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双碳模式下碳一化工技术发展趋势 被引量:7
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作者 李忠 张鹏 +2 位作者 孟凡会 付廷俊 范辉 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第1期1-11,共11页
以CO催化加氢、催化羰基化和甲醇催化脱水等反应为核心的碳一化工技术,是煤气化为基础的现代煤化工产业的关键技术,近10 a来工业化应用取得重大成功,已经成为煤炭清洁高效利用的主要途径。但煤炭既是原料,又是转化过程热能和动力能的转... 以CO催化加氢、催化羰基化和甲醇催化脱水等反应为核心的碳一化工技术,是煤气化为基础的现代煤化工产业的关键技术,近10 a来工业化应用取得重大成功,已经成为煤炭清洁高效利用的主要途径。但煤炭既是原料,又是转化过程热能和动力能的转化燃料,使得现代煤化工产业的碳排放量大又集中,具有局部强排放特征。从原料低碳化,转化热能和动力清洁化,热催化工艺和催化剂创新,反应产物高选择以及CO_(2)光电催化转化技术等方面入手,探讨了在碳达峰、碳中和双碳模式下,碳一化工技术的发展趋势和前景。随着清洁新能源大规模低成本“绿氢”制备技术的发展,也将促使逆水汽变换或电催化CO_(2)还原为“绿CO”大规模应用,将使碳一化工合成气原料发生巨大变化,由目前高碳的化石能源进行的CO水汽变换制氢的过程,向清洁新能源“绿氢”的CO_(2)逆水汽变换制备“绿CO”过渡,即碳一化工原料合成气的变化将由化石能源制备的合成气“CO+H_(2)”,向低碳排放“CO+绿H_(2)”或负碳排放的“绿CO+绿H_(2)”发展,以实现“碳达峰、碳中和”目标。采用近零碳排放的光电和风电等可再生清洁能源取代碳一化工过程中现有的燃煤锅炉,以及通过优化设计,采用新型节能减排措施和行业间的技术耦合,降低能源消耗等,也是减排CO_(2)实现“碳达峰碳中和”的有效措施。 展开更多
关键词 双碳模式 碳一化工 合成气转化 甲醇转化 碳排放
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Mo含量对Ni-Mo-B非晶态合金催化剂结构及催化二硝基甲苯加氢性能的影响 被引量:13
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作者 闫少伟 范辉 +1 位作者 梁川 李忠 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2067-2073,共7页
采用化学还原法制备Ni-Mo-B非晶态合金催化剂,研究了Mo含量对二硝基甲苯加氢制备甲苯二胺催化性能的影响.结果表明,当Mo含量(摩尔分数)≤6%时,Mo助剂使Ni-B非晶态合金催化剂的催化活性显著提高,选择性均达到100%.通过XRD,TEM,DSC,XPS,IC... 采用化学还原法制备Ni-Mo-B非晶态合金催化剂,研究了Mo含量对二硝基甲苯加氢制备甲苯二胺催化性能的影响.结果表明,当Mo含量(摩尔分数)≤6%时,Mo助剂使Ni-B非晶态合金催化剂的催化活性显著提高,选择性均达到100%.通过XRD,TEM,DSC,XPS,ICP和H2-TPD技术对催化剂微观结构进行了表征,结果表明,随着Mo助剂含量的增加,Ni-Mo-B非晶态合金催化剂中不仅非晶态结构的无序程度增大,催化剂粒径逐渐由60 nm左右减小至15 nm左右,而且分布更加均匀,Ni吸附中心的H2吸附强度变弱,使氢物种更易于在催化剂表面流动并参与反应,同时Mo助剂还显著提高了催化剂的热稳定性和抗氧化性.当Mo含量为6%时,Ni-Mo-B非晶态合金催化剂的催化性能最好,在2 MPa和110℃反应条件下,二硝基甲苯转化率达99.8%,甲苯二胺选择性为100%. 展开更多
关键词 二硝基甲苯 甲苯二胺 非晶态合金催化剂 Ni-B Mo助剂
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助剂对Ni/SiO2催化剂微观结构及二硝基甲苯催化加氢性能的影响 被引量:6
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作者 于智慧 闫泽 +1 位作者 范辉 李忠 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1317-1324,共8页
