摘要: Different mesoporous activated carbons were prepared by both chemical and physical activation processes and were examined for methane uptake in the presence of water. Methane isotherms were obtained at wet condition by wetting samples with water at mass ratio of water/carbon (R ) close to 1.0. To compare, the amount of methane storage were also measured at dry situation. The maximum amount of methane stored was attained as 237 V/V at R =1.0 by hydrate formation at the methane critical pressure. In the next step, mass ratios of water/carbon were changed to investigate various amount of water for methane storage enhancement. Two other values of mass ratio of water/carbon (R =0.8 and 1.4) were selected and methane isotherms were obtained at the same conditions. Maximum values of 210 and 248 V/V were reached for methane storage, respectively. It was also observed that, in the pressure range lower than hydrate pressure, by increasing water ratio the hydrate formation pressure was decreased and methane uptake was much less than that of dry condition due to pore filling by water.
摘要: 选用四种生物质即稻杆(RS)、稻壳(RH)、松木屑(WC)和棉花杆(CS)制备了生物质焦,利用N2 吸附/脱附和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪,对制备的生物质焦的孔隙结构和表面化学性质进行了表征,分析生物质种类和制焦条件对生物质焦性质的影响。在固定床汞吸附实验台上研究了生物质焦的脱汞性能。结果表明,随着热解温度的升高,生物质焦的比表面积、微孔容积、分形维数等参数有先增大后减小的趋势。WC600、RS600、RH600均有较好的孔结构特性;热解温度升高,生物质焦表面官能团的数量和种类随之减少。不同生物质制备的焦样表面官能团的数量和种类差异较大。其中,RH600和RS600的表面官能团的种类比较丰富,而且含量相对较多。但WC600和CS600表面的官能团种类和数量都很少。生物质焦的单位汞吸附容量与其分形维数以及微孔容积之间并非简单的依附关系,其吸附能力还受含氧官能团等其他因素的影响。
摘要: 以目前中国主要开发或具有开发潜能的10种生物柴油树种为研究对象,分析其果实或种子油脂脂肪酸组成对合成生物柴油燃料特性的影响。结果表明,木本植物生物柴油产品十六烷值、碘值、氧化安定性等燃料特性主要由原料油脂肪酸的不饱和度决定,脂肪酸不饱和度低于133.13,十六烷值(GB/T 20828-2007)和碘值(EN 14214)就可以达标。生物柴油产品冷滤点随着长碳链饱和脂肪酸的增加而升高,脂肪酸饱和碳链长度因子分别小于8.41和2.72时,可以满足冷滤点0℃和-10℃的要求。高品质生物柴油的原料中应该具有较高的单元不饱和脂肪酸含量。通过油脂脂肪酸单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的组成绘制出生物柴油特性三角预测图,为预测生物柴油产品燃料特性提供参考依据。
