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论文
碱金属与碱土金属在煤炭热转化过程中的影响研究进展
梅艳钢, 王志青, 高松平, 郑洪岩, 张郃, 房倚天
2020, 48(4): 385-394
[摘要]  (18) [PDF 2518KB] (0)
摘要:
对比阐述了AAEMs在煤炭热转化过程的影响与作用,论述了催化气化中炭结构转变、碱金属形态变化、催化剂失活等过程。AAEMs是催化气化的催化剂,是活性炭制备过程的造孔剂,也是高AAEMs煤利用过程的有害组分,同样也是煤灰提铝过程的焙烧活化剂。AAEMs与炭相互作用影响炭的表面结构,进而影响气化剂在炭表面的吸附与反应,而AAEMs与炭的相互作用也会影响AAEMs的挥发与释放,耦合催化气化与煤灰资源化利用可以有效降低催化剂回收成本。通过对比认识AAEMs在煤炭热转化中的影响与作用,以期为AAEMs作用下煤炭热转化过程提供新思路与方法。
广西合山石村矿超高有机硫煤饱和烃特征分析
牛永杰, 赵巧静, 李新
2020, 48(4): 395-404
[摘要]  (16) [PDF 4855KB] (0)
摘要:
以合山石村矿超高有机硫煤为研究对象,利用带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)及气相色谱(GC)和色谱-质谱联用(GC-MS)分析技术,综合分析探讨了研究区样品中有机质来源、沉积环境及物源输入。结果表明,研究区样品镜质体反射率均值1.76%,全硫含量均值6.01%,其中有机硫含量占比达94.3%,为高成熟度的超高有机硫煤。饱和烃色谱图中未分辨的复杂混合物(UCM)鼓包明显,前峰及双峰型均有分布,前峰型主峰碳为C16、C18、C21,双峰型主峰碳为C18、C27,化合物降姥鲛烷、脱氢松香烷、咔达烯均有发现,规则甾烷C27、C28、C29均呈"V"型分布,说明沉积母质受藻类等低等水生生物与高等植物双重输入的影响。姥植比参数、C31-35藿烷呈阶梯式递减的分布特征表明在海相碳酸盐台地成煤带中存在一定的氧化条件。扫描电镜中拍摄到的铁含氧硫酸盐、细胞充填环状黄铁矿说明在沉积质晚期成岩阶段受到一定程度热液作用影响。
F改性Hβ对Mo-Ni/F-Hβ催化剂的FCC汽油硫转移反应催化性能的影响
梁生荣, 刘峰, 王倩, 武瑞瑞, 张君涛, 申志兵
2020, 48(4): 405-413
[摘要]  (15) [PDF 3272KB] (0)
摘要:
通过添加不同含量的F对Hβ分子筛进行改性,制备Mo-Ni/F-Hβ催化剂,采用N2吸附-脱附、NH3-TPD、XRD、Py-FTIR和SEM等方法对该催化剂进行了表征,研究了F改性对该Mo-Ni/F-Hβ催化剂在FCC汽油中硫醇醚化和噻吩烷基化等硫转移反应中催化性能的影响。结果表明,以0.5%含量F修饰的β分子筛制备的催化剂对硫醚化反应和噻吩烷基化反应具有明显的促进作用,并能提高对二烯烃选择性加氢的选择性。F的引入可增强Hβ分子筛的中强酸量,降低强酸量,并提高了L/B酸中心比例,这些变化对催化性能改善起到重要作用。
生物质铁盐催化加氢热解产生生物油与气态烃的研究
郑楠, 史纪龙, 王杰
2020, 48(4): 414-423
[摘要]  (16) [PDF 1385KB] (0)
摘要:
利用加压固定床反应器进行了松木催化加氢热解实验(终温600-700 ℃、氢压5.0 MPa),考察了硝酸铁和硫酸亚铁两种铁盐对热解产物产率及分布的影响。研究发现,Fe(NO33能够显著促进生物炭加氢生成甲烷,碳转化率高达97.4%,CH4产率达21.2%,无水生物油产率为32.8%(产率基准均为干燥无灰生物质),生物油中含氧量降低,轻质芳烃产率增加,其中,苯、甲苯和二甲苯(BTX)产率为2.6%。而FeSO4迥异于Fe(NO33,具有抑制气态烃和生物油生成的作用。机理研究表明,Fe(NO33在加氢过程中主要形成α-Fe,并促使生物炭形成无定型和多孔结构,从而有利于其加氢生成甲烷,而FeSO4则部分转化为Fe2S3,由此可致使铁催化剂失活。
