不同载体对负载型Cu-Fe催化剂CO加氢反应性能的影响
载体对镍基催化剂催化氯代硝基苯加氢性能的影响
高 速搅拌 下 及 Ｎ 气保 护 下 以 １ｍＬ ｍｉ ／ ｎ的滴 加 速 度 将 ～ 定 量 的 ３ ｍｏ／ Ｈ （ ： ｌＬ ＫＢ ［ Ｎｉ ＋）
行Ｂ ） （ Ｈ一 一１： ］ ２ 加入 到浸 有 载体 的 ＮｉＮＯ。：乙 （ ）
醇溶 液 中 （ Ｎａ 用 ＯＨ 溶 液 调节 ＫＢ Ｈ 溶 液 ｐ Ｈ≈ １） ２ 使负 载 于 Ｃ ｓ上 的 Ｎｊ 还 原 ， 加 至 无 气 ＮＴ 滴
ｒｉ 和 ＡＣ为载体 （ ， ｒＯ Ｍ）采用 浸渍一 学还原 法制 化
备 了一 系列 Ｎｉ — Ｂ负 载 型非 晶态 合 金 催 化 剂 （ — Ｎｉ
Ｂ Ｍ） ／ 。并 将 Ｎｉ ／ 用 于催 化 ３种 氯 代 硝 基 苯 — Ｍ Ｂ
（ ａ ｌ ） 相加 氢 合 成 相 应 的氯 代 苯胺 的反 应 。 １～ ｃ 液
（ 渭南 师 范 学 院 化 学 与生 命 科 学 学 院 ， 西 渭 南 ７４ ０ ） 陕 １ ００
摘 要 ： 别 以碳 纳 米 管 （ ＮＴｓ 、 ｉｚ Ｔ ０ 、 Ａｌ 、 ０ ｉ 、 ｉ） ＴＯ 分 Ｃ ） ＳＯ 、 ｉ ｚ ｚ Ｔｉ２Ｓ０ｚｓ（ 一 ｉｅ和 活 性 炭 （ Ｃ） 载 Ｏ。 ＿ ２ Ａ 为 体 ， ＮｉＢ为 活性 组 分 ， 用 浸 渍一 学还 原 法制 备 了一 系列 负载 型 Ｎ 以 、 采 化 ｉ Ｂ非 晶 态 合 金 催 化 剂 ， 用 了电 采 感耦 合 等 离子体 光谱 、 射 线 衍 射 、 射 电子 显 微 镜 、 示 扫描 量 热 等手 段 研 究 了催 化 剂 的 非 晶 性 质 、 Ｘ 透 差 结 构 、 子 大 小 、 的担 载 量及 催 化 剂 的 热稳 定性 。 以 ３种 氯 代 硝 基 苯 液 相 加 氢 为 目标 反 应 ， 各 种 催 化 粒 Ｎｉ 对
La_2O_3对Ni_Mo_Al_2O_3催化剂CO和CO_2甲烷化的影响
623 K 95. 1 88. 1
表 2 Ni 基催化剂的 CO2 甲烷化活性
催化剂 CO2 转化率 / % CH 4 选择性 / % N i M o/ 523 K 25. 5 56. 8 A l2 O3 573 K 37. 1 90. 9 623 K 78. 0 98. 6 N i M o La / 523 K 37. 5 70. 4 Al2 O 3 623 K 99. 2 99. 8
122
中
国
稀
土
学
报
17 卷
找稀土的最佳含量, 对提高甲烷化催化剂的活性和选择性极为重要。
表 1 Ni 基催化剂的 CO 甲 烷化活性
Ni M o/ 催化剂 593 K CO 转化率 / % CH 4 选择性/ % 22. 6 22. 8 A l2 O3 623 K 59. 7 56. 3 643 K 83. 7 79. 9 673 K 95. 2 84. 6 N i M o La/ 593 K 52. 0 45. 9 Al2 O 3 643 K 97. 7 88. 7 673 K 96. 5 89. 0
1 倍, 而 CO 2 转化率及甲烷选择性分别提高 47 0% 及 23 9% 。由表 1, 2 数据的比较可以看 出, 在相同的反应条件下, 同一催化剂 CO 2 甲烷化活性高于 CO 甲烷化活性。说明 CO2 甲 烷化反应无需先通过逆变换反应 CO 2 + H 2 La/ CO+ H 2 O 然后加氢生成甲烷, 而首先生成含 氧酸根中间物, 并由这一中间物种进一步氢解形成甲烷[ 5] 。催化剂的甲烷化活性随 N i Mo Al2 O 3 催化剂中 La 2 O3 含量不同而变化。表 3 中 L a2 O3 含量对 CO 转化率影响很小, Al2 O 3 催 但对 CH 4 的选择性影响较大。少量 La 2O 3 ( 0 5% ~ 1 0% ) 的加入使 Ni Mo La/
2021广东新高考适应化学试题及答案(2套)
。
④装置 C 的作用为
, 装置 C 存在的缺陷是___________。
Ⅱ．测定莫尔盐样品的纯度
取 mg 该样品配制成 1L 溶液，分别设计如下两个实验方案，请回答：
方案一：取 20.00mL 所配(NH4)2Fe(SO4)2 溶液用 0.1000mol•L﹣1 酸性 K2Cr2O7 溶液进行滴定。重复三次。
（2）莫尔盐晶体纯度为
。（用含 m、w 的式子表示，不需化简）。
若实验操作都正确，但方案一的测定结果总是小于方案二，其可能原因为
。
18.（12 分）以镁铝复合氧化物(MgO-Al2O3)为载体的负载型镍铜双金属催化剂 (Ni-Cu / MgO-Al2O3)是一种 新型高效加氢或脱氢催化剂，其制备流程如下：
科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2
在催化剂（掺有少量 Fe2O3 的 TiO2）表面与水发生反应，生成的主要产物为 NH3。进一步研究 NH3 生成量
与温度的关系，部分实验数据见下表（光照、N2 压力 1.0×105Pa、反应时间 3 h）:
2021 年广东新高考适应化学试题
1. 成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。下列有关解读错误的是
选项 传统文化
化学角度解读
A
兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光
“香”的原因之一是美酒含有酯类物质
B
“司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南” 司南中“杓”的材质为 Fe2O3
C
三月打雷麦谷堆
在雷电作用下 N2 最终转化成被作物吸收的化合态氮
T/K
303
313
323
353
NH3 生成量/（10－6mol） 4.8
蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈
蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈摘要：本文简要总结了过氧化氢蒽醌法生产技术，重点介绍了反应机理、工艺流程、催化剂使用等，并对今后的发展提出建议。
关键词：蒽醌过氧化氢钯加氢过氧化氢又名双氧水，分子式H2O2，是1818年首先由Thenard 利用BaO2与酸反应发现而得[1]。
由于过氧化氢分解后产生水和氧气，对环境无二次污染，属于绿色化学品，使得过氧化氢作为氧化剂受到越来越多的重视。
特别是进入20世纪后半叶，过氧化氢已成为一种重要的无机化工原料和精细化工产品，广泛应用于化学品合成、纸浆、纸和纺织品的漂白、金属矿物处理、环保、电子、军工及航天等多个领域。
随着全球经济的快速发展，过氧化氢向着大规模、高技术、自动化控制方向全方位迅猛发展[2,3]。
目前，世界上过氧化氢的生产方法主要有电解法、蒽醌法、异丙醇法、氧阴极还原法和氢氧直接化合法等。
蒽醌法最初由Riedl和Pfleiderer研制成功[4,5]，并取得了一系列专利权，后经过各国公司的大量研究改进，使该法成为当前世界生产H2O2占绝对优势的方法[6]。
蒽醌法技术先进，自动化控制程度高，产品成本和能耗较低，适合大规模生产；缺点是生产工艺比较复杂。
一、反应机理蒽醌法生产过氧化氢主要经历氢化和氧化两个阶段。
氢化阶段：将烷基蒽醌溶解于复合有机溶剂中，在一定温度及压力条件下通入氢气，烷基蒽醌加氢生成氢蒽醌（HEAQ）。
氧化阶段：将含有氢蒽醌（HEAQ）的有机混合溶剂通入氧气，氢蒽醌（HEAQ）被氧化再度生成烷基蒽醌(EAQ)，同时生成过氧化氢[7]。
从上述反应历程可知，氢化阶段涉及的影响因素很多，催化剂种类、反应温度、反应压力、氢气通入量等均会直接影响EAQ的加氢历程，容易导致加氢副产物增多，直接影响产品收率。
因此，加大氢化过程中各影响因素的剖析对指导实际生产具有重大意义。
Aksela和Reijo公开的专利中提到一种运用微波照射进行蒽醌法生产过氧化氢的新方法[8]，这种方法使得氢可以得到充分的利用，并且有利于催化剂的回收与再生。
氯代硝基苯催化加氢制备氯代苯胺的研究进展
2007年第26卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1·化工进展氯代硝基苯催化加氢制备氯代苯胺的研究进展郭 方，吕连海（大连理工大学化工学院 精细化工国家重点实验室，辽宁 大连 116012）摘要：综述了近年来氯代硝基苯催化加氢制备氯代苯胺的研究进展。
对铂基、钯基、钌基和镍基非均相催化剂的结构和催化性能进行了比较，讨论了催化剂助剂抑制脱氯副反应的机理。
铂基催化剂活性和选择性较高，但是铂金属价格昂贵，且不能完全避免脱氯副反应；钯基和镍基催化剂活性好，但脱氯严重，通常需要引入脱氯抑制剂或使其形成非晶态合金提高产物的选择性；钌基催化剂的活性比铂基、钯基、镍基催化剂低，但选择性高，如何提高钌基催化剂的催化活性是今后的研究方向。
