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当期目录

    2020年 第36卷 第2期    刊出日期:2020-03-25
    研究报告
    催化裂化回炼油加氢反应动力学模型
    张奎, 戴立顺, 刘涛, 邵志才, 聂红
    2020, 36(2):  221-229.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.001
    摘要 ( 867 )   PDF (1437KB) ( 1112 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对催化裂化回炼油组成和加氢反应特点,创新提出了“虚拟组分”CH基团和CH2基团的新概念,提出可以用CH基团和CH2基团间的加氢脱氢可逆反应描述加氢过程中C、H变化规律,且构建了“虚拟组分”CH基团和CH2基团间的加氢脱氢可逆反应动力学模型及加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)反应动力学模型。所建模型均为1级动力学模型,可同时预测加氢油中C、H、S、N等元素组成。模型构建过程中,以模型数据值与试验值间的总方差∑R2作为目标值,所求模型参数较为准确。验证试验结果表明,该模型预测催化裂化回炼油的加氢油中C、H、S、N含量与实验值吻合度高。
    负载型加氢脱硫催化剂的原子尺度微观结构
    何文会,张乐,向彦娟,韩伟,户安鹏,李会峰,徐广通,郑爱国
    2020, 36(2):  230-235.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.002
    摘要 ( 600 )   PDF (5254KB) ( 653 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    借助球差矫正扫描透射电子显微技术(Cs-STEM)对Al2O3负载的加氢脱硫(HDS)催化剂进行原子尺度结构表征,以期解析活性相结构与其活性之间的关系。研究表明:在Al2O3表面,存在金属单原子、“原子簇”及“小金属簇”等“碎片”结构,该结构利用常规透射电子显微技术(TEM)无法清晰地观察到。通过分析这些微观结构的衬度信息及结合X射线能谱的结果(STEM-EDS)可知,该“碎片”结构为分散在Al2O3载体表面的活性金属组分。根据不同外界条件(硫化度、温度)下HDS催化剂的原子尺度结构图可分析出,这些金属“碎片”结构随硫化程度的增加或温度的升高,逐渐发生聚集,形成具有一定几何形状的MoS2活性相片晶。此外,将微观结构与HDS活性进行关联可知,“碎片”结构对催化剂的HDS活性具有一定的影响。
    Fe2O3的表征及其催化2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯分解反应性能
    赵茜,崔雪霞,王桂荣,赵新强,王延吉
    2020, 36(2):  236-243.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.003
    摘要 ( 336 )   PDF (4035KB) ( 395 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用多种方法制备了Fe2O3催化剂,并以市售Fe2O3为参比物,通过BET、NH3-TPD、XRD、SEM及FTIR等手段分析其结构特征,考察其催化分解2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)制备2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)的反应性能。结果表明:含有SiO2的Fe2O3催化剂的催化效果较好;外购Fe2O3催化效果好主要与其孔径较大以及含有SiO2组分有关;在较优反应条件下,TDI的收率可达到84.6%。进一步研究Fe2O3和SiO2双组分催化剂的催化效果,表明双组分催化剂的催化效果比单组分的Fe2O3、SiO2效果都要好,Fe2O3和SiO2之间存在的协同增效作用,有利于TDC的分解反应。
    连接链长度对交联聚苯乙烯固定N-羟基邻苯二甲酰亚胺催化环己基苯氧化的影响
    孙婷婷,单玉华,王继元,陈韶辉,黄超
    2020, 36(2):  244-252.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.004
