王旭阳
,
宋鹏月
,
王祥生
,
郭新闻
,
郭洪臣
,
杨晓宇
,
陈立东
,
姜春杰
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30587
采用浸渍法合成了镍盐复合的磷钨酸(HPW)/纳米晶HZSM-5固体酸催化剂,其在催化裂化(FCC)汽油加氢改质反应中显示出了良好地深度加氢脱硫活性.原位电子自旋共振和原位吡啶吸附红外光谱表征手段的研究结果表明,纳米晶HZSM-5沸石上Ni(Ⅱ)结合3电子还原态的HPW(Ⅲ)是FCC汽油深度加氢脱硫反应的活性中心.探讨了多酸基催化剂在FCC汽油深度加氢脱硫反应中活性改善的原因.
关键词:
杂多酸
,
电子顺磁共振
,
加氢脱硫
,
催化裂化汽油
,
镍
周建宏
,
赵云
,
宋金富
,
艾沙·努拉洪
,
胡佳
,
陈黎行
,
郭洪臣
催化学报
在小型固定床反应器上研究了水蒸气钝化及过渡金属(Ni, Co, Cu, Zn)改性对调变纳米HZSM-5沸石催化剂上C5～C8混合烷烃芳构化反应的作用. 采用NH3-TPD和Py-FT-IR方法表征了改性催化剂的表面酸性质,并与其催化芳构化性能进行了关联. 结果表明,在450 ℃下进行水蒸气钝化能显著提高催化剂的芳构化选择性,减少甲烷和乙烷等低碳烷烃的生成;催化剂进一步用锌盐或铜盐溶液浸渍改性,可以显著提高催化剂的抗积炭失活能力. 这是由于水蒸气钝化能适当减少沸石表面的酸量,降低酸强度,而铜、锌改性可进一步减少B酸中心,增加L酸中心,并与B酸中心协同作用形成具有脱氢活性的催化中心,从而影响混合烷烃的活化方式与芳构化路径.
关键词:
C5～C8混合烷烃
,
芳构化
,
HZSM-5沸石
,
水蒸气钝化
,
浸渍
,
过渡金属
郑步梅
,
万玉凤
,
杨卫亚
,
凌凤香
,
谢红
,
方向晨
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60089-9
在无有机模板剂体系中研究了不同硅铝比和晶粒度Beta沸石晶种的结构导向行为，采用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、透射电镜、紫外-拉曼光谱、红外光谱和N2物理吸附等方法对不同晶化时间固相产物和Beta沸石产物进行了表征。结果表明，不同Beta沸石晶种，包括全硅晶种，均能够导向合成Beta沸石，而且晶种在晶化诱导期都发生溶解。但是，晶种的硅铝比、晶粒度、预处理(焙烧)以及晶种加入的时间对晶种的溶解行为、Beta沸石晶化过程和产物都有重要影响。形貌研究还发现，含铝晶种不仅溶解后的残体通过提供晶核聚集的“固载化”表面导向了新生Beta沸石小晶体的密集生长，而且溶解下来的结构片段也提供了分散的晶核导向形成相对分散的Beta沸石小晶体；全硅晶种则仅通过溶解下来的结构片段提供分散的晶核。在无模板体系中，使用适当高硅铝比、小晶粒和经过焙烧处理的Beta沸石作为晶种有利于合成得到高结晶度的Beta沸石纯相。
关键词:
无有机模板剂合成
,
Beta沸石
,
晶种法
,
晶种残体
,
晶种溶解片段
刘文欢
,
郭鹏
,
苏际
,
胡佳
,
王艳梅
,
刘娜
,
郭洪臣
催化学报
采用Hammett指示剂滴定法表征了钛硅沸石TS-1的酸性.结果表明,TS-1酸强度范围为+3.3
关键词:
钛硅分子筛
,
酸性
,
Hammett指示剂
,
醚化反应
,
环胺化反应
刘家旭
,
王吉垒
,
周微
,
苗翠兰
,
熊光
,
辛勤
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62751-7
单光束红外光谱技术(原位傅立叶透射变换红外、原位漫反射红外和衰减全反射红外光谱技术)虽然已经用于气固相多相催化反应的原位表征中,但这些光谱在真实反应条件下会受到气体分子振动光谱和加热条件下产生的发射光谱的严重影响,不能实时获得催化剂表面的真实信息.另外,由于在真实的气固相多相催化反应过程中,催化剂本底的信息会随着反应时间的延长而发生变化,因此单光束红外光谱技术在扣除本底信息方面存在误差.为了实现在反应条件下,实时、原位表征催化剂表面的状态,我们报道了一种双光束红外光谱表征技术.该技术包括双光束红外光谱系统及双光束红外反应池.其特征在于:实时双光束原位红外光谱系统由两台完全相同的红外光谱仪和双光束红外反应池组成.双光束红外反应池由完全相同的样品池和参考池连接而成,样品池和参考池处于同一水平线上分别对应于样品光谱仪和参考光谱仪,由计算机同步控制两台红外光谱仪,排除实时状态下的气体分子振动光谱干扰和加热条件下产生的发射光谱干扰.该技术可以对真实反应条件下的气固相多相催化反应进行实时原位表征.通过应用程序的关联可以实时、同步采集样品光束和背景光束谱图来得到催化剂表面物种随反应时间变化的真实信息.该技术克服了单光束红外光谱在原位多相催化反应表征方面的缺陷,使表征结果变得更加精确可靠.该技术还可以在变化的气相组分条件下,获得不同温度下、实时的催化剂表面活性中心、活性相和中间物种的信息.采用上述双光束红外光谱仪对丁烯在纳米HZSM-5催化剂上芳构化反应过程进行了实时、原位观测,首次在实际反应条件下,观察到了异丁烯在纳米HZSM-5沸石的表面Br?nsted酸中心上经历吸附、活化、聚合、环化等反应步骤生成芳烃的过程.
