催化劑的案例
《Small》田鶴/張進(jìn)濤/夏海兵：碳?xì)饽zFe單原子催化劑，可充電鋅空氣電池中的高效氧電催化劑
圖1，
A,D) 低倍率和 B) 高倍率 TEM 圖像，C) Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑的高分辨率 TEM 圖像，E) 高分辨率 TEM 圖像和 F) 單個 Fe-的 HAADF-STEM-EDS 映射圖像。單個 Fe-Ni ANC 中元素 Ni（黃色）和 Fe（紅色）的分布。
圖5，
A) 碳布、Fe NC@NSCA 催化劑、Ni NP@NSCA 催化劑、Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑和商業(yè)RuO
2
催化劑在 1M KOH 溶液中的 OER 極化曲線。B) Fe NC@NSCA 催化劑、Ni NP@NSCA 催化劑、Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑和商業(yè)RuO
2
催化劑的 Tafel 圖。C) Fe NC@NSCA 催化劑、Ni NP@NSCA 催化劑、Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑和商業(yè)RuO
2
催化劑在 260 mV 過電位下的 EIS 光譜。D) Fe NC@NSCA 催化劑、Ni NP@NSCA 催化劑、Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑和商業(yè)RuO
2
催化劑的 ECSA。E) Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑和商用 RuO
2
催化劑 12 小時的計時電流曲線以評估其耐久性。F）Fe-Ni ANC@NSCA催化劑在15000次循環(huán)前后的OER極化曲線。
圖7，
A) 與 Fe-Ni ANC@NSCA 催化劑組裝的 ZAB 的示意圖模型。
展開 催化燃燒如何選擇催化劑
voc催化燃燒應(yīng)用范圍：
1.可用于有機(jī)溶劑的凈化處理（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機(jī)廢氣）：
2.適用于電線、電纜、漆包線、機(jī)械、電機(jī)、化工、儀表、汽車、自行車、摩托車、發(fā)動機(jī)、磁帶、塑料、家用電器等行業(yè)的有機(jī)廢氣凈化：
3.可用于各種烘道、印鐵制罐、表面噴涂、印刷油墨、電機(jī) 緣處理、皮鞋粘膠等烘干流水線，凈化各工序產(chǎn)生的有機(jī)廢氣：
催化劑是催化燃燒法的中心，一種好的催化劑具有催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強度高、壽命長等特性。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不只與催化活性材料自身的活性有關(guān)，而且與催化載體的物理性狀有著直接關(guān)系。所以，在選擇習(xí)慣的催化活性材料的同時，還有必要考慮催化載體的物理形狀，確保催化劑有較高的活性，到達(dá)催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時改動，如果催化劑不能習(xí)慣必定范圍內(nèi)的溫度改動，催化劑的功用就會下降，凈化效率就會下降。因而，催化劑具有習(xí)慣必定范圍內(nèi)的溫度改動。
3、強度高。在催化燃燒過程中，催化劑往往會因高溫、振蕩和氣流等因素的效果，使催化劑發(fā)生決裂和磨損，決裂和磨損會造成催化劑的活性下降，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。
4、壽命長。催化活性材料大都比較貴重，所以，設(shè)計時選用催化劑時應(yīng)盡量使用壽命較長的催化劑。
附能力。
展開 工業(yè)催化200年，盤點那些改變?nèi)祟惿鐣墓I(yè)催化劑！
催化裂化是石油化工中最核心的工藝之一，石油裂化催化劑是目前世界上用量最大的一種催化劑。
9. 烯烴聚合工業(yè)——Ziegler-Natta催化劑
