催化加氢学习知识总结 一、概述 催化加氢是石油馏分在氢气的存在下催化加工过程的通称。 ?炼油厂的加氢过程主要有两大类： ◆加氢处理（加氢精制） ◆加氢裂化 ?加氢精制/ 加氢处理 ◆产品精制 ◆原料预处理 ◆润滑油加氢 ◆临氢降凝 ?加氢裂化 ◆馏分油加氢裂化 ◆重(渣)油加氢裂化 ?根据其主要目的或精制深度的不同有： ◆加氢脱硫（HDS） ◆加氢脱氮（HDN） ◆加氢脱金属（HDM） 加氢精制原理流程图 1－加热炉；2－反应器；3－分离器； 4－稳定塔；5－循环压缩机 ◆加氢裂化：在较高的反应压力下，较重的原料在氢压及催化剂存在下进行裂解和加 氢反应，使之成为较轻的燃料或制取乙烯的原料。可分为： ●馏分油加氢裂化 ●渣油加氢裂化 加氢精制与加氢裂化的不同点：在于其反应条件比较缓和，因而原料中的平均分子量和分子的碳骨架结构变化很小。 二、催化加氢的意义
1、具有绿色化的化学反应，原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副反应除外），具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2、产品收率高、质量好 普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。 3、反应条件温和； 4、设备通用性 三、国内外几家主要公司的馏分油加氢裂化催化剂 四、加氢过程的主要影响因素 1 反应压力 反应压力的影响往往是通过氢分压来体现的，系统的氢分压取决于操作压力、氢油比、循环氢纯度和原料的汽化率等 ①汽油加氢精制 ?氢分压在2.5MPa～3.5PMa后，汽油加氢精制反应的深度不受热力学控制，而是取 决于反应速度和反应时间。 ?在气相条件下进行，提高反应压力使汽油的反应时间延长，压力对它的反应速度影 响很小，因此加氢精制深度提高。 ?如果压力不变，通过氢油比来提高氢分压，则精制深度下降。 ②柴油加氢精制 ?在精制条件下，可以是气相也可是气液混相。 ?处于气相时，提高反应压力使汽油的反应时间延长，因此加氢精制深度提高。 ?但在有液相存在时，提高压力将会使精制效果变差。氢通过液膜向催化剂表面扩散
2014年第33卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ?3007? 化工进展 基于能带匹配理论设计CO2光催化还原催化剂的研究进展 彭辉1，吴志红2，张建林2，卢静1，吴晨啸1，李培强1，尹洪宗1（1山东农业大学化学与材料科学学院，山东泰安271018；2黄河三角洲京博化工研究院，山东滨州256600） 摘要：光催化还原CO2过程中，能带隙小的材料具备优良的可见光吸收性能，但吸收的可见光并不一定能够有效地被光催化还原作用所利用，这与催化剂能带位置有着直接关系，改变材料的能带结构对调节材料的氧化还原性能有着重要影响。本文从光催化还原CO2的基本原理出发，介绍了半导体催化剂光催化还原CO2的基本过程及催化剂价带、导带位置的决定性作用，简述了当今光催化还原CO2过程中存在的催化剂价带、导带不匹配问题，并从特定晶面生长、材料复合、形成p-n结、第一性原理等方面综述了如何利用能带匹配理论来提高光催化还原CO2效率，为光催化还原CO2的材料的选择和设计提供了理论依据。 关键词：二氧化碳；光化学；还原；能带；半导体 中图分类号：O 613.71；O 643.36 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）11–3007–06 DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.11.029 Progress in designing CO2 photocatalyst based on energy band match theory PENG Hui1，WU Zhihong2，ZHANG Jianlin2，LU Jing1，WU Chenxiao1，LI Peiqiang1，YIN Hongzong1（1College of Chemistry and Material Science，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，Shandong，China； 2Yellow River Delta Jingbo Research of Chemical Industry，Binzhou 256600，Shandong，China） Abstract：In the process of photocatalytic reduction of CO2，visible light could be absorbed perfectly by the catalyst with a narrowed band gap，but those absorbed light could not be entirely devoted to photocatalytic reduction of CO2，as photocatalytic reduction