韩宝斋
,
杨扬
,
许妍妍
,
U. J. Etim
,
乔柯
,
许本静
,
阎子峰
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61097-X
目前，天然气转化为高附加值化工产品的应用越来越受到人们关注.甲烷作为天然气的主要成分，其转化和应用是天然气化工领域的重要研究方向.而甲烷直接氧化制甲醇长久以来一直是研究重点.甲烷直接氧化制甲醇与传统的甲烷二步法间接转化相比，有节能和工艺简化的突出特点.然而，甲醇直接氧化制甲醇过程所面临的主要问题有：(1)甲烷分子的活化能很高，需要苛刻的操作条件才能活化参与反应；(2)反应进行的程度难以控制，生成的甲醇会进一步被氧化生成较多副产物，大大降低甲醇收率.因此，高效活化甲烷分子和抑制甲醇深度氧化是促进该过程工业化的重要研究内容.本文主要论述了非均相、气相均相和液相体系中甲烷直接氧化制甲醇的研究进展.在甲烷非均相氧化过程中，采用过渡金属氧化物作为催化剂在高温条件下催化甲烷部分氧化反应，其中，钼系和铁系催化剂的研究最为广泛.研究表明， MoO3可作为催化剂的主要活性组分，尤以 MoO3/Ga2O3催化剂性能最好，得到甲醇收率最高.在铁系催化剂中， Fe-ZSM-5 ；催化反应的甲醇选择性和收率都相对较高；但是每次反应后催化剂都需要重新活化，这种间歇性操作会增加成本，不利于工业化应用.总之，甲烷的非均相氧化过程存在易形成金属聚集体、催化剂选择性低以及甲醇收率低(5%)等问题，需要深入系统地研究解决.然而，与非均相氧化过程相比，操作较为简单的甲烷气相均相氧化作为目前最有工业前景的过程受到越来越多关注.在此过程中，影响反应的主要因素有反应器、反应条件(反应压力、反应温度和反应时间等)以及添加的介质等.反应器的特殊设计需要考虑的方面有反应产物的分离与转移、反应热的移除以有效提高甲烷的转化率，比如膜反应器对物质的分离作用.反应压力对反应过程的影响较为复杂.基于动力学因素，提高反应压力可以较大幅度地增加甲醇收率，同时最佳反应温度降低，但是，当压力高于8.0 MPa时，设备成本消耗大幅增加.另外，研究表明，进料中加入 NOx作为添加介质可以提高甲烷转化率和甲醇选择性，同时降低初始反应温度.与前两个氧化体系相比，液相均匀氧化过程能够获得较高的甲烷转化率与甲醇选择性.但是液相体系中强腐蚀性介质的使用增加了设备成本，阻碍了该过程工业化的应用进程.因此，促进液相体系工业化的关键就是开发绿色高效的催化剂.
关键词:
甲烷
,
直接氧化
,
甲醇
,
多相氧化
,
气相均相氧化
,
液相催化氧化
邢伟
,
阎子峰
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2002.03.006
以石油焦为原料,KOH为活化剂合成了高比表面积超级活性炭.采用扫描电镜(SEM)和氮气低温静态吸附技术对超级活性炭样品的结构和性质进行了表征.同时,通过反应快速终止技术和原位TG-DTA实验侧重考察了石油焦预氧化对超级活性炭孔结构和表面性质的影响.实验表明:石油焦预氧化能够显著改变活化反应的进程和抑制高温恒温段中大孔的形成.红外测试亦显示石油焦预氧化能够促进活化过程中稠环芳香结构的解体和活性炭表面含氧物种的生成.
关键词:
石油焦
,
活性炭
,
预氧化
王有和
,
李翔
,
刘伟
,
阎子峰
硅酸盐通报
采用低温老化、高温晶化的两步水热法合成出了LSX分子筛,系统考察了老化温度、老化时间以及晶化温度、晶化时间等因素对LSX分子筛合成的影响,得出了最佳的合成条件.采用XRD、化学分析以及N_2 吸附脱附等手段对最佳实验条件下所合成样品进行了表征.研究结果表明:所合成的LSX分子筛样品硅铝比低,纯度高,比表面积达503 m~2·g~(-1),微孔分布集中.
关键词:
两步水热法
,
低硅X分子筛
,
低温老化
,
高温晶化
刘欣梅
,
代晓东
,
张建
,
宋辉
,
阎子峰
新型炭材料
采用辅助活化法合成了大比表面、孔隙结构发达的超级活性炭.详细考察了碱金属和碱土金属的卤化物在活化过程中的辅助活化作用,并利用快速中止反应技术探索了辅助活化机理.结果表明:助活化剂中阳离子的半径及还原后相应金属的还原能力强烈影响着活性炭的孔分布;而阴离子的存在起到调变电子助剂的作用,能够提高活化中心的活化能力.在低温活化段助活化剂主要促进了孔口的扩张,而中、高温活化段推动了径向活化过程.
关键词:
辅助活化
,
活性炭
,
比表面
,
孔结构
,
活化机理
许本静
,
韩雪莲
,
钱岭
,
王槐平
,
阎子峰
催化学报
用水热法合成了CoAPO-11分子筛,并考察了温度和空速对分子筛上1-己烯骨架异构化反应的影响. 结果表明,1-己烯转化率以及产物异己烯的选择性和收率均随空速的增加而降低; 而随着温度的升高1-己烯转化率也升高,异己烯的选择性和收率则先增加后减小,在300 ℃附近有一最大值. 另外从分子筛的晶相、孔道尺寸以及酸性的变化等方面探讨了再生后的分子筛催化性能下降的原因.
关键词:
CoAPO-11分子筛
,
己烯
,
骨架异构化
,
失活
刘欣梅
,
梁海宁
,
李亮
,
杨婷婷
,
阎子峰
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91245
针对催化裂化(FCC)废催化剂细粉带来的环境污染和未开发利用的现状,以此为原料合成了小晶粒Y型分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、29Si和27Al固体核磁共振和激光粒度分析等技术对样品进行了表征.结果表明,以FCC废催化剂细粉为原料可以合成粒径为200nm左右的Y型分子筛,且制各过程中原料的活化方法和导向剂对所得样品结构影响很大.对原料采用碱熔活化,并在合成体系中加入导向剂,所得Y型分子筛的相对结晶度提高,比表面积增大,粒度减小.
关键词:
催化裂化废催化剂
,
Y型分子筛
,
粒度
,
活化
孙洪满
,
王有和
,
尹寒梅
,
许本静
,
历阳
,
阎子峰
硅酸盐通报
以工业水玻璃和硫酸铝为主要原料,正丁胺为模板剂,利用水热法合成出了高硅铝比ZSM-5分子筛.考察了晶化时间、晶化温度、投料硅铝比、合成体系pH值以及模板剂用量等因素对晶化产物的影响.采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、低温氮气吸脱附、核磁共振、扫描电子显微镜等手段对合成样品进行了表征.结果表明:合成ZSM-5分子筛最适宜的条件为:晶化时间36 h,晶化温度170℃,投料硅铝比200,合成体系的pH=11.0,模板剂加入量为模硅比0.2.在最适宜条件下合成得到的ZSM-5分子筛产物具有高的相对结晶度,BET比表面积为335m2/g,晶粒尺寸约为5 μm×15 μm,骨架硅铝比大于100.
关键词:
正丁胺
,
水热合成
,
高硅铝比
,
ZSM-5分子筛
