2021年, 第29卷, 第6期 刊出日期:2021-06-15
  

  • 全选
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    综述与展望
  • 王海之, 刘晓曦, 余强, 刘仲能
    工业催化. 2021, 29(6): 1-9. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.001
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    综述了乙烯-丙酸甲酯法和醋酸甲酯与甲醛缩合法生产甲基丙烯酸甲酯两种工艺的优势、应用情况和发展前景。介绍了目前用于催化醋酸甲酯/丙酸甲酯与甲醛气相缩合反应的固体酸催化剂和固体碱催化剂,以及这两类催化剂在反应过程中失活的原因和改善的方法。分析了原料中水对缩合反应中所用催化剂性能的影响,并进一步介绍了无水甲醛生产工艺,包括蒸馏脱水、膜分离、半缩醛脱水分解和甲醇无氧脱氢技术。
  • 吴奇, 刘海华, 李瑞娟, 金文, 马宁
    工业催化. 2021, 29(6): 10-14. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.002
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    土壤中重金属和农药的复合污染源于工农业的大规模发展,简述了重金属和农药的复合污染的危害及处理方法,微生物修复方法具有效率高(特别是对大面积、低污染区域)、成本低、易获得、对生态系统无害、公众接受度高等优点,重点介绍了微生物法处理土壤中重金属和农药复合污染的原理、影响因素及微生物修复案例,并对其发展前景进行展望。
  • 催化剂制备与研究
  • 陈志力, 张彦朋
    工业催化. 2021, 29(6): 15-26. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.003
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    利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钠基膨润土(Bt)进行改性得有机改性膨润土(C-Bt),并与纳米TiO2复合探究复合材料对目标污染物罗丹明B(RhB)的吸附-光催化降解耦合。采用X射线衍射、氮气低温吸附-脱附、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X光电子能谱等表征分析材料的理化性质和构-效关系。结果表明,改性显著增加了膨润土的层间间距和比表面积,从而促进了RhB的内、外传质。负载的TiO2主要以锐钛矿相赋存,于C-Bt层间及外表面均匀分散,复合后有效增大了了TiO2的比表面积,改善了材料的吸附性能。TiO2/C-Bt对RhB的吸附去除率为48.34%,远高于未改性TiO2的吸附效率(6.52%),通过理论计算证明了复合材料的外扩散速率与内扩散速率均得到了大幅提升。RhB的降解效率从55.49%(TiO2)显著提升至91.82%(TiO2/C-Bt),表观一级动力学速率常数增加了两倍。复合催化剂光催化性能的提高主要归因于:(1)复合材料比表面积的增大和内外传质速率提升,有利于污染物的富集,增加了TiO2与RhB的密切接触;(2)光催化过程产生的自由基能够降解C-Bt表面吸附的RhB分子,使材料的吸附性能得以再生,吸附-光催化二者的协同有利于RhB的高效去除。
  • 赵振祥, 刘宾, 王丹, 张文成, 吴萍萍, 刘晨光, 白鹏, 阎子峰
    工业催化. 2021, 29(6): 27-34. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.004
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    在柴油超深度脱硫过程中,具有强烷基位阻的多取代基多环类硫化物(以4,6-DMDBT为例)需经苯环加氢后才能脱除硫原子,这使得操作苛刻度提高,氢耗上升,操作成本提高,催化剂稳定性下降。本文采用氟硼酸铵为改性剂,工业拟薄水铝石为原料,通过浸渍法制备了富B酸氧化铝材料,研究发现表面氟铝比的降低是造成B酸降低的主要原因,而焙烧会使氟进入氧化铝体相。4,6-DMDBT超深度加氢脱硫反应证明了B酸是促进直接脱硫路径的必要条件,但因B酸与L酸对直接脱硫路径具有协同效应,适宜的B/L酸值是促进直接脱硫的关键。
  • 刘其海, 谢婉婷, 贾振宇, 朱小花, 王荣辉
    工业催化. 2021, 29(6): 35-39. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.005