介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整生物质油制氢
刘守光, 刘悦, 刘一默, 王玉和
2020, 48(4): 424-431
[摘要]  (18) [PDF 622KB] (5)
摘要:
采用水热法制备了介孔MgO作为催化剂的载体,并制备了介孔Ni/MgO催化剂。利用N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR等对样品进行表征,并考察了介孔Ni/MgO催化水蒸气重整糠醛、生物质油模型物和两种商用生物质油制氢的活性。结果表明,在介孔Ni/MgO催化剂催化水蒸气重整糠醛制氢反应中,随着反应温度的提高,水蒸气重整糠醛中糠醛的转化率、氢气的产率和氢气的选择性,都呈现递增的趋势。在反应温度提高到600 ℃时,糠醛的转化率和氢气的产率分别达到94.9%和83.2%。Ni/MgO催化水蒸气重整二组分模拟生物质油,糠醛/乙酸、糠醛/羟基丙酮制氢的反应中,氢气的产率分别达到87.3%和86.8%,均高于水蒸气重整糠醛反应中氢气的产率。由此表明,乙酸或羟基丙酮的存在,提高了模拟生物质油中主要有机物组分糠醛的转化率,并相应地提高了氢气的产率。在水蒸气重整商用生物质油制氢反应中,随着反应物水碳比(S/C(molar ratio)=5、10、15、20、25)的提高,主要有机物的转化率、氢气的产率和选择性呈现出增加的趋势。在水碳比为20时,两种生物质油的主要有机物组分(糠醛、乙酸和羟基丙酮)的转化率均可达90%以上,氢气的产率也达到81.0%以上。由此可知,Ni催化剂对于水蒸气重整商用生物质油也具有较高的催化活性。
CO在Pd平板与Pd38团簇表面上的催化氧化机理研究
齐大彬, 罗旭东, 姚君, 姚玉龙, 芦晓军
2020, 48(4): 432-439
[摘要]  (15) [PDF 5818KB] (0)
摘要:
采用密度泛函理论(DFT)计算模拟Pd平板和Pd38团簇上的CO催化氧化过程,分析了CO在Pd催化剂表面上的氧化反应机理。结果表明,在Pd38团簇模型上CO催化氧化的决速步骤是O2的解离,反应能垒为0.65 eV,而在Pd平板模型上的决速步骤是CO的氧化,其反应能垒为0.87 eV。对比决速步骤的活化能发现,CO在Pd38团簇上的氧化反应更易进行,说明CO氧化更易在小颗粒催化剂表面上进行,即Pd催化剂的活性与活性组分颗粒大小相关,活性组分颗粒越小,暴露的活性位点越多,其催化活性也越高。
Cu单原子修饰对Fe(111)表面CO吸附性能及电子性质调变的第一性原理研究
孟宇, 刘小艳, 白苗苗, 王英, 马亚军, 曹直
2020, 48(4): 440-447
[摘要]  (14) [PDF 6794KB] (0)
摘要:
采用密度泛函理论方法研究了Cu单原子修饰对Fe(111)表面CO吸附性能和电子性质的调变作用,其中,Cu单原子修饰研究了吸附和取代两种方式。结果表明,CO在Cu修饰的Fe(111)面吸附能力都会变弱,一是Cu原子自身提供的位点对CO的吸附较弱;二是Cu会使其附近的Fe对CO的吸附变弱。分析电子性质表明,Cu作用于Fe表面后,会导致Cu附近Fe原子部分电子向Cu原子转移,进而削弱了Fe与吸附分子间电子交互作用而改变Fe原子的吸附能力。故Cu原子改性Fe表面可以很好地调变CO的吸附、解离及后续反应催化活性,这为进一步探究Cu改性Fe表面的合成气催化反应机理提供了基础信息。
过渡金属改性Mg-Al基固体碱催化剂上碳酸丙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯的研究