关键词：氯代硝基苯；催化加氢；氯代苯胺中图分类号：O 643.38 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2007）01–0001–06Recent progress in selective catalytic hydrogenation ofchloronitrobenzene to chloroanilineGUO Fang，LÜ Lianhai（State Key Laboratory of Fine Chemicals，School of Chemical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116012，Liaoning，China）Abstract：The recent progress in selective catalytic hydrogenation of chloronitrobenzene to chloroanilineis reviewed. The characteristic properties of platinum, palladium, ruthenium and nickel-based catalysts are summarized. The platinum-based catalysts have high activity and good selectivity, but Pt is very expensive and the hydrodechlorination side-reaction could not be fully suppressed; The palladium and nickle-based catalysts have very high activity, but the selectivity to chloroaniline is low with serious side-reaction. Amorphous alloy has good catalytic performance, while its stability has to be improved. The ruthenium-based catalysts have the highest selectivity at reasonable conversion, indicating a good potential for industrial application. Future research should focus on improving the activity of Ru-based catalyst.Key words：chloronitrobenzene；catalytic hydrogenation；chloroaniline氯代苯胺是一类重要的有机中间体，广泛应用于染料、医药、农药等精细化学品的合成。
费托合成联产高碳醇高分散负载型cu-fe双金属纳米催化剂的可控制备及反应机理
费托合成联产高碳醇高分散负载型cu-fe双金属纳米催化剂的
可控制备及反应机理
费托合成是一种重要的工业化学反应，用于将碳气化产物转化为高碳醇燃料。
然而，传统的费托合成催化剂存在一些问题，如活性低、选择性差和催化剂寿命短等。
为了改善传统催化剂的性能，研究人员开始开发高分散负载型双金属纳米催化剂。
这些催化剂以纳米尺度的金属颗粒为基础，通过合理的负载方法将其固定在载体上。
其中，Cu-Fe双金属
纳米催化剂受到广泛关注，因为Cu和Fe都是费托合成反应
中常用的催化剂。
可控制备高分散负载型Cu-Fe双金属纳米催化剂是实现其优异性能的关键。
首先，需要选择合适的负载材料，并通过适当的方法将Cu和Fe离子负载在载体上。
常用的载体材料包括氧
化物、炭材料和纳米碳管等。
其次，需要控制负载过程中的温度、时间和溶剂等参数，以确保金属颗粒的高度分散性。
最后，通过适当的还原处理，将离子还原为金属颗粒。
Cu-Fe双金属纳米催化剂的反应机理尚不完全清楚，但已有一
些研究取得了进展。
一种可能的机理是，Cu和Fe之间存在协
同效应，Cu提供了活性位点来吸附和激活气体分子，而Fe则
参与生成反应中间体和产物。
另外，还有研究表明，Cu和Fe
的相互作用可以调控费托合成反应的选择性，提高所需产物的选择性。
总的来说，可控制备高分散负载型Cu-Fe双金属纳米催化剂是
一种潜在的费托合成催化剂，它可以提高反应的活性和选择性。
然而，仍然需要进一步研究来深入理解其制备过程和反应机理，并进一步优化其性能。
ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能
ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【摘要】采用等体积浸渍法将过渡金属Cu负载到ZSM-5分子筛上,并与其他金属(Fe、Co、Ag、Pd、Ce)共浸渍得到负载型催化剂,将其用于全组分丙烯腈废气的催化脱除过程.催化活性评价结果表明,丙烯腈在Cu/ZSM-5催化剂上320℃可以实现完全转化;掺杂质量分数2％Ce后,丙烯腈的完全转化温度降低到300℃,高选择生成N2的温度窗口也变宽,催化剂稳定性高.通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、氢气-程序升温还原、氨气-程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的物化性能进行表征,结果表明,催化剂催化氧化丙烯腈尾气的性能依赖于Cu2+的还原能力、催化剂表面弱酸与中强酸含量以及表面Cu2+丰度.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】6页(P39-44)【关键词】催化化学;ZSM-5分子筛;丙烯腈;催化燃烧;铜;铈;稳定性【作者】徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】O643.36;X701丙烯腈作为一种重要的化工原料，主要通过丙烯氨氧化法制得。
反应完成后，经回收精制等流程得到产物丙烯腈、乙腈、氢氰酸等，过程中会产生含丙烯腈的剧毒废气。
金属催化剂的分类及用途
金属催化剂的分类及用途金属催化剂是以金属为主要活性组分的固体催化剂。
主要是贵金属及铁、钻、镍等过渡元。
金属催化剂是一类重要的工业催化剂。
主要包括块状金属催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散和负载型催化剂，如Pt-Re-/ n -AI2O3重整催化剂、Ni/ Al 203加氢催化剂；合金催化剂，金属互化物催化剂；金属簇状物催化剂。
这五类金属催化剂中，前两类是主要的，后三类在70年代后有了新的发展。
下面我对我对金属催化剂的具体分类以及各类催化剂的用途进行介绍。
一、按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类：（1）、非负载型催化剂（2）、负载型金属催化剂。
1 •非负载型金属催化剂指不含载体的金属催化剂，按组成又可分单金属和合金两类。
通常以骨架金属催化剂金属、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑片和金属蒸发膜等形式应用。
骨架金属催化剂，是将具催化活性的金属和铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉，形成金属骨架。
工业上最常用的骨架催化剂是骨架镍，1925年由美国的M.雷尼发明,故又称雷尼镍。
骨架镍催化剂广泛应用于加氢反应中。
其他骨架催化剂还有骨架钻、骨架铜和骨架铁等。
典型的金属丝网催化剂为铂网（见图）和铂-铑合金网，应用在氨化氧化生产硝化的工艺上。
2 •负载型金属催化剂金属组分负载在载体上的催化剂，用以提高金属组分的分散度和热稳定性，使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。
大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上，经沉淀转化或热分解后还原制得。
制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件。
二、按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类：（1 ）、单金属催化剂（2 ）、多金属催化剂1．单金属催化剂指只有一种金属组分的催化剂。
例如1949 年工业上首先应用的铂重整催化剂，活性组分为单一的金属铂负载在含氟或氯的n氧化铝上。
用途如：铑做催化剂用于汽车工业的废气排放的控制和对于磷配合物的合成，加氢反应和加氢甲酰化（即羰基化）。
金属-载体相互作用对多相催化反应的影响
金属-载体相互作用对多相催化反应的影响王珍【摘要】多相催化反应体系中,金属催化剂与载体之间通过电荷转移、物质输运等机理产生相互作用.这种金属-载体相互作用对催化反应性能的影响具有多样性,既可以抑制或促进某个反应的发生,造成选择性的不同;也可以在反应中诱导活性中心的生成,提高反应活性,因此在实际研究中需要对特定催化体系进行充分了解,并加以有效利用.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)024【总页数】4页(P20-23)【关键词】金属-载体相互作用;SMSI;电荷转移;物质输运【作者】王珍【作者单位】神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300【正文语种】中文【中图分类】O643.32+21 金属－载体相互作用 (SMSI)概念在催化科学发展的初期，催化剂载体一直被认为是惰性的，只起到支撑、分散活性组分的简单作用，不会影响到催化剂的性能。