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    以十二烷基胺为结构导向剂,正硅酸乙酯为硅源制备了介孔SiO2(Meso-SiO2),并在制备Meso-SiO2过程中加入氯铂酸,制备了Pt负载量为(8.5~22.1)×10-6的Pt/Meso-SiO2催化剂。考察了Pt/Meso-SiO2催化剂对七甲基三硅氧烷(MDHM)和烯丙基聚氧乙烯烷基烯丙基醚(HDE)的硅氢加成反应的催化性能。采用傅里叶变换光谱学(IR)、X射线小角衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和电子显微镜(SEM)对催化剂进行了表征。结果显示,在Pt负载量为17.2×10-6的催化剂上,HDE:MDHM物质的量比为1:1时,可获得高达93.7%的MDHM转化率。催化剂重复试验结果显示,催化剂重复使用7次,催化活性无明显下降,可推断Pt活性粒子在介孔SiO2载体的分散性是稳定的,这可能归因于TEOS水解过程中,Pt粒子被硅-氧-硅骨架嵌入,从而使其维持良好的催化稳定性。
  • 黄伟, 龚甍, 仵静, 李飞
    工业催化. 2021, 29(6): 40-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.006
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    以铁为主要活性组分,过渡金属为改性剂,Al2O3为载体制备了一种负载型非钒基脱硝催化剂,并考察了活性组分负载量、焙烧参数、活性前驱体等对催化性能的影响。结果表明,活性组分负载量和焙烧升温速率对催化剂活性影响较大;二价铁盐得到催化剂活性优于三价铁盐,其中以FeCl2为前驱体得到的催化剂活性最佳;通过铈或锡改性后催化剂的活性从65%提高至87%。
  • 韩妮, 顾妍, 张勤芳
    工业催化. 2021, 29(6): 44-48. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.007
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    以Bi2O3、BiOCl、M2O3(M=Nd,Eu,Gd)为原料,按照物质的量比1:2:1 混合并研磨,高温煅烧后制备得到Bi2NdO4Cl,Bi2EuO4Cl和Bi2GdO4Cl 三种光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-vis DRS)等对Bi2MO4Cl (M=Nd,Eu,Gd)光催化剂进行表征分析。在可见光照射下,以亚甲基蓝(MB)为目标污染物测试了三种材料的催化性能,结果表明Bi2GdO4Cl显示出了最好的光催化性能。同时分析了其光催化机理,自由基捕获实验证明在催化降解 MB的过程中空穴(h+)起主要作用,羟基自由基 (·OH)次之,超氧自由基($·O_2^-$)最小。
  • 陈媛媛, 伍欣华, 谢庚华, 常玮, 唐红娟
    工业催化. 2021, 29(6): 49-53. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.008
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    采用AM-30型气流涡旋微粉机、PB300型立式剥片机、GJM10双槽高强度搅拌型卧式湿式超细磨设备对介孔催化材料进行研磨。通过实验考察对比,确定GJM10双槽高强度搅拌型卧式湿式超细磨设备适宜介孔材料的研磨处理。对研磨所得产品进行粒度、BET孔性质分析,并通过SEM和TEM技术表征了形貌。将湿式超细磨设备磨后的介孔材料进行催化裂化助剂CMT-1的工业生产。结果表明,湿式超细磨设备所得的介孔材料具有粒度下降幅度大,比表面损失小,能达到指标要求,所制备的催化剂在保证强度的基础上具有中大孔结构。
  • 齐峰, 王健, 王永年, 郭靖
    工业催化. 2021, 29(6): 54-57. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.009
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    为实现超高分子量聚乙烯催化剂的放大制备,解决醇化过程中不溶物对超高分子量聚乙烯催化剂放大制备的不良影响,采用等离子体发射光谱仪、激光粒度仪、扫描电镜等对催化剂进行表征,考察不同浓度配制前驱体对催化剂镁钛比、粒度分布、外观形态在放大制备上的影响。通过2 L小试聚合釜,采取同一工艺条件,不同浓度催化剂进行聚合评价,并采用乌氏粘度仪、表观密度仪对聚合产物进行检测,得到醇镁比对催化剂的影响,为选取较为合适的催化剂制备条件提供参考。
  • 石油化工与催化