王琴, 李枫, 赵海宏, 匡志奇, 王峰, 李磊, 赵宁, 肖福魁
2020, 48(4): 448-455
[摘要]  (15) [PDF 826KB] (4)
摘要:
以共沉淀法制备了一系列不同价态过渡金属(Fe、Cu、Zr)改性的Mg-Al固体碱催化剂,考察了其对于甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯的反应性能。采用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、XPS、CO2-TPD等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明,催化剂的碱强度、碱密度是影响催化活性的主要因素,不同价态过渡金属的加入可以调控Mg-Al固体催化剂的碱性。在考察的催化剂中,FeMgAl催化剂具有最高的表面碱密度,因此,表现出最好的催化性能。在温度为65 ℃、时间为4 h、甲醇与PC物质的量比为10:1、催化剂用量为4%的反应条件下,PC转化率可达66.2%。
基于原位合成的Ni/Mg@MCM-41上的CO2甲烷化研究
王小柳, 杨萌, 朱玲君, 朱啸南, 王树荣
2020, 48(4): 456-465
[摘要]  (16) [PDF 4914KB] (0)
摘要:
通过原位引入Mg一步法合成了Mg@MCM-41复合介孔材料,并将其作为载体制备了高性能Ni基CO2甲烷化催化剂。通过BET、XRD、TEM、CO2-TPD、TG等手段对催化剂进行了表征分析,着重比较了Mg/Si物质的量比对于催化剂特性的影响。结果表明,当Mg/Si物质的量比为0.05时能够在不破坏孔道结构的前提下显著增加催化剂上的碱性位,有效地提高了催化剂对CO2的吸附和活化,从而促进CO2甲烷化反应过程中反应物的转化。实验所制得的催化剂均具有较好的热稳定性和催化反应活性,其中,Ni/0.05Mg@MCM-41在CO2甲烷化反应表现出最优的催化性能,在320 ℃,1 MPa的条件下,CO2转化率和CH4选择性分别高达84.3%和97.8%。
CeO2的形貌特征对Ni/CeO2催化剂CO甲烷化性能的影响
闫宁, 周安宁, 张亚刚, 杨志远, 贺新福, 张亚婷
2020, 48(4): 466-475
[摘要]  (13) [PDF 10156KB] (2)
摘要:
通过改变制备方法合成了不同形貌的CeO2载体(包括球状CeO2-S、花苞状CeO2-F和多面体状CeO2-P),并用氨水配位浸渍法制备了Ni/CeO2催化剂。研究了CeO2载体结构与Ni/CeO2催化剂上CO甲烷化反应性能的关系。结果表明,CeO2-S、CeO2-F和CeO2-P载体暴露的晶面和氧空位不同,对Ni/CeO2催化剂催化活性影响也不相同。CeO2-S氧空位最多,Ni/CeO2-S在350 ℃下CO转化率和CH4选择性分别达到99.19%和88.88%。10 h热稳定性测试结果表明,Ni/CeO2-S催化剂上的积炭量最少(2.5%),CH4选择性一直保持在80%左右,分别是Ni/CeO2-F的1.3倍和Ni/CeO2-P的17.6倍。这主要归因于CeO2-S载体比表面积较大,主要暴露[111]晶面,且表面氧空位含量较多,使Ni/CeO2-S催化剂的载体与活性中心的相互作用增强,从而呈现出优异的抗积炭性能。
不同金属改性Ni/KIT-6催化剂的制备及其甲烷化性能研究
付长亮, 王利平, 王少鹏, 王东娇, 赵雅文, 梅梦迪
2020, 48(4): 476-482
[摘要]  (13) [PDF 3150KB] (0)
摘要:
