不同焙烧条件对载体性质的影响
催化剂焙烧黑色-概述说明以及解释
催化剂焙烧黑色-概述说明以及解释1.引言1.1 概述催化剂焙烧是制备高性能催化剂的一种重要工艺步骤。
在催化剂的制备过程中，通过加热催化剂样品，使其发生氧化、还原或化学反应，从而改变催化剂表面的组成和结构，以提高催化剂的活性和选择性。
催化剂焙烧通常在高温条件下进行，使得催化剂表面发生物理和化学变化，从而使催化剂更加稳定和活性。
催化剂焙烧的过程与结果高度依赖于多种因素，如焙烧温度、焙烧时间、焙烧气氛等。
不同的焙烧条件将导致催化剂表面的物理和化学性质发生明显变化，并对催化剂的催化性能产生重要影响。
催化剂焙烧的优化方法和应用前景也备受关注。
通过调控焙烧条件和选择合适的焙烧方法，可以实现催化剂的优化，提高催化活性和选择性。
催化剂焙烧在多个领域具有广泛应用，如环境保护、化工合成和能源转化等。
对于提高催化剂的稳定性、降低成本和提高催化效率具有重要意义。
本文的目的是系统地介绍催化剂焙烧的定义和原理，探讨催化剂焙烧的影响因素及作用机制，并总结催化剂焙烧对催化性能的影响。
同时，本文还将介绍优化催化剂焙烧的方法和展望催化剂焙烧在各个领域的应用前景。
通过对催化剂焙烧的深入研究和理解，我们可以为高性能催化剂的制备和应用提供有力的支持。
1.2文章结构文章结构的部分内容如下：在本文中，将首先对催化剂焙烧进行定义和原理的探讨。
其次，将进一步分析催化剂焙烧的影响因素及其作用机制。
最后，将总结催化剂焙烧对催化性能的影响，并提出优化方法和应用前景。
通过对这些方面的讨论，旨在深入了解催化剂焙烧的重要性以及其对催化剂性能的影响，为今后的研究和应用提供有益的参考和指导。
1.3 目的本文的目的是探讨催化剂焙烧对催化性能的影响以及相应的优化方法和应用前景。
催化剂焙烧是催化剂制备过程中的一步关键操作，对催化剂的物化性质和催化性能具有重要影响。
通过深入研究催化剂焙烧的定义和原理，我们可以了解催化剂焙烧的作用机制和影响因素。
进而，探讨催化剂焙烧对催化性能的影响，为催化剂的设计和制备提供指导。
Al载体晶态的影响
第27卷 第7期 无 机 材 料 学 报Vol. 27No. 72012年7月Journal of Inorganic Materials Jul., 2012收稿日期: 2011-08-31; 收到修改稿日期: 2011-11-23基金项目: 国家自然科学基金(20906023); 教育部留学回国人员科研启动基金; 中央高校基本科研业务费专项基金 National Natural Science Foundation of China(20906023); The Foundation of Ministry of Education of China forReturned Scholars; Fundamental Research Funds for the Central Universities作者简介: 张 琪(1978−), 女, 博士, 副研究员. E-mail: zhangqi@文章编号: 1000-324X(2012)07-0693-06 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2012.11552水合作用对阳极氧化多孔Al 2O 3/Al 载体晶态的影响张 琪, 蒋中锐, 孙冬梅, 韩达英, 朱子彬(华东理工大学 化工学院, 大型工业反应器工程教育部工程研究中心, 上海 200237)摘 要: 通过阳极氧化法制备出多孔氧化铝板状催化剂载体, 考察了不同水合条件对多孔氧化铝膜性能的影响, 并通过TG 、XRD 、SEM 和BET 等分析手段研究了Al 2O 3/Al 的晶态形成规律. 实验结果表明, 最佳水合温度为80℃, 非晶态氧化铝发生反应生成AlOOH, 经过500℃焙烧可以完全转化为γ-Al 2O 3. 经过水合后制备的γ-Al 2O 3/Al 板状催化剂载体在高温水蒸气氛围下晶型结构稳定性能好. 关 键 词: 阳极氧化; 氧化铝; 水合作用; 板状载体 中图分类号: TQ174 文献标识码: AEffect of Crystalline State of Anodized Porous Al 2O 3/Al as Supports by HydrationZHANG Qi, JIANG Zhong-Rui, SUN Dong-Mei, HAN Da-Ying, ZHU Zi-Bin(Engineering Research Center of Large-scale Industrial Reactor Engineering and Technology Department of Chemical Engi-neering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China)Abstract: The porous alumina as a plate catalytic support was prepared by anodization. Effects of hydration con-dition on the property of alumina supports were studied. The samples were characterized by XRD, SEM, BET and etc . to illustrate the