2022年, 第30卷, 第2期　刊出日期：2022-02-15

  

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综述与展望
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  稀土掺杂调变催化剂多相催化加氢性能研究进展

  曾丽, 张欢, 朱丽华

  工业催化. 2022, 30(2): 1-5. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.001

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  通过不同方法向分子筛中掺杂不同稀土离子能有效提高分子筛催化剂活性、结构稳定性和抗中毒能力,且有利于促进稀土资源的高值化应用。对稀土掺杂的分子筛催化剂的主要合成方法以及催化剂改性方面进行阐述,总结掺杂稀土元素种类及含量对加氢催化剂结构、选择性、活性以及稳定性的影响,且对含稀土加氢催化剂的回收及未来发展提出展望。
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  焙烧水滑石酸碱双功能催化剂及反应特点

  侯珊, 冉真真, 季生福

  工业催化. 2022, 30(2): 6-12. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.002

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  焙烧水滑石是水滑石类物质受热分解形成的复合氧化物催化剂,具有层板结构和不同种类的酸和碱位点,可以通过改变层板金属阳离子、层间阴离子、负载其他金属改变催化剂的酸碱位点,在羟醛缩合、羰基化、加成、烷基化、酯化等多种反应体系中均表现出较好的催化性能。对近年来具有酸碱双功能的焙烧水滑石催化剂体系、反应特点等方面的研究进展进行归纳和评述,并对焙烧水滑石催化剂的应用前景以及进一步的研究工作进行展望。
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  空心结构沸石分子筛合成研究进展

  卓佐西, 杜凯敏, 祁志福, 胡晨晖, 刘春红, 薛腾, 刘月明

  工业催化. 2022, 30(2): 13-22. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.003

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  空心结构沸石分子筛具有由沸石分子筛微孔构成的壳层及由微孔孔道环绕形成的介孔或大孔空腔,呈现出特殊的、优异的性能,成为化学和新材料科学等领域研究热点,其合成和制备受到越来越多的关注。本文对空心结构沸石分子筛的合成方法进展进行总结阐述,指出扩展空心结构沸石在新兴领域的应用,开发出普适性、重现性好,成本低廉易于工业化合成方法依然是当前空心结构分子筛研究的机遇和挑战。
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  国内外银催化剂载体材料研究进展

  吴同旭, 杨春亮, 郭秋双, 蔡奇, 李晓云, 孙彦民, 于海斌

  工业催化. 2022, 30(2): 23-27. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.004

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  乙烯部分氧化生产环氧乙烷是现代化学工业最重要的过程之一。环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品。载体是负载型催化剂的重要组成部分,具有足够的硬度和稳定的结构,对活性组分起着支撑的作用。综述20世纪90年代以来,国内外主要银催化剂商家在银载体方面的研究进展以及最新专利成果。各专利商通过调变银载体孔结构和表面修饰优化银催化剂性能。
催化剂制备与研究
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  非贵金属M/TiO₂催化剂上甲烷和二氧化碳光催化干重整制氢

  刘文慧, 刘振民, 王远洋

  工业催化. 2022, 30(2): 28-34. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.005

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  以TiO₂为载体,通过正交设计,采用浸渍法制备了Ni、Co和Cu等非贵金属负载型催化剂,进行CH₄和CO₂光催化干重整制氢活性评价,并采用TPR、XRD、FT-IR和BET对催化剂的氧化还原性、晶体结构和织构特征进行表征。结果表明,在600 ℃焙烧的9%Ni/TiO₂催化剂上于750 ℃反应40 min,CH₄转化率和H₂选择性分别为63.10%和18.55%。较难失去电子的活性成份(Ni、Co)、较高耗氢量的中高负载质量分数(6%、9%)、形成100 nm以上大孔的高温焙烧(600 ℃)和较长的反应时间(40 min)有利于获得高的H₂选择性。
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  碳纤维布上负载钨酸铋的光催化性能

  王石, 张行天, 叶希章, 陆笑笑, 谷俐

  工业催化. 2022, 30(2): 35-40. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.006

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  以柔韧性和耐腐蚀性强的碳纤维布为载体,通过水热法将Bi(HO₃)₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O制备的前驱液负载在碳纤维布表面,在不同温度下进行焙烧处理制备了负载型纳米钨酸铋光催化剂,利用SEM、XRD和分光光度计等对制备的催化剂进行表征,并采用农药厂废水和罗丹明B等模拟污水进行光催化降解实验。结果表明,焙烧温度为 300 ℃时负载钨酸铋的碳纤维布光催化形貌及性能最佳,太阳光照下80 min可降解 90.80%的罗丹明B溶液,120 min可降解91.10%的农药废水。通过自由基捕获实验发现起主要降解作用的是·$O_{2}^{-}$和h⁺。催化剂重复使用4次,对罗丹明B溶液降解率保持在80%以上,表明催化剂具有较好的稳定性。
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  不同酸性SAPO-34分子筛的制备及其催化合成气制低碳烯烃性能研究

  魏晓娜, 李文双, 陈诗通, 刘志强, 李丽, 王闯

  工业催化. 2022, 30(2): 41-47. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.007

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  以三乙胺为模板剂,改变初始合成凝胶中n(SiO₂):n(Al₂O₃)调变SAPO-34分子筛的酸性质,合成了不同Si引入量的SAPO-34分子筛,并分别与ZnCrAlO_x氧化物进行混合制备双功能催化剂,研究了其催化CO加氢直接合成低碳烯烃的性能。通过XRD、SEM、NH₃-TPD、XRF以及N₂吸附-脱附对分子筛的结构、形貌、酸性质和元素组成进行了表征。评价结果表明,在合成的催化剂中,酸性较弱的SP34-0.2分子筛制备的双功能催化剂(ZnCrAlO_x/SP34-0.2)表现出最高的低碳烯烃选择性,并且催化剂在经过300 h的连续反应后,低碳烯烃选择性仍维持在81%左右,表明该双功能催化剂具有良好的稳定性。
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  钒(V)掺杂十聚钨酸四丁基铵光催化分子氧选择氧化苯甲醇