performance is directly related to energy band location and band structure changing has an important influence on redox ability. Beginning with the CO2 photocatalytic reduction basic principles，this paper is aimed to introduce the basic reduction process of CO2 by semiconductor photocatalyst，the decisive role of valence band and conduction band；to briefly discuss the existing mismatch problem of valence band and conduction band in the process of photocatalytic reduction of CO2；and also to describe how to improve the CO2 photocatalytic reduction efficiency using energy band match theory，such as crystal growth，composite materials，form “p-n junction” and the First Principles，which provides theoretical references for the selection and design of catalyst for the photocatalytic reduction of CO2. Key words：carbon dioxide；photochemistry；reduction；energy band gap；semiconductor 据报道，2012年全球二氧化碳排放量又创下了历史新高，达到了356亿吨[1]。据政府气候变化专门委员会发布的最新气候变化评估报告显示，在过去的一百年里，由于CO2等气体造成了严重的温室效应，致使全球温度升高了0.3～0.6℃[2]，海平面平均升高了10～25cm，自然灾害频繁发生，直接威胁到人类的生存与发展[3]。如何在保持并不断改善民众生活质量的同时控制CO2排放量，成为全球面临的巨大挑战。 收稿日期：2014-04-15；修改稿日期：2014-07-18。 基金项目：国家青年自然科学基金（21203114）及山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2012NJ008）项目。 第一作者：彭辉（1989—），女，硕士研究生，主要从事光电催化还原CO2的研究。联系人：李培强，讲师。E-mail chem_carbon@ https://www.doczj.com/doc/509192743.html,。尹洪宗，教授。E-mail hzyin@https://www.doczj.com/doc/509192743.html,。
仪器名称：光催化CO2还原系统 数量：1套，国产 用途：用于半导体材料的光催化CO2还原和光分解水制氢。 技术指标（标注有*的部分为重要技术条款，不能有负偏离）： 1、真空度：相对真空度-0.1Mpa；绝对真空度<3×10-4Mpa（PV=nRT），全自动控制阀门，全自动控制软件、可任意设置采样时间和采样次数，系统完全电脑控制。 2、用于微量气体反应及产物检测，系统循环管路体积为小于150mL，检测精度为1PPM； 3、产氢量测试范围广：0.1微升-100毫升； 4、标准进样器2套（含气体进样针）； 5、采用不锈钢波纹管，可任意弯折,标准多用接口，可与各种真空泵连接。 *6、网络反控双检测器气相色谱仪器（TCD+FID*2+转化炉+全自动进样具体配置需沟通使用单位）程序升温16节，升温速率0.1-40℃/min，开机程序自检功能.自动进样装置.GC7920气相色谱仪检测器技术参数：FID：检测限：≤5×10-12g/s(正十六烷) 基线噪声：≤2×10-13A/H 线性范围：≥106 稳定时间：小于20minTCD：敏感度：≥10000mV?ml/mg(正十六烷)基线噪声：≤30uV(载气为99.999的氢气) 7、灯泡功率：300W（内置300W 进口PE灯泡）散热形式：光谱范围：300nm～2500nm（无臭氧O3）总光功率：50W，可见区19.6W，紫外区2.6W； *8、兼容光催化分解水制氢。 9、光功率计：波段范围185-1100nm辐照度测量范围：0.1~2000mW/cm2, 2000mW ，重复精度：±0.5%，准确度：<测量值的±2% 10、测量软件是一款专门为光功率设计的一款数据采集及数据处理软件。控制光功率计的基础功能实现图表转化，两种数据采集模块，可以引导使用者进行圆形光斑，方形光斑采集数据工作，软件还内置了量子效率计算功能，可以根据参数自动计算出光源强度和产氢效率。测量输出：光功率值mw，光功率密度值mw/cm2 ，计算输出：光催化反应产氢速率mol/s ，入射光子数，平均产氢量子产率百分比，平均光-氢能量转化效率百分比 仪器包括： 1、光催化活性评价系统全含其配套配件和进口阿皮松真空脂一套； 2、网络反控双检测器气相色谱仪器GC7920（TCD+FID*2+转化炉+全自动进样+相应配件）一套色谱柱SE-54毛细管柱50米1 根，5A分子筛柱3米1 根，TDX-01柱2米1 根一套； *3、稳定性300W氙灯光源系统（带反射片半反射片）并且配置进口PE300W灯泡6支；