但随着研究的深入，人们逐渐认识到，催化剂性能通常会不可避免地受到所用载体的影响［1－2］。
Tauster等［3－5］于1978年首先提出金属－载体强相互作用 (Strong Metal－Support Interaction，SMSI)的概念，他们研究了TiO2载体上负载的第八族贵金属催化剂(Pt、Pd、Ir、Ru、Rh等)对CO和H2的吸附能力，实验发现低温(473 K)氢气还原对气体吸附没有影响，而高温(＞700 K)还原之后，CO和H在金属表面的吸附几乎为零，表明高温还原降低了金属对气体的吸附能力。
利用X射线衍射、电镜等测试分析，首先排除了金属烧结、载体包覆、还原不完全等因素的影响，Tauster等由此提出金属与载体之间可能存在着某种相互作用，从而在一定程度上减弱了气体的吸附。
随后，他们将此项研究拓展到十余种氧化物载体上，发现这种抑制效应在不同载体负载的金属催化剂上表现不同，在一些可被还原的氧化物载体上作用比较明显，如 TiO2、V2O5、Nb2O5和Ta2O5，而且这种吸附性能随处理温度的变化是可逆的。
金属催化剂及其催化作用
d%即为d轨道参与金属键的百分数。
金属Ni成键时的杂化方式
Ni-A：杂化轨道d2sp3中，d轨道成分为2／6； Ni-B：杂化轨道d3SP2和一个空轨道中，d轨道成分占3／7； Ni原子d轨道对成键贡献：30％×2/6+70％×3/7＝40％，
3） ΦI 两者各自提供一个电子共享，形成共价键
4） 反应物带有孤对电子，金属催化剂有接受电子对的部 位，形成配位键，产生 L 酸中心
控制步骤与化学吸附：
1）生成负离子吸附态是反应的控制步骤，要求金属表 面容易给出电子，Φ小
2）生成正离子吸附态是反应的控制步骤，要求金属表 面容易得到电子，Φ大
3）生成共价吸附态是反应的控制步骤，要求Φ≈I
金属元素以单个原子存在，电子层结构存在着 分立的能级，电子属于一个原子。
金属元素以晶体形式存在，金属原子紧密堆积， 原子轨道发生重叠，分立的电子能级扩展成为 能带。
电子共有化：电子能在金属晶体中自由往来的 特征，电子不属于某一个原子，属于整个晶体。
能带的形成
最外层或次外层电子存在显著的共有化特征，
“d带空穴”与催化活性
有d带空穴就能与被吸附的气体分子形成化学吸 附键，生成表面中间物种，使之具有催化性能
d带空穴愈多，末配对电子愈多，化学吸附愈强。 Pd、Cu、Ag、Au元素d轨道是填满的，但相邻
的s轨道上没有填满。在外界条件影响下（升 温)d电子跃迁到s轨道形成d带空穴，产生化学 吸附
“d带空穴”与催化活性
对某一反应，要求催化剂具有一定的“d带空穴”， 但不是愈多愈好。
当d带空穴数目=反应物分子需要电子转移的数目， 产生的化学吸附中等，才能给出好催化活性
负载型纳米金催化剂的研究进展
负载型纳米金催化剂的研究进展李霖;曾利辉;高武;杨乔森;金晓东【摘要】金是一种高化学惰性金属,其纳米粒子具有独特的结构和性质,在催化、光电传感器和生物医药等领域应用广泛.研究表明,负载在金属氧化物等载体上的纳米金粒子具有很高的催化活性,特别是在CO低温催化氧化中,催化效率明显高于其他类型贵金属.纳米金催化剂的研究已经具有了相当的深度和广度,在工业催化和环境保护等领域显现出重要的发展前景和商机.%Gold has high chemical inertness and gold nanoparticles with unique structure and property have been used in catalysis,photoelectric sensor,biological medicine,and many other fields.Many studies have shown that gold nanoparticles have high catalytic activity when loaded onto metal oxides or other car-riers,especially in catalytic oxidation of CO at low temperature in which gold nanoparticles have higher catalytic efficiency than other precious metals.Nanometer gold catalysts have been studied deeply and widely.And nanometer gold catalysts show important development prospects and opportunities in industrial catalysis,environmental protection and other fields.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2017(025)012【总页数】6页(P14-19)【关键词】催化剂工程;负载型纳米金催化剂;纳米粒子;金属氧化物【作者】李霖;曾利辉;高武;杨乔森;金晓东【作者单位】西安凯立新材料股份有限公司,陕西省贵金属催化剂工程研究中心,陕西西安710201;西安凯立新材料股份有限公司,陕西省贵金属催化剂工程研究中心,陕西西安710201;西安凯立新材料股份有限公司,陕西省贵金属催化剂工程研究中心,陕西西安710201;西安凯立新材料股份有限公司,陕西省贵金属催化剂工程研究中心,陕西西安710201;西安凯立新材料股份有限公司,陕西省贵金属催化剂工程研究中心,陕西西安710201【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6;O643.36金是一种高化学惰性金属，其纳米粒子具有独特的结构和性质,在催化、光电传感器和生物医药等领域应用广泛。
不同载体负载氧化铜常温脱除H2S
扫描电镜" S6h$ 采用பைடு நூலகம்X6a公司的 _24.94)"" 型
制得纯 +2e%
扫描电子显微镜测试% 用导电胶把颗粒样品粘附在
根据氧化 铜 占 脱 硫 剂 的 质 量 百 分 比 为 *"'"g 铝制托盘上!之后用 离 子 溅 射 镀 膜 仪 在 样 品 表 面 镀
的理论值 进 行 负 载 纳 米 +2e脱 硫 剂 的 制 备% 称 取 上一层 ! I"" .8厚度的金属膜%
增强 脱 硫 剂 的 中 高 温 反 应 活 性! 原 因 在 于 +2 能 增 强脱硫剂中氧化物或硫化物的分散度%
前期研究发现!纳米氧化铜的脱硫活性明显高
毒气体检测仪对 出 气 中 N) S 浓 度 进 行 检 测!直 至 当 出气口中 N) S 浓度超 过 !I'" 8:( 8@; 时 停 止 检 测 和计时!这段时间定义为脱硫剂穿透时间% 理论硫
841./)7.# L/,/3/-. 3/P%399,/P3/P4349-%. %5P23/+2e 4.? 9,3//02PP%39/? ?/02&523-]/30" +2e>S-e) ! +2e>V3e) ! +2e>H&) e; $ 7-44P3/K-P-949-%. 8/9,%? 5%39,/3/8%74&%5N) S'C,/N) S 4?0%3P9-%. /\P/3-8/.90 Y/3/K433-/? %29-. 45-\/?EW/? 3/4K9%3! 4.? 9,/0932K923/%5/4K, ?/02&523-]/3Y404.4&U]/? WUFE34U?-5534K9-%. " FZT$ ! 0K4..-.:/&/K93%. 8-K3%0K%PU" S6h$ ! 934.08-00-%. /&/K93%. 8-K3%0K%PU" C6h$ ! N) E9/8P/34923/EP3%E :3488/? 3/?2K9-%. " COZ$ ! 0P/K-5-K02354K/43/4! 4.? P%3/0932K923/K,434K9/3-]49-%. 9/K,.-^2/0'C,/20/%5 02PP%3904&%.:Y-9, 9,//8P&%U8/.9%5.4.%E+2eW%9, -8P3%7/? 9,/?/02&523-]49-%. 4K9-7-9U! Y-9, +2e>S-e) /\E ,-W-9-.:9,/W/09P/35%384.K/-. 9/380%5N) S 4?0%3P9-%.'C,/9,/%3/9-K4&02&523K4P4K-9U%59,-002PP%39-0 $!=';g! Y,-K, -0)'* b 9,49%59,/P23/+2e?/02&523-]/3'C,-0-0P3/?%8-.4.9&U?2/9%9,/&43:/02354K/43/4 %59,/S-) e?/02&523-]/34.? 9,/P%%3K3U094&&-.-9U%59,/4K9-7/K%8P%./.90! Y,-K, 547%39,/?/02&523-]49-%. 3/4KE 9-%.'
