首页 > 学术论文

三氟甲烷水解铝基催化剂的制备和性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:08:06
热度:

三氟甲烷水解铝基催化剂的制备和性能研究【摘要】:CHClF2是工业上生产常用聚合物、发泡剂和灭火剂重要原料,CHF3是生产CHClF2过程中的主要副产物。CHF3是一种较强的合成性

【摘要】:CHClF2是工业上生产常用聚合物、发泡剂和灭火剂重要原料,CHF3是生产CHClF2过程中的主要副产物。CHF3是一种较强的合成性温室气体,是全球第二大温室气体。它的温室效应大约是二氧化碳的11700倍。在气候变化日益受到重视的今天,寻找和探索有效的方法来处理CHF3和其他温室气体将刻不容缓。现在已经有很多针对氟氯烃和二氧化碳处理的研究,但是有关CHF3处理的研究仍然是寥寥无几。 本论文主要研究A1203晶型、水汽浓度和Zn含量对CHF3水解A1203催化剂的活性和稳定性的影响。通过X射线衍射,EDS表面元素分析、BET分析等表征手段,考察了反应前后催化剂的物相组成、表面基团变化。根据实验数据、表征结果和热力学分析,提出了CHF3在A1203催化水解时的反应机理,且该机理能较好解释水汽影响和催化剂失活的原因。 论文主要考察了CHF3分解过程中,不同晶型Al2O3的活性和稳定性。实验通过拟薄水铝石在600℃煅烧4h得到γ-Al2O3,900℃焙烧得到δ-Al2O3,1200℃煅烧4h得到α-Al2O3催化剂。虽然α-Al2O3在反应产物HF腐蚀性的环境中很稳定,但由于其表面羟基量和表面积均较小,该催化剂几乎没有活性。δ-Al2O3, γ-Al2O3和AlOOH均对CHF3的催化水解显示较高的活性,但经过长时间的反应后,都不可避免的被氟化成AlF3或者在高温下转化成α-Al2O3而导致逐渐失活。选择活性较高的γ-Al2O3和AlOOH,结果表明,通过增加水汽浓度和添加Zn助剂可以很好地抑制它们被氟化。 实验结果显示铝基催化剂催化CHF3水解温度为350℃~520℃。水汽的浓度对催化剂活性和稳定性影响等具有较大影响。结果表明,少量水蒸汽(0.8%)的存在可以显著提高γ-Al2O3催化剂的活性。当水汽浓度增加到2.8%以后,催化剂的活性将不再提高,然而当水汽浓度提高到30%后,催化剂的稳定性显著增加。 Zn是改善A1203催化剂活性和稳定性的一个有效助剂。实验发现γ-Al2O3表面掺杂Zn可以有效改善催化剂的活性和稳定性。XRD结果显示γ-Al2O3表面掺杂Zn后,部分Zn和Al在催化剂制备过程中形成ZnAl2O4固溶体。实验结果证实,虽然ZnAl2O4本身没有催化活性,但其可以起到结构助剂的作用,可以避免γ-Al2O3在高温中的相变而形成α-Al2O3。 基于实验结果和热力学分析,论文提出了水汽影响和催化剂失活原因的反应机理。在高浓度水汽中,A1203催化剂被完全羟基化,生成大量的-OH。CHF3和-OH相互作用,两个F原子结合两个H原子释放出两个HF,CHF3转变成中间物种CHF吸附在催化剂表面形成Al-O表面-CHF-O表面-Al,该物质阻止了催化剂的继续氟化。该中间体继续和H20作用并生成一个HF。通过反应循环,OH-(Al-O)不断和CHF3反应保存了催化剂的活性位,而OH-(Al-O)和HF反应则导致了催化剂失活,并最终转化成A1F3。 【关键词】:氧化铝 水汽浓度 废气处理 三氟甲烷 稳定性 Zn
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O643.36