Al 2O 3/Al forming mechanism. The results show that the best hydration temperature is 80℃, at which the amorphous alumina can be transformed into AlOOH, and become γ-Al 2O 3 after 500℃ calcination. Meanwhile, the monoliths catalytic carriers have a superior stability for crystalline structures in the steam atmos-phere at high temperature.Key words: anodic oxidation; alumina; hydration; plate support近年来, 随着微通道反应体系理论在化学反应工程领域的引入, 微型重整器的研究得到了国内外研究者的关注[1-3]. 针对微型反应器催化剂开发工艺, 如何实现催化剂和通道的完美结合是研究的重点. 有研究者将粒径﹤1 mm 的Al 2O 3颗粒作为催化剂载体, 填充于反应器的微通道内进行反应, 通过热交换板的表面进行换热[4]. 但是颗粒难以实现规则堆积, 容易导致反应器内温度和浓度分布不均匀, 并存在压降大的缺陷. 因此传热效率高、压降低、可塑性强的金属载体一体化板状催化剂的研究开发应运而生.阳极氧化铝膜(AAO)作为一种新型的有序多孔纳米结构材料, 通过金属铝板在酸性介质中进行阳极氧化, 在铝板表面生长而成. 该一体化载体与传统载体相比具有导热性良好、传质阻力小、压降小、机械强度高等优点, 近年来在催化反应中的应用也越来越广[5-9].Burgos 等[10]对阳极氧化铝作为催化剂载体进行了比较系统的研究, 结果表明, 使用硫酸作为电解液时, 制备的多孔阳极氧化铝的最优比表面积为694 无机材料学报第27卷40 m2/g, 但是形成的氧化铝膜存在韧性差和比表面积较小的缺点, 而且未研究后处理对它的影响.有研究报道[11-15], 采用先水合再负载方法将多孔阳极氧化铝制成整体型板状催化剂, 研究发现水合温度越高、时间越长, 载体比表面积越大, 但是没有研究对水合过程中阳极氧化铝晶态的变化进行理论分析[11-12], 也没有解释比表面积增大的根本原因[13-15].本工作采用阳极氧化法在不同工艺条件下制备出多孔氧化铝载体, 考察不同后处理工艺对多孔氧化铝膜的影响, 并通过TG、XRD、SEM和BET等分析手段研究了Al2O3/Al的晶态形成规律.1实验部分1.1实验过程选用1060型商业纯铝板(纯度≥99.6%)为原料,其厚度为0.42 mm, 剪裁尺寸为18 cm×15 cm, 多孔Al2O3/Al的制备过程如图1所示, 实验采用一步阳极氧化法制备阳极氧化铝膜, 在阳极氧化处理前先对铝板进行预处理以除去铝表面的氧化物及油污.阳极氧化过程是以0.4 mol/L草酸为电解液, 在恒定电流密度50 A/m2条件下进行的. 把预处理后的铝板放入自制的氧化槽中, 以铝板为阳极, 碳板为阴极, 进行铝板双面阳极氧化, 并将制备出的样品进行煅烧以去除草酸. 然后在不同温度、时间下对氧化铝膜板进行水合作用. 最后对样品于500℃焙烧,随炉冷却, 制备出多孔氧化铝载体供分析.1.2 多孔氧化铝表征多孔氧化铝表面形貌用JSM-6360LV型真空扫描电子显微镜(SEM)进行观察, 扫描电压为15 kV;XRD采用 D/max 2550 VB/PC型衍射仪(CuKα,图1 多孔氧化铝的制备过程图Fig. 1 Process route of the preparation of porous alumina λ=1.54056 nm), 扫描范围10°~80°, 步长0.02°; 采用SDTQ600型差热分析仪(TG-DTA)对样品差热热重分析, 测定范围从室温至1000℃(升温速率 10 ℃/min), N2气氛; 用型号为CM-8822涂层测厚仪测量氧化铝膜的厚度(±1%), 用质量差量法[16]计算形成氧化铝的质量; 催化剂载体的比表面积是由美国麦克仪器公司生产的ASAP 2020-M型全自动比表面积仪(BET)测量.2结果与讨论2.1多孔氧化铝载体的形貌多孔阳极氧化铝膜的形成是氧化铝生成和溶解共同作用的结果, 其电化学反应式如下.氧化铝膜生成反应式:226OH3H O3O−−→+(1)2232Al3O6e Al O−+−→(2)氧化铝膜溶解反应式:3232Al O6H2Al3H O+++→+(3) 图2对比了不同阳极氧化条件对氧化铝形貌的影响, 从图2(a)、(b)看出, 阳极氧化温度为20℃时形成了多孔氧化铝膜, 而在25℃形成的是丝状的纤细物. 这是由于电解液温度增高, 草酸的侵蚀溶解能力增强, 形成的多孔氧化铝被溶解导致的. 从图2(a)、(c)可看出氧化时间对成孔质量的影响, 当氧化时间增长到16 h, 多孔氧化膜表面出现多处连孔和粒子的团聚现象, 这是由于长时间的草酸溶解作用, 使得孔间距变薄, 直至出现连孔现象. 因此本实验中, 选择电解液温度为20,℃氧化时间为12 h的阳极氧化条件制备Al2O3载体, 其性能参数如表1所示.2.2焙烧温度对氧化铝晶型的影响为了防止基体Al衍射峰的干扰, 将氧化铝从铝基体上剥离出来进行XRD表征, 图3为氧化铝在不同温度下直接焙烧4 h后的XRD图谱. 