    摘要 ( 361 )   PDF (1555KB) ( 354 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)催化剂难以回收利用的问题,采用不同链长的卤代烃,通过烷基化反应,将NHPI化学固定于交联聚苯乙烯(CPS)微球,制得了具有不同长度连接链的CPS-NHPI-Cn非均相催化剂。采用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段进行表征。将所制备的CPS-NHPI-Cn用于催化环己基苯(CHB)氧化过程,考察了连接链长度(C1~C9)及反应条件对催化性能的影响。结果表明:连接链长度明显影响CPS-NHPI-Cn的催化性能,连接链长从度C1增至C6,CPS-NHPI-Cn催化剂的活性增加。以CPS-NHP-C6为催化剂,在95 ℃、1 MPaO2分压下反应8h,环己基苯的转化率为28.4%,环己酮和苯酚的选择性分别为90.7%和87.6%。CPS-NHP-C6循环使用10次,其催化性能没有明显下降。
    有机添加物对活性相形貌调控及原生积炭对加氢脱硫活性的影响
    李会峰,李明丰,张乐,袁蕙
    2020, 36(2):  253-261.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.005
    摘要 ( 392 )   PDF (4494KB) ( 458 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了探究有机添加物对活性相形貌调控以及原生积炭对加氢脱硫活性的影响,通过在浸渍液中引入具有不同官能团的有机物制备了相应的Mo/Al2O3催化剂,并采用拉曼、N2吸附-脱附、透射电镜、X射线光电子能谱和程序升温氧化-质谱等手段对催化剂进行表征。结果发现:与未引入有机物的样品相比,引入有机物在一定程度上减弱了钼物种与氧化铝表面的相互作用,从而促进钼物种的硫化;而且引入具有不同官能团的有机物对MoS2片晶生长可起到“模板导向”和“空间限制”的作用,实现了对MoS2形貌结构的调变。其中,引入十六烷基三甲基溴化铵不仅显著提高了钼的硫化度,诱导形成具有合适尺寸和层数的MoS2片晶,而且形成的“毗邻”活性相的炭物种最少,从而有利于改善4,6-二甲基二苯并噻吩与活性中心的可接近性并提高加氢脱硫活性。
    钾基复合催化剂对高硫石油焦气化性能的影响
    欧阳平,崔佃淼,张然,崔龙鹏,刘艳芳,侯吉礼,李红伟
    2020, 36(2):  262-272.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.006
    摘要 ( 362 )   PDF (5315KB) ( 396 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以高硫石油焦为研究对象,探讨了水蒸气气氛下不同钾基催化剂、铁基催化剂以及K-Fe、K-Ca复合催化剂对高硫石油焦气化性能的影响。在1023 K、0.1 MPa下,钾基催化剂中KOH催化活性最高,而铁基催化剂中FeSO4催化活性最高;在KOH基础上添加铁基催化剂后其催化性能有所降低;在K-Ca复合催化剂中,5%KOH和3%CaO(质量分数)复配时,催化剂的催化性能最好,石油焦碳转化率达到最高值61.33%,继续增加CaO添加量,K-Ca复合催化剂的催化性能降低。采用BET和XRD对K-Ca复合催化剂的催化作用机理进行研究,发现CaO的造孔作用以及石油焦气化反应过程中生成的双金属碳酸盐K2Ca(CO3)2共同促进了气化反应的进行。而在压力增大的条件下,由于K-Ca复合催化剂中双金属碳酸盐K2Ca(CO3)2的晶型发生转变,导致其催化活性相比添加KOH催化剂时降低。
    Ni-Co-P/HAP用于催化水相中香草醛的加氢脱氧反应
    程庆彦,王明明,王新国,彭文静,王延吉
    2020, 36(2):  273-282.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.007
    摘要 ( 408 )   PDF (2932KB) ( 387 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用化学还原法制备了Ni-P、Ni-Co-P非晶态合金催化剂,浸渍法制备了负载型Ni-Co-P/HAP (HAP,羟基磷灰石)非晶态合金催化剂。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、光学接触角测量等技术对所制备催化剂结构和性能进行了表征。以水相中香草醛的加氢脱氧(HDO)反应为探针,考察了催化剂的催化性能。结果显示,助剂Co的掺入可以有效地增大非晶态合金Ni-Co-P的无序程度,有利于非晶态合金Ni-Co-P的形成,催化剂粒径大小更为均匀,热稳定性得到提高。将非晶态合金Ni-Co-P负载到HAP上,增大了催化剂的比表面积,改善了催化剂的亲水性。在香草醛的加氢脱氧反应中,Ni-Co-P/HAP比Ni-P和Ni-Co-P非晶态合金催化剂表现出更佳的催化活性。当H2压力2.0 MPa、反应温度150 ℃、反应时间180 min、催化剂的量0.05 g时,香草醛转化率为100%,2-甲氧基-4-甲基苯酚(MMP)的选择性为92.8%;催化剂循环使用5次后,香草醛转化率仍为100%,MMP的选择性高达84.7%。
