2020年, 第28卷, 第9期 刊出日期:2020-09-15
  

  • 全选
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    综述与展望
  • 时宇
    工业催化. 2020, 28(9): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.001
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    生物质催化热解是实现生物质能源高效、高值化利用的有效手段。综述生物质催化热解过程中催化剂失活的过程及原因,从生物质热解催化剂的积炭失活、原料杂质的影响、催化剂的水热失活和负载型催化剂金属颗粒的烧结等进行阐述。对生物质热解催化剂的研究重点与方向进行展望。
  • 邱雯曦, 钟辉云, 周礼仕, 王爱萍
    工业催化. 2020, 28(9): 8-9. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.002
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    随着人口快速增加,开发可持续能源已经成为当今世界的首要任务之一。氢气被认为是一种无污染、可再生的新能源,可以代替化石能源。氢气可以由电解水的电催化析氢半反应获得。传统的电催化析氢催化剂主要由贵金属构成,而贵金属稀少,价格昂贵,不适合大规模工业制氢。探索高效的非贵金属电催化析氢反应催化剂十分必要。基于过渡金属开发的电催化析氢反应催化剂引起广泛关注,综述基于过渡金属电催化析氢反应催化剂的研究进展,概述电解水原理,讨论基于过渡金属化物的电催化析氢反应催化剂材料的制备方法,包括硫化物、硒化物、碳化物、氮化物、磷化物及其复合物。探讨增强催化剂电催化析氢活性的方法及基于非贵金属电催剂材料面临的挑战和前景展望。
  • 陈艳红, 任天昊, 刘贵全, 刘晓晓, 倪雪, 尹秀丽, 李光照
    工业催化. 2020, 28(9): 17-21. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.003
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    沸石分子筛具有独特的孔道结构和催化活性,是目前应用较为广泛的催化材料之一。沸石分子筛一般在有机模板剂体系中采用水热晶化法合成,导致合成成本高、生产效率低和环境污染等问题。因此,沸石分子筛的绿色经济合成具有重要意义。主要从合成体系模板剂、合成原料和合成方法重点阐述国内外绿色合成的新进展及目前存在的主要问题。
  • 丁强, 刘海华
    工业催化. 2020, 28(9): 22-26. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.004
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    石油产品是海洋和陆地上广泛存在的水和土壤污染物。石油污染土壤问题一直受到国内外学者关注。相比于其他修复技术,生物修复是一种很有前途的土壤污染处理技术,微生物易获取,且不存在二次污染,生物修复以其优良的特性逐渐成为研究热点。概述微生物法处理土壤污染的原理、影响因素及修复用微生物特性与驯化研究的进展。
  • 催化剂制备与研究
  • 张肖肖
    工业催化. 2020, 28(9): 27-32. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.005
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    将酸碱性不同的载体负载Pd催化剂用于氢气选择催化还原氮氧化物(H2-SCR)研究。在0.091%NO、0.009%NO2、0.5%H2、10%O2以N2为平衡气和气体质量流速(W/F)0.06 g·s·cm-3条件下,碱性载体MgO负载Pd催化剂表现出较好的催化活性,而酸性载体HZSM-5负载Pd催化剂上几乎没有氮氧化物转化。采用BET、CO2-TPD、Py-FTIR、NOx-TPD和反应红外(IR)对载体及其负载Pd催化剂进行比表面积、表面酸碱性、吸附NOx能力以及NOx吸附生成表面物种进行表征。结果表明,载体酸性越弱,碱性越强,其吸附NOx能力较强,催化剂载体表面吸附生成的含氮物种较多,在Pd表面吸附活化生成的H溢流至载体并将含氮物种还原,这是负载Pd催化剂在H2-SCR反应中活性较高的原因。
  • 李国峰
    工业催化. 2020, 28(9): 34-36. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.006