1950年，德國科學(xué)家Karl Ziegler開發(fā)了利用H2,乙烯和Al直接合成三乙基鋁的工藝，并隨后發(fā)現(xiàn)TiCl4或ZrCl4與三乙基鋁組合的催化體系能夠在常溫和常壓下以高的活性催化乙烯聚合得到高分子量的聚乙烯，該催化劑后被Natta稱為Ziegler催化劑。1954年，意大利科學(xué)家Natta利用AlEt3還原TiCl4得到了TiCl3/AlEt3為主催化劑，AlEtCl為助催化劑的第一代Ziegler-Natta催化劑，并成功制備出了高等規(guī)度的聚丙烯，開創(chuàng)了等規(guī)聚合物的先河。1963年，Ziegler和Natta兩人同獲Nobel化學(xué)獎（在高聚物的化學(xué)性質(zhì)和技術(shù)領(lǐng)域中的研究發(fā)現(xiàn)）。
Ziegler-Natta催化劑經(jīng)過60余年的發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)今最成熟和最廣泛使用的烯烴聚合催化劑，被應(yīng)用于全球90%以上聚烯烴產(chǎn)品制備中，對整個人類社會發(fā)展所產(chǎn)生的推動作用是無與倫比的！利用Ziegler-Natta催化劑所生產(chǎn)出來的聚烯烴產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用到科技、軍事、日常生活的方方面面。對于人類的吃、穿、用、住、行都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。可以毫不夸張的說，離開Ziegler-Natta催化劑，現(xiàn)代社會將難以維系！
10. 丙烯氨氧化制丙烯腈
1959年，Idol采用Bi/Mo作為催化劑，開發(fā)了丙烯氨化氧化制備丙烯腈的工藝。丙烯腈是合成纖維，合成橡膠和合成樹脂的重要單體。由丙烯腈制得聚丙烯腈纖維即腈綸，其性能極似羊毛，因此也叫合成羊毛。
11.
展開 福州大學(xué): 吸光范圍可達(dá)紅光區(qū)的碳氮結(jié)構(gòu)光催化劑用于氧化還原催化反應(yīng)
【引言】
太陽能是可再生、可持續(xù)的清潔能源，為了解決全球能源與環(huán)境問題，利用太陽能進(jìn)行光催化反應(yīng)將反應(yīng)底物轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品已經(jīng)引起了科研界的廣泛關(guān)注。而尋找一系列廉價、穩(wěn)定和高效的光催化劑成為該研究的關(guān)鍵。碳氮聚合結(jié)構(gòu)光催化劑由于制備方法簡單以及擁有合適的帶隙，因此近年來被大量研究（尤其是氮化碳光催化劑）。在太陽光譜中，可見光和近紅外光分別占全光譜的45%和50%。為了更充分地利用太陽光，擴(kuò)大催化劑的吸光范圍成為當(dāng)前研究熱點之一，目前主要的方法包括表面等離激元修飾以及摻雜改性半導(dǎo)體等。一般來說，氮化碳聚合物光催化劑只能吸收到可見光區(qū)（460 nm左右），遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足對太陽光充分利用的要求。當(dāng)前，僅有幾篇文章報道了可以將氮化碳聚合物催化劑的吸光范圍擴(kuò)大到接近紅外區(qū)。
【成果簡介】
近日，福州大學(xué)能源與環(huán)境光催化國家重點實驗室在Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表最新研究成果“Photochemical Construction of Carbonitride Superstructures for Red-Light Redox Catalysis”。本文通過一種光化學(xué)聚合方法制備了具有準(zhǔn)二維結(jié)構(gòu)的新型碳氮聚合物催化劑。通過固體核磁和X射線近邊吸收譜證實該催化劑是一種三嗪基聚合物。這種新型碳氮催化劑吸光范圍可以達(dá)到735 nm的紅光區(qū)，是目前為止所報道的碳氮基催化劑中吸光范圍最寬的。在紅光區(qū)，該催化劑可以有效發(fā)揮氧化還原催化作用，比如醇的氧化和二氧化碳的還原催化反應(yīng)。另外，本文也敬賀福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院校友吳新濤院士八十大壽。
【圖文導(dǎo)讀】
圖一 光化學(xué)方法合成催化劑圖示
UV light光源：125 W高壓汞燈（波長大于280 nm）
圖二 氮化碳基催化劑結(jié)構(gòu)表征
a.