从图3(a)可知, 当焙烧温度为350℃时, 在2θ为27°出现馒头峰,通过阳极氧化法形成的AAO为非晶态, 这与文献[17-18]研究结果相一致. 从图3(b)、(c)可知, 焙烧温度低于650℃制得的Al2O3仍以馒头峰形式存在,说明样品在低于650℃下焙烧仍将保持其非晶态结构.从图3(d)、(e)发现, 在焙烧温度达到700℃以上时, 样品出现γ-Al2O3的特征峰, 说明其晶型结构已由非晶态转化为γ-Al2O3, 比文献[10]用硫酸作为电解液制备多孔氧化铝的晶态转化临界温度降低了第7期张 琪, 等: 水合作用对阳极氧化多孔Al 2O 3/Al 载体晶态的影响 695图2 不同氧化条件制备氧化铝膜表面的SEM 照片Fig. 2 SEM images of the alumina surface prepared at different anodization conditions(a) 20/12℃ h; (b) 25/12℃ h; (c) 20/16℃ h表1 阳极氧化条件下制备氧化铝载体的性质Table 1 Properties of the alumina supports at anodization conditiont /hT /℃23Al O g /monolithmonolith/(m 2·monolith –1)BET /(m 2•g –1) D p /nm Thickness /µm 12 20 0.3714.01 10.8 80101oxalic acid concentration:0.4 mol/L; current density:50 A/m 2图3 不同温度下氧化铝直接焙烧4 h 后的XRD 图谱 Fig. 3 XRD patterns of the alumina directly calcined at dif-ferent temperatures for 4 h100℃, 这可能是所用电解液的不同引起的. 但由于Al 的熔点为660.4, ℃对于Al 2O 3/Al 一体化载体而言, 700℃以上的高温焙烧会引起基板的熔融、塌陷, 因此通过阳极氧化加直接焙烧制备γ-Al 2O 3/Al 载体的途径不可行.传统γ-Al 2O 3制备方法有酸沉淀、碱沉淀和醇铝水解法等, 这些方法的共同特点是先合成前驱体水合氧化铝(Al 2O 3·n H 2O, n =1或3), 具体反应式如下. 酸沉淀法:()332342Al 6NH H O 2Al OH 6NH +++→↓+• (4)碱沉淀法:()223AlO H H O Al OH −+++→↓ (5)醇铝水解法:373222362(C H O)Al 4H O Al H O 6C H OH +→+• (6) 水合作用后的氧化铝可以在低于600℃下加热失去水制得γ-Al 2O 3[19]. 可见选择合适的后处理方法可以使制备的Al 2O 3/Al 在低于铝板熔点温度下成功转变为γ-Al 2O 3/Al.2.3 水合处理对多孔氧化铝载体的影响首先考察了水合温度对水合氧化铝形成难易的影响. 图4比较了在不同水合温度下, 氧化铝质量变化与水合时间的关系, 从图中可以看出, 水合温度越高, 氧化铝质量增重越明显, 而且增重达到饱和所需时间越短. 在30℃水合时氧化铝质量几乎没有变化, 而50℃水合时质量增重随水合时间有微小的增大, 这是因为在低温下水合反应速率低, 水合氧化铝形成缓慢. 当水合温度高于65℃时样品增重明显, 而当水合温度高于80℃时, 水合增重在 60 min 后不再随时间变化, 已达到饱和.图5为水合热处理1 h 后, 剥离出的氧化铝粉末的XRD 图谱. 从图5(a)、(b)可以看出, 在50℃以下水合后, 在2θ为27°时仍出现一个馒头峰, 说明水合未对样品的晶型产生影响, 仍保持非晶态结构, 而从图5(c)~(e)可知, 水合温度50℃以上, 样品的馒696 无机材料学报第27卷图4 AAO膜铝板质量增重与水合时间的关系图Fig. 4 Time dependence of weight increment of the monoliths图5 氧化铝在不同温度水合1 h后的XRD图谱Fig. 5 XRD patterns of alumina after hydrated for 1 h at dif-ferent temperatures头峰消失, 但并未出现在80℃以下水合产物Al(OH)3(拜耳体)的特征峰[20], 但是在2θ为14°、28°、38°、49°左右都出现明显的峰, 且出峰角度基本一致, 与AlOOH(勃姆体)的特征峰相吻合. 通过对比发现, 水合温度越高, 衍射峰越尖锐, 峰强度越大, 即形成晶态的完整性越好.图6为80℃水合后氧化铝的TG和DTG曲线. DTG曲线上存在2个失重峰, 第1个失重峰在100℃左右, 对应物理吸附水的去除; 第2个失重峰在300℃左右, 对应AlOOH逐步失去化学结合水的过程, 转变为γ-Al2O3. 从TG曲线可以看出, 从100℃左右样品开始失重, 直到500℃左右失重基本结束, 并且在500~1000℃范围内都没有出现放热峰, 说明形成的γ-Al2O3没有转变为其它晶型, 稳定性较好. 通过测厚仪测量水合焙烧后氧化铝膜的厚度为103 µm, 发现膜厚略有增大(未水合为101 µm), 表明水合处理不会对膜的厚度产生明显影响.图7为80℃水合后剥离出的样品经不同温度焙图6 80℃水合后氧化铝的TG和DTG曲线Fig. 