采用等体积浸渍法制备了负载型Ni/SiO2催化剂,研究了Ce、Zr、La、Co和Fe助剂对催化剂微观结构及其催化二硝基甲苯(DNT,C6H3CH3(NO2)2)加氢制备甲苯二胺(TDA,C6H3CH3(NH2)2)性能的影响。通过XRD,BET,H2-TPD、H2-TPR和XPS技术对催化剂进... 采用等体积浸渍法制备了负载型Ni/SiO2催化剂,研究了Ce、Zr、La、Co和Fe助剂对催化剂微观结构及其催化二硝基甲苯(DNT,C6H3CH3(NO2)2)加氢制备甲苯二胺(TDA,C6H3CH3(NH2)2)性能的影响。通过XRD,BET,H2-TPD、H2-TPR和XPS技术对催化剂进行了表征。结果表明,助剂的引入促进了Ni物种在载体表面的分散,减小了Ni晶粒的尺寸,使得NiO晶粒更易还原。添加La、Fe和Zr助剂增加了有效的Ni活性中心数,有利于催化活性的提高,其中,添加La助剂制备的催化剂催化性能最优,DNT转化率和TDA选择性分别为98.1%和99.1%。但Co和Ce助剂的加入降低了化学氢吸附量,使得有效的Ni活性中心数降低,降低了催化剂的催化活性。 展开更多
关键词 二硝基甲苯 甲苯二胺 Ni SIO2催化剂 金属助剂
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活化过程对Ni-Fe催化剂的结构及二硝基甲苯催化加氢性能的影响 被引量:3
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作者 于智慧 闫泽 +1 位作者 范辉 李忠 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2227-2233,共7页
采用Fe粉替代Zn粉制备了Ni-Fe催化剂,探讨了醋酸活化过程对催化剂微观结构及催化二硝基甲苯(DNT)加氢制备甲苯二胺(TDA)催化性能的影响.实验结果表明,醋酸溶液的活化脱除了催化剂制备过程中生成的Fe2(OH)3Cl和未反应的Fe单质.活... 采用Fe粉替代Zn粉制备了Ni-Fe催化剂,探讨了醋酸活化过程对催化剂微观结构及催化二硝基甲苯(DNT)加氢制备甲苯二胺(TDA)催化性能的影响.实验结果表明,醋酸溶液的活化脱除了催化剂制备过程中生成的Fe2(OH)3Cl和未反应的Fe单质.活化时间的延长导致催化剂中Fe元素和活性组分Ni的含量逐渐增大,催化剂中Fe元素的存在导致Ni呈现富电子状态.随着活化时间(0.5-2 h)的延长,Ni-Fe催化剂中金属Ni的分散度和化学氢吸附量逐渐增大,原料DNT的转化率变化不大,而产品TDA的选择性逐渐升高;随着活化时间的进一步延长,金属Ni的分散度和化学氢吸附量逐渐减小,产品TDA的选择性逐渐降低.活化时间为2 h时制备的Ni-Fe催化剂加氢活性最高,DNT的转化率和TDA的选择性分别达到了99.9%和99.8%.通过对产物组成的分析可知,在二硝基甲苯加氢过程中生成了4种中间体,通过逐步加氢生成甲苯二胺. 展开更多
关键词 二硝基甲苯 甲苯二胺 NI-FE 催化剂 液相加氢
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二硝基甲苯加氢制甲苯二胺催化剂的研究进展 被引量:3
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作者 闫少伟 范辉 +3 位作者 于智慧 梁川 李忠 孟凡敬 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期320-326,共7页
综述了二硝基甲苯液相加氢合成甲苯二胺催化剂的研究进展,并介绍了(Pd+Pt)/C等贵金属催化剂、雷尼镍催化剂、负载型镍基催化剂、非晶态镍催化剂和漆原镍催化剂的最新研究成果。通过对比上述各催化剂在生产成本、制备工艺及催化二硝基甲... 综述了二硝基甲苯液相加氢合成甲苯二胺催化剂的研究进展,并介绍了(Pd+Pt)/C等贵金属催化剂、雷尼镍催化剂、负载型镍基催化剂、非晶态镍催化剂和漆原镍催化剂的最新研究成果。通过对比上述各催化剂在生产成本、制备工艺及催化二硝基甲苯加氢性能等方面的优缺点,发现非晶态镍催化剂不但价格低廉,而且在1MPa低压二硝基甲苯液相加氢的反应中表现出与(Pd+Pt)/C工业催化剂相似的活性和选择性,是替代二硝基甲苯液相加氢贵金属和雷尼镍工业催化剂的首要选择;漆原镍催化剂制备工艺简单,价格低廉,且在众多的加氢反应中表现出与骨架镍催化剂相似的催化性能,也具有较大的工业化潜质。 展开更多
