2019年, 第27卷, 第11期　刊出日期：2019-11-15

  

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综述与展望
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  功能性Fe₃O₄@SiO₂核-壳纳米复合材料应用研究进展

  唐文强, 高艳蓉, 何志鹏, 张翠亚

  工业催化. 2019, 27(11): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.001

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  Fe₃O₄@SiO₂是一种研究非常广泛的核壳纳米复合材料,为了拓展其应用范围,常采用化学键合、浸渍、沉积沉淀等方法对其表面进行修饰制备功能性Fe₃O₄@SiO₂。综述功能性Fe₃O₄@SiO₂核-壳纳米复合材料在药物缓释、催化、吸附、以及传感等相关应用领域中的最新研究进展。
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  近红外复合光催化剂的研究进展

  张飞龙, 邵怡亮, 束敏, 何航党, 欧玉静

  工业催化. 2019, 27(11): 7-11. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.002

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  以掺杂、复合、光敏化方法改性TiO₂等传统半导体光催化剂可制备新型光催化材料,拓宽催化剂光吸收范围,实现近红外光吸收。综述近红外光催化材料的改性策略,介绍离子掺杂上转化、碳量子点及介孔材料界面组装研究现状及进展,展望近红外光催化材料应用前景。
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  FCC汽油降烯烃工艺及催化剂研究进展

  张然, 李天舒, 张彦, 胡亚琼, 赵秦峰, 鞠雅娜, 葛少辉

  工业催化. 2019, 27(11): 12-19. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.003

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  针对国VI汽油标准大幅度降烯烃的需要及乙醇汽油对有机含氧化合物含量的严格要求,从分子炼油角度出发,按照烯烃碳数C₄、C₅~C₆、C₅~C₈的顺序分别介绍并分析催化裂化(FCC)汽油降烯烃后处理技术,包括MTBE生产、烷基化、醚化、异构化/芳构化工艺发展状况、优缺点与应用局限。由于乙醇汽油的推广,MTBE生产技术与轻汽油醚化技术将面临停产的困境与改造的挑战,而烷基化、异构化/芳构化等生产高辛烷值汽油组分的技术是更具潜力的FCC汽油降烯烃技术,将得到大力发展。此外,总结常用工业催化剂及其改性研究,并简述存在问题与发展方向,提出汽油组分比例优化、MTBE装置改造等建议与展望,为FCC汽油降烯烃工艺技术路线选择提供借鉴。
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  含铂催化剂中铂含量测定方法研究进展

  潘丽娟, 王昭文, 闫江梅, 谭小艳, 校大伟

  工业催化. 2019, 27(11): 20-24. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.004

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  含铂催化剂具有优良的催化性能,在石油化工、精细化工、环保材料等领域应用广泛。催化剂活性、选择性和寿命等受铂含量的影响较大,准确测定催化剂中的铂含量尤为重要。近年来,随着检测技术进步及检测设备的更新,铂的检测方法随之发展变化。综述适用于不同类型铂催化剂及铂含量范围的测定方法,包括化学法和仪器法,并对铂检测技术的发展进行展望。
催化剂制备与研究
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  Pt/Pt-Ce/γ-Al₂O₃催化氧化甲苯研究

  梁文俊, 王昭艺, 任思达

  工业催化. 2019, 27(11): 25-29. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.005

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  通过等体积浸渍法制备单贵金属Pt/γ-Al₂O₃和双金属Pt-Ce/γ-Al₂O₃催化剂,考察Ce对催化剂活性的影响,确定催化剂最优配比。结果表明,当Pt的负载量为质量分数0.5%时,Pt/γ-Al₂O₃催化活性最高;当Pt的负载量为质量分数0.2%,Ce的负载量为质量分数1.0%时,Pt-Ce/γ-Al₂O₃催化剂的催化活性最高。Pt-Ce/γ-Al₂O₃催化剂的甲苯转化率高于Pt/γ-Al₂O₃催化剂。随着Pt负载量增大,催化剂孔容、孔径减小。粉体式催化剂性能优于整体式催化剂,但差别不大;Ce的添加有助于催化剂活性的提升。
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  改性铁酸锌催化剂的合成及其丁烯氧化脱氢活性

  吴志杰, 吴宇辰, 窦涛

  工业催化. 2019, 27(11): 30-36. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.006