6 TG and DTG curves of alumina after hydration at 80℃图7 80℃水合后经不同温度焙烧4 h样品的XRD图谱Fig. 7 XRD patterns of hydrous samples calcined at different temperatures烧4 h后的XRD图谱. 从图7(a)、(b)看出, 经过焙烧后样品都出现了的明显γ-Al2O3衍射峰, 说明水合形成的勃姆体失水转化为γ-Al2O3, 这与图6的结果相一致. 在300℃焙烧时, 还存在较弱的勃姆体衍射峰, 说明通过勃姆体没有完全转化为γ-Al2O3; 而当焙烧温度达到500℃时, 样品中仅出现了γ-Al2O3衍射峰, 无勃姆体衍射峰的存在, 说明在500℃高温下焙烧可以得到纯γ-Al2O3. 图7(b)与7(c)对比发现, 自制的γ-Al2O3与商业γ-Al2O3的衍射峰强度差别不大, 进一步说明制备出的γ-Al2O3纯度较高.综上所述, 通过水合作用能使阳极氧化形成的非晶态氧化铝转化为中间产物AlOOH(反应(7)), 使其在较低的温度下焙烧生成γ-Al2O3(反应(8)).65232Amorphous-Al O H O2AlOOH℃+⎯⎯⎯→≥ (7)3002322AlOOH-Al O H O℃γ+⎯⎯⎯→≥ (8) 图8为不同温度下水合1 h并经500℃焙烧4 h 后的SEM形貌. 对比图8(a)~(c)可以看出, 经过第7期张 琪, 等: 水合作用对阳极氧化多孔Al 2O 3/Al 载体晶态的影响 697图8 不同温度下水合1 h 并经500℃再焙烧4 h 后样品表面SEM 照片 Fig. 8 SEM images of the sample surface after hydration and calcinationsHydration temperatare (a) 30;℃ (b) 50;℃ (c) 80℃30℃水合后, 孔道仍是六边形结构, 无太大改变; 50℃水合后六边形孔道表面有絮状物覆盖在表面, 是氧化铝进行了水合反应引起的; 80℃水合后六边形多孔状的阳极氧化铝基本完全消失, 表面明显覆盖着絮状物.图9列出了未水合和水合焙烧后板状催化剂载体的比表面积变化, 从图中可知, 经过30℃水合 60 min 后载体比表面积比未水合的还要低, 仅为 5 m 2/g; 而经过80℃水合60 min 后是最大的, 为88.4 m 2/g. 对比图9 (b)~(d)、(f)、(h)发现, 水合温度越高, 载体比表面积越大, 这与文献[12]报道结果相符合, 特别是水合温度从50℃变为65℃时, 比表面积明显增大, 从13.5 m 2/g 变为71.8 m 2/g. 结合图5和图7可知, 氧化铝在50℃水合增重很小, 仍以非晶态结构存在, 而在65℃水合后可以生成AlOOH, 焙烧失去水分子后转化为γ-Al 2O 3, 载体比表面积大幅度增加是由水合焙烧过程中载体的晶型转变导图9 不同水合条件样品的比表面积变化图Fig. 9 Variation of the specific surface area with different hydration conditions致了孔径变化引起的. 95℃水合比80℃水合比表面积略小, 这可能是由于95℃时铝板表面氧化铝水合速率更快引起的. 对比图9(e)、(f)、(g)发现, 在80℃水合60 min 时, 载体的比表面积最优为88.4 m 2/g, 而超过60 min 后, 其变化不大, 略小于最优的. 从图4中得出, 水合时间为60 min 时增重达到饱和, 所以对水合时间来说, 其比表面积存在最大值, 为非晶态氧化铝增重达到饱和且完全转化为AlOOH 所需的时间.2.4 γ-Al 2O 3结构稳定性研究上述研究结果可以说明, 在适宜的水合条件下, 阳极氧化铝板可以在较低的焙烧温度(≥300℃)下成功转化为γ-Al 2O 3/Al 板状载体, 这为该载体在中温有水蒸汽存在的催化反应体系中的应用提供了可能. 为了考察其在有水蒸汽存在的反应气氛中晶型结构是否稳定, 实验测试晶型结构稳定性.为了对80℃水合焙烧的氧化铝载体结构稳定图10 再水合后AAO 膜铝板的XRD 图谱Fig. 10 XRD patterns of the monoliths after rehydration698 无机材料学报第27卷性作出评价, 在温度为400,℃水蒸气分压为50%(余下为N2)的反应管中进行10 h再水合, 对实验后的氧化铝载体进行XRD分析, 如图10(a)所示, 在2θ为44°、65°、78°左右出现的峰为铝的基本峰, 在46°和67°左右出现比较弱的峰为γ-Al2O3的特征峰, 图10(b)为实验前氧化铝载体的XRD图谱, 由于氧化铝膜是多孔结构, 易被X射线穿透, 而未出现明显γ-Al2O3的峰. 通过对比发现, 经过再水合反应后的板状载体没有发生再水合现象, 反而形成更明显的γ-Al2O3峰, 这说明γ-Al2O3/Al板状催化剂载体的稳定性良好.3结论1) 经阳极氧化法生成的Al2O3为非晶态结构, 在700℃以下直接焙烧无法得到晶态完整的γ-Al2O3;2) 阳极氧化铝载体在65℃以上水合能生成AlOOH, 该产物能在≥300℃的焙烧温度下失水转化为γ-Al2O3, 最佳水合温度为80,℃水合时间为60 min, 且与未水合的载体相比, 比表面积由10.8增加到88.4 m2/g;3) 经过水合后形成的γ-Al2O3/Al板状催化剂载体的晶型结构稳定性良好, 可应用于水蒸汽存在的催化反应体系中.参考文献:[1] Nageswara Rao P, Deepak K. 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水煤气变换反应(WGSR)AuFe2O3催化剂的相关影响因素