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    采用硫酸锆为锆源,对无定型硅铝分子筛(ASA)进行改性,利用等体积浸渍法制备Ni-Mo/Zr-ASA加氢催化剂,在悬浮床反应器上考察Zr改性前后催化剂的煤焦油加氢脱硫脱氮性能。采用XRD和 TEM等对改性前后催化剂进行表征。结果表明,经过Zr改性后,催化剂Cat-Zr-ASA上的金属活性组分在载体表面高度分散,颗粒均匀,粒径较小。与未改性的催化剂Cat-ASA相比,Zr改性后的催化剂Cat-Zr-ASA上加氢产物S含量和N含量分别降低了56.4%和63.8%。
  • 丁键, 李经球, 杨德琴, 孔德金
    工业催化. 2020, 28(9): 37-44. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.007
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    以铵型丝光沸石为母体,采用高温焙烧处理及不同条件酸处理,利用XRD、FT-IR、ICP、27Al NMR和N2吸附-脱附等考察分子筛物化性质,并探索其催化四氢萘裂解反应的性能差异。结果表明,通过高温焙烧及2a mol·L-1丁二酸处理,可以有效脱除分子筛铝原子,提高硅铝比,降低酸密度和单位酸量。在四氢萘催化裂解反应中,实现酸催化反应稳定性,以及目的产物选择性的提高。
  • 朱军利, 张林生, 盛明泽, 王晓东
    工业催化. 2020, 28(9): 45-50. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.008
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    焦炉煤气深度净化是焦炉煤气综合利用的关键技术。采用XRF、颗粒抗压碎力、烧失重、压汞法孔结构、XRD和XPS等对JT-8型加氢催化剂新鲜样、使用样和焙烧样进行表征。加氢催化剂失活的主要原因是催化剂表面结焦积炭,形成致密板结层,隔绝了气体与催化活性位的有效接触,同时引起床层阻力降不断上涨。加氢催化剂使用样中含有大量的碳元素,质量分数从6.6%到29.4%均有分布;催化剂颗粒表面的碳原子百分数占76.23%~79.74%,其形态是类石墨炭形态(C—C、C—H)和高度聚合的有机碳形态(C—O、C=O),且以类石墨炭为主。使用样的微孔被堵塞,导致孔容和比表面积均大幅减少,平均孔径变大;焙烧后,一些小孔径的微孔结构可能被破坏,导致比表面积下降,平均孔径变大;结焦积炭严重的样品恢复率较差。
  • 翟康, 张磊, 王昭文, 张涵, 李岳锋, 万克柔, 张力, 程杰, 陈丹
    工业催化. 2020, 28(9): 51-54. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.009
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    芳香胺作为重要的有机中间体,广泛应用于合成染料、农药、香料及医药等生产过程。研究以Co、Cu和Ag作为助剂制备得到不同助剂含量和配比的Pd/C催化剂,考察催化剂在邻硝基苯胺氢化反应中邻苯二胺收率及催化剂使用寿命。结果表明,助剂Co和Ag改性后的催化剂活性明显提高,助剂Cu的引入对催化剂性能影响较小,且催化剂A-5%Pd-0.3%Co-0.2%Ag/C和A-5%Pd-0.1%Cu-0.4%Ag/C在邻硝基苯胺氢化反应中寿命较佳。
  • 石油化工与催化
  • 延萌萌, 付志金
    工业催化. 2020, 28(9): 54-60. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.010
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    以NNY分子筛和Hβ分子筛为酸性组分,以γ-Al2O3为载体原料、Ni-W为金属组分、P为改性剂,采用较合适的配比利用挤条成型法和等体积饱和浸渍法制备较优的中油型加氢裂化催化剂,并针对此催化剂,在恒压15 MPa条件下,反应温度、空速和氢油体积比的变化对加氢裂化过程中馏分油转化率、产品分布、中油选择性和HDS、HDN效果的影响进行探究。结果表明,随着反应温度升高,转化率增大,产品分布向轻组分偏移,脱硫率和脱氮率增加,但中油选择性降低;随着空速增大,转化率、脱硫率和脱氮率均降低,中油选择性增大;随着氢油体积比增大,转化率、脱硫率和脱氮率先增大后趋于稳定,产品分布和中油选择性基本不变。在反应压力15 MPa、反应温度380 ℃、空速0.7 h-1和氢油体积比1 500∶1条件下,转化率84.6%,中油选择性91.3%,生成油硫含量9.28 μg·g-1,氮含量1.46 μg·g-1