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-12
  • 第一章 文献综述及研究内容12-25
  • 1.1 课题背景12
  • 1.2 CHF_3的性质12-13
  • 1.2.1 物理性质12-13
  • 1.2.2 化学性质13
  • 1.3 CHF_3来源-HCFC-22的生产13-15
  • 1.3.1 HCFC-22的应用概况14
  • 1.3.2 HCFC-22的生产流程14
  • 1.3.3 HCFC-22的生产现状14-15
  • 1.4 国内外CHF_3的处理现状15-23
  • 1.4.1 CHF_3的热分解15-18
  • 1.4.1.1 高温氧化分解15-16
  • 1.4.1.2 等离子体分解16-17
  • 1.4.1.3 高温热解17-18
  • 1.4.2 CHF_3的强碱分解18
  • 1.4.3 CHF_3的催化分解18-23
  • 1.4.3.1 催化氢解19
  • 1.4.3.2 催化转化19-20
  • 1.4.3.3 催化水解20-22
  • 1.4.3.4 不同氯氟烃分解催化剂的研究现状22-23
  • 1.4.3.5 水汽浓度对催化剂影响的研究23
  • 1.4.3.6 助剂添加催化剂影响的研究23
  • 1.5 研究内容23-25
  • 1.5.1 主要研究内容23-24
  • 1.5.2 实验创新点24-25
  • 第二章 实验方法25-30
  • 2.1 实验试剂与仪器25-26
  • 2.2 催化剂的制备26
  • 2.2.1 不同晶型Al_2O_3催化剂的制备26
  • 2.2.2 Zn/Al_2O_3催化剂的制备26
  • 2.3 催化剂活性评价26-29
  • 2.3.1 实验流程26-27
  • 2.3.2 实验方法27
  • 2.3.3 产物分析方法27-28
  • 2.3.4 CHF_3水解性能指标的计算28-29
  • 2.4 催化剂表征29-30
  • 2.4.1 X射线衍射表征29
  • 2.4.2 SEM-EDS能谱分析29
  • 2.4.3 BET表征29-30
  • 第三章 水汽浓度对Al_2O_3催化剂活性影响30-39
  • 3.1 水汽浓度对γ-Al_2O_3催化剂活性的影响30-32
  • 3.2 水汽浓度对AlOOH催化剂活性的影响32-34
  • 3.3 水汽浓度对δ-Al_2O_3催化剂活性的影响34-35
  • 3.4 水汽浓度对α-Al_2O_3催化剂活性的影响35-39
  • 第四章 Al_2O_3晶型对CHF_3转化率的影响39-48
  • 4.1 Al_2O_3晶型的影响39-40
  • 4.2 反应时间影响40-43
  • 4.3 反应前后催化剂XRD分析43-45
  • 4.4 水解机理讨论45-48
  • 第五章 Zn助剂对Al_2O_3催化剂活性的影响48-52
  • 5.1 Zn/γ-Al_2O_3的活性和稳定性48-49
  • 5.2 反应前后催化剂XRD分析49-50
  • 5.3 催化剂EDS分析50-52
  • 第六章 总结与展望52-55
  • 6.1 工作总结52-53
  • 6.1.1 不同晶型Al_2O_3型筛选52
  • 6.1.2 反应气体组分的影响52-53
  • 6.1.3 水解反应机理分析53
  • 6.1.4 催化剂中Zn助剂的影响53
  • 6.2 展望53-55
  • 参考文献55-61
  • 附录61-62
  • 致谢62