展開 
：單原子催化劑載體不可忽視的作用：可直接參與催化反應(yīng)
通過系統(tǒng)實驗和理論研究，作者發(fā)現(xiàn)，在TiO2負(fù)載的單原子鈀催化劑中，鈀周邊所形成的Pd-O-Ti(III)原子級界面可以在室溫條件下有效活化氧氣形成超氧離子，使催化劑擁有優(yōu)越的低溫催化氧化一氧化碳活性，在溫室氣體（如甲烷）和揮發(fā)性有機(jī)污染物（如甲苯）的氧化消除中也表現(xiàn)優(yōu)異。相關(guān)研究的難度主要在于Pd-O-Ti(III)原子級界面的結(jié)構(gòu)表征，通過與中科院物理所（原子分辨能量損失譜），上海光源和加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)（X射線吸收）的合作，該研究團(tuán)隊很好地實現(xiàn)了相關(guān)催化界面的原子分辨表征，為深入理解其中的催化分子機(jī)制提供了重要保障。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1 在TiO2負(fù)載的單原子鈀催化劑中，Pd-O-Ti(III)原子級界面快速地活化O2形成超氧離子，從而促進(jìn)CO的催化氧化
【小結(jié)】
該項研究結(jié)果很好地展示了單原子催化劑的活性中心不局限于單原子分散的金屬中心，與其相鄰的載體金屬原子亦有可能直接參與催化反應(yīng)。換言之，單原子催化劑的金屬氧化物載體也有可能成為催化活性位點的重要部分。因此，在設(shè)計高效的單原子催化劑時，需要考慮金屬前驅(qū)體、載體和制備條件對催化劑微觀結(jié)構(gòu)的影響。這一研究結(jié)果很好地回答了單原子催化領(lǐng)域一個有爭議性的問題：為何基于同種活性金屬元素的單原子催化劑在相同催化反應(yīng)中表現(xiàn)出完全不同的性能？同時，催化領(lǐng)域中觀察到的一些現(xiàn)象也可以從載體的鄰近效應(yīng)去理解，例如堿金屬離子的助催化作用、催化反應(yīng)前預(yù)還原處理等。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)為理性設(shè)計合成高效的單原子催化劑提供了重要理論指導(dǎo)，也將推動單原子催化劑的深層次機(jī)理研究。
展開 催化劑失活原因及各類再生情況，你都了解嗎？
非貴金屬催化劑再生：
① Ca中毒，加大催化劑置換量，常壓加強電脫鹽效果，注入脫鈣劑，用油溶性破乳劑；
V中毒，加大催化劑置換量，用較好的平衡劑或磁分離劑置換，選用Ni、V雙金屬鈍化劑；
Ni系列催化劑再生，這類催化劑在再生處理前期需要在反應(yīng)器燒焦前，對催化劑的硫化物質(zhì)進(jìn)行清理，還需要使用加熱爐管的方式進(jìn)行除焦處理，催化劑脫油主要是使用清油置換的方式處理的。
其次，水蒸汽-空氣再生技術(shù)。這種再生技術(shù)操作法比較簡單，產(chǎn)生的尾氣對下游裝置沒有影響，污染程度較低。
② 釩系催化劑再生。釩系催化劑再生機(jī)理主要是使用去離子水浸泡直接將能溶于水的中毒物質(zhì)溶解后洗去，使用硫酸浸泡處理方法可以將全部的堿金屬中毒元素消除，同時對催化劑產(chǎn)生硫酸化作用。
釩系催化劑的再生過程是先將失去活性的催化劑使用焙燒的方式將表面的積炭清洗干凈，并選取比較合適的粒度進(jìn)行匹配，并對催化劑表面的活性組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地整理，使用浸漬補加法進(jìn)行活性組分，然后使用滾筒進(jìn)行脫水、干燥、烘干活化等處理。
③ Co系催化劑再生。Co價格比較高，再生技術(shù)較復(fù)雜。Co系催化劑在操作過程中，由于催化劑表層積炭比較多，從而造成催化劑失去活性。針對這類的催化劑可以通過在生技術(shù)將催化劑的活性恢復(fù)到正常水平，但在再生處理的過程中，比較容易引起催化劑的性能發(fā)生改變。