摘要: 采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO·γ-Fe2 O3 ,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750r/min)下,反应2h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。
摘要: 采用共沉淀法和浸渍法在不同条件下制备了稀土-SO4 2- /ZrO2 系列固体酸催化剂。使用废油脂与甲醇的酯交换反应评价了催化剂活性,并通过X射线衍射、红外光谱、比表面积测定表征方法考察了催化剂结构和性能的关系。结果表明,La摩尔掺杂量4%、焙烧温度600℃时制得的SO4 2- /ZrO2 -La2 O3 催化剂活性最高,此时脂肪酸甲酯的产率为64.68%,且具有较好的重复使用性。稀土的引入使活性四方相ZrO2 更加稳定,600℃焙烧使催化剂既具有较多活性四方相ZrO2 ,又具有较大比表面积,从而提高了催化剂活性。催化剂中形成了固体超强酸结构,且改性后酸强度增大,催化剂活性中心数目增加。
摘要: 利用共沉淀法制备了具有介孔结构的Ce0.5 Zr0.5 O2 固溶体载体,然后浸渍不同质量分数(10%、20%、30%)的活性组分钴,制备了系列Co/Ce0.5 Zr0.5 O2 催化剂。利用N2 物理吸附(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、H2 -程序升温还原(H2 -TPR)、扫描电子显微镜(SEM) 、透射电子显微镜(TEM) 、 程序升温氧化(TPO)和热重(TG)等手段对制备和反应后的催化剂进行了表征,研究了它们对甲烷部分氧化制合成气反应的催化性能。研究结果表明,铈锆固溶体负载的钴比较容易被还原,该系列催化剂具有较高的活性和对H2 及CO的选择性,且随Co含量的增加,催化剂的活性和对H2 和CO的选择性得到提高的同时,也增强了催化剂的抗积炭性能。
摘要: 通过共沉淀法合成了含Ni/Mg/Al的类水滑石,并利用水滑石的"重构性能"将F- 引入到水滑石层间。焙烧该类水滑石后得到Ni/Mg/Al/O-F催化剂,采用XRD、SEM、CO2 -TPD、H2 -TPR、N2 吸附-脱附等手段对其结构进行了表征。结果表明,焙烧后的催化剂为方镁石结构,并具有丰富的介孔,Ni/Mg/Al/O-F较之不含F- 的复合氧化物Ni/Mg/AlO具有更小的比表面积、颗粒粒径和结晶度,但是碱密度明显增大,并且在甲烷部分氧化(POM)反应中表现出更高的活性和稳定性,反应120h后,活性没有下降。这是因为F- 的引入提高了催化剂碱性和活性组分Ni的分散,从而改善了催化剂的抗积炭和烧结能力。
摘要: 利用尿素、碳酸铵、氨水三种沉淀剂制备了不同的镍基甲烷化催化剂,考察了沉淀条件对催化剂性能的影响。通过XRD、H2 -TPR、BET、TPO等方法对催化剂进行表征。结果表明,使用不同沉淀剂所得催化剂性能各不相同。采用尿素沉淀剂,颗粒的比表面积达到了223.55m2 /g,具有较稳定的催化活性;碳酸铵沉淀颗粒粒径较大,分散也不够均匀,催化剂更容易积炭;氨水沉淀制备的催化剂粒径小,与载体结合性强,高温下活性组分易于流失。分析认为,沉淀剂影响了催化剂前驱体的形态和结构,造成了分散度、晶相结构、对氢的吸附性质以及抗积炭性等多方面的差异,表现出甲烷化反应活性和稳定性的不同。
摘要: 利用超声辅助的反相共沉淀法制备了合成气选择转化制低碳醇用CuCo基催化剂。研究稀土La助剂对CuCo基复合氧化物催化剂结构的影响和催化性能的促进作用,借助X射线衍射(XRD)、N2 吸附等温线(BET)和程序升温脱附(CO-TPD)等测试技术对催化剂进行表征,并以CO加氢合成低碳醇为模型反应对其催化性能进行评价。结果表明,La助剂的添加使催化剂晶粒细化,显著加大了比表面积,促进了合成醇活性位的形成,提高了催化剂表面较强吸附CO物种的浓度,从而明显提高催化剂的活性与C2 ＋ 醇选择性,有效调节了低碳混合醇中甲醇的含量。
摘要: 以双介孔分布MCM-41分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了钴基催化剂,并考察了还原-氧化预处理方式对催化剂结构及费托合成催化性能的影响。新鲜催化剂经预处理之后,XRD结果显示钴物种主要以单质钴形式存在,且主要以面心立方钴晶型出现,晶粒粒径由原来的8.4nm增加到22.6nm,由于晶粒粒径的增大,拉曼峰呈现蓝移特征。SEM及TEM表征表明,预处理后催化剂中钴物种在载体中有较好的分散性。H2 -TPR结果表明,新鲜催化剂经还原-氧化预处理后钴物种的还原温度降低,钴物种-载体间作用力增强。费托合成反应结果显示,经预处理后催化剂较新鲜催化剂活性低,甲烷选择性提高,但C5~18 的选择性明显提高,尤其是C5~11 的选择性可达到新鲜催化剂的两倍。