碳材料负载cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢
碳材料负载cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢碳材料负载Cu基催化剂是一种常见的加氢催化剂，广泛应用于化学工业领域中。
硬脂酸甲酯加氢是一种重要的化学反应，在实际应用中具有广泛的应用价值。
本文将探讨碳材料负载Cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢的研究进展及其应用。
硬脂酸甲酯加氢是一种使甲基从羧基还原为甲基的反应。
硬脂酸甲酯具有广泛的应用，如工业用做润滑油、润滑脂、医药中间体。
采用加氢技术可以使硬脂酸甲酯的质量得到提高，使产品更加符合工业需求。
催化剂在加氢反应中是至关重要的。
在催化剂中，铜是一种常见的金属，其可在活性物种的生成和反应转化中发挥重要作用。
同时，碳材料也是催化剂的载体之一，比表面积大，孔隙多，具有较好的分散性。
在研究中，许多学者采用不同的方法，制备了不同形态和结构的碳材料负载Cu基催化剂，并对其性能和反应机理进行了深入探究。
一些研究表明，采用碳材料负载Cu基催化剂，在适当的温度、压力、催化剂用量等条件下，硬脂酸甲酯的加氢反应可以得到较高的产率和选择性。
研究还发现，不同类型的碳材料负载Cu基催化剂对反应的影响不同，如在碳纳米管、多孔碳和活性炭等载体上的催化剂，表现出不同的催化效果。
此外，与传统的氢化反应相比，使用碳材料负载Cu基催化剂还具有绿色化和经济性的优势。
使用催化剂的加氢反应不需要使用大量的氢气，也能避免废品的产生，同时可以节约原材料和能源，缩短反应时间，提高用量效果。
总之，碳材料负载Cu基催化剂的性能优势，使其成为硬脂酸甲酯加氢反应中的一种重要催化剂。
在未来，我们需要继续研究和改进它的性能，以在更广泛的化学工业领域中实现其应用。
碳材料负载cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢
碳材料负载Cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢引言在化工领域，催化剂是非常重要的研究领域。
其中，碳材料负载Cu基催化剂在硬脂酸甲酯加氢反应中显示出了重要的应用潜力。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨碳材料负载Cu基催化剂用于硬脂酸甲酯加氢的相关内容。
碳材料负载Cu基催化剂的制备方法有序列表：1.硝酸盐法：将硝酸铜与碳材料混合，并在高温下进行煅烧，最终得到碳材料负载Cu基催化剂。
2.沉积法：将氧化亚铜溶液滴加到碳材料上，并在高温下进行退火，形成碳材料负载Cu基催化剂。
碳材料负载Cu基催化剂的表征方法有序列表：1.X射线衍射（XRD）：通过分析催化剂的晶体结构来确定材料的特性。
2.扫描电子显微镜（SEM）：用于观察催化剂的形貌和微观结构。
3.透射电子显微镜（TEM）：可以观察到催化剂的纳米结构。
4.傅里叶变换红外光谱（FTIR）：用于分析催化剂表面的功能基团。
碳材料负载Cu基催化剂在硬脂酸甲酯加氢中的催化性能有序列表：1.反应活性：催化剂的反应活性可以通过观察硬脂酸甲酯加氢反应的转化率来评估。
2.选择性：不同催化剂的加氢反应可能会产生副产物，选择性是评估催化剂性能的重要指标。
3.稳定性：催化剂的稳定性对于长时间的加氢反应至关重要，稳定的催化剂可以保持高效的反应性能。
碳材料负载Cu基催化剂的加氢机理有序列表：1.吸附机制：硬脂酸甲酯吸附到催化剂表面的活性位点上。
2.氢解机制：硬脂酸甲酯分子在活性位点上发生氢解反应，生成较短的脂肪醇。
3.加氢饱和机制：脂肪醇通过进一步加氢饱和反应，生成相应的脂肪醇。
结论碳材料负载Cu基催化剂在硬脂酸甲酯加氢反应中显示出了良好的催化性能。
该催化剂制备方法简单，表征方法全面可靠。
在加氢机理方面，吸附、氢解和加氢饱和是主要的反应路径。
然而，还需要进一步的研究来深入理解碳材料负载Cu基催化剂的加氢反应机理。
随着对催化剂性能的不断优化，碳材料负载Cu基催化剂在化工领域的应用前景将更加广阔。
《负载型铜铈催化剂和铂稀土合金催化剂的创制及其CO-PROX的应用研究》范文
《负载型铜铈催化剂和铂稀土合金催化剂的创制及其CO-PROX的应用研究》篇一负载型铜铈催化剂与铂稀土合金催化剂的创制及其在CO-PROX应用研究一、引言随着环保要求的日益严格和能源的紧缺，对于工业过程中碳氢化合物的选择性氧化和一氧化碳的选择性氧化（CO-PROX）技术需求日益增长。
负载型铜铈催化剂和铂稀土合金催化剂因其优异的催化性能和良好的稳定性，在CO-PROX反应中具有广泛的应用前景。
本文将重点探讨这两种催化剂的创制过程及其在CO-PROX反应中的应用研究。
二、负载型铜铈催化剂的创制负载型铜铈催化剂的创制主要涉及催化剂的组成、制备方法和负载方式。
首先，通过选择合适的载体（如氧化铝、二氧化硅等）和适当的铜铈比例，可以制备出具有高活性和高稳定性的负载型铜铈催化剂。
在制备过程中，采用浸渍法、溶胶凝胶法等制备方法，将铜铈活性组分均匀地负载在载体上。
此外，通过控制制备过程中的温度、时间等参数，可以进一步优化催化剂的性能。
三、铂稀土合金催化剂的创制铂稀土合金催化剂的创制主要涉及合金的组成、制备工艺和催化剂的形态。
通过将铂与稀土元素（如铈、锆等）进行合金化，可以制备出具有高催化活性和高选择性的铂稀土合金催化剂。
在制备过程中，采用化学气相沉积法、共沉淀法等方法，将合金组分均匀地分布在催化剂中。
此外，通过控制合金的组成和催化剂的形态，可以进一步提高催化剂的性能。
四、负载型铜铈催化剂和铂稀土合金催化剂在CO-PROX中的应用研究CO-PROX反应是一种将一氧化碳（CO）转化为二氧化碳（CO2）的反应，广泛应用于工业生产中。
负载型铜铈催化剂和铂稀土合金催化剂在CO-PROX反应中具有较高的活性和选择性。
研究表明，这两种催化剂在不同的反应条件下均能有效地降低一氧化碳的浓度，提高反应的选择性。
其中，负载型铜铈催化剂具有较高的低温活性，适用于低温条件下的CO-PROX反应；而铂稀土合金催化剂则具有较高的高温稳定性，适用于高温条件下的反应。
cu基催化剂电催化二氧化碳还原目前存在的问题
cu基催化剂电催化二氧化碳还原目前存在的问题目前，使用Cu基催化剂进行二氧化碳还原的方法受到了广泛关注。
但是，这种方法还存在一些问题，如选择性问题、稳定性问题和成本问题等。
下面将详细介绍这些问题，并提出一些相关参考内容来解决这些问题。
首先，选择性问题是目前使用Cu基催化剂进行二氧化碳还原研究中的一个主要挑战。
由于Cu基催化剂具有多种可能的反应途径，很难控制反应选择性。
这导致了产物的多样性和复杂性，使得产率很难提高，并且很难选择特定的产物。
为了解决这个问题，可以通过合理设计催化剂的结构和表面基团来调控反应途径，从而提高选择性。
例如，可以引入加普根型表面活性位点来增强CO2的吸附能力，并控制还原反应的路径。
其次，稳定性问题也是使用Cu基催化剂进行二氧化碳还原研究中需要克服的难题。
Cu基催化剂往往容易受到氧化和剥离等表面重新组合的影响，导致其催化活性和选择性的衰减。
为了提高催化剂的稳定性，可以采用合适的载体材料来改善其热稳定性和化学稳定性。
例如，可以将Cu基催化剂负载在碳材料或氧化物表面，以增加催化剂与载体之间的相互作用，从而提高催化剂的稳定性。
最后，成本问题也是使用Cu基催化剂进行二氧化碳还原研究中需要解决的一个重要问题。
由于铜是一种相对廉价的催化剂，因此使用Cu基催化剂进行二氧化碳还原具有潜在的经济优势。
然而，目前的Cu基催化剂还存在活性低和产物选择性差的问题，这导致了较低的产物收率和较高的催化剂使用量，增加了生产成本。
为了解决这个问题，可以通过材料设计和催化剂工艺优化来提高催化剂的活性和选择性，从而降低催化剂使用量和生产成本。
综上所述，虽然Cu基催化剂在二氧化碳还原中具有广阔的应用前景，但仍然存在着选择性问题、稳定性问题和成本问题。
为了解决这些问题，需要通过合理设计催化剂的结构和表面基团来调控反应途径，采用合适的载体材料来改善催化剂的稳定性，并通过材料设计和催化剂工艺优化来提高催化剂的活性和选择性。
不同载体对Cu系催化剂催化醋酸异丙酯加氢工艺的影响