另外，加氫處理的催化劑會隨著溫度的身高，起所暴露的Mo2+離子會隨之增加，而Co2+就會相應(yīng)的減少。在400℃以上的高溫中進(jìn)行再生處理，其中水的存在，會對催化劑的功能產(chǎn)生一定的影響，其中加氫轉(zhuǎn)化和加氫活化性能會有所下降。
展開 從工業(yè)視角來看催化劑的開發(fā)現(xiàn)狀和未來發(fā)展
本文章概述了目前正在開發(fā)的最有前途的催化劑的技術(shù)時間表和特性，并討論了貴金屬和非貴金屬催化劑的剩余挑戰(zhàn)。最后，強調(diào)了催化劑和催化劑層組合設(shè)計策略的重要性，并對該領(lǐng)域的未來前景進(jìn)行了簡要討論。
在考慮 PGM （貴金屬）催化劑的活性時，有兩個主要指標(biāo)：(1) 比活性 (μA/cm2) 和 (2) 質(zhì)量活性 (A/mg)。催化劑的比活性提供了有關(guān)固有信息，因此是研究人員調(diào)整催化劑結(jié)構(gòu)和催化劑的電子特性以最大限度地提高氧還原反應(yīng)的交換電流密度的重要參數(shù)。由于比活性僅與發(fā)生在催化劑表面的過程有關(guān)，因此對于電極質(zhì)量不是關(guān)注因素的單個催化劑研究來說，它是一個很好的指標(biāo)。事實上，正是通過分析和比較比活性，許多最重要的催化劑取得了進(jìn)展，包括 Pt3Ni(111) 的開創(chuàng)性工作，其比活性比商業(yè) Pt/C 高 90 倍，并且具有對全球催化研究工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。但是，對于工業(yè)應(yīng)用，成本是首要考慮因素；因此，質(zhì)量活性最終才是最重要的，因為這個指標(biāo)可以直接轉(zhuǎn)移到成本上。重要的是，該指標(biāo)考慮了固有活性（比活性）和利用率（表面原子與體積的比率）。
因此，對于這個觀點，在討論下一代 ORR 催化劑時，主要的活性指標(biāo)將是質(zhì)量活性。
在深入分析之前的另一個重要概念是“Pt 利用率”，根據(jù)是采用催化劑還是催化劑層的觀點，它可能具有非常不同的含義。
定義1：對于催化劑研究人員來說，Pt 利用率基于“分散”的概念，是表面原子與體積比的量度。從這個意義上說，Pt 的利用率與陰極催化劑層 (CCL) 的設(shè)計程度無關(guān)。
定義2：
對于催化層研究人員而言，Pt 利用率可以指膜電極組件 (MEA) 中電化學(xué)可利用 Pt 面積與預(yù)期 Pt 面積之比 [基于透射電子顯微鏡 (TEM)、X 射線衍射 (XRD)、旋轉(zhuǎn)圓盤電極 (RDE) 或其他測量]。
展開 國內(nèi)外加氫裂化催化劑技術(shù)發(fā)展
2017年該催化劑在俄羅斯斯拉夫煉油廠進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用獲得滿意效果。
02
RIPP
RIPP最新研制了RHC-224C，RHC-210，RHC210F等加氫裂化催化劑，其中RHC-224C適用于靈活型加氫裂化流程，與上一代催化劑RHC-220相比，堆積密度降低了10％，在相同工藝條件下，尾油產(chǎn)品中鏈烷烴含量提高而BMCI值降低。RHC210，RHC-210F適用于生產(chǎn)石腦油，其中RHC-210與上一代催化劑相比，具有更低的堆積密度和更高的反應(yīng)活性；為了提高催化劑的市場競爭力，RHC210F致力于降低催化劑的成本。
03
中國石油化工研究院
近年來，中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院針對多產(chǎn)中間餾分油的生產(chǎn)需求，通過USY與高硅Beta二元分子篩合理復(fù)配，兩種分子篩產(chǎn)生協(xié)同催化作用，開發(fā)出了加氫裂化催化劑PHC-03。該催化劑適用于最大量生產(chǎn)中間餾分油，以及生產(chǎn)高質(zhì)量的重石腦油和裂化尾油。