  吕爱霞, 伍建国, 伏再辉

  工业催化. 2022, 30(2): 48-53. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.008

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  采用酸化聚合法制备了钒掺杂十聚钨酸四丁基铵盐(TBA₄W_10-nV_nO₃₂)光催化剂,用 UV-Vis、FT-IR、XRD及元素分析等对催化剂进行表征,以可见光下催化分子氧氧化苯甲醇为探针反应,考察了TBA₄W_10-nV_nO₃₂催化剂的光催化性能,并研究了水和酸添加剂对光催化氧化性能的影响。结果表明,在优化的V掺杂量和光催化反应条件下,可获得57.0%的苯甲醇转化率和76.8%的苯甲醛选择性。
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  NaY分子筛清洁化生产工艺方法探究

  张海瑞, 陈军

  工业催化. 2022, 30(2): 54-57. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.009

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  通过建立计算方法,精确计算NaY分子筛生产制备过程中各组分含量。依据理论数据准确控制成胶过程原材料加入量,并通过准确控制凝胶调配过程,有效回用NaY母液中跑损SiO₂,使NaY分子筛生产制备过程SiO₂利用率达96%以上,实现NaY分子筛生产工艺过程节能经济、环境友好、清洁减排的目的。
石油化工与催化
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  费托轻组分蜡加氢异构催化剂的制备与性能评价

  张芳, 吕宏安, 卞雯, 袁岚, 吴鹏, 何观伟

  工业催化. 2022, 30(2): 58-62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.010

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  以Pt为活性金属、一维十元环分子筛为载体制备了Pt/ZSM-22和Pt/SAPO-11两种加氢异构催化剂,采用XRD、NH₃-TPD和N₂吸附-脱附手段表征催化剂的孔结构和酸性质,并以费托轻组分蜡为原料,利用固定床反应器对催化剂的加氢异构性能进行评价。结果表明,催化剂活性和选择性主要取决于催化剂的孔结构和酸性质,在达到相同润滑油基础油得率时,催化剂Pt/ZSM-22的反应温度较Pt/SAPO-11低近20 ℃,异构化率较Pt/SAPO-11高5个百分点,即费托轻组分蜡加氢异构催化剂活性Pt/ZSM-22>Pt/SAPO-11;在相同的反应条件下,所开发的加氢异构催化剂比现有市售催化剂具有更好的催化活性,所得润滑油基础油的得率和异构化率更高,各项性能满足国内对HVI Ⅲ类基础油的基本指标要求。
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  重油催化裂化助剂的研发与应用

  柳聪, 李勇, 周庆祥

  工业催化. 2022, 30(2): 63-67. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.011

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  以海泡石和高岭土为原料,采用原位晶化技术,将海泡石引入高岭土原位晶化体系,合成了含有NaY型沸石的介孔催化复合材料,通过对复合材料改性和修饰制备出重油催化裂化助剂。助剂在中国石油哈尔滨石化 1.2 Mt·a^-1催化裂化装置上应用结果表明,助剂加入量达到系统藏量的 13%时,与空白期相比,汽油收率增加 1.47%,汽油+柴油+LPG增加 0.78%,焦炭产率降低 0.75%,催化剂单耗下降 14.71%,汽油烯烃含量下降 2.5%,汽油硫含量下降15.66%,汽油辛烷值增加 1.6。该重油催化裂化助剂具有产品选择性好,汽油收率高,汽油烯烃含量低、辛烷值高等特点。
精细化工与催化
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  Co@NC催化5-羟甲基糠醛选择加氢制备2,5-二甲基呋喃

  郝鹏, 佟伍镕, 刘自力, 左建良

  工业催化. 2022, 30(2): 68-73. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.012

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  5-羟甲基糠醛(HMF)选择催化加氢制备高价值液体燃料2,5-二甲基呋喃(DMF)是制备可再生燃料的有效途径。高效、低成本催化剂及催化工艺的开发是关键。以钴基金属有机框架材料ZIF-67为前驱体,通过一定气氛和温度热处理得到钴基催化剂Co@NC,探究了催化剂分别在不同反应条件下的性能。结果表明,以仲丁醇为反应溶剂,在反应温度180 ℃和氢气分压2.0 MPa的条件下反应4 h, HMF转化率可达到100%,DMF选择性为82.9%,且循环使用性能良好。通过对催化剂分析表征,发现前驱体经过混合气热处理后形成了由限域钴碳纳米管堆积成的中空十二面体,其中Co⁰和CoN_x是催化剂主要活性组分,对C=O键、C—O键表现出较好的加氢性能。
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  合成2-氰基吡啶的新型催化剂开发

  张聪, 刘小琴

  工业催化. 2022, 30(2): 74-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2022.02.013

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  采用捏合法制备了以铬为主,银、铈为助剂的钒钛催化剂,并在固定床反应器中考察其催化2-甲基吡啶氨氧化合成2-氰基吡啶。结果表明,在反应温度374 ℃,物料n(2-甲基吡啶):n(氨):n(空气)=1:2.5:45和空速1.2 h^-1的最佳反应条件下,2-甲基吡啶转化率为99.6%,2-氰基吡啶收率为88.4%。