  • 柳召永, 王世存, 刘志川, 杨旭, 汪毅, 孙继达
    工业催化. 2021, 29(6): 58-62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.010
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    针对我国加工俄罗斯油特点,以加工100%俄罗斯油的典型炼油厂为基准,开发了专用催化剂LPC-75,并在中国石油兰州石化公司催化剂厂进行了工业生产,与常规催化剂相比,催化剂LPC-75反应性能优异。在年产2.2 Mt重油催化裂化装置上的工业应用结果表明,与空白标定相比,汽油收率提高了5.43个百分点,满足装置需求,为我国各炼油厂加工俄罗斯油提供了经验。
  • 王定博, 刘红梅
    工业催化. 2021, 29(6): 63-69. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.011
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    对高硅铝比ZSM-5分子筛进行成型和改性制得催化剂,并应用于轻汽油催化裂解制低碳烯烃反应。借助XRD、SEM、N2吸附-脱附和NH3-TPD等表征手段研究了分子筛原料和裂解催化剂的结构特征。实验结果表明,高于500 ℃的温度条件下,轻汽油中烯烃可以在催化剂上直接裂解,生成包括乙烯、丙烯和丁烯在内的低碳烯烃。原料组成对轻汽油催化裂解反应的产物分布影响明显,烯烃含量较高且碳数较低的原料更有利于反应的进行。高温和低空速有助于轻汽油转化和低碳烯烃生成。在温度540 ℃,压力0.05 MPa和质量空速16 h-1的条件下,轻汽油中烯烃转化率可达69%,低碳烯烃总产率超过87%。
  • 赵振华, 郭翠翠, 徐英志, 刘大阔, 范大申, 王振南
    工业催化. 2021, 29(6): 70-72. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.012
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    催化裂化长周期运行是实现效益最大化的必要条件,是催化裂化技术进步的表现和发展趋势,催化裂化装置长周期运行受到诸多因素影响,原料油的特性有着重要作用。单纯加工渣油的催化装置结焦重、烧焦负荷大、易尾燃和催化剂易中毒,不利于装置的长周期运行。目前单纯加工常压渣油的催化裂化比较少见。以河南某炼油厂的催化装置单炼常压渣油为例,列举了单炼常渣的催化装置长周期运行防结焦、降尾燃和防中毒等要点,根据实际运行经验,提出部分应对措施,供其他催化装置参考。
  • 精细化工与催化
  • 闫君芝, 段林涛, 李瑞瑞, 刘晓菊
    工业催化. 2021, 29(6): 73-77. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.013
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    以丙烯酰胺(AM)为反应单体,乙二胺四乙酸二钠(EDTA)为配位剂,碳酸二甲酯为稳定分散剂,十二烷基苯磺酸钠为表面活性分散剂,四甲基乙二胺(TMEDA)为催化剂,偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,在N-N甲叉双丙烯酰胺(MBA)交联作用下链接阴离子单体甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEA)、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),并用硅烷偶联剂(KH-570)进一步改性,通过胶束聚合技术合成阴/阳两性聚丙烯酰胺絮凝剂。通过电动离心机和722S分光光度计,测定絮凝效果最好时,絮凝剂中各试剂最佳用量:n(DMC):n(DMAEA)=1.0:1.2;w(AM)=13.3%;w(AIBN)=0.9%;w(碳酸二甲酯)=46.9%;w(KH-570)=0.6%;w(十二烷基苯磺酸钠)=10%。
  • 环境保护与催化
  • 潘沛玲
    工业催化. 2021, 29(6): 78-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.06.014
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    利用柠檬酸对甘蔗渣进行改性,研究改性后甘蔗渣上重金属吸附及再生性能,并采用TG-DSC,电镜扫描与红外光谱对改性前后的甘蔗渣进行表征。结果表明,经柠檬酸改性后大量羧基官能团引入甘蔗渣内部,增加了甘蔗渣表面活性位点的数量,赋予吸附剂更为理想的吸附能力。