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  采用共沉淀法制备铁酸锌催化剂,考察改性元素Mg、B、Zr、Ce、La对铁酸锌催化剂结构和丁烯氧化脱氢性能的影响。采用XRD、TEM和N₂吸附-脱附对镧改性铁酸盐催化剂进行金属元素组成的优化研究,确认镧元素在催化剂中存在的形态和作用。结果表明,La改性铁酸锌催化剂晶粒粒径(20~50) nm,具有较大的比表面,主要活性组分是α-Fe₂O₃和ZnFe₂O₄催化剂的活性随着Fe含量的升高而升高,n(Fe):n (Zn):n (La)=4:1:1催化剂具有最高的催化活性,反应温度380 ℃时,其TOF值2.1×10^-3 mol_butene·mol_surface-Fe·s^-1。
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  氧气压力对钴基催化剂催化苯乙烯环氧化的影响

  贾赞蓉, 杜立永, 丁玉强

  工业催化. 2019, 27(11): 37-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.007

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  采用浸渍法制备CoO_x/SiO₂、CoO_x/Al₂O₃、CoO_x/改性高岭土催化剂,在苯乙烯环氧化反应中评价催化剂活性,并考察氧气压力对催化剂活性的影响。采用XRD、SEM对催化剂进行表征。结果表明,CoO_x/改性高岭土催化剂活性最高,且稳定性良好。氧气压力为(0.1~2.0) MPa时,随着氧气压力的增加,CoO_x/改性高岭土和CoO_x/Al₂O₃催化剂上,苯乙烯转化率提高,环氧苯乙烷选择性先增后降;CoO_x/SiO₂催化剂上,苯乙烯转化率提高,环氧苯乙烷选择性降低。适当增加氧气压力促进环氧苯乙烷的生成,但过高的氧气压力导致副产物的产生,氧气压力1.0 MPa最佳。每30 min向反应体系补充氧气至初始压力,苯乙烯转化率上升,环氧苯乙烷选择性小幅度下降。随着充压次数的增加,苯乙烯转化率增大,环氧苯乙烷选择性下降。
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  不同形状催化剂对戊烯骨架异构化性能的影响

  刘宗俨, 黄星亮, 董乐, 田洪锋, 彭文宇, 高玥, 代小平

  工业催化. 2019, 27(11): 44-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.008

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  以实验室自制高硅铝比ZSM-35分子筛为原粉,采用挤条成型的方法制备直径分别为1.5 mm、3.5 mm,形状分别为圆柱形和三叶草的成型催化剂,通过颗粒强度测试仪、NH₃-TPD、O₂-TPO等手段对其进行表征。表征结果显示,随着直径的增大,催化剂强酸和弱酸的量减小,在同样直径下,三叶草催化剂的机械强度最强,堆密度相对较小,吸水率较高,酸性较强,抗积炭能力也较强,反应45 h后仍然具有较高的酸性。以工业醚后C₅馏分为原料,研究不同形状催化剂的骨架异构化反应的性能,结果表明,圆柱形催化剂的初始转化率较高,但是催化剂失活速率较快。进入了稳定阶段之后,三叶草催化剂表现出了较高的稳定性,转化率平均比圆柱形催化剂高5%。
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  新型丙烷脱氢催化剂制备及其活性评价

  张凤岐, 王耀伟, 李民, 刘波

  工业催化. 2019, 27(11): 50-53. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.009

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  以MIL-101(Cr)为载体,异丙醇铝为铝前驱体,通过添加助剂钾制备新型Cr₂O₃/Al₂O₃脱氢催化剂。考察反应温度、气时空速及钾含量等因素对脱氢过程的影响。结果表明,该催化剂对丙烷脱氢过程表现出较好的催化活性。在反应温度615 ℃、进料量60 mL·min^-1、钾质量分数3.2%的条件下,丙烷转化率39.6%,丙烯选择性90.0%。
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  蜂窝陶瓷负载Pd基整体式催化剂制备及催化燃烧性能

  徐卫, 侯蕾, 杜霞茹, 李楠, 于志日, 肖菲, 吴熠

  工业催化. 2019, 27(11): 54-56. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.010

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  以拟薄水铝石和活性氧化铝粉为原料,通过添加胶溶剂、表面活性剂等助剂制备氧化铝涂层浆液,分别对堇青石蜂窝陶瓷载体和预先涂覆氧化硅的蜂窝陶瓷载体涂覆氧化铝涂层,负载活性组分制备Pd基整体式催化剂。考察载体涂层、表面活性剂种类、反应空速对催化剂催化乙烷燃烧活性的影响。结果表明,适宜的表面活性剂及双涂层结构的载体有助于提高催化剂活性。经310 h寿命实验,乙烷脱除率可达99.9%以上,表明制备的Pd基整体式催化剂具有良好的乙烷催化燃烧活性和稳定性。
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  加氢催化剂压片成型及强度影响因素研究