展開 催化劑失活的原因都有哪些？
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關(guān)鍵詞 | 催化劑 失活 原因分析
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導(dǎo) 讀
催化劑在使用過程中其活性隨著使用時間的增長而降低，催化劑的失活甚至可以導(dǎo)致反應(yīng)系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)操作。催化劑失活與多種因素有關(guān)，這些因素的定性定量分析極其復(fù)雜困難。
影響催化劑失活的原因很多。有人把它們基本歸納為兩類：一是化學(xué)變化引起的失活；二是結(jié)構(gòu)改變引起的失活。還有人歸納為三類：即化學(xué)失活、熱失活和機(jī)械失活。
其實催化劑失活萬變不離其宗，我們可以簡單劃分為中毒、結(jié)焦和堵塞、燒結(jié)和熱失活三大類來進(jìn)行討論。
PART 1
中毒引起的失活
①毒物分析
催化劑的活性由于某些有害雜質(zhì)的影響而下降稱為催化劑中毒，這些物質(zhì)稱為毒物。在大部分情況下，毒物來自進(jìn)料中的雜質(zhì)，也有因反應(yīng)產(chǎn)物(如平行反應(yīng)或連串反應(yīng)的毒產(chǎn)物)強烈吸附于活性位而導(dǎo)致的催化劑中毒。通常所說的毒物都是相對于特定的催化劑和特定的催化反應(yīng)而言的，下面就列出了一些催化劑上進(jìn)行反應(yīng)的毒物。
展開 三元催化劑催化氧化反應(yīng)
汽車尾氣中含有CO，碳?xì)浠衔锏任廴疚铮枰?jīng)過三元催化劑氧化成無毒的氣體。三元催化劑為固體，經(jīng)過高溫流體的加熱，達(dá)到反應(yīng)溫度，開始催化反應(yīng)。因此，固體和氣體溫度有一定差距。本例子中通過UDS定義固體溫度，計算固體和流體的熱交換，并且通過UDF源項定義了催化氧化反應(yīng)。
三元催化劑中的催化氧化反應(yīng)如下：
計算條件如下：
計算得到的三元催化劑中心固體和氣體溫度變化如下：
計算得到的三種污染物的脫除效率：
反應(yīng)穩(wěn)定時，流體和固體上的溫度分布：
計算結(jié)果視頻如下：
三元催化劑反應(yīng)-固體溫度變化
三元催化劑反應(yīng)-流體溫度變化
三元催化劑反應(yīng)-CO體積分?jǐn)?shù)
展開 加氫催化劑、加氫反應(yīng)器知識分享
由于操作條件苛刻，設(shè)備投資和操作費用高，應(yīng)用不如催化裂化廣泛。但加氫裂化過程可以處理含硫等雜質(zhì)和芳烴含量較高的原料，原料在進(jìn)裂化反應(yīng)器前先進(jìn)加氫精制反應(yīng)器經(jīng)嚴(yán)格精致。裂化反應(yīng)器進(jìn)料因目的產(chǎn)品不同，可進(jìn)循環(huán)油，或不進(jìn)循環(huán)油。循環(huán)油的范圍很寬，可以是汽油以下的所有餾分油，也可以是柴油以下的(>350℃)重餾分油。多數(shù)原料可以采用固定床反應(yīng)器，但渣油加氫裂化必須采用沸騰床反應(yīng)器，加氫裂化催化劑必須適應(yīng)相應(yīng)的原料和反應(yīng)條件及設(shè)備。
2、加氫精制催化劑
加氫精制催化劑去除油品中的硫、氮的化合物，并使芳烴轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)烷烴所采用的催化劑。活性組分為鑰、鉆、鎢、磷等金屬的復(fù)合氧化物或硫化物。
選型指南
需要考慮以下因素：