水煤气变换反应（WGSR）Au/Fe 2O 3催化剂的相关影响因素薛学良（郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001）摘要：通过H2-TPR、CO-TPD-MS、BET、XRD、UV-VIS、XRF等表征手段，初步考察Au/Fe 2O 3催化剂具有高催化活性的原因,并分析讨论催化剂的制备方法、助剂、金载荷量、、沉淀剂种类、烘焙温度、沉淀PH值、氢气氛处理等对Au/Fe 2O 3催化性能的影响,关键词：水煤气变换反应，Au/Fe 2O 3催化剂，助剂，金载荷量，沉淀剂种类，烘焙温度，沉淀PH值，氢气氛处理引言水煤气变换反应（WGSR）是三效催化剂用于汽车尾气净化处理时发生的一个重要反应。
不仅能有效促进CO的消除，而且生成的H 2也有利于去除NO X 。
甲醇燃料电池汽车的研制正在兴起，但制氢过程产生的CO会对铂电极造成严重的毒害作用。
可利用水蒸气将C0变换成H 2和CO 2，或再引入氧气选择性氧化CO。
鉴于WGSR在尾气治理过程中的重要性以及在甲醇燃料电池汽车上原料气（H 2）净化的应用前景，近年来该反应再次引起国内外研究者的极大兴趣。
目前，负载型金催化剂正受到人们的极大关注。
它对许多反应显示出优异的催化性能，如CO,H 2氧化、烃类催化燃烧、NOX直接分解或用CO还原、CO 2加氢反应、氯氟烃的催化分解以及不饱和烃的选择加成等。
国外对低温水煤气变换反应金催化剂作了较多研究。
自从Andreeva 等首次报道了Au/Fe 2O 3具有较高的低温水煤气变换反应催化活性后,人们对金催化剂的制备和微观结构进行了大量的研究,发现金催化剂的活性受制备方法的影响较大。
国内迄今未见负载型金催化剂用于该反应的研究报道。
由于金为贵金属，其价格相对较昂贵。
文献［］系统地考察了制备参数、预处理条件以及金负载量对Au/Fe 2O 3催化剂的低温水煤气变换活性影响。
但金催化剂在催化过程中易失活，稳定性差，制约了其在化工领域中的应用。
载体水热处理时间对催化剂性质及加氢降残炭活性的影响
载体水热处理时间对催化剂性质及加氢降残炭活性的影响张轩;杨清河;胡大为【摘要】考察了载体水热处理时间对催化剂物性结构及加氢降残炭活性的影响。
采用低温 N2吸附-脱附、H2-程序升温还原、拉曼光谱、热重、高分辨透射电子显微镜等手段对载体和催化剂进行了表征。
结果表明，不同时间水热处理得到的载体制成催化剂后，随着载体水热处理时间的延长，由于载体表面—OH 数量增加，金属与载体间的相互作用逐渐增强，从而使硫化后的催化剂活性相结构发生变化，活性相逐渐变“小”。
在高压釜中进行了催化剂的实际油品降残炭与脱硫性能评价，发现随着载体水热处理时间的延长，催化剂的降残炭和脱硫活性逐渐降低。
%The effect of hydrothermal treatment time of support on physical structure and HDCCR activity of catalysts was studied. The catalysts were characterizedby BET,TPR,Raman spectrum, TG,HRTEM. It is shown that with the increasing of hydrothermal treatment time of the support,the number of —OH groups on the support surface increases. The catalysts made from hydrothermal trea-ted supports have higher specific surface area and lower mean pore size. Those changes indicate that the interaction between metal and support increases with increasing of hydrothermal treatment time, resulting in changes in the structure of active phase of catalysts. The active phase size becomes smaller and the degree of aggregation decreases. The performances of catalysts were evaluated in an autoclave and the results show that the HDCCR and HDS activity of the catalyst are both decreased as the hydro-thermal treatment time is prolonged.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P58-62)【关键词】渣油加氢;残炭;催化剂;金属;载体;水热处理【作者】张轩;杨清河;胡大为【作者单位】中国石化石油化工科学研究院，北京 100083;中国石化石油化工科学研究院，北京 100083;中国石化石油化工科学研究院，北京 100083【正文语种】中文由于渣油是原油中最重的组分，又含有大量的硫、氮和金属等杂原子，所以对渣油的处理一直是炼油工业的重点和难点[1-4]。