    HZSM-5对藻类及模型物水热液化形成生物油路径的影响
    于小凡,冯丽娟,翟文艳,李秋钰,李先国,姚硕
    2020, 36(2):  283-292.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.008
    摘要 ( 387 )   PDF (1358KB) ( 355 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以藻类生物质及其主成分模型物为对象,在其水热液化过程中引入HZSM-5催化剂,考察HZSM-5用量对水热液化的生物油产率和热值的影响;对生物油进行GC-MS表征,推测了藻类生物水热液化中生物油形成的可能路径,并探究了HZSM-5对生物油形成路径的影响。结果表明,藻类3种主成分对其水热液化制取生物油的贡献率由大到小顺序为脂类化合物、蛋白质、多糖。HZSM-5的引入,分别使脂类液化生物油的产率和热值升高;蛋白质液化生物油的产率和热值降低;但对多糖几乎无影响。催化剂对不同藻类生物的水热液化过程中主成分间相互作用的影响不同。HZSM-5可显著影响藻类生物水热液化生成生物油的组分组成和含量,影响藻类中多糖、蛋白质和脂类化合物的降解路径和相互作用。
    等离子体协同Co/ZSM-5催化CO2加氢制低碳烃
    兰俐颖,曾傲楠,王安杰,王瑶
    2020, 36(2):  293-300.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.009
    摘要 ( 384 )   PDF (1009KB) ( 408 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用浸渍法制备了负载型Co基催化剂,并在介质阻挡放电低温等离子体反应器中研究了其对CO2加氢转化生成低碳烃反应的催化性能,考察了载体、Co负载量,以及催化助剂对催化剂性能的影响,探讨了催化剂活性相、等离子体与催化剂的协同作用机理,分析了在等离子体体系中CO2加氢制低碳烃可能的反应路径。结果表明,在介质阻挡放电反应器中,等离子体与Co基催化剂具有显著协同作用,在常压、低温下,CO2加氢可生成一定量的C2~C4低碳烃。以Co质量分数为15%的Co/ZSM-5为催化剂时,CO2转化率达45.0%;C2~C4选择性为13.7%。催化助剂Ni的加入可以进一步提高CO2的转化率和C2~C4的选择性。当Ni-Co/ZSM-5催化剂中m(Co)/m(Ni)为4∶1时,C2~C4转化率达52.3%,C2~C4选择性达17.9%。
    高度取向ZSM-5分子筛膜的制备及其CO2/H2分离性能
    刘洋, 王林, 刘黎, 王政, 张宇, 刘艳, 邵秀丽, 姜南哲, 金政伟, 焦洪桥
    2020, 36(2):  301-307.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.010
    摘要 ( 360 )   PDF (1913KB) ( 373 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用Langmuir-Blodgett(LB)技术,在多孔α-Al2O3底基表面获得排列致密且高度b-轴取向的纯硅Silicalite-1分子筛晶粒层;其次以有序组装的LB晶粒层作为晶种,以可促进Silicalite-1分子筛晶粒沿b-轴方向生长的溴化六丙双铵(dimer-TPABr)为结构导向剂,采用二次生长法,合成了连续致密的ZSM-5分子筛膜。SEM和XRD表征结果表明,在175 ℃晶化48 h制得的ZSM-5分子筛膜厚度约为2μm,其b-轴晶体优先取向值高达0.862,表明制备的ZSM-5分子筛膜高度b-轴取向。在25 ℃、渗透压力为0.3 MPa下,该取向ZSM-5分子筛膜的CO2/H2气体的分离因子达到7.37,对应的CO2分子渗透通量为5.96×10-7 mol/(m2•s•Pa),说明制备的ZSM-5分子筛膜具有较好的CO2/H2气体分离性能;同时说明利用LB技术可在多孔底基表面制备用于气体分离的取向分子筛膜。
    Salen-Ni配合物催化合成聚甲基丙烯酸十二酯降凝剂
    丁丽芹, 念利利,李孟阁, 陈晓洛, 梁生荣, 苏碧云
    2020, 36(2):  308-314.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.011