摘要: 实验以CS2 为硫源,考察硫对完全液相法制备Cu-Zn-Al催化剂活性的影响,并用X射线粉末衍射(XRD)、氢气程序升温吸附(H2 -TPR)、氨气程序升温脱附(NH3 -TPD)等方法对催化剂性能进行了表征。结果表明,对完全液相法制备的Cu-Zn-Al催化剂而言,加入小于4mg/L 的CS2 对催化剂的活性影响不大;催化剂的活性随着加入硫含量的增加,下降程度增大。
摘要: 采用超声法,将经400℃煅烧、锰摩尔分数为40%的MnOx -CeO2 负载到经硝酸处理后的聚苯硫醚(PPSN)滤料上,制备了MnOx -CeO2 /PPSN滤料。以氨气为还原剂,测试了MnOx -CeO2 /PPSN滤料低温SCR过程中的催化活性,同时研究了催化温度、NH3 体积分数、O2 体积分数、催化剂负载量等因素对其NO脱除效率的影响。研究发现,当MnOx -CeO2 负载量为296g/m2 时,在催化温度130~160℃、NH3 /NO略大于1、O2 体积分数约5%时,MnOx -CeO2 /PPSN滤料具有较高的NO脱除效率。在催化温度、NH3 体积分数、O2 体积分数一定时,MnOx -CeO2 /PPSN滤料的NO脱除效率随负载量的增大而增大。
摘要: 浸渍法制备了催化剂V2 O5 -Sb2 O3 -TiO2 ,考察了V2 O5 、Sb2 O3 负载量、pH值和焙烧温度对催化剂V2 O5 - Sb2 O3 -TiO2 低温氨选择性催化还原(SCR)NO活性的影响;同时,考察了催化剂V2 O5 -Sb2 O3 -TiO2 抗H2 O和SO2 毒化性能。结果表明,V2 O5 和Sb2 O3 负载量分别为5%和2%、焙烧温度为400℃、pH值为4时,催化剂SCR活性最好,反应温度220℃时,可达97%。Sb2 O3 的加入不仅能增强V2 O5 /TiO2 的催化活性,而且能明显提高催化剂的抗H2 O和SO2 毒化性能。SO2 、NO吸附暂态反应和TG-DTG测试表明,Sb2 O3 的促进机制主要是促进了催化剂在SO2 存在条件下对NO的吸附,同时,减弱了硫酸铵盐与催化剂之间的相互作用,硫酸铵盐更容易分解。
摘要: 将作为还原剂的尿素担载于沥青基球状活性炭(PSAC)上研究了NO2 的低温选择性催化还原(SCR)反应。结果表明,PSAC上尿素担载量的提高可以增大NO2 与尿素的反应几率;当尿素担载量由8%提高到30%时,SCR反应脱硝活性显著提高,脱硝时间相应延长。在30~90℃,升高反应温度会减小NO2 在PSAC表面的吸附量,从而导致NOx 2 和O2 的浓度均有利于脱硝活性的提高,但当O2 进料浓度大于9%时,继续增加O2 进料浓度对脱硝活性的改善作用变得微弱。降低空速有利于提高脱硝活性和延长脱硝时间。当反应温度为30℃、空速为2000h-1 、NO2 和O2 的进料浓度分别为0.05%和21%时,尿素担载量为8%的PSAC可在49h内实现85%以上的NOx
摘要: 浸渍法制备了一系列V2 O5 -CuO/TiO2 催化剂,考察中低温(200~300℃)条件下,以氨为还原剂选择性催化还原NOx 2 催化剂展示了最佳的中低温催化活性和较宽的活性温度范围,在空速6.0×104 h-1 、225℃条件下,NOx 2 催化剂的主要活性组分之一,是降低SCR催化反应温度的重要因素。BET结果表明,CuO的负载对钒钛催化剂的表面结构有较大影响。耐硫性实验结果表明,添加钒氧化物制备的2V16Cu/TiO2 催化剂的抗硫性能有所改善。
摘要: 采用Ce、Zr双组分对Cu/ZSM-5催化剂进行改性,利用O2 -TPD和TG等手段对催化剂进行表征,考察了离子交换顺序、铈锆摩尔比以及反应条件对催化剂催化分解NO性能的影响。结果表明,铜物种是Zr-Cu-Ce/ZSM-5催化剂中催化分解NO的活性中心,是必须的催化活性组分,Ce、Zr双组分改性能显著提高催化剂在富氧条件下催化分解NO的活性,降低达到最高活性所需要的反应温度。铈锆摩尔比为1:1时,同时进行离子交换制备的Zr-Cu-Ce/ZSM-5催化剂催化分解NO的活性最好。