关键词 二硝基甲苯 加氢 甲苯二胺 催化剂
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溶剂极性对微波辐射老化制备前驱体及CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂结构的影响 被引量:6
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作者 崔晓曦 范辉 +1 位作者 郑华艳 李忠 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第3期495-502,共8页
在制备CuO/ZnO/Al2O3催化剂的老化过程中,采用微波辐射老化技术,着重研究了溶剂极性对前躯体物相组成,烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂结构及其在浆态床合成甲醇工艺中催化性能的影响。通过XRD、DTG、H2-TPR,FTIR、HR-TEM和XPS对前驱体及催化... 在制备CuO/ZnO/Al2O3催化剂的老化过程中,采用微波辐射老化技术,着重研究了溶剂极性对前躯体物相组成,烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂结构及其在浆态床合成甲醇工艺中催化性能的影响。通过XRD、DTG、H2-TPR,FTIR、HR-TEM和XPS对前驱体及催化剂表征表明,沉淀母液在微波辐射条件下进行老化,溶剂的极性对前躯体物相组成及催化剂结构影响显著。随着溶剂极性的增大,Zn2+/Cu2+取代Cu2(CO3)(OH)2/Zn5(CO3)2(OH)6中Cu2+/Zn2+的取代反应增强,使得前躯体中(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2(CO3)(OH)2物相的含量增多,结晶度提高,导致烧后CuO/ZnO/Al2O3催化剂中CuO-ZnO协同作用增强,且CuO晶粒减小,表面Cu含量增加,催化剂活性和稳定性提高。水溶剂的极性最大,制备的催化剂活性和稳定性最好,甲醇的时空收率(STY)和平均失活率分别为320 mg.g-1.h-1和0.11%.d-1。 展开更多
关键词 微波辐射 溶剂极性 甲醇合成 浆态床 CuO/ZnO/Al2O3催化剂
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镍盐前体对Ni-Fe/γ-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响 被引量:2
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作者 钟朋展 孟凡会 +2 位作者 崔晓曦 刘军 李忠 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1845-1848,1875,共5页
以3种不同镍盐(硝酸镍、乙酸镍和氯化镍)为前体,采用等体积浸渍法制备了双金属Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,分别记作Ni-Fe-N、Ni-Fe-Ac和Ni-Fe-Cl,在浆态床反应装置上对各催化剂CO甲烷化催化活性进行评价。结果表明,Ni-Fe-N甲烷化催化活性最高... 以3种不同镍盐(硝酸镍、乙酸镍和氯化镍)为前体,采用等体积浸渍法制备了双金属Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,分别记作Ni-Fe-N、Ni-Fe-Ac和Ni-Fe-Cl,在浆态床反应装置上对各催化剂CO甲烷化催化活性进行评价。结果表明,Ni-Fe-N甲烷化催化活性最高,CO转化率、CH4选择性分别为97.2%和87.3%;而Ni-Fe-Cl甲烷化催化活性最低,CO转化率、CH4选择性分别为47.3%和58.7%。通过XRD、H2-TPR和CO-TPD等表征技术探讨了催化剂的微观结构与甲烷化催化活性之间的关系,发现Ni-Fe-N甲烷化活性高的原因是NiO晶粒小、分散好,Ni与Fe之间具有较好的协同作用,并且CO吸附量大。 展开更多
关键词 前体 浆态床 CO甲烷化 镍铁双金属催化剂
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