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

有机氟化工新材料    任伟成

过氧化氢存在下HCFC-22光解特性    钟晋贤,杨文襄,牟玉静,刘晔,陈大舟

焙烧温度对Al_2O_3载体及Pd/Al_2O_3催化剂性能的影响    何小荣;朱家义;胡晓丽;李平智;段宏昌;

催化剂五氯化锑使用寿命影响因素的探究    范春雷;

三氟碘甲烷的合成及机理    李勤华;谈玲华;杭祖圣;冒爱琴;潘仁明;

氟立昂(F_22)产品生产的工艺改进    李挡;

我国有机氟工业现状综述    张松涛

有机氟涂料研究新动向    汤凤,沈慧芳,张心亚,傅和青,黄洪,陈焕钦

F22生产的氟化反应机理    陈克明;

我国氟化工发展现状及趋势    王绍勤;倪震宇;

三氟甲烷和氯化氢气体在不同溶剂中的溶解度    刘婵;李春喜;孟洪;王子镐;

氟化工领域中国专利状况分析    吴四清;

液相氟化催化合成二氟甲烷反应机理及腐蚀性(续完)    欧阳豪;贺辉龙;周黎旸;钟依均;

氟苯胺同系物降解性能对比实验研究    余慧;张超杰;周琪;

氟苯胺好氧生物降解性能的研究    余慧;张超杰;周琪;陈玲;

Al_2O_3焙烧温度对乙炔选择加氢催化剂性能的影响    刘琳;刘百军;王宏宾;韩琪;苗译文;

利用紫外光电子能谱-质谱研究CF_3自由基的大气光化学反应    姚立;杜林;殷实;葛茂发;

焙烧温度对Ni-Fe/γ-Al_2O_3催化剂一氧化碳甲烷化性能的影响    王宁;

有机氟化物的制备及应用    付梦月;梁真镇;黄晓磊;张景利;

高性能氟-硅改性核壳型纳米乳液制备及应用研究    沈锋;姚伯龙;宋亚;

山东省氟材料行业科技发展报告    张书香;

CO经草酸二乙酯合成乙二醇催化剂研究    贺黎明

准分子紫外光源及其降解废水废气的研究    冯祥芬

基于杂萘联苯结构树脂耐热水分散涂料的研究    刘志勇

负载金催化剂的第一性原理研究:从纳米催化到单活性位非均相催化    王传明

氯代二异丙基膦和咪唑的电化学氟化及氟化产物的应用研究    毕成良

富电性钴和铁配合物在C-X(X=H,F)键活化中的应用    郑婷婷

低温等离子体协同催化反应在CO_2转化和DeNO_x过程中的应用基础研究    于琴琴

车用有机朗肯底循环系统研究    王恩华

钌基催化剂上含氯挥发性有机化合物的低温催化燃烧    冉乐

1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯型希夫碱酰亚胺共聚物的合成与表征    于赛男

脱氢芳樟醇酯化加氢合成乙酸芳樟酸的反应研究    王磊君

载体焙烧温度对氧化铝负载磷化镍结构及HDC性能的影响    史媛媛

四氟乙烯、乙烯等三元共聚合成新型含氟材料    张亚彬

易溶性功能酞菁的合成及其性质研究    段青枫

钯基催化剂的超低浓度甲烷催化燃烧特性研究    苗厚超

介质阻挡放电结合催化降解气态苯的研究    王文瑞

氟苯胺的好氧生物降解性能研究    余慧

含氟丙烯酸酯改性环氧阳离子树脂的合成及水性涂料的配制    黄元元

农药中间体2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶的合成工艺研究    袁其亮

含氟环氧树脂的合成    单松高,杨学忠,吴宏宇

TiO_2-Al_2O_3复合氧化物载体焙烧温度对Au-Pd催化剂加氢脱硫性能的影响    顾忠华;罗来涛;夏梦君;李茂康;

环氧改性氟树脂涂料研究    施铭德

氟树脂涂料的研究动向    徐龙贵,刘娅莉

载体对Au-Pd双金属催化剂加氢脱硫性能的影响    顾忠华;罗来涛;蔡建信;

Pd/Al_2O_3液相选择加氢催化剂抗硫性能研究    黄星亮,宋月芹,沈师孔

第三代ODS替代品FIC-1311    马洋博;吕剑;

二甲基硫醚光解及二甲基二硫醚生成速率研究    钟晋贤,杨文襄,牟玉静,李哲,陈大舟

含氟有机硅涂料在大桥斜拉索套管表面的涂装防护    谢家鼎,顾海金,王塘,范伟民,万建军

三氟碘甲烷制备方法的改进    许华堂;翟海啸;

VOCs催化燃烧技术及其应用    赵永才;郑重;

滴流床反应器中α-甲基苯乙烯催化加氢反应规律探讨    赵树斌;