采用共浸渍法分别制备了用Mg、Ce、V、La金属改性的Ni/KIT-6催化剂,用于CO2甲烷化反应的研究。利用N2吸附-脱附、X射线衍射、H2程序升温还原、H2程序升温脱附、透射电镜手段对催化剂进行了表征,考查了不同金属助剂对Ni/KIT-6的影响。结果表明,在KIT-6载体上活性金属和助剂的分散度都非常高,Ni粒子的分散度主要取决于KIT-6载体高度有序的介孔结构的限域作用,不受助剂金属添加的影响。各助剂金属的加入几乎不影响Ni/KIT-6催化剂的表面形貌,但对Ni金属还原的难易程度和还原度有影响。在研究的几种金属中,V金属使催化剂中Ni金属的还原最容易,还原度更高,且V金属的氧化物具有改变CO2反应机理的作用,使得甲烷化反应进行的最好。用V改性后的催化剂与未改性的催化剂相比,CO2的转化率提高了3.7%,CH4的选择性提高了11.6%,CH4的选择性达到了100%。
La2O3助剂对Rh/SiO2催化CO加氢反应性能的影响
石张平, 祁晓岚, 李旭光, 李华英, 李经球, 孔德金, 俞俊
2020, 48(4): 483-489
[摘要]  (15) [PDF 637KB] (0)
摘要:
采用溶胶凝胶法制备了SiO2和La2O3-SiO2载体,再通过浸渍法分别引入Rh-La和Rh组分,研究考察了La引入方式对Rh/SiO2催化CO加氢反应性能的影响。结果表明,La的添加有利于提高Rh的分散度,促进Rh+中心数的增加,有效地抑制产物中CO2的生成,提高含氧化合物选择性。此外,La的引入方式会影响La与Rh间的相互作用强弱,Rh和La共浸渍制得的2Rh-5La2O3/SiO2催化剂中Rh-La相互作用较强,削弱的Rh-CO键有利于反应过程中CO的插入反应,使得产物以C2+含氧化合物为主。而La以助剂形式掺入SiO2制得的2Rh/5La2O3-SiO2催化剂具有较弱的La-Rh相互作用,其产物则以甲醇、乙醇等低碳醇为主。
葡萄糖和Pd对钴基费托合成催化剂结构和性能的影响
代惠, 胡石野, 慕璐璐, 王彪, 宁文生
2020, 48(4): 490-494
[摘要]  (18) [PDF 2952KB] (0)
摘要:
采用等体积浸渍法制备SiO2负载的钴基催化剂,利用N2低温吸附、XRD、SEM和H2-TPR等方法表征了在浸渍操作中添加葡萄糖和助剂Pd对催化剂结构和性质的影响,并在固定床反应器中评价了催化剂的费托合成反应性能。葡萄糖和Pd能够改变Co3O4晶粒形状,添加葡萄糖提高了Co3O4的分散程度,助剂Pd促进了Co3O4还原。两者的联合使用则同时提高了钴物种分散度和还原度,从而改善了催化剂的费托合成反应活性和C5+烃选择性。
表面富硅型ZSM-5分子筛的甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃催化性能
陈星月, 时一鸣, 刘丹, 代成义, 马晓迅
2020, 48(4): 495-504
[摘要]  (16) [PDF 1863KB] (0)
摘要:
通过表面化学改性制备表面富硅型ZSM-5分子筛,采用XRD、N2等温吸附-脱附、TEM、NH3-TPD和Py-FTIR等手段对其孔结构和酸性质进行了表征,考察其甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃反应的催化性能。结果表明,引入Zn使催化剂中一部分强酸转变为中强酸,并增加了具有脱氢作用的Zn-L酸中心,提高乙烯和丙烯的选择性;Mg改性不仅可以调节孔道的择形性,而且增加了L酸中心的数量,有利于PX的生成;不同硅源的多次硅沉积使得SiO2可以更均匀地沉积在外表面,调变催化剂的酸性质和孔结构,从而进一步提高对二甲苯及乙烯和丙烯的选择性。最终,二甲苯中对位选择性可达到87.1%,二甲苯及乙烯和丙烯的选择性达到61%,乙烯在C2烃类的选择性高达97.8%,丙烯在C3烃类中选择性高达90.6%。
KIT-5负载离子液体催化甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚
张朝峰, 张静, 张昊昱, 黄双平, 李瑞丰