不同载体对Cu系催化剂催化醋酸异丙酯加氢工艺的影响杨恒东;李有林;崔咪芬;费兆阳;陈献;汤吉海;乔旭【摘要】本文以醋酸异丙酯为原料催化加氢,同时制备乙醇和异丙醇.用共沉淀法制备SiO2、Al2O3、ZrO2和TiO2 4种不同载体负载的Cu系催化剂,分别考察它们的催化反应性能;借助N2吸附-脱附仪、X线衍射仪(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、N2O氧化滴定及NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等表征手段,分析对比4种载体对Cu的分散性、CuO-载体之间的协同作用、表面酸性等的影响及最终对反应结果的影响.结果表明:Cu/SiO2表现出较好的催化活性且主产物的选择性最高;Cu/ZrO2中因CuO与ZrO2间的协同作用促进了Cu的高度分散,因而活性最高,但较强的酸性降低了主产物乙醇的选择性;Cu/TiO2和Cu/Al2O3的催化活性以及主产物选择性都明显偏低.在Cu/SiO2催化剂上进行了醋酸异丙酯加氢反应的工艺优化,筛选出了最佳工艺条件:温度290℃,反应压力6 MPa,氢酯进料摩尔比30,质量空时96 g·h/mol.在最佳条件下,醋酸异丙酯的转化率达96％,乙醇的选择性达94％,异丙醇的选择性达95％.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】7页(P100-106)【关键词】载体;Cu系催化剂;醋酸异丙酯;加氢;乙醇;异丙醇【作者】杨恒东;李有林;崔咪芬;费兆阳;陈献;汤吉海;乔旭【作者单位】南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TQ032.4乙醇是一种非常重要的传统化工原料,同时又是十分重要的燃料[1],近年来,其需求量迅猛增加;异丙醇(IPA)是一种重要的有机化工原料和溶剂,在许多领域中具有广泛的用途[2],尤其在合成材料领域的应用正不断拓展[3]。
载体碱性对Fe基催化剂费-托合成反应的影响
载体碱性对Fe基催化剂费-托合成反应的影响张俊;张征湃;苏俊杰;付东龙;戴薇薇;刘达;徐晶;韩一帆【摘要】Lower hydrocarbons are key building blocks in chemical industry. The Fischer-Tropsch synthesis has been considered as one of the most promising non-oil based routes for lower hydrocarbons production. Previous studies have demonstrated that the supports can greatly affect the product distribution. In this work, the effects of the base property of supports on the catalytic performance of different Fe-based catalysts (Fe20/AlPO4, Fe20/γ-Al2O3 and Fe20/MgAl2O4) were investigated. The results showed that, with the increase in support basicity, the chain growth probability (αvalue), the selectivity of C5+hydrocarbons and theolefins/paraffin ratio increased. Moreover, by combining with the Raman and temperature programmed hydrogenation (TPH), it was found that the higher basicity of supports could lead to the less active carbon (absorptive and atomic carbon) and the more inactive carbon (graphitized carbon) formation. In addition, with the combination of other characterization, such as XRD, H2-TPR, CO2-TPR, the structure-performance relationship was constructed. The variation in electron-donating ability of the supports strongly affected the content of carbonaceous species on the catalyst surface and the metal-support interaction, thereby leading to the difference in catalytic activity and selectivity.%低碳烃类化合物是化学工业中重要的有机原料，通过非石油路线由费-托反应（Fischer-Tropsch）制备低碳烃类具有巨大前景，载体对于费-托合成催化剂的反应产物分布具有重要影响。
丙二酸二甲酯加氢制备1,3-丙二醇铜催化剂载体效应研究
丙二酸二甲酯加氢制备1,3-丙二醇铜催化剂载体效应研究郑赛男;孙建磊;李伟;周静红;周兴贵;计扬【摘要】分别采用Al2O3、MgO、HMS和SiO2为载体通过尿素水解均相沉淀法制备了四种铜催化剂,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)和CO 吸附原位红外等表征手段研究了催化剂的结构,在固定床反应器中考察了其在丙二酸二甲酯(DMM)加氢制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应中的催化性能.研究表明,铜和载体之间的相互作用越强,越有利于活性组分的表面积以及Cu+/Cu0比例提高,促进催化剂活性增加.最优的载体为SiO2,在反应温度453 K,反应压力5.0MPa,DMM液时空速为0.3 g/(g-cat·h),氢酯比为300的条件下,DMM转化率为92.7％,1,3-PDO的选择性可达39.5％.此外,Al2O3、MgO为载体的催化剂由于载体表面较强的酸、碱性,DMM自分解较严重,1,3-PDO选择性降低.催化剂稳定性考评表明,Cu/SiO2催化剂的催化稳定性良好,具有较好的工业应用前景.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】10页(P104-112,119)【关键词】1,3-丙二醇;丙二酸二甲酯;铜催化剂;加氢【作者】郑赛男;孙建磊;李伟;周静红;周兴贵;计扬【作者单位】华东理工大学联合反应国家重点实验室,上海 200237;华东理工大学联合反应国家重点实验室,上海 200237;华东理工大学联合反应国家重点实验室,上海 200237;华东理工大学联合反应国家重点实验室,上海 200237;华东理工大学联合反应国家重点实验室,上海 200237;上海浦景化工技术股份有限公司,上海201102【正文语种】中文【中图分类】TQ032.41,3-丙二醇（1,3-PDO）是一种重要的有机化工原料，可用于聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的生产。
辽宁省大连市2022-2023学年高二上学期12月期末化学试题
大连市2022~2023学年度第一学期期末考试高二化学第Ⅰ卷（选择题，共45注意事项：1．请在答题纸上作答，在试卷上作答无效2．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量：H －1 C －12 N －14 O －16 Ag －108分）一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．化学与生产、生活、科技等密切相关。
下列说法不正确的是（ ）A ．除去2CuCl 溶液中少量的3FeCl ，可选用CuO 固体B ．23Sb O 可用作白色颜料和阻燃剂等，在实验室中可用3SbCl 的水解反应制取C ．处理锅炉水垢中的硫酸钙，可以先用饱和碳酸钠溶液浸泡，再用酸除去D ．氯碱工业中使用阳离子交换膜，主要目的是使电解池中形成闭合回路2．下列说法不正确的是（ ）A ．原子半径：Mg>Al>NB ．第一电离能：S>P>SiC ．酸性：33CF COOH CH COOH>D ．电负性：F>Cl>S3．蛋白质和核酸是生命的物质基础，其分子中都含有氮元素。