  • 郭振翔, 马洪杰, 李得禄, 高海霞, 冶雅婷, 张庆旭
    工业催化. 2020, 28(9): 61-63. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.011
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    在实际生产过程中,MTBE装置加工后的剩余C4中含有大量非活性C4烯烃,该部分烯烃随着液化气作为产品进行销售,对于液化气中的C4造成浪费。提出将MTBE装置剩余C4引入汽油加氢醚化装置异构化反应器进行异构化反应,将剩余C4中的非活性烯烃转化为活性烯烃,再将异构化产物送至MTBE装置原料缓冲罐中作为MTBE装置原料进行反应。通过调研后得出,异构化反应器催化剂对剩余C4中的非活性烯烃转化率可达30%,异构化反应产物与进料对比,异丁烯含量上升约3%,可有效提高MTBE装置产品产量。
  • 精细化工与催化
  • 刘晓菊, 李霄, 任国瑜, 王金玺, 弓莹
    工业催化. 2020, 28(9): 64-67. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.012
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    以L-苏氨酸和香兰素为起始原料,设计并合成了9种新型光催化材料C24H28K2N2O10Sn、C24H28FeK2N2O10、C24H36FeK2N4O10、C24H28Cl2K2N2NiO10、C24H28K2N4NiO16、C24H28K2N2O10Zn、C28H34K2N2NiO14、C24H28CoK2N2O10和C24H28BaK2N2O10,通过IR、MS(EI)、荧光分析和元素分析等对形成的希夫碱及其金属衍生物进行表征,推断其可能的化学结构,用紫外漫吸收研究光催化性质, 预测是一类潜在的环保性光催化材料。
  • 石会龙, 王瑞生, 郭庆, 马志辉, 宋天顺, 杨雪露, 代晓东
    工业催化. 2020, 28(9): 68-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.013
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    色泽是评价二聚脂肪酸质量的重要指标,目前国内二聚酸产品普遍存在色泽过高(铁钴比色>12)的问题,不能满足市场对高品质二聚酸的要求(色度<8.0)。以H2O2试剂对二聚酸进行脱色处理,并以色度和脱色率为评价指标,考察温度、pH、H2O2添加量、搅拌速率和脱色时间等对脱色效果的影响。结果表明,在温度50 ℃、pH=3.0、搅拌转速300 r·min-1、H2O2体积分数20%和脱色时间20 min条件下,H2O2对二聚酸的脱色效果最佳,二聚酸产品色度降至6.0,脱色率为54%,可以满足市场对高品质二聚酸的要求。
  • 李佳霖, 石坚, 余秦伟, 张前, 王为强, 杨建明, 吕剑
    工业催化. 2020, 28(9): 73-77. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.014
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    化学催化法是实现氨基酸脱羧反应的关键科学途径,使用自制的Ru/TiO2催化剂对L-赖氨酸进行脱羧反应,研究还原温度对催化剂活性的影响,发现500 ℃还原的催化剂具有最高的脱羧活性。通过反应条件优化,表明低于6 MPa和8 h,选择性和转化率随初始压力和反应时间增加而增加,继续增加压力和反应时间则发生脱氨副反应,选择性降低;磷酸与L-赖氨酸物质的量比为3时,有利于1,5-戊二胺的生成。
  • 环境保护与催化
  • 张三华, 刘文彬, 倪黎, 涂娟
    工业催化. 2020, 28(9): 78-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2020.09.015
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    采用热泵闪蒸汽提脱氨技术建成一套催化剂废水氨氮处理装置,运行结果表明,在汽提温度(90~100) ℃和进料量(70~120) m3·h-1条件下,可以将废水氨氮由大于2 000 mg·L-1脱至小于8 mg·L-1,具有脱氨效率高、运行成本低和综合效益好的特点,在国内高氨氮废水处理技术中处于先进水平。