《2024年锰铁催化剂的制备及其NO中低温催化氧化性能研究》范文
《锰铁催化剂的制备及其NO中低温催化氧化性能研究》篇一一、引言随着环境问题日益严峻，工业尾气处理及减少氮氧化物（NOx）排放已成为当前研究的热点。
锰铁催化剂因其良好的催化性能和较低的成本，在NOx催化氧化中得到了广泛的应用。
本文旨在研究锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能，为实际应用提供理论依据。
二、锰铁催化剂的制备1. 原材料的选择锰铁催化剂的主要原材料为锰、铁以及载体（如氧化铝、二氧化硅等）。
本文选取纯度较高的锰、铁元素及高比表面积的载体进行实验。
2. 制备方法（1）溶胶凝胶法：将锰、铁盐溶液与载体混合，经过溶胶凝胶过程，形成均匀的催化剂前驱体。
（2）焙烧：将前驱体在特定温度下进行焙烧，形成锰铁氧化物催化剂。
（3）成型：将焙烧后的催化剂进行破碎、筛分、成型等处理，得到所需的催化剂形状。
三、催化剂的表征与性能评价1. 催化剂的表征采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的晶体结构、形貌等进行表征。
2. 性能评价通过模拟工业尾气条件，评价催化剂在NO中低温（如200-300℃）催化氧化性能。
采用固定床反应器进行实验，以NO转化率为评价指标。
四、结果与讨论1. 制备条件对催化剂性能的影响（1）焙烧温度：焙烧温度对催化剂的晶体结构及催化性能有显著影响。
适当提高焙烧温度有利于提高催化剂的结晶度和比表面积，从而提高催化性能。
（2）锰铁比例：锰铁比例影响催化剂的氧化还原性能和NO 吸附能力。
适当调整锰铁比例可优化催化剂的催化性能。
2. 催化剂的NO中低温催化氧化性能实验结果表明，制备的锰铁催化剂在NO中低温催化氧化中表现出良好的性能。
在特定条件下，NO转化率可达到较高水平。
同时，催化剂具有良好的稳定性和抗硫性能。
五、结论本文研究了锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能。
通过调整制备条件和优化锰铁比例，成功制备出具有较高NO转化率的锰铁催化剂。
连续催化胺化制备四甲基乙二胺催化剂
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第4期·1294·化 工 进展连续催化胺化制备四甲基乙二胺催化剂吴军，钱俊峰，孙富安，吴中，崔爱军，何明阳，陈群（常州大学石油化工学院，江苏省精细石油化工重点实验室，江苏 常州 213164）摘要：以Cu/Ni 为主活性组分，研制出适合于N ,N -二甲基乙醇胺（DMEA ）固定床连续催化胺化制备N ,N ,N’,N’-四甲基乙二胺（TMEDA ）复合催化剂。
考察了催化剂载体类型、铜镍摩尔比、负载量、助剂、焙烧温度和时间等因素对催化剂性能的影响。
通过实验得出催化剂较佳的制备条件为：以γ-Al 2O 3球为载体，摩尔比Cu ∶Ni ∶Mn=4∶1∶0.2，负载量20%，500℃下焙烧6h 。
在反应温度240℃、常压、胺醇摩尔比1∶1、空速0.12h –1、氢气流量30mL/min 反应条件下，DMEA 转化率和TMEDA 选择性分别达到92.8%和82.9%；通过固定床连续500h 寿命测试，转化率和选择性分别稳定在90%和80%以上，显示催化剂具有较好的催化活性和稳定性。
关键词：N ,N -二甲基乙醇胺；N ,N ,N’,N’-四甲基乙二胺；催化剂；固定床；加氢中图分类号：TQ032.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）04–1294–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.019Study on catalyst for continuous catalytic amination of TMEDAWU Jun ，QIAN Junfeng ，SUN Fu’an ，WU Zhong ，CUI Aijun ，HE Mingyang ，CHEN Qun（Key Laboratory of Fine Petrochemical Engineering ，School of Petrochemical Engineering ，Changzhou University ，Changzhou 213164，Jiangsu ，China ）Abstract ：A compound catalyst with Cu/Ni as the main activate component is applied for continuous catalytic amination DMEA to TMEDA. The influences of catalyst carrier type ，Cu/Ni molar ratio ，loading amount ，additives ，roasting