活性。结果表明,CuO作为活性组分很好地分散在γ-Al2O3载体上,不破坏其结构;不同CuO负载量的CuO/γ-Al2O3催化剂具有良好的脱硫脱硝活性,脱硝率超过95.00%,脱硫率最低也能达到80.00%,CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al2O3催化剂有最佳的脱硫脱硝活性;以CO作还原剂,CuO/γ-Al2O3系列催化剂的活性温度较高,脱硝率在700 ℃达到最大,为97.90%,脱硫率在760 ℃达到最大,为93.34%。CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al2O3催化剂可作为一种较好的高温脱硫脱硝催化剂。
  • 罗东卫
    工业催化. 2014, 22(1): 76-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2014.01.014
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    研究掺杂型TiO2光催化剂对土壤中有机污染物的分解效果及其催化剂的催化活性,考察不同金属离子掺杂型TiO2光催化剂在土壤中加入量、光催化剂分散方式、光照时间、土壤的水分与厚度等因素的变化,通过超声萃取-高效液相色谱测定了光催化剂对有机污染物五氯酚的分解效果。结果显示,掺杂型TiO2光催化剂的光催化活性不仅与自身对光的响应范围、吸收强度以及掺杂金属离子种类有关,还与晶体结构及分解的物质有关,表明光催化剂的催化活性是多方面因素共同作用的结果。