    摘要 ( 349 )   PDF (764KB) ( 358 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以甲基丙烯酸十二酯为原料、不对称Salen-Ni-Salicylaldehyde配合物/偶氮二异丁腈(AIBN)为催化体系,在甲苯溶剂中,通过溶液聚合,在Schlenk装置上合成了聚甲基丙烯酸十二酯(PLMA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱表征了聚甲基丙烯酸十二酯的结构,利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的相对分子质量及其分布,并对其降凝性能进行了评价。结果表明:当助催化剂(偶氮二异丁腈(AIBN))与催化剂(Salen-Ni-Salicylaldehyde)的摩尔比为3∶1反应温度为110 ℃、反应时间为8 h、单体与催化剂的摩尔比为2400∶1时,催化剂的活性为4.087 ×104 g/(mol·h)。合成的聚合物数均相对分子质量范围为2.563×104~10.527×104。当油品中PLMA加剂量为1.5%(质量分数)时,可将300~340 ℃柴油馏分和380~400 ℃润滑油馏分的凝点分别降低5~10 ℃和2~6 ℃。当300~340 ℃柴油馏分中添加2.0%(质量分数)的PLMA降凝剂时,凝点可降低12 ℃,降凝效果较好。
    生物柴油调合燃料组分分离测定的ASTM标准方法开发
    宋春侠, 刘泽龙, 刘颖荣, 王威
    2020, 36(2):  315-322.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.012
    摘要 ( 338 )   PDF (1074KB) ( 453 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于固相萃取-内标气相色谱法,开发出生物柴油调合燃料中饱和烃、芳烃和脂肪酸甲酯组分的高效分离与含量测定方法。通过对不同生物柴油调合燃料的组成分析,分别考察固相萃取的分离效率、方法的抗干扰性以及定量结果的准确性。结果表明,该方法分离效率高,定量准确度好(测定结果与实际值偏差小于1%)。该方法已经被批准为美国试验与材料协会标准方法(ASTM D8144-18),可以广泛用于生物柴油调合燃料产品的生产及质量控制过程。
    包埋型MOR/EU-1复合分子筛合成及其晶化动力学
    薄琼,王改,杨冬花,李玉鹏,王家信,葛超,李晓峰,窦涛
    2020, 36(2):  323-331.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.013
    摘要 ( 330 )   PDF (3728KB) ( 391 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在HMBr2-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O体系中,以丝光沸石(MOR)分子筛溶胶次级结构单元为前驱体,通过纳米组装法合成了具有包埋结构的MOR/EU-1复合分子筛,并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2物理吸附-脱附分析(BET)等手段对复合分子筛的物理化学性质进行表征。结果表明:该MOR/EU-1复合分子筛主要是微孔结构的复合材料,形貌为MOR分子筛外表面大部分被不规则状EU-1分子筛均匀覆盖,沿着MOR分子筛呈层状形式生长;EU-1分子筛形貌由椭圆状形貌转变为不规则六方状,包埋在纳米线条MOR分子筛外侧。晶体的晶化成核表观活化能En为83.51 kJ/mol,其表观生长活化能Eg为40.11 kJ/mol。MOR/EU-1复合分子筛用于甲醇芳构化反应,对二甲苯的选择性较高。
    萘热解生焦过程的反应分子动力学模拟
    杨海洋, 范启明, 任强, 周涵, 王丽新
    2020, 36(2):  332-339.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.014
    摘要 ( 407 )   PDF (1340KB) ( 395 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用分子模拟的方法深入研究萘在热解生成针状焦过程的反应分子动力学。运用反应力场ReaxFF模拟该反应过程,并进行量子化学分析,推断得到萘分子在热解生焦过程中的主要反应历程。萘分子在自由基夺氢的情况下生成自由基•C10H7, •C10H7两两结合生成1,1′-联萘,1,1′-联萘再脱氢缩合生成苝,苝再进行脱氢缩合反应,芳核也随之增大。反应分子动力学模拟结果表明,在萘生焦过程中,反应生成的小分子和自由基会促进萘热解反应。在针状焦生成前期,应当控制热解反应的温度和压力,适当抑制气体挥发速率,以保证小分子和自由基能够参与芳核的生长反应。