（1）活性
（2）選擇性
（3）穩(wěn)定性
（4）機(jī)械強度
（5）再生性能
（6）安全性
（7）性價比
另外，還需要考慮原料藥的種類和構(gòu)成性質(zhì)，目的產(chǎn)品質(zhì)量和分布要求，加氫工藝過程，壓力等級，氫油體積比，體積空速。
確定合適的催化劑，最佳的工藝條件，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量和分布要求的同時，最大限度控制和減少副反應(yīng)發(fā)生，減少氫氣的消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。
注意事項
運送催化劑不要在地上滾動，防止催化劑粉碎
催化劑開桶，每桶留樣品10ml，混合后作催化劑分析。
開桶后根據(jù)催化劑情況決定是否過篩。
必須按設(shè)計高度裝填催化劑。
催化劑倒入裝填斗裝入反應(yīng)器，必須是用帆布袋，搬運催化劑要輕拿輕放，不能滾動鐵桶。
參加裝劑人員嚴(yán)防把其他物品帶入反應(yīng)器，如鑰匙，小刀，鐵絲和鉛絲等物品。
進(jìn)入反應(yīng)器人員必須辦 證，佩戴防塵面具。
進(jìn)入反應(yīng)器前，對反應(yīng)器內(nèi)氣體采樣分析，合格允許進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)。反應(yīng)器必須與系統(tǒng)隔絕加盲板。
展開 
丙烷脫氫（PDH）制丙烯工藝、原理及催化劑
02
鉻基催化劑
氧化鉻作為已經(jīng)工業(yè)化的PDH催化劑，很少用于氧化脫氫的研究，也并沒有較好的氧化脫氫效果。鉻基催化劑體系主要為負(fù)載型氧化鉻。
03
鈷基催化劑
鈷基催化劑具有較高的丙烷氧化脫氫活性，但對其研究并不多。這類催化劑往往存在一些問題：一方面，氧化能力強，造成丙烷非常容易深度氧化，丙烯選擇性一般都比較小；另一方面，由于鈷價態(tài)的多變性，氧化鈷類催化劑在反應(yīng)過程中的穩(wěn)定性也會存在一定的問題。
04
鎳基催化劑
氧化鎳基催化劑在乙烷的氧化脫氫中研究較多，表現(xiàn)出較好的催化性能。在丙烷氧化脫氫中，鎳基催化劑同樣也有較多研究。相比其他催化劑體系，鎳基催化劑具有低溫高活性、低成本特點，被認(rèn)為是一種具有工業(yè)化潛力的催化劑體系。對于純氧化鎳而言，丙烷氧化脫氫低溫活性高，但存在丙烯選擇性低且易積炭失活的問題，而通過負(fù)載、摻雜等措施，可以對丙烯的選擇性有較大的提高。鎳基催化劑可分為負(fù)載型和非負(fù)載型兩類，以非負(fù)載型研究居多。
在氧化鎳中摻雜過渡金屬元素是調(diào)控鎳基催化劑的主要手段。如引入Ti、Zr等元素后，催化劑不僅具有低溫高活性，同時具有可觀的丙烯選擇性。
展開 ：自模板法合成雙層多孔納米管光催化制氫催化劑
【引言】
目前，自模板策略是一種合成中空結(jié)構(gòu)催化劑簡單易行的方法。在半導(dǎo)體上定向光沉積負(fù)載助催化劑與化學(xué)沉積或物理混合相比，更能有效地利用助催化劑。但是，開發(fā)具有開放端口的多孔納米管非均相光催化劑，以及負(fù)載空間分離的雙助催化劑，仍然具有很大的挑戰(zhàn)。本文采用自模板和原位光沉積策略，獲得了具有增強光催化制氫活性的CoOx/ZnS@CdS/Ni雙層多孔納米管催化劑。
【成果簡介】