2020, 48(4): 505-512
[摘要]  (16) [PDF 704KB] (0)
摘要:
采用包埋法将离子液体封装在分子筛KIT-5孔笼内,制备了四种负载型离子液体催化剂,用于甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚(PODEn),研究了不同条件对三聚甲醛转化率和目标产物PODE3-5选择性的影响。结果表明,催化合成PODEn的最佳反应条件为:反应时间2 h、100 ℃、甲缩醛与三聚甲醛物质的量比1.5、催化剂含量3%,在此条件下,四种催化剂均表现出了很好的催化效果。与离子液体催化剂相比,负载型催化剂的催化活性基本保持不变,而且性能稳定,可多次使用,具有一定的实用价值。

  

研究论文
外来水分对煤自燃过程影响及作用机制研究
张晓昱, 张玉龙, 王俊峰, 郝宏德, 吴玉国, 周春山
2020, 48(1): 1-10
[摘要]  (175) [HTML全文] (175) [PDF 0KB] (175)
摘要:
通过浸泡方法制备一系列不同外来水分含量的煤体,利用程序升温氧化实验模拟煤自燃过程,研究外来水分对煤自燃特性的影响;结合热分析和孔结构表征实验,探讨外来水分对煤自燃过程影响作用机制。外来水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,主要表现出四个阶段。在缓慢氧化阶段,外来水分主要隔离煤与氧气的接触反应,对煤自燃起到物理抑制作用;在加速氧化阶段,水分可直接参与煤氧反应,起到化学促进作用;经过缓慢氧化阶段和加速氧化阶段,大量外来水分的蒸发导致煤颗粒表面裂隙增大,水分越大的煤生成的活性点位会更多,当煤自燃进入快速氧化阶段,外来水分对煤氧化反应的影响表现出延迟促进效应;当煤体温度达到180 ℃后,随着煤体温度进一步升高,不同初始外来水分含量的煤体自燃特征逐渐趋于一致。
O2对燃煤烟气中As2O3均相反应生成途径影响研究
闫傲, 张月, 王春波, 白涛, 赵斌
2020, 48(1): 11-17
[摘要]  (202) [HTML全文] (202) [PDF 0KB] (202)
摘要:
应用量子化学密度泛函理论研究了燃煤烟气中As和AsO与O2均相生成As2O3的反应机理。首先计算确定了各反应物、中间体、过渡态和产物的结构和能量,然后运用热力学和动力学方法对As2O3均相生成过程进行分析。结果表明,由As和AsO与O2均相生成As2O3的最大反应能垒分别为32.9和157.2 kJ/mol,在烟气中由As转化为As2O3更为容易进行。在500-1900 K下,各反应的正逆反应速率常数均随温度的提高而增大,但不同反应过程受温度影响的程度不同。As与O2反应生成AsO和AsO2的两个反应过程的平衡常数在所研究的温度范围内均大于105,能完全反应,可以认为是单向反应。AsO与O2反应生成AsO2的过程平衡常数在所研究的温度范围内小于105,反应不完全,转化率低。AsO与AsO2生成As2O3(D3H)构型的平衡常数极低,反应难以进行,而生成As2O3(GAUCHE)构型反应能垒低,可自发进行。
煤和生物质化学链气化中铜基载氧体与灰分的碳热反应研究
程丹琰, 雍其润, 龚本根, 赵永椿, 张军营
2020, 48(1): 18-27
[摘要]  (167) [HTML全文] (167) [PDF 0KB] (167)
摘要:
从反应温度、灰的种类和灰的比例三个方面,对煤和生物质化学链气化过程中铜基载氧体与灰中矿物的碳热反应过程进行了研究;通过往复切换固定床的氧化还原气氛模拟化学链气化的循环过程,利用XRD和SEM-EDS等表征手段并结合热力学计算对产物进行分析。结果表明,灰中Fe2O3和Al2O3易与CuO/Cu2O反应形成CuAl2O4、Cu2Fe2O4和CuFe2O4等尖晶石结构的物质,而CaO能够通过阻碍Cu-Al和Cu-Si复合化合物的形成来缓解铜基载氧体的烧结。温度升高促使CuO极易与CaSiO3和MgSiO3等硅酸盐矿物发生固-固反应,生成CaCuSi2O6和CuMgSi2O6等而降低铜基载氧体的反应活性。随着灰分比例的增加,Ca2+和Fe3+等离子富集所生成的Ca2Fe9O13易与SiO2发生反应生成高熔点的CaFeSi2O6三相共熔体,与铜基载氧体共熔并覆盖在载氧体表面,阻碍其释氧性能。
硫酸铵添加剂对生物质富氧混烧过程中氯与氮协同转化特性的影响
柳殿彬, 李伟, 李诗媛, 孔润娟
2020, 48(1): 28-35
[摘要]  (196) [HTML全文] (196) [PDF 0KB] (196)
摘要:
在50 kW循环流化床燃烧实验台进行了O2/CO2气氛下硫酸铵添加剂对生物质和半焦混烧过程中K/S/Cl迁移和N2O/NO排放影响实验研究。结果表明,硫酸铵添加剂从提升管喷入后能够明显降低积灰中Cl含量,同时显著降低烟气中NO浓度。此外,硫酸铵添加剂还能够增强碱金属K向底渣和循环灰迁移转化,从而降低积灰中碱金属K含量。实验表明,硫酸铵添加剂的最佳喷入位置在提升管中上部。
二苯并噻吩分子印迹复合膜的制备及脱硫性能的研究
黄振云, 陆向红, 计建炳
2020, 48(1): 36-43
[摘要]  (154) [HTML全文] (154) [PDF 0KB] (154)
摘要:
聚丙烯中空纤维膜经多巴胺氧化、硅烷化两步表面改性处理后,以甲基丙烯酸为功能单体进行表面分子印迹聚合,制备了中空纤维膜支撑-二苯并噻吩分子印迹复合膜(MIP-PP膜)。利用红外光谱、扫描电镜对印迹复合膜形态结构进行表征,测定了MIP-PP膜的脱硫性能。结果表明,在298 K时,MIP-PP膜对DBT的吸附在180 min达到平衡,最大吸附容量为133.32 mg/g;MIP-PP膜对DBT的吸附符合Lagergren准一级动力学模型及Langmuir吸附等温线,是可自发进行的放热过程。
磷钨酸插层MgAl水滑石层间距的调变及催化酯化脱酸性能
王豪, 李冬梅, 吴雁, 丁瑜
2020, 48(1): 44-51
[摘要]  (166) [HTML全文] (166) [PDF 0KB] (166)
摘要:
通过改变离子交换温度和时间合成了具有不同层间距的磷钨酸(H3PW12O40,HPW)插层MgAl水滑石(LDHs),采用XRD、FT-IR、Raman、31P MAS NMR、ICP-AES和Hammett指示剂-正丁胺滴定法等表征其性质,并研究其对模型原油的催化酯化脱酸性能。高的离子交换温度有利于形成较大的层间距(d003约1.46 nm),较长的交换时间有利于形成较小的层间距(d003约1.05 nm)。不同的层间距源自HPW在层间不同的存在形式,P2W18O626-以C2轴倾斜于层板和PW11O397-以C2轴垂直于层板的方式排列于层间时,形成d003约1.46 nm的层间距;PW12O403-与层板发生嫁接,并以C2轴垂直于层板的方向排列于层间时,形成d003约1.05 nm的层间距。层间P2W18O626-和PW11O397-能产生更高比例的中强酸中心,同时大的层间距有利于反应物扩散进入层间与酸中心接触,能够提高LDHs的催化酯化脱酸性能。
CeY分子筛中有效脱硫物种活性位的构建及其吸附机理研究
王思画, 祖运, 秦玉才, 张晓彤, 宋丽娟
2020, 48(1): 52-62
[摘要]  (160) [HTML全文] (160) [PDF 0KB] (160)
摘要:
以不同焙烧温度和Ce负载量的CeY分子筛为研究对象,运用XRD及N2吸附表征其织构性质;运用吡啶吸附红外光谱法剖析了分子筛中活性位的化学属性;采用固定床评价其对噻吩模拟油的吸附脱硫性能及芳烃和烯烃对噻吩脱除的影响;并结合红外光谱和GC-SCD技术分析了其脱硫机制。结果表明,CeY样品经150 ℃焙烧后,其超笼中具备高含量的B酸和Ce羟基化物种活性位,两者协同增强了噻吩低聚反应能力,进而提高了其吸附穿透硫容量(18.45 mg(S)/g);而提升焙烧温度和Ce负载量会严重降低其有效活性位的数量,削弱了噻吩低聚反应能力,其吸附穿透硫容量显著减小(4.03 mg(S)/g)。当加入烯烃和芳烃后,CeY-12.3-150吸附剂对含低浓度(质量分数)1-己烯(< 1.0%)和苯(< 0.1%)的噻吩模拟油依旧保持较高吸附穿透硫容量;但随两者含量的持续增加,其硫容量急剧下降。其主要分别归因于噻吩烷基化反应的发生及"S-H"键的作用模式。
助剂对铁基费托合成催化剂氧化行为的影响:H2O作用的解读
王珏, 杨勇, 青明, 白云坡, 王洪, 胡彩霞, 相宏伟, 岳仁亮
2020, 48(1): 63-74
[摘要]  (154) [HTML全文] (154) [PDF 0KB] (154)
摘要:
以纯Fe催化剂为研究对象,采用XRD、Raman和TPH等手段考察了催化剂的碳化程度、还原程度对H2O氧化过程的影响,获得了H2O氧化过程与催化剂中碳物种转变之间的相互影响规律;系统考察了典型的费托合成助剂K和SiO2存在时对催化剂物化性质以及H2O氧化行为的影响,发现催化剂的碳化程度越高,碳化铁的抗H2O氧化能力越强,氧化过程使得碳物种的石墨化程度增加。适量K助剂可促进碳化铁和催化剂表面石墨碳的形成,提高了碳化铁在H2O氧化过程中的稳定性;SiO2助剂的加入显著抑制了催化剂的碳化,但可有效提高碳化铁以及碳物种的稳定性。
原位XRD反应装置下H2O对Fe5C2的物相及F-T反应性能影响的研究
郭天雨, 刘粟侥, 青明, 冯景丽, 吕振刚, 王洪, 杨勇
2020, 48(1): 75-82
[摘要]  (191) [HTML全文] (191) [PDF 0KB] (191)
摘要:
将原位XRD反应装置与在线气相色谱技术结合,研究了不同H2O含量(4.36%、1.68%、0.56%)条件下单一相Fe5C2的氧化速率,并考察了不同Fe5C2氧化程度(0、25%、55%、68%)和氧化次数对其费托合成(F-T)反应性能的影响。研究结果表明,Fe5C2物相的氧化速率随H2O含量的提高而逐渐增加,同时H2O氧化使Fe5C2颗粒粒径减小,暴露出更多活性位点,造成F-T反应活性提高,且氧化程度越大,活性提高越明显;随着氧化次数的增加,F-T反应活性逐渐提高,但CH4选择性增加,C5+选择性逐渐降低。
低硅铝比ZSM-48分子筛合成及其正构十二烷临氢异构催化性能研究
向江南, 刘伟, 刘成连, 王琰, 陈树伟, 毕士楠, 范彬彬, 李瑞丰
2020, 48(1): 83-90
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摘要:
通过静态水热合成法,溴化六甲二铵作为结构导向剂合成出系列低硅铝比的ZSM-48沸石分子筛(Si/Al < 100),所合成样品中最低硅铝比为38.6(ICP-AES),这将拓宽ZSM-48高硅沸石分子筛的应用范围。制备Pt负载双功能催化剂,用于正构十二烷临氢异构催化反应。结果表明,硅铝比的改变可以影响催化剂的活性,投料硅铝比为70的双功能催化剂具有最优的催化性能,但硅铝比改变对异构产物的分布没有明显的影响,其异构产物以支链在中间位的异构体为主。
MnαTi1-α催化剂NH3选择性催化还原NO的中低温活性及机理研究
李燕, 黄军, 林法伟, 邵嘉铭, 王智化, 向柏祥
2020, 48(1): 91-99
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摘要:
采用浸渍法制备了不同MnOx负载量的SCR催化剂,检测其在中低温下的脱硝活性和抗SO2中毒性能,并分析影响MnαTi1-α催化剂中低温活性的机理。采用BET、XRD、XPS、NH3-TPD和H2-TPR对催化剂表征。研究表明,随着MnOx负载量的增加,MnαTi1-α催化剂最高脱硝活性温度区间向低温区移动,Mn0.1Ti0.9催化剂在200-385 ℃脱硝效率达80%以上。SO2会造成MnαTi1-α催化剂脱硝活性显著下降,且不可逆。当MnOx负载量增加时,催化剂比表面积先增大后略微减小、H2-TPR中Mn4+峰面积增大、表面化学吸附氧增加,有利于NH3-SCR反应在低温下的进行。MnαTi1-α催化剂的酸性位点随MnOx含量增加而增多,H2还原峰出现温度较低,表明MnαTi1-α催化剂具有良好的中低温氧化还原性。
Ru/有机改性蛭石催化乙酰丙酸甲酯加氢性能的研究
王磊, 徐天晓, 韩燕絮, 庆绍军, 马昱博
2020, 48(1): 100-107
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摘要:
以有机改性蛭石为载体,RuCl3·xH2O为活性组分前驱体,采用吸附-沉淀法制备催化剂Ru/有机改性蛭石(Ru/OV),将其用于乙酰丙酸甲酯(ML)催化加氢反应中。采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征。结合单因素和正交实验考察了反应温度、反应压力、反应时间对乙酰丙酸甲酯加氢效果的影响,在最佳工艺条件下乙酰丙酸甲酯的转化率达84%,γ-戊内酯(GVL)选择性达100%。经重复使用20次后,ML的转化率仍然保持在80%以上,GVL的选择性为100%。
焙烧温度对1, 4-丁烯二醇加氢Cu/Raney-Ni催化剂结构和性能影响
郜宪龙, 莫文龙, 马凤云, 陈隽, 陈莉
2020, 48(1): 108-119
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摘要:
在Ni-Al合金粉上浸渍硝酸铜溶液,经不同温度焙烧得到Cu改性Ni-Al合金粉,采用质量分数10% NaOH溶液浸渍上述改性合金粉得Cu/Raney-Ni催化剂。采用EDX、XRD、N2吸附-脱附、TEM和NH3-TPD等手段表征了Ni-Al合金粉及相应Raney-Ni催化剂的元素含量、晶体结构、孔结构特征、表面形貌和表面酸碱性,并以1,4-丁烯二醇加氢制1,4-丁二醇为探针反应,考察了焙烧温度对Raney-Ni催化剂加氢性能的影响。表征分析表明,焙烧温度500 ℃所制备的CRT500催化剂比表面积较大,为64.96 m2/g;弱酸中心比例较高,达81.2%。结果表明,焙烧温度升高,BED可实现完全转化,BDO选择性和收率均先升高后降低。其中,CRT500加氢性能较好,BED转化率为100.00%,BDO选择性为61.88%。进一步升高焙烧温度,催化剂RCT550和RCT600的BDO选择性和收率反而降低,这是由于高温下催化剂易发生团聚或烧结。结合催化剂表征可知,CRT500具有较好的加氢性能,这与该催化剂具有合适的Ni/Al物质的量比(3.84)、弱酸中心所占比例较大和活性组分Ni分散性好等因素有较大关联。
不同吸附剂上动态吸附-脱附挥发性有机气体性能研究
岳旭, 王胜, 刘旭, 李德意, 王树东, 王建成, 郝兵元
2020, 48(1): 120-128
[摘要]  (148) [HTML全文] (148) [PDF 0KB] (148)
摘要:
采用气相色谱法和热重分析(TG)研究了活性炭以及5A、NaY、13X、ZSM-5(SiO2/Al2O3=27、300)、Hβ和MCM-41分子筛对正己烷、甲苯和乙酸乙酯的动态吸附-脱附性能,系统考察了挥发性有机气体(VOCs)浓度与种类及体积空速对吸附容量的影响。结果表明,增加体积空速和VOCs浓度,一定程度上能够提升吸附容量;活性炭吸附剂对三种VOCs具有较高的单位质量吸附量,而13X与NaY对三种VOCs具有更大的单位体积吸附量。