    甲苯甲基化反应体系热力学分析
    任杰, 周子健, 邓优, 慎炼
    2020, 36(2):  339-348.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.015
    摘要 ( 415 )   PDF (801KB) ( 1008 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对生成二甲苯的甲苯与甲醇和甲苯与碳酸二甲酯反应体系进行了热力学分析,确定了二甲苯3种异构体选择性与其反应平衡常数或标准生成吉布斯自由能变的关系式。结果表明,在400~1000 K范围内,甲醇自身脱水、甲苯与甲醇甲基化、碳酸二甲酯(DMC)分解和甲苯与DMC甲基化反应都是自发进行的放热反应。从热力学角度比较,DMC甲基化选择性高于甲醇。反应达到平衡态时,间二甲苯(m-X)选择性最高;随着温度升高,间二甲苯选择性降低,邻二甲苯(o-X)选择性有所升高,对二甲苯(p-X)选择性稳定在22%左右。二甲苯3种异构体的选择性与反应物种类及其他产物种类无关。二甲苯异构体选择性的热力学计算结果与文献实验结果基本一致。
    旋流微气泡气浮除油过程的数值模拟
    贺彦涛, 王玉环, 蔺爱国, 李娟
    2020, 36(2):  349-356.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.016
    摘要 ( 365 )   PDF (1576KB) ( 405 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有测量技术无法准确获得在旋流气浮除油过程中旋转流场变化的问题,利用FLUENT软件对自行研制的旋流微气泡气浮装置内部流场进行数值模拟。模拟油滴粒子的运动轨迹,主要分析了进口流量及微气泡对内部流场及油污去除率的影响。结果表明:在微气泡粒径30 μm、进口流量550~600 L/h、分流比区间为10%~12%时,内部流场稳定,油污去除率最高可达0.911。
    双场耦合破乳脱水装置中乳化油液滴聚结与破碎的数值分析
    张贤明,李文龙,龚海峰, 彭烨, 余保
    2020, 36(2):  357-366.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.017
    摘要 ( 375 )   PDF (2174KB) ( 358 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对依靠单一的破乳方法或手段,难以对乳化油进行有效地脱水净化处理的问题,运用一种集成电场破乳和旋流离心脱水于一体的双场耦合破乳脱水装置,使油中液滴在电场中聚结增大,在旋流离心场的作用下快速实现油-水分离。由于乳化油中液滴在双场耦合装置中的动态聚结和破碎,对装置的油-水分离性能影响较大,且过程复杂,通过电聚结核函数和破碎核函数,建立群体平衡模型,模拟了双场耦合脱水装置中乳化液滴的聚结和破碎。计算结果表明:外加电压对液滴聚结产生重要影响,随着电压升高,液滴平均粒径和分离效率先增大,随后保持稳定;当U=11 kV时,相对于无电场条件,液滴平均粒径增大了60%,分离效率提高了27.5%;较低的入口流速虽对液滴聚结有利,但降低了油-水在装置中的分离效果,因此存在最佳入口流速。计算结果对装置参数设计与选择具有较好的指导意义。
    喷嘴结构对粉煤气化过程影响的数值模拟
    许荣杰 夏英 胡修德 匡建平 夏支文 李平 郭庆杰
    2020, 36(2):  367-375.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.018
    摘要 ( 648 )   PDF (3083KB) ( 399 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为研究气化喷嘴对气流床干煤粉气化炉气化过程的影响规律,并对喷嘴结构进行优化,针对具有不同煤粉通道旋转角θ和旋流叶片安装角度α值气化喷嘴的气化炉建立三维模型并进行数值模拟。通过冷态模拟发现:气化室内流体的速度场主要受α值的影响,而θ值对气化室内煤粉颗粒的质量浓度影响更加明显。当θ=60°、α=30°时,煤粉颗粒的弥散性最好,气化室内流体的速度分布、煤粉颗粒的质量浓度以及气化剂分布更加均匀,有利于气化炉气化效率的提高。取喷嘴结构参数θ=60°、α=30°的模型进行气化过程热态模拟,辐射传热采用P-1模型、湍流-化学反应过程采用EDC模型、脱挥发分采用Two-Competing Rates模型。模拟结果显示,该喷射条件下气化室内的流场分布好,气化效率高,合成气有效气组分CO+H2总摩尔分数达到91.6%,碳转化率达到98.11%。