关键词:
双光束原位红外光谱
,
气相分子振动光谱
,
热辐射
,
实时光谱
,
多相催化
,
真实反应条件
,
芳构化
,
纳米HZSM-5分子筛
张培青
,
王祥生
,
郭洪臣
,
朱文良
,
赵乐平
,
胡永康
催化学报
在考察ZSM-5沸石晶粒大小对脱除汽油中烯烃的影响的基础上,用纳米ZSM-5沸石作为活性组分负载Co-Mo氧化物制备了改性纳米ZSM-5沸石催化剂,并用XRF,NH3-TPD和TEM等方法对催化剂进行了表征. 以脱除DCC汽油中的烯烃为探针反应,临氢条件下,在固定床反应器上对催化剂脱除烯烃的性能进行了评价,考察了反应温度、压力、质量空速和氢/油比对催化剂脱除烯烃性能的影响. 结果表明,由于纳米ZSM-5沸石具有晶粒小、微孔短、扩散路程短以及表面酸中心数量多等特点,因而表现出较高的催化活性和较强的抗积碳性能. 在V(H2)/V(oil)=300,WHSV=3 h-1,p(H2)=3.0 Mpa和θ=350 ℃的适宜条件下,DCC汽油中烯烃的含量由60.7%下降到40%左右,芳烃和烷烃的含量增加; 在脱除烯烃的同时可维持汽油的辛烷值不降低. 催化剂连续运行1000 h以上,其脱除烯烃的性能稳定.
关键词:
加氢精制
,
纳米ZSM-5沸石
,
烯烃
,
芳香族烃
,
烷烃
,
汽油
,
钴
,
钼
郭鹏
,
刘春燕
,
高敏
,
王祥生
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.3724/SEJ.1088.2010.91042
采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线荧光分析、X射线光电子能谱、紫外.可见漫反射光谱和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱等表征方法以及偶氮染料甲基橙的吸附和光降解反应,研究了ZSM-5晶粒度对TiO2/ZSM-5光催化剂性能的影响.结果表明,TiO2主要负载于ZSM.5沸石外表面,因而减小载体晶粒度有利于提高TiO2的负载量和分散性.纳米ZSM-5沸石负载的TiO2催化剂具有较高的甲基橙吸附量,且吸附发生在ZSM-5外表面的酸中心上,催化剂良好的吸附能力促进了甲基橙的光降解.
关键词:
二氧化钛:ZSM-5沸石
,
晶粒度
,
甲基橙
,
吸附
,
光催化
艾沙·努拉洪
,
刘家旭
,
贺宁
,
郭洪臣
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60539-7
采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1％增加到70.8％,烯烃和芳烃产物总选择性由57％增加到61.98％,干气的选择性由31％降低至28.4％.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.
关键词:
金
,
锌
,
HZSM-5分子筛
,
正丁烷转化
,
脱氢
,
芳构化
,
纳米金颗粒
,
沉积沉淀法
张培青
,
王祥生
,
郭洪臣
,
徐舟波
,
赵乐平
,
胡永康
催化学报
采用水蒸气和碱性氨水蒸气在500 ℃下对纳米HZSM-5沸石催化剂进行了水热处理改性,并用XRD,IR,NH3-TPD和XRF对催化剂进行了表征. 以降低FCC汽油(≤70 ℃馏分)烯烃含量为探针反应,考察了不同水热处理介质对催化剂酸性质和催化性能的影响. 结果表明,经不同介质水热处理后,纳米HZSM-5沸石中约10%的Al2O3被脱除,总酸量降低,导致积炭失活的强酸中心明显减少; 不同水热处理介质对催化剂的总酸量没有明显影响,而对酸中心类型分布的影响较大. 水热处理改性使催化剂活性的稳定性明显改善,初始活性降低. 同时,水热处理改性降低了催化剂对芳构化反应的催化活性,提高了对异构化反应的催化活性. 采用氨水(0.5 mol/L)蒸气处理的纳米HZSM-5催化剂其降烯烃催化活性更为稳定. 在给定的反应条件下,FCC汽油的烯烃含量(φ)由65.9%降低到约26%,产物中烯烃、芳烃(主要是C7～C9芳烃)和烷烃含量分别保持在25%,19%和55%左右,辛烷值基本不变.
关键词:
纳米HZSM-5沸石
,
水热处理
,
氨水
,
酸性质
,
FCC汽油
,
烯烃
李福芬
,
贾文浩
,
陈黎行
,
郭洪臣
催化学报
在小型固定床反应器中考察了纳米H-ZSM-5催化剂(晶粒度为20～50 nm)对丁烯催化裂解制丙烯反应的催化性能,并与两种微米H-ZSM-5催化剂样品(晶粒度分别为1～2和1～6 μm)进行了比较.结果表明,在相同的反应条件下,纳米H-ZSM-5和微米H-ZSM-5催化剂上的初始丁烯转化率及丙烯收率相当,但纳米H-ZSM-5催化剂在反应中的抗积碳失活性能优于微米H-ZSM-5催化剂.在进料质量空速7 h-1,常压和560 ℃的条件下反应,当丁烯转化率和丙烯收率下降50%时,两种微米催化剂上的反应时间仅为28 h左右,而纳米催化剂上的反应时间为120 h左右.积碳分析结果表明,纳米催化剂上的积碳速率明显低于微米催化剂.
关键词:
ZSM-5沸石
,
纳米沸石
,
微米沸石
,
丁烯
,
催化裂解
,
丙烯