摘要: 采用浸渍法分别制备了Pd/Al2 O3 -TiO2 、V/Al2 O3 -TiO2 和不同钒含量的V-Pd/Al2 O3 -TiO2 催化剂,并对乙醇、乙醛的完全催化氧化性能进行了测试。结果表明,添加适量的钒组分(1%~3%)能够有效地提高催化剂的深度氧化活性。采用XRD、NH3 -TPD、N2 吸附等技术分析研究催化剂的表面特性与催化活性之间的关系,发现Pd/Al2 O3 -TiO2 催化剂添加适量钒组分后,调变了催化剂的表面酸性、比表面积和孔容,使得V组分和Pd组分与载体之间产生较强的相互作用,双金属组分的协同效应提高了催化剂对乙醇、乙醛的深度氧化活性。
摘要: 为了研究Pd-SO4 2- /ZrO2 -WO3 型固体超强酸催化剂的异构化性能,以正戊烷异构化为探针反应, 考察了钨(W)含量对催化剂异构化性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、FT-IR、H2 -TPR、比表面积测定(BET)、热重-差热分析(TG-DTA)和氨-程序升温脱附(NH3 -TPD)手段对催化剂进行了表征,分析了WO3 含量对催化剂酸性、比表面积、氧化还原能力以及晶体结构的影响。结果表明,当WO3 的质量分数为13%焙烧温度为600℃时, Pd-SO4 2- /ZrO2 -WO3 固体超强酸催化剂的催化活性最好。在反应温度260℃,压力2.0MPa,质量空速1.0h-1 ,氢油比为4.0时,异物烷产率为40.1%。在80h内异戊烷收率可稳定在38%左右,选择性在95.3％以上。
摘要: 对商用HZSM-5分子筛进行高温热处理,利用X射线衍射(XRD)、核磁共振波谱法(27 Al-MAS NMR)低温氮吸附、电感耦和等离子体放射光谱(ICP-AES)、氨-程序升温脱附(NH3 -TPD)和吡啶吸附傅里叶变换红外(FT-IR)光谱等技术对高温热处理改性前后样品进行了表征,并考察了高温热处理对分子筛的结构、酸性及催化乙醇脱水制乙烯反应性能的影响。结果表明,热处理改性后的HZSM-5分子筛发生骨架脱铝,B酸减少,L酸增多,孔容增大,出现新的介孔;适中的酸性位和复合型的介-微双孔道结构使其减少了反应中的副反应,乙烯的选择性得到提高,催化剂寿命显著提高。
摘要: 通过微波加热的方法,分别合成了硅/铝比(30、40、50、55、60)不同的含磷铝结构单元的AlMCM-41复合分子筛,并以此为载体采用共浸渍和程序升温高纯氢气还原的方法制备了负载量为30%(以WO3 计)的磷化钨催化剂。采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、扫描电镜(SEM)及X光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征。通过高压微反装置对催化剂的二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能进行了评价。结果表明,在催化剂表面检测到活性组分WP和以类似-Al-O-W-P结构形式存在的具有一定活性的物种。WP是主要的活性相,硅/铝比对WP活性相在催化剂表面所占的比例有一定影响。不同硅/铝比的催化剂表现出不同的选择性加氢性能,但直接加氢脱硫是催化剂DBT HDS的主要路径。其中,硅铝比为55的催化剂具有相对最高的DBT HDS的转化率(93.1%),且其直接加氢脱硫产物(联苯)的选择性相对最高(82.7%),这对减少氢耗,保护环境有利。
摘要: 采用液-固相同晶取代反应制备骨架含Ga的Y型分子筛(AlY),研究其吸附脱除硫质量分数为500×10-6 模拟燃料中的硫化物。AlY处理含噻吩、四氢噻吩(THT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)的模拟燃料时的吸附容量分别为7.0、17.4、14.5、16.9、6.9 和5.8mg(S)/g吸附剂。采用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似方法(GGA)计算各分子中硫原子上的电荷数,噻吩、四氢噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)和4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)中硫原子上电荷数分别为-0.159、-0.298、-0.214、-0.211、-0.193、-0.188。四氢噻吩和4,6-DMDBT中硫原子上的电子密度大于噻吩中硫原子上的电子密度,这就使得四氢噻吩和4,6-DMDBT中的硫原子与吸附位间的作用会明显大于噻吩中的硫原子与吸附位间的作用。采用AlY处理催化裂化汽油时的脱硫率可达68%。