光催化转化CO2的研究现状 摘要：CO2是引起温室效应的主要气体之一，通过光催化转化将CO2还原为有机物，这一反应是经济、清洁、环境友好的一种有应用前景的方法。新型催化剂的研究制备就显得尤为重要，目前的光催化剂主要有酞菁钴(CoPc)/TiO2、Cu/WO3-TiO2、SiO2/TiO2、Cu/ZnO-TiO2等,每种催化剂都各有其优缺点及适用范围。 关键词：CO2；光催化转化；酞菁钴；TiO2 1前言 近年来，由“温室效应”引起的气候变化已成为一个全球性的环境问题[1]。作为全球变暖的主要贡献者温室气体CO2，其主要产生于石油化工、陶瓷、水泥、发酵、钢铁和电力等行业的生产过程，在CO2排放方面，中国是仅次于美国的世界第二大国，并将很快取代美国成为第一排放大国[2]。为了缓解地球温室效应，将大气温室气体浓度稳定在一个安全水平上，必须减少CO2的排放并进行有效的治理和利用。 将CO2催化转化不仅有利于消除大气温室效应，又能合成有机燃料或其它化工中间产物。解决这一问题的最有效手段是将CO2还原为甲酸、甲醛等有用的产物。为了实现这一转化，人们进行了很多方面的研究，由于CO2分子十分稳定，且反应受热力学平衡的限制，常规的热表面催化反应技术难以实现这类反应[3]。目前最有应用前景的是光催化转化，因为光能不会造成环境污染。因此，光催化还原CO2合成有机化学品有很大的环保和能源利用意义。 2 CO2的光催化 2.1 国内外研究现状 控制温室气体的排放总量是全球共同关心的环境问题，已引起各国政府、产业和学术界的广泛关注。当前，控制减缓CO2的主要方法首先是从源头上减排，即通过调整产业、经济、能源结构，鼓励低排放、低能耗企业的建设，对高能耗的企业实行技术改造；大力发展节能技术，提高能源利用率；寻找新能源[5]；其次，对迫不得已排放的CO2通过回收分离、捕获贮存、资源化利用等技术减少或消除其排放[6]。 其中CO2捕集技术成本高，封存技术的安全性不能保障[7]，CO2的高温转化一般在900℃以上才有较高的转化率，而且催化剂表面易积炭，并容易发生结构的变化[8]。所以到现在为止还没有一种经济和有效的工业技术。这使得化学固定、催化循环利用CO2的研究，受到广泛重视。目前CO2催化消除的主要技术有：合成甲烷气体；加氢生成甲醇、二甲醚、甲酸；分解成C等[9]。催化剂的研究是这些转化技术中的重要部分。 CO2的惰性及热力学上的不利因素使CO2难以活化还原[10]，用传统方法制备的催
竭诚为您提供优质文档/双击可除催化氢化反应安全操作规范讲义 篇一：精细化工之氢化反应的控制 精细化工之氢化反应的过程控制 一、前言 精细化工是生产精细化学品的化工行业，主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂，助剂和化学试剂等传统的化工部门，也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域，通 常具有以下特点： 1.品种多，更新换代快； 2.产量小，大多以间歇方式生产； 3.由于具有功能性或最终使用性，因此要求产品质量高； 4.技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务； 5.设备投资较小； 根据省安全生产监督管理局“关于推进化工企业自动化控制及安全联锁技术改造工作的意见”的要求，根据国内现
行的危险度评价法，从物质、容量、温度、压力和操作等5 个方面，对化工企业各装置的危险度大小进行综合分析，危险等级在高度及以上（危险度分值≥16）的化工生产、储存装置，重点是硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氢反应等危险工艺的化工生产装置，进行化工企业自动化控制及安全联锁技术的改造。由于，精细化工生产过程与一般大化工、石油化工生产具有不同的特点与要求，对它的生产过程进行控制一直是行业内推行的难点，不论是他的环境控制、还是安全控制或者是他的工艺控制都是较难实施的问题。本文仅就精细化工的特点，结合安全改造实施的具体要求，讨论一下具体实施工作中的经验与看法，供大家参考。 二、氢化反应的特点 氢化是有机化合物与氢分子的反应，在医药化工领域，氢化一般有如下两种类型：不饱和键的氢化、脱去某些保护基团（又称氢解）。 在氢化中，高压可以可增加氢在溶剂中的溶解度，氢压对反应速度的影响可以是线性的，也可以是二次方的，甚至更强烈的影响。因此，氢化反应大多采用高压工艺环境。 另外，催化剂在氢化反应中起着重要的作用，大部分氢化都是在催化剂的催化下才得以完成的。 篇二：高压氢化釜操作要点 