time and temperature on the performance of the catalyst were investigated. The best preparation conditions of the catalyst were as follows ：with the γ-Al 2O 3 ball as the carrier ，Cu ∶Ni ∶Mn=4∶1∶0.2（mole ratio ），the load amount 20%，and roasting 6h at 500℃. Under the conditions of the reaction temperature of 240℃，atmospheric pressure ，amine alcohol molarratio 1∶1，space velocity of 0.12h –1，hydrogen speed of 30 mL/min ，the conversion rate of DMEA and the selectivity of TMEDA could achieve 92.8% and 82.9%，respectively. Through 500h life test ，the conversion rate and selectivity were stable and maintained at above 90% and 80%，respectively. The experimental results showed that the catalyst had excellent catalytic activity and stability. Key words ：DMEA ；TMEDA ；catalyst ；fixed-bed ；hydrogenationN ,N ,N ′,N ′-TMEDA 为无色透明液体，略有氨味，能与水、乙醇等有机溶剂混溶。
一氧化氮的催化氧化（1）
一氧化氮的催化氧化摘要：本文介绍了分子筛及其负载型催化剂、活性炭负载型催化剂等催化氧化一氧化氮的方法，着重介绍了过渡金属氧化物负载型催化剂催化一氧化氮的方法。
关键词：一氧化氮、催化氧化引言燃烧过程产生的各种氮氧化物(x NO )是引发酸雨和光化烟雾的有害气体污染物[1]。
尽管人类在空气污染控制上已经进行了大量的科学研究和技术开发工作，但氮氧化物的减排和治理依然是全球日益关注的问题[2]。
氮氧气态化合物包括一氧化二氮(2N O )、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(23N O )、二氧化氮(2NO )、四氧化二氮(24N O )、五氧化二氮(25N O )和三氧化氮(3NO )。
其中，NO 和2NO 是烟道气中主要的成分。
2NO 在水中的溶解度高，可选用合适的碱或盐溶液(如24Na SO )加以吸收[3]；而NO 在水中的溶解度很小，很难用溶液吸收法去除[4]。
相比于物理或非催化反应的方法，催化反应似乎更适于除去NO 。
一般而言，NO的催化反应可分为催化分解、催化还原和催化氧化。
其中，催化分解将NO 直接分解为2O 和2N ，而无须加入其他化学试剂，因而更具吸引力[5]，但至今尚未开发出高效且抗失活的催化剂。
选择性催化还原(SCR)目前已经发展成为烟道气脱硝的商业化技术。
例如，日本发明的SCR 技术，用3NH 作为还原剂和V ／2TiO ：作为催化剂在20世纪20年代就已占领了该领域的国际市场[6]。
但SCR 技术要求预先除去废气中硫氧化物，且处理温度高，反应器体积大，因而并不适合于流动废气源(如汽车尾气)中x NO 的消除。
所以，从经济实用的角度，催化氧化似乎是一种颇具潜力的消除NO 的替代技术。
它先将NO 催化氧化成2NO ，然后用吸附或溶液吸收方法除去2NO [7]。
目前催化剂研发工作大多围绕活性炭[8]、负载金属[9]而进行，并取得了进展。
分子筛及其负载型催化剂用于处理NO 的分子筛催化剂，大多用于还原法和分解法处理工艺，如Cu-ZSM ．5催化剂及Co．ZSM．5催化剂等。
碳素 焙烧温度
碳素焙烧温度碳素是一种重要的元素，广泛应用于各个领域。
而碳素的性质和用途，往往与其焙烧温度有着密切的关系。
焙烧温度是指将碳素材料加热到一定温度下，使其发生物理或化学变化的过程。
下面将从不同角度，探讨碳素焙烧温度的相关问题。
1. 碳素材料的性质受焙烧温度的影响碳素材料的性质在不同温度下会发生变化。
低温下，碳素材料通常具有较高的韧性和强度，适合用于制作耐磨材料。
而高温下，碳素材料往往会发生晶格重排和晶粒长大的现象，使其变得更加脆硬，适用于高温环境下的应用。
因此，对于不同的碳素材料，选择合适的焙烧温度非常重要。
2. 碳素材料的用途与焙烧温度的关系碳素材料广泛应用于电子、化工、航空航天等领域。
在电子领域，碳素材料常用于制作电极材料和导电材料。
而对于电极材料来说，焙烧温度的选择将直接影响其导电性能和稳定性。
在化工领域，碳素材料常用于催化剂的载体，而催化剂的活性和选择性受到焙烧温度的限制。
在航空航天领域，碳素材料常用于制作航空器件和结构材料，其高温性能和力学性能与焙烧温度密切相关。
3. 碳素材料的制备与焙烧温度的优化碳素材料的制备过程中，焙烧温度的选择是关键。
过低的焙烧温度可能导致物质未充分转化，影响材料的性能。
而过高的焙烧温度则可能导致材料结构破坏或过度烧结，从而降低材料的性能。