  陈国祥

  工业催化. 2019, 27(11): 57-59. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.011

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  催化反应中,压片成型催化剂需要兼顾催化性能和机械强度。通过研究压片用模具尺度、压片机压强、压力保持时间、催化剂粘结剂用量、催化剂粒径对加氢催化剂成型和强度的影响,确定加氢催化剂压片成型优化条件:直径5 mm圆柱形磨具、压力10 MPa、压力保持时间2 s、添加粘结剂的质量分数2.5%、粉末粒径(80~150) 目。在确定优化压片条件下,可以得到径向抗压碎力>40 N·mm^-1的催化剂样品。催化剂在模式装置上评价的结果比较理想,转化率超过99%,选择性超过99%,且催化剂在1 000 h后仍然可以保持较好的性能。
石油化工与催化
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  劣质催化柴油中多环芳烃选择加氢工艺评价

  张孔远, 谷月彪, 刘国栋

  工业催化. 2019, 27(11): 60-66. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.012

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  选取商品柴油加氢精制催化剂和催化柴油选择加氢裂化催化剂,采用N₂吸附-脱附、XRD、TPD、Py-IR等对催化剂进行表征,结果表明,选择加氢裂化催化剂较加氢精制催化剂具有更大的比表面积和孔容,具有更多的中强酸量和较少的弱酸量,并具有更多的B酸中心。以中石化青岛炼化公司生产的高密度、低十六烷值的FCC柴油为原料,对商品加氢精制催化剂和加氢精制/选择加氢裂化组合催化剂进行FCC柴油中多环芳烃选择加氢工艺条件的考察,结果表明,加氢精制催化剂适宜的反应条件为370 ℃、1.25 h^-1、8.0 Mpa,加氢精制/选择加氢裂化催化剂适宜的反应条件为350 ℃、1.25 h^-1、8.0 MPa,组合催化剂的多环芳烃选择加氢效果较好。
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  催化裂化装置烟机结垢:催化剂在全周期循环过程中的性质变化

  齐恒山, 杜晓辉, 刘璞生, 薛亚刚

  工业催化. 2019, 27(11): 67-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.013

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  烟气轮机是催化裂化装置的关键设备,烟机结垢是影响装置长周期运行的关键因素。烟机结垢是多方面因素综合作用的结果,与装置的操作条件和催化性质剂密切相关。针对催化裂化装置烟机结垢,分析了催化剂在全周期循环过程中的性质变化。在催化裂化过程中,催化剂粒径显著减小,进入烟机的催化剂粉尘是导致烟机结垢的直接原因,沉积在催化剂表面的金属元素为催化装置烟机结垢提供了物质基础,进入烟气轮机中的催化剂粉尘经过水蒸气、高温烧结等作用,使催化剂粉尘在烟气轮机中的粘连,并不断沉积,最终结垢。
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  HT-300裂化剂在油煤共炼固定床反应器中的应用

  杨绍飞, 刘世雄, 张兴伟

  工业催化. 2019, 27(11): 73-75. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.014

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  主要研究陕西延长石油(集团)有限公司450 kt·a^-1煤油共炼厂HT-300裂化催化剂的硫化和性能。结果表明,通过催化剂操作参数调整,可生产出高质量的石脑油和柴油,催化剂满足设计和设备长期运行操作要求。
环境保护与催化
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  同时降解柴油和去除Cr(Ⅵ)的混合菌种特性研究

  吴奇, 刘海华, 李瑞娟, 马宁, 徐伟霞

  工业催化. 2019, 27(11): 76-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.11.015

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  生物处理是目前废水处理最常用的方法之一,接种特殊驯化的菌株可达到加快去除污染物、实现治理的目的。在实验室条件下驯化得到同时降解柴油和去除Cr(Ⅵ)的混合菌种,对该混合菌种处理单一污染和柴油-Cr(Ⅵ)复合污染水体的效果进行了对比。结果表明,单一柴油污染时的柴油降解率低于复合污染中柴油的降解率,培养基2更适合复合污染。复合污染中,柴油最高降解率达96%,柴油初始浓度为3 027.89 mg·L^-1、Cr(Ⅵ)初始浓度为5 mg·L^-1时,培养基2条件下,Cr(Ⅵ)去除率最高,达88%。