提高半導(dǎo)體光催化劑光轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵在于提升光生載流子的分離效率。近日，天津大學(xué)的張兵（通訊作者）等人通過自模板轉(zhuǎn)換策略，制備了ZnS@CdS雙層多孔納米管（PNTs），這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)在管的內(nèi)壁和外壁上分別具有分離的氧化和還原位點。采用Ni和CoOx作為雙助催化劑，進(jìn)行選擇性光沉積后，作為電子收集器和還原反應(yīng)位點的Ni納米顆粒負(fù)載在CdS外殼上，而作為空穴收集器和氧化反應(yīng)位點的CoOx納米粒子負(fù)載在ZnS內(nèi)殼上。新型的CoOx/ZnS@CdS/Ni光催化劑具有以下特點：自模板衍生薄的介孔異質(zhì)結(jié)；光沉積衍生的空間分離雙重助催化劑，其協(xié)同效應(yīng)能夠為光生電子和空穴的有序轉(zhuǎn)移提供驅(qū)動力并促進(jìn)表面催化反應(yīng)，極大提高了光催化制氫活性。此外，這一簡單的策略可以擴(kuò)展到制備具有增強光催化活性的CoOx/ZnSe@CdSe/Ni PNT材料的合成上。相關(guān)成果以“Self-template synthesis of double-layered porous nanotubes with spatially separated photoredox surfaces for efficient photocatalytic hydrogen production”為題發(fā)表在Science Bulletin上。
展開 乙苯裝置催化劑快速失活問題分析與對策
催化劑快速失活問題分析
01
催化劑失活因素分析
乙苯催化劑是路易斯酸性催化劑，催化劑失活包括兩種情況：一種是催化劑表面積炭，堵塞催化劑分子通道，如催化干氣中的炔烴、雙烯烴和重?zé)N等會造成該情況，但原料中這些組分含量一般較少，該因素引起催化劑失活耗時較長；另一種是催化劑接觸了有毒物質(zhì)而快速失活，如氨或有機(jī)胺等堿性物質(zhì)與催化劑接觸，會使催化劑快速失去活性酸中心，從而快速失活。
02
影響催化劑活性因素的雜質(zhì)來源
催化干氣是上游催化裂化裝置(催化裝置)催化裂解產(chǎn)生的可燃性氣體，一般含有體積分?jǐn)?shù)10%~30%的乙烯，該氣體經(jīng)干氣脫硫裝置的有機(jī)胺吸收脫硫后進(jìn)入乙苯裝置。
對不同的工藝過程，催化干氣中影響催化劑活性和壽命的雜質(zhì)不同，如：
①若原料含氮，催化干氣可能會含有少量氨氣；
②反應(yīng)深度較高時，催化干氣中就會含有炔烴、雙烯烴；
③催化裝置再吸收塔采用的吸收劑不同或受生產(chǎn)負(fù)荷影響，所產(chǎn)催化干氣中就會含有汽油或柴油等重?zé)N組分；
④干氣脫硫裝置脫硫劑的解吸深度不同，會有降解氨溶于脫硫劑中，使催化干氣攜帶氨；
⑤干氣脫硫裝置生產(chǎn)波動，吸收塔沖塔，會使催化干氣攜帶大量有機(jī)胺。
失活案例
為了進(jìn)一步了解乙苯裝置催化劑失活情況，對多套乙苯裝置進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研。
展開 三元催化劑催化氧化反應(yīng) ￥5000
三元催化劑經(jīng)過高溫流體的加熱，達(dá)到反應(yīng)溫度，開始催化反應(yīng)，本例子只計算了催化氧化反應(yīng)。三元催化劑中的催化氧化反應(yīng)如下：
反應(yīng)并不是通過fluent自帶的反應(yīng)模型計算，而是通過添加源項計算反應(yīng)。
計算條件如下：
計算得到的三種物質(zhì)的脫除效率：
監(jiān)視催化劑（多孔介質(zhì)）中心點的溫度變化曲線如下：
在前10秒，流體溫度高于固體溫度，流體加熱固體，10秒之后，由于催化氧化反應(yīng)的發(fā)生，催化劑上的溫度急劇增加，固體溫度高于流體溫度，固體加熱流體。
反應(yīng)穩(wěn)定時，流體和固體上的溫度分布：
高清視頻：
三元催化劑反應(yīng)-固體溫度變化：三元催化劑反應(yīng)-流體溫度變化：三元催化劑反應(yīng)-CO體積分?jǐn)?shù)：
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