因此，在制备碳素材料时，需要对焙烧温度进行优化，以获得最佳的性能。
4. 碳素材料焙烧温度的控制与应用对于不同的碳素材料，其最佳焙烧温度有所不同。
在实际应用中，通过控制焙烧温度，可以实现对碳素材料性能的调控。
例如，通过控制焙烧温度，可以改变碳纤维的结构和力学性能，使其在不同领域具有更好的应用效果。
同时，在碳素材料的再生利用过程中，合理控制焙烧温度也能够实现资源的高效利用。
碳素焙烧温度是影响碳素材料性质和应用的重要因素。
通过合理选择和控制焙烧温度，可以获得具有优良性能的碳素材料，推动碳素材料在各个领域的应用和发展。
我们应该不断深入研究碳素焙烧温度的影响机制，以促进碳素材料的创新和进步。
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不同焙烧条件对载体性质的影响
向绍基李亚昆方维平
（中石化抚顺石油化工研究院，辽宁省抚顺市，１１３００１）
一、前言
ｌ本文主要考察了挤条成型之后的载体经不同干燥，焙烧方式对其性质的影响，以揭示其中的规律．供工业生产之借鉴和利用：ｔ
有关氧化铝载体的性质受制备条件影响的工作主要集中在氢氧化铝中和成胶过程诸多因素对其性质的影响“、２、３］；中国发明专利ＣＮｌ０８７２８９ｃｎ中提出一种大孔Ｙ—Ａｌ：０。
载体的制各方法：将Ｙ—Ａｌ：０。
前身物的含水颗粒物料，瞬问升温至５００—６５０℃，并在高温下维持数小时，能制得的Ｙ—Ａｌ：０。
载体平均孔径大、孔分布集中、强度好、堆积密度适中．Ｊａｗｏｒｓｋａ等嘲发现不同的焙烧方式和气氛可形成不同的氧化铝晶相。
而有关挤压成型的过程及其随后的干燥、焙烧过程对氧化铝载体的孔结构、强度等的影响往往没有得到重视．早期的工作中，人们的观点认为载体的强度越大越好，其实不然。
近来通过实验工作发现，要获得较好的载体强度往往以牺牲载体的孔结构性质为代价。
对于细小的条，若强度过好，还会带来切条的困难，由于目前工业上切条技术不过关，当小条的强度过高时，在切条过程中收率降低、损失大、不经济，因此提出一些新的观点：挤条成型过程中，仔细地考查每一个环节的影响因素．控制载体的强度，在满足工业使用要求的前提下，降低强度，改若载体的孔结构性质，挤条成型之后的条，经过传输、干燥、浸渍等生产过程之后，在自然力的作用下，自动断条成符合要求的长度范围．这样可以去掉切条的生产步骤，有利于降低整个载体韵生产成本，但对挤条成型的技术提出了挑战，有必要仔细的考查挤条成型前后各细节对载体强度、孔结丰目性质的影响。
二、实验部分
采用工业上最常用的成型方法：
①硝酸、田菁粉、氢氧化铝干胶粉挤条制得的氧化铝载体；②醋酸、田菁粉、硅溶胶和氢氧化铝于胶橙制得的硅铝载体。
焙烧方式：
ｌ、挤出条凉干、干燥、升温至５５０＂Ｃ、恒温４小时；
２、挤出条直接干燥、升温至５５０℃、恒温４小时；
３、挤出条升温至５５０℃、恒温４小时；
４、挤出条直接放入５５０℃焙烧炉中恒温４小时。
表Ｉ载体的性质
—磊磊——１蕊ｒ——面Ｆ——芤ｊ至—面表面强度孔容孔径比表面方式Ｎ／ｒａｍｍ垤Ⅱｍｍ‘，ｇＮ／ｍｍｍｌ，ｇｎ”竺：！！
ｒ１８．７０．５６８８．９８２５３１８．３０．６００８．８０２７３
２１９．１０．５８３９．４２２４７一一一一
３１４．２０．６０９９．５９２５４１５．５０．６３９９．６ｌ２６６
１１１：：坐壑！！：塑２塾！！：！！：§墅！：；！！墼．载体低温氮吸附曲线和孔分布数据略。
４３
三、结论和晨望：
通过实验发现在不同的条件下焙烧，载体的吸附曲线类型不变。
孔分布集中度也无明显变化，但是载体的强度、孔容、比表面发生了变化。
不经过凉干、干燥而直接的焙烧方式４有利于增大载体的孔容、比表面，因此，采用焙烧方式４能达到简化载体制鲁过程、改善孔结构，使强度在一定程度上降低而且还有利于自动断条．进一步达到倚化载体制备过程的目的．而经过凉干、干燥后（焙烧方式１和２）的焙烧方式利于提高戴体的强度．当需要提高载体的强度时可考虑采用该方式进行制备载体。
分段焙烧也能够使孔分布集中，但该方法基于各段焙烧温度准确的控制，在工业生产过程中难准确控制备段的温度，其优越性在工业应用中难于表现出来．另外也尝试了在挤索过程中加入各种添加剂倒如；田菁粉、多元羧酸、炭黑等对载体性质的影响。
发现这些舔加荆的加入，不但能够使挤出成型顺利，而且改变了载体的性质，比如：囊体的大孔增加、强度变化，特别是多元羧酸的加入结合以上一种干燥、焙烧条件，对藏体的强度量响显著ｔ能够使催化荆载悻小条经过传输、干燥、浸溃等生产过程之后，在自然力的作甩下，自动断成基本符合长度要求的条．挤条成墅过程中添加剂不同的加入方式，比如碱性的硅涪胶和胶溶剂的加入期序和方式对戴体的性质影响也不同，舔加剂的加入方式结合培烧方式能更好的生产出符合要求的催化剂载体．其详细的内容正在进一步考察之中．
●考文■
ａ１．．呻．【３】。
柏ａ弼哪
【ｌ】ｂｏｅｔｍｉＩｉｏ．ｖＪ．ｏｔ
【２】幸大丧，石油化工，１Ｓ［７］．４８８－４６４（１９８９）
【３】Ｐｗｍｍｎｏ；ａｏｉｉｃｈｉ。
ＪＥＴＩ１９８３．４１惭．５３－４
Ｈ】方堆平曹弹民王ｔ寰暮．中■袁啊专和．ＣＮｌ０９７２６９．（１９９４．０６．０１）‘
【５１，ｆ４ｗｏｒｓｋａ－Ｏｍｌａｍ．Ｚｏｆｉａ；Ｊｍｎｌ＿ｋ．ｓｔｍｎｉｓｌｍｗ；ｏｔｍｌＣｈｅａＬＴ∞ｈ０－・ｉ阵ｉ由４６（３）．１５１－４Ｃ１０９４）
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