    研究报道
    焙烧温度对Au/TiO2催化愈创木酚加氢脱氧反应性能的影响
    毛璟博,周锦霞,赵斌,杨帆,白旭峰,吕洋,聂小娃,张宗超,郭新闻
    2020, 36(2):  376-387.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.019
    摘要 ( 382 )   PDF (5420KB) ( 444 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用沉积-沉淀法制备了不同焙烧温度的Au/TiO2系列催化剂,采用TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附、ICP以及NH3-TPD等手段表征了Au/TiO2系列催化剂的物化性能。考察了Au/TiO2系列催化剂在木质素模型化合物(愈创木酚)加氢脱氧反应中的催化性能,及反应条件对Au/TiO2-1(焙烧温度为350 ℃)催化愈创木酚加氢脱氧反应性能的影响,并探讨了反应机理。结果表明,当焙烧温度由350 ℃升至650 ℃,Au/TiO2催化剂中Au颗粒平均粒径从2.7 nm增至7.9 nm,晶型保持为锐钛矿型,催化剂比表面积由90 m2/g减至49 m2/g;新鲜和反应后催化剂中的Au均以金属态存在。在愈创木酚加氢脱氧反应中,Au/TiO2催化剂对酚类产物有很高的选择性。随着催化剂焙烧温度增加,其活性逐渐降低,产物中酚类物质的选择性基本不变;当催化剂上Au颗粒平均粒径小于6 nm时,出现了新的反应路径,即愈创木酚上甲氧基中的甲基加氢生成甲烷。不同反应温度与氢气压力的结果表明,Au/TiO2催化剂能够高选择性地断裂1个C—O键,而苯环不会被饱和,酚类产物的分布基本没有变化。催化剂重复使用2次性能稳定。
    Ti掺杂对Ni/ZnO-TiO2吸附剂用于FCC轻汽油脱硫性能的影响
    陈晟, 李芹, 王晓胜, 龚学成, 姜伟丽, 周广林
    2020, 36(2):  388-395.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.020
    摘要 ( 303 )   PDF (1064KB) ( 405 )  
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    采用混捏法制备了不同Ti含量的ZnO-TiO2载体,采用等体积浸渍法制备了NiO/ZnO-TiO2汽油脱硫吸附剂前驱体,并采用X射线衍射(XRD)、压汞、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)和H2程序升温脱附(H2-TPD)等手段对其进行了表征。以催化裂化轻汽油为原料,于氢气氛围下对NiO/ZnO-TiO2前驱体还原得到Ni/ZnO-TiO2吸附剂,在固定床上考察了Ti掺杂对该吸附剂脱硫性能的影响。结果表明:Ti的掺杂提高了Ni/ZnO吸附剂中活性组分Ni的分散度,增加了Ni活性位点,增强了吸附剂中强酸酸性及酸强度,Ti掺杂的吸附剂脱硫性能显著提高;Ti的掺杂能够减少游离Ni,有效抑制烯烃饱和;吸附剂脱硫性能随着Ti掺杂量的增加呈现先增强后减弱的趋势,当Ti掺杂质量分数为5%时,吸附剂具有最优脱硫性能,能够将FCC轻汽油中硫质量分数由300 μg/g降低至5 μg/g以下,穿透硫容为6.711%(每克吸附剂吸附硫67.11 mg),烯烃质量分数增加0.6百分点,降低了汽油辛烷值损失。
    Ni/CaO-SiO2催化剂对β-O-4木质素模型化合物氢解产物分布的影响
    郭佳,马玉龙, 王丽琼, 朱颖博
    2020, 36(2):  396-402.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.021
    摘要 ( 337 )   PDF (939KB) ( 301 )  
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    采用均匀共沉淀法制备Ni/CaO-SiO2固体碱催化剂,选择2-(2-甲氧基苯氧基)-1-苯基乙醇作为典型β-O-4木质素模型化合物进行催化剂性能评价。考察了不同Ni、CaO质量分数的Ni/CaO-SiO2催化剂对β-O-4氢解转化反应的催化活性,探究其对β-O-4产物分布的影响。结果表明:Ni在β-O-4催化转化反应中起主导作用,Ni质量分数的增加有利于β-O-4的催化转化;不同质量分数的Ni, CaO均会对β-O-4的转化产物分布造成一定影响,随着Ni质量分数的增加,β-O-4转化产物种类增加,而CaO的添加会影响1-苯基乙醇的生成。考察不同载体的催化剂对β-O-4 催化转化产物分布的影响,并结合XPS表征发现:其产物分布变化主要由Ni与CaO的相互作用引起,与载体无关。在此基础上,提出了Ni/SiO2与Ni/CaO-SiO2催化裂解β-O-4中C—O醚键可能的反应路径。