下列化学用语正确的是（ ）A ．氮分子的结构式：N ≡NB ．基态氮原子最高能级的电子云轮廓图：C ．3NH 的球棍模型：D ．基态氮原子核外电子的轨道表示式：4．下列说法或表示方法中正确的是（ ）A ．已知()()()222C s 2O g 2CO g + Δa H = kJ ·mol 1-，()()()22C s O g 2CO g + Δb H = kJ ·mol 1-，则a>bB ．实验测得在25℃和101 kPa 时，1 mol 4CH 完全燃烧放出890.3 kJ 的热量，则4CH 的燃烧热Δ890.3H =-kJ ·mol1-。
公众号高中僧试题下载C ．氢气的燃烧热Δ285.8H =- kJ/mol1-，则水分解的热化学方程式为：()()()2222H O l 2H g O g +Δ285.8H =+ kJ ·mol 1-D ．在稀溶液中，()()()2H aq OH aq H O 1+-+ Δ57.3H =- kJ/mol 1-，若向1 L 1 mol/L 的稀盐酸中加入1 mol NaOH 固体，放出的热量为57.3 kJ5．研究表明2N O 与CO 在Fe +的作用下会发生如下反应：①22N O Fe FeO N +++→+，②2FeO CO Fe CO +++→+。
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文章编号:0253⁃2409(2012)09⁃1103⁃07 收稿日期:2011⁃11⁃05;修回日期:2012⁃01⁃19㊂ 基金项目:上海市科委(0852*******);上海市教委重点学科建设(J51503)㊂ 联系作者:毛东森,Tel:021⁃60877221,E⁃mail:dsmao@㊂不同载体对负载型Cu⁃Fe 催化剂CO 加氢反应性能的影响郭强胜,毛东森,俞 俊,韩璐蓬(上海应用技术学院化学与环境工程学院应用催化研究所,上海 201418)摘 要:以不同的氧化物为载体,采用共浸渍法制备了一系列负载型的Cu⁃Fe 催化剂Cu⁃Fe /MO x (MO x =ZnO ㊁ZrO 2㊁TiO 2㊁SiO 2㊁MgO ㊁Al 2O 3),并采用X 射线衍射(XRD )㊁N 2吸附(N 2⁃adsorption )㊁程序升温还原(H 2⁃TPR )和一氧化碳程序升温脱附(CO⁃TPD )技术对催化剂进行了表征㊂在温度为250℃㊁压力为3MPa 和原料气空速为6000mL /(g ㊃h )的反应条件下,在连续流动微型固定床反应装置上考察了其催化CO 加氢合成低碳醇的反应性能㊂结果表明,与其他氧化物为载体的催化剂相比,Cu -Fe /SiO 2催化剂表面CuO 的分散度较高,在较低的温度下容易被还原,具有较强的CO 吸附能力,从而同时具有较高的活性和低碳醇选择性㊂关键词:载体;Cu⁃Fe 催化剂;CO 加氢;低碳醇中图分类号:O 643 文献标识码:AEffects of different supports on the catalyticperformance of supported Cu⁃Fe catalyst for CO hydrogenationGUO Qiang⁃sheng ,MAO Dong⁃sen ,YU Jun ,HANG Lu⁃peng(Research Institute of Applied Catalysis ,School of Chemical and Environmental Engineering ,Shanghai Instituteof Technology ,Shanghai 201418,China )Abstract :A series of supported Cu⁃Fe catalysts with different oxides (ZnO ,ZrO 2,TiO 2,SiO 2,MgO ,Al 2O 3)as support were prepared by co⁃impregnation method ,and were characterized by XRD ,N 2⁃adsorption ,H 2⁃TPR and CO⁃TPD.Their catalytic performances for the synthesis of higher alcohols through CO hydrogenation were investigated in a continuous flow fixed bed micro⁃reactor at 250℃under 3MPa with the space velocity of 6000mL /(g ㊃h ).The results indicated that SiO 2supported Cu⁃Fe catalyst (Cu⁃Fe /SiO 2)possessed high CuO dispersion which could be easily reduced at low temperatures ,and had strong capability for CO adsorption ,therefore ,exhibited both higher CO conversion and higher selectivity to higher alcohols.Key words :support ;Cu⁃Fe catalyst ;hydrogenation of CO ;higher alcohol 随着经济的快速发展,全球对能源的需求量日益增加,石油的短缺使新能源的开发和研究变得越来越重要㊂对于中国 缺油㊁少气㊁富煤”的资源特点,由煤气化生产的合成气来制取低碳混合醇(C +2OH )[1~3],作为替代燃料,具有重要的经济价值和能源战略意义[4~6]㊂低碳醇合成催化剂按产物分布大致可分为两大类,即改性甲醇合成催化剂和改性费托合成催化剂㊂其中,后者由于具有良好的C +2OH 选择性及温和的反应条件而受到了广泛的关注㊂由法国石油化工研究所最先报道[7]的Cu⁃Co 基催化剂被认为是最具有工业应用前景的催化体系之一,但是仍然存在着副产物多㊁易积炭和稳定性较差等的缺点[8,9]㊂近年来,除了Cu⁃Co 基催化剂以外,Cu⁃Fe 基催化剂的研究报道也日益增多,并显示出良好的应用前景㊂Xu 等[10]研究发现,在CuMnZrO 2催化剂中添加Fe 组分后促进了高分散Cu 和Fe 之间的相互作用,有利于合成低碳醇,促进碳链增长㊂Zhang 等[11]利用等离子体溅射的方法制备了Cu⁃Fe /SiO 2催化剂,结果表明,该制备方法能明显提高CuO 的分散度,降低其晶粒大小,从而显著提高催化剂的反应性能㊂Su 等[12]采用微乳法先制得超细Fe (OH )3和Cu (OH )2颗粒,然后将其负载到活性Al 2O 3上,得到了超细晶粒的Fe⁃Cu /Al 2O 3催化剂,CO 加氢反应结果显示,其C +2OH 的选择性高达58%㊂Lin 等[13]考察了不同的还原气(H 2㊁CO 和合成气)对Cu⁃Fe 基催化剂反应性能的影响㊂结果表明,经过合成气还原的催化剂具有最好的CO 加氢反应性能,醇的产率最高㊂载体的性质对负载型催化剂的性能影响很第40卷第9期2012年9月燃 料 化 学 学 报Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.40No.9Sep.2012大[14~18]㊂Shen等[14]系统研究了不同载体负载的Pd催化剂上的CO加氢反应,发现不同载体催化剂的活性相差很大,而且产物中主要成分也不同㊂此外,负载在不同氧化物载体上的Cu⁃Co催化剂,对CO加氢反应的产物完全不同,以MgO为载体,产物主要为甲醇;以TiO2㊁CeO2或La2O3为载体,产物主要为烃类;而以ZrO2或SiO2为载体,则可生成较多的低碳醇[15,16]㊂但是关于载体对Cu⁃Fe基催化剂上CO加氢反应性能影响的研究文献报道较少㊂本实验以不同的氧化物为载体制备了一系列负载型Cu⁃Fe催化剂Cu⁃Fe/MO x(MO x=ZnO㊁ZrO2㊁TiO2㊁SiO2㊁MgO㊁Al2O3),采用XRD㊁N2吸附㊁H2⁃TPR㊁CO⁃TPD和CO加氢微反评价等技术,研究了载体对Cu⁃Fe/MO x催化剂的结构㊁织构㊁还原性㊁脱附性能以及合成低碳醇性能的影响㊂1 实验部分1.1 催化剂的制备 SiO2和Al2O3分别为青岛海洋化工有限公司和巴斯夫催化剂(上海)有限公司产品,MgO㊁ZrO2和TiO2均为国药集团化学试剂有限公司产品㊂ZnO采用沉淀法制得,其具体步骤如下,配置0.5mol/L的Zn(NO3)2水溶液和0.5mol/L的Na2CO3水溶液,在剧烈搅拌下将两者并流滴加到一烧杯中,期间保持pH值恒定为7左右㊂滴加完毕后继续搅拌5h,然后经抽滤和反复洗涤后,于110℃烘箱中干燥过夜,再在马弗炉中于400℃焙烧4h㊂催化剂采用共浸渍法制备㊂按一定的比例配制Cu(NO3)2㊃3H2O和Fe(NO3)3㊃9H2O的混合水溶液,采用等体积浸渍法得到催化剂的前躯体,然后在110℃烘箱中干燥过夜,再在马弗炉中于350℃下焙烧4h得到不同载体负载的Cu⁃Fe催化剂Cu⁃Fe/ MO x,其中,Cu㊁Fe相对载体氧化物的物质的量分数均为10%㊂以上所用试剂均为分析纯,由国药集团化学试剂有限公司生产㊂1.2 催化剂的表征 催化剂的XRD测试在荷兰帕纳科公司生产的X’Pert PRO PW3040/60型X射线衍射仪上进行,仪器的操作条件为,Cu Kα射线源,Ni滤波片,管电压40kV,管电流40mA,10°~70°扫描,扫描速率4°/min㊂催化剂的比表面积㊁孔体积和孔径在美国Micrometritics公司生产的ASAP2020M+C型多功能自动吸脱附仪上采用N2吸附测得㊂样品测定前,先在200℃下真空脱气4h以除去样品表面所吸附的杂质㊂程序升温还原(H2⁃TPR)测试在常压微型石英反应器中进行,催化剂用量为50mg㊂样品首先在100℃的高纯氮气流下处理1h,然后切换成H2含量为10%的H2/N2混合气(流量为30mL/min),待基线平稳后,以10℃/min的速率升温至600℃㊂尾气由浙江温岭福立公司生产的GC9750型气相色谱仪的TCD检测器检测㊂吸附CO的程序升温脱附(CO⁃TPD)测试装置与上述的H2⁃TPR实验相同㊂200mg样品先在H2含量为10%的H2/N2混合气中,以10℃/min的速率升温至350℃,并维持2h进行还原㊂还原结束后冷却到50℃,然后吸附高纯的CO气体至饱和㊂氮气吹扫至基线稳定后,以10℃/min的速率升温至700℃㊂气体的变化由浙江温岭福立公司生产的GC9750型气相色谱仪的TCD检测器检测㊂1.3 催化剂的反应性能评价 催化剂活性的评价在内径为5mm㊁长为350mm 的固定床不锈钢反应器上进行,催化剂用量为0.30g㊂反应前催化剂于300℃下用H2含量(体积分数)为10%的H2/N2混合气还原3h后,冷却至反应温度(250℃)并稳定后,切换成合成气(H2/CO 体积比为2,流量为30mL/min),缓慢升压至3.0MPa,达到稳态后在线取样,在惠普上海分析仪器有限公司生产的带有气体自动进样阀的HP6820型气相色谱仪上进行分析㊂CO㊁CO2和H2经过TDX⁃01碳分子筛填充柱分离后,用TCD检测;烃类和低碳醇经过PLOT⁃Q毛细管柱分离后,用FID检测㊂为防止产物冷凝,用加热带将所有的管路均恒温到150℃㊂2 结果与讨论2.1 载体的表征2.1.1 XRD表征 图1为不同载体的XRD谱图,由图1可见, SiO2和Al2O3仅在相应的位置出现很宽的包峰,表明其处于无定型状态或晶化程度较低㊂TiO2在2θ=25.2°处出现锐钛矿相的特征衍射峰,表明其为锐钛矿相结构㊂ZrO2在2θ=28.2°和31.4°处出现单斜相的特征衍射峰,表明其为单斜相结构㊂MgO和4011 燃 料 化 学 学 报第40卷ZnO 在相应的位置处出现很强的特征衍射峰,表明其晶化程度很高㊂图1 不同载体的XRD 谱图Figure 1 XRD patterns of the different supportsa :ZnO ;b :TiO 2;c :ZrO 2;d :MgO ;e :SiO 2;f :Al 2O 32.1.2 N 2吸附表征 表1为不同载体的比表面积㊁孔体积及平均孔径㊂由表1可见,由于载体的来源㊁制备条件和本身性质的差异,使得其比表面积㊁孔体积和孔径差别较大㊂其中,SiO 2具有最高的比表面积和孔容,而Al 2O 3的孔径最小㊂表1 不同载体的织构参数Table 1 Texture parameters of the different supports Support Surface area A /(m 2㊃g -1)Pore volumev /(cm 3㊃g -1)Average porediameter d /nmMgO 28.70.11017.3ZnO 18.70.07216.9TiO 287.40.02213.5ZrO 239.90.01813.6Al 2O 3197.20.3606.9SiO 2271.20.87014.12.2 催化剂的表征2.2.1 XRD 表征 图2是以不同的氧化物为载体所制备的Cu⁃Fe /MO x 催化剂的XRD 谱图㊂由图2中各个催化剂的衍射峰可以看出,以SiO 2和ZnO 为载体的催化剂,在2兹=35.6°和38.8°处出现了明显的晶相CuO 的特征衍射峰,以TiO 2和ZrO 2为载体的催化剂晶相CuO 衍射峰较弱,而以MgO 和Al 2O 3为载体的催化剂则没有出现晶相CuO 的衍射峰㊂这可能是由于CuO 能和相应的氧化物载体产生强相互作用,抑制了CuO 晶粒的生长,从而使得CuO 晶粒的尺寸小于XRD 的检测限㊂尤其是以MgO 为载体时,负载Cu⁃Fe 后其晶相MgO 的衍射峰强度明显降低,这说明所负载的Cu ㊁Fe 与载体MgO 之间确实存在强烈的相互作用㊂图2 不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的XRD 谱图Figure 2 XRD patterns of the different Cu⁃Fe /MO x catalystsMO x :a :ZnO ;b :TiO 2;c :ZrO 2;d :MgO ;e :SiO 2;f :Al 2O 32.2.2 N 2吸附表征 表2列出了不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的比表面积㊁孔体积及平均孔径的测定结果㊂与表1相比可以发现,浸渍Cu⁃Fe 后使所有载体的比表面积㊁孔容和孔径均减小,这是由于所浸渍的硝酸盐在焙烧过程中生成的CuO 和Fe 2O 3覆盖在载体表面所致㊂此外,所有催化剂织构参数的大小顺序与载体的相应顺序完全一致㊂5011第9期郭强胜等:不同载体对负载型Cu⁃Fe 催化剂CO 加氢反应性能的影响表2 不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的织构参数Table 2Texture parameters of the differentCu⁃Fe /MO x catalystsCatalyst Surface area A /(m 2㊃g -1)Pore volume v /(cm 3㊃g -1)Average porediameter d /nmCu⁃Fe /MgO 23.10.09816.9Cu⁃Fe /ZnO 13.50.05516.3Cu⁃Fe /TiO 250.20.01712.8Cu⁃Fe /ZrO 233.10.01111.7Cu⁃Fe /Al 2O 3180.70.2906.5Cu⁃Fe /SiO 2236.40.75012.12.2.3 H 2⁃TPR 表征 图3是不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的H 2⁃TPR曲线㊂图3 不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的H 2⁃TPR 曲线Figure 3 H 2⁃TPR curves of the different Cu⁃Fe /MO x catalystsMO x :a :MgO ;b :ZrO 2;c :ZnO ;d :Al 2O 3;e :SiO 2;f :TiO 2 从图3中可以看出,除Cu⁃Fe /MgO 外,其他催化剂在低于350℃的温度下,均在低㊁高温处出现两个耗氢峰,分别对应高分散和体相CuO 的还原[11]㊂其中,Cu⁃Fe /TiO 2和Cu⁃Fe /ZrO 2催化剂的两个还原峰的温差较大,表明这两个催化剂的表面形成了两种颗粒大小明显不同的CuO 物种,即CuO 的颗粒大小分布很不均匀[19]㊂此外,以TiO 2㊁ZrO 2㊁Al 2O 3和ZnO 为载体催化剂的低温峰面积显著小于高温峰的面积,表明在这些催化剂中,以高分散形式存在的CuO 的数量明显要少于体相CuO 的数量㊂而以SiO 2为载体催化剂的低温峰面积却显著大于高温峰的面积,说明该催化剂中以高分散形式存在的CuO 的数量要明显多于体相CuO 的数量㊂ 图3中350~600℃的宽化的耗氢峰对应的是Fe 2O 3⁃Fe 3O 4⁃FeO⁃Fe 的还原过程[20],这可能是因为每步还原之间没有明显的阶段而形成了一个宽化的峰,这与文献[11]所报道的结果基本一致㊂另外,Cu⁃Fe /MgO 催化剂在200~600℃只有一个很宽的耗氢峰,而没有明显的CuO 和Fe 2O 3的还原峰,这进一步证明了载体MgO 与CuO 和Fe 2O 