乙炔法气相合成醋酸乙烯催化剂的研究综述    李苹;冯良荣;李子健;坤世友;袁明军;邱发礼;

四氯化碳催化加氢研究进展    张东宝;朱建军;单玉华;李明时;

催化裂化催化剂表面分析技术的研究进展    马健波;杨一青;潘志爽;曹庚振;

C_5烯烃骨架异构化工艺研究进展    祁正娟;黄勇;

电子自旋共振法在催化剂研究中的若干应用    汪汉卿;陈英武;

激光喇曼光谱原位法研究硫化态催化剂 Ⅱ.硫化态W/γ-A1_2O_3催化剂的活性组分的化学形态及其表面光谱特性    杨先春;

提高国产中变催化剂内表面利用率的途径    高崇;罗忠禹;王树清;魏奇业;

催化剂的异地预硫化处理    龙晓达

负载型纳米金催化剂投入工业生产    安立敦;

质子交换膜燃料电池抗CO催化剂PtRu/C的研究    许韵华;晋丽叶;陈敏;王永生;朱红;

硅胶键合有机磺酸催化剂的制备与表征    盖帅;徐永强;刘晨光;

污染物治理技术进展    蒋树斌;

渣油催化裂化催化剂技术最新进展    庞新梅;钱锦华;高雄厚;

Mo_2C催化剂的吸附量热研究    李林;王晓东;王爱琴;张万生;张涛;

有机酸改性的CoMo/HZSM-5催化剂的加氢脱硫活性    靳凤英;王祥生;袁景利;龙化云;杨晓宇;陈立东;郭新闻;

加氢脱硫催化剂及其新进展    周晓奇;

无机载体疏水催化剂研制    杨勇;杜阳;王和义;

摩擦催化反应中机械摩擦作用对催化剂的影响    欧阳平;姚金华;陈国需;李华峰;

李灿:“催化”人生    赵亚辉

李灿院士获今年何梁何利进步奖    记者应庆

二氧化碳变塑料    苛卫

表面化学:我们身边的科学    本报记者 张佳星

书写“水变氢”的传奇    记者 吴苡婷

他的研究“深入浅出”,至少能帮人理解“铁为什么会生锈”    潘治

科学家变废为宝二氧化碳制成塑料    

勇攀科学高峰的人    刘文

国Ⅱ车喝欧Ⅲ油得不偿失?    本报记者 张震

重卡离“国Ⅲ”还有多远?    李永钧

脂肪酸甲酯加氢制脂肪醇Cu/Zn催化剂的失活机理研究    黄辉

钛基SCR催化剂及其钾、铅中毒机理研究    姜烨

纳米碳纤维生长速率及形态调控    卢文新

微波辐射下耐硫型Pd催化剂的可控制备及在一步法合成二甲醚中的应用    褚睿智

Ni催化剂催化乙醇重整制氢的研究    王文举

乙醇重整制氢Ir-La催化剂设计及微反性能优化    陈鸿庆

改性Co_3O_4-CeO_2催化剂用于CO优先氧化反应的研究    郭强

Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究    张安杰

新型载体SiO_2-TiO_2-ZrO_2载负MoP催化剂的制备、表征及加氢精制性能    丁保宏

硫化后还原法制备磷化物催化剂及其加氢脱硫反应性能    滕阳

烟气脱硝SCR催化剂的性能研究    彭神风

甲醇液相氧化羰基化Cu-Si-Ti基催化剂的研究    刘树森

活性炭载铜催化剂的制备与催化性能研究    朱琼芳

橡胶防老剂4020合成工艺的研究    李正启

Ni/TiO_2-SiO_2催化剂的制备、表征及顺酐加氢性能研究    杨燕萍

柴油车尾气净化蜂窝状Fe-Mo/ZSM-5催化剂的试验研究    庄永涛

纳米金催化剂室温氧化CO及其再生研究    刘艳霞

改性蒙脱土负载Co催化剂的费—托合成反应行为    王光伟

焦炉煤气钌甲烷化催化剂的制备及研究    王莉萍

化学镀制备Co基催化剂及其催化硼氢化钠水解制氢的研究    张晓伟