    铁改性石墨相氮化碳催化苯酚羟基化反应合成二酚
    张力嫱, 高陆玺, 吕雪川, 焦玉娟, 高肖汉, 曹月坤
    2020, 36(2):  403-409.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.022
    摘要 ( 361 )   PDF (853KB) ( 372 )  
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    石墨相氮化碳(g-C3N4)以其独特的电子结构和化学特性引起了广泛关注。以双氰胺和硝酸铁为原料,制备了Fe改性的石墨相氮化碳(Fe/ g-C3N4),采用红外光谱、XRD和N2吸附-脱附等分析手段对g-C3N4和 Fe/g-C3N4 进行了表征,并用以催化苯酚羟基化反应合成二酚,研究了Fe/ g-C3N4催化性能的影响因素。结果表明,Fe/ g-C3N4材料具有良好的介孔结构,Fe的引入改变了g-C3N4层状结构的层间距。当苯酚/H2O2摩尔比为2/1、铁负载量为0.7%(质量分数)、反应温度为50 ℃、反应时间为6 h时,苯酚的转化率达到39.7%,邻苯二酚和对苯二酚的总选择性为85.8%。重复实验结果证实该催化剂可以重复使用。
    低共熔溶剂对煤焦油柴油馏分中氮化物的脱除
    赵宁, 刘东, 李志恒, 郭中山, 娄斌,于冉, 王峰
    2020, 36(2):  410-419.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.023
    摘要 ( 378 )   PDF (1259KB) ( 379 )  
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    以氯化胆碱(ChCl)为氢键受体(HBA),分别与不同类型氢键供体(HBD)反应合成一系列氯化胆碱型低共熔溶剂(DES),并用于脱除模型油和中低温煤焦油柴油馏分中氮化物。考察不同类型氢键供体和水分含量对低共熔溶剂碱性氮脱除率的影响。结果表明:氢键供体的酸性越强,合成的低共熔溶剂对碱性氮化物的脱除率越高;水的存在会显著提高低共熔溶剂对碱性氮化物的脱除率;在剂/油质量比1∶2、萃取温度50 ℃、萃取时间40 min、沉降2 h条件下,含有一定水分的氯化胆碱/草酸型低共熔溶剂D4对中低温煤焦油柴油馏分中氮化物有较高的脱除率,对碱性氮脱除率达到98.06%,总氮脱除率为75.29%。
    正戊烷芳构化生成丙烷反应路径及其工艺条件
    张广东, 于中伟, 王子健, 马爱增
    2020, 36(2):  420-427.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.024
    摘要 ( 728 )   PDF (909KB) ( 440 )  
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    选取3种不同硅/铝摩尔比的HZSM-5分子筛为正戊烷芳构化反应的催化剂,并对硅/铝摩尔比为90的分子筛进行锌改性制备改性催化剂,对几种催化剂进行吡啶-红外表征和NH3程序升温脱附表征,考察了正戊烷在各催化剂上的芳构化反应性能。结果表明:正戊烷主要在催化剂表面B酸中心上发生质子化裂解和氢转移反应生成丙烷,锌改性HZSM-5催化剂表面B酸量减少,不利于提高丙烷收率;在温度为420 ℃、进料质量空速为0.5 h-1、反应压力为0.5 MPa的条件下,正戊烷在硅/铝摩尔比为30的HZSM-5催化剂上反应可以得到57.57%的丙烷和11.95%的芳烃收率。
    综述
    单原子催化剂光催化研究进展
    刘芳, 齐学进,李雨薇, 薛明, 王永强, 赵朝成
    2020, 36(2):  428-438.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.02.025
    摘要 ( 809 )   PDF (4975KB) ( 683 )  
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    综述了单原子催化剂的制备方法、表征技术及其在光催化领域的应用,包括光催化制氢、光催化去除NOx、光催化去除VOCs和CO2还原。并对单原子催化剂未来发展前景进行了展望。研究表明,单原子催化的研究深入到原子级范围;单原子催化剂兼具均相催化剂的活性位点单一和多相催化剂的结构简单易分离的优点,成为沟通二者的桥梁。单原子催化剂具有高效催化活性、高选择性、高稳定性等优点,在水煤气变换、CO氧化、催化加氢、光电催化等领域均有应用。