3之间存在很强的相互作用,在350℃焙烧时形成了类似于固溶体的非晶态物质,从而只表现出一个还原峰㊂2.2.4 CO⁃TPD 表征催化剂表面不同的吸附中心对CO 有不同的吸附强度和吸附量,在CO⁃TPD 中就会有不同的脱附曲线㊂图4 不同Cu⁃Fe /MO x 催化剂的CO⁃TPD 曲线Figure 4 CO⁃TPD curves of the differentCu⁃Fe /MO x catalystsMO x :a :MgO ;b :Al 2O 3;c :SiO 2;d :ZrO 2;e :TiO 2;f :ZnO 如图4所示,负载在SiO 2㊁ZrO 2㊁TiO 2和ZnO上的Cu⁃Fe 催化剂均出现了四个CO 脱附峰,分别标记为α㊁β㊁γ和δ㊂其中,α峰可能是物理吸附的CO 的脱附峰,β峰对应于非解离(分子态)吸附的CO,γ和δ峰分别是两种不同的解离(原子态)吸附6011 燃 料 化 学 学 报第40卷的CO(线式和桥式)的脱附峰[21,22]㊂林明桂等[23]报道了CuZn催化剂表面只有CO的弱吸附,并将其归属于铜上的CO线式吸附㊂ 由图4可见,以ZnO为载体的Cu⁃Fe催化剂几乎没有δ位的CO脱附峰出现,这暗示着δ位的CO 脱附峰是Cu表面的桥式吸附,属于强吸附,这与文献[11]所报道的结果相吻合㊂以Al2O3为载体的催化剂在高于反应温度(250℃)下只有很弱的CO脱附峰,表明其所吸附的CO中大部分为弱吸附的CO㊂而MgO负载的催化剂,在低温和高温分别拥有两个面积较大的CO脱附峰㊂另外,以SiO2㊁ZrO2㊁TiO2和ZnO为载体的催化剂,在250℃以上也拥有相对较强的CO脱附峰㊂2.3 催化剂的反应性能 表3中列出了Cu和Fe共同负载在不同载体上制备得到的Cu⁃Fe/MO x催化剂的活性测试结果㊂由表3中数据可以看出,以MgO和Al2O3为载体制备的催化剂,其CO转化率很小,分别仅为1.1%和1.0%,表明两者的催化活性均很低㊂Razzaghi 等[24]发现,在Fe㊁Cu质量分数分别为5%和2%的Fe⁃Cu/SiO2催化剂中添加过量的Mg使其CO转化率从4.4%显著降低至0.4%,这与本实验Cu⁃Fe/ MgO催化剂活性较差的结果相一致㊂此外,Cu⁃Fe/ Al2O3和Cu⁃Fe/MgO的产物分布也基本相同,只是后者的C+2OH在醇中所占的比例较高,分别为24.1%和38.4%㊂以TiO2和ZrO2为载体制备的催化剂上CO的转化率分别为7.8%和7.2%,表明两者的活性相近且较Cu⁃Fe/MgO和Cu⁃Fe/Al2O3催化剂有了较大的提高㊂此外,Cu⁃Fe/ZrO2催化剂上醇的选择性明显高于Cu⁃Fe/TiO2催化剂,从而使其具有更高的醇的时空产率(STY),两者分别为39.8和46.6g/(kg㊃h)㊂另外,以ZnO为载体的催化剂虽然具有最好的活性,CO的转化率高达46.1%,但所生成的产物中大部分是CO2,醇的选择性明显低于其他催化剂(仅为7.6%)㊂以ZnO为载体的Co⁃Cu催化剂用于CO加氢反应时也曾发现产物中CO2的选择性很高[25],这与本实验的结果相似㊂与其他氧化物相比,以SiO2为载体的Cu⁃Fe 催化剂同时具有较高的催化活性和醇的选择性,从而使醇的STY达到56.8g/(kg㊃h)㊂表3 不同Cu⁃Fe/MO x催化剂的CO加氢反应性能Table3 Catalytic performance of the different Cu⁃Fe/MO x catalysts for CO hydrogenationCatalyst x CO/%Product selectivity s/%CO2CH4C+2(HC)ROHSTY of ROH/g㊃(kg㊃h)-1Alcohol distribution/%CH3OH C+2OHCu⁃Fe/SiO210.68.48.258.325.256.867.132.9 Cu⁃Fe/TiO27.83.17.766.023.139.883.316.7 Cu⁃Fe/ZrO27.23.67.361.028.146.687.512.5 Cu⁃Fe/ZnO46.153.34.234.97.662.427.472.6 Cu⁃Fe/Al2O31.00.010.459.430.26.475.924.1 Cu⁃Fe/MgO1.10.012.656.630.87.061.638.4 reaction conditions:catalyst:0.30g,p=3.0MPa,flow rate=30mL/min(H2/CO=2,volume ratio),t=250℃2.4 影响催化剂反应性能的因素 活性测试结果表明,以Al2O3和MgO为载体的Cu⁃Fe催化剂的活性很差,其CO的转化率仅为1%左右,而以ZnO㊁ZrO2㊁TiO2和SiO2为载体的催化剂具有较高的活性㊂CO⁃TPD表征结果(图4)表明,Cu⁃Fe/Al2O3催化剂上所吸附的CO大部分属于弱吸附的CO,属于强吸附的CO量很少㊂而强吸附的CO是CO插入和生成CH x的前驱体[11],即醇的合成与弱吸附的CO无关,而与中等及强吸附的CO紧密相关[26]㊂因此,Cu⁃Fe/Al2O3催化剂活性差的原因是其活性中心的数量太少㊂此外,Cu⁃Fe/ Al2O3催化剂因为孔径太小(表2),导致内扩散作用减弱,从而降低了催化剂的活性[27]㊂Cu⁃Fe/MgO 催化剂上虽然存在大量的强吸附的CO,但其强度显著大于以ZnO㊁ZrO2㊁TiO2和SiO2为载体的催化剂,由于吸附太强的CO不利于活化[28],从而导致其活性也很低㊂此外,由H2⁃TPR结果(图3)可以看出,Cu⁃Fe/MgO催化剂的可还原性较差,因此,在本实验所采用的还原温度(300℃)下,可能会有一部分的CuO未被还原,这可能也是导致其催化活性较低的一个重要原因[27]㊂与Cu⁃Fe/Al2O3和Cu⁃Fe/MgO催化剂相比,以ZrO2㊁TiO2和SiO2为载体的催化剂,不仅具有较多的属于强吸附的CO,而且吸附的强度也较适中,有利于CO的吸附活化,从而具有相对较高的活性㊂此外,与TiO2和ZrO2相比,以SiO2为载体催化剂表面的CuO更易还原(图7011第9期郭强胜等:不同载体对负载型Cu⁃Fe催化剂CO加氢反应性能的影响 3),而且太强吸附的CO量较少(图4),从而表现出更好的CO转化率和低碳醇产率㊂另外,Cu⁃Fe/ SiO2催化剂具有最大的孔体积(表2),而较大的孔体积有利于反应物分子在活性中心表面的扩散并可有效地利用催化剂的内表面,这也是该催化剂同时具有较高活性和醇选择性的重要原因㊂冉宏峰等[29]在研究Cu/Fe组成对CuFe基低碳醇催化剂反应性能的影响时也发现,较大孔体积的催化剂具有较高的CO转化率和醇的时空产率㊂此外,以ZnO为载体的Cu⁃Fe催化剂虽然具有很高的活性,但产物中大部分为CO2㊂H2⁃TPR结果(图3)显示该催化剂在较低的温度(350~450℃)下存在一个明显的归属于氧化铁还原的耗氢峰,这有可能是氧化铁与ZnO之间存在较强的相互作用,从而使得氧化铁更容易被H2还原成Fe,而Fe具有较好的催化水煤气变换反应(CO+H2O→CO2+H2)的活性[30,31],因此,在反应中生成了较多的CO2㊂3 结 论载体的类型显著影响负载型Cu⁃Fe催化剂上CO加氢反应的性能㊂与其他氧化物相比,SiO2具有较大的比表面积和孔体积,故以SiO2为载体的Cu⁃Fe催化剂,其表面CuO的分散程度较高,易于被还原,且具有较强的CO吸附能力,从而同时具有较高的CO转化率㊁低碳醇选择性和低碳醇产率㊂参考文献[1] 李德宝,马玉刚,齐会杰,李文怀,孙予罕,钟炳.CO加氢合成低碳混合醇催化体系研究新进展[J].化学进展,2004,16(4):584⁃592.(LI De⁃bao,MA Yu⁃gang,QI Hui⁃jie,LI Wen⁃huai,SUN Yu⁃han,ZHONG Bing.Progress in synthesis of mixed alcohols from CO hydrogenation[J].Progress in Chemistry,2004,16(4):584⁃592.)[2] 士丽敏,储伟,刘增超.合成气制低碳醇用催化剂的研究进展[J].化工进展,2011,30(1):162⁃166.(SHI Li⁃min,CHU Wei,LIU Zeng⁃chao.Research progress of catalysts for higher⁃alcohol synthesis from syngas[J].Chemical Industry and Engineering Progress,2011,30(1):162⁃166.)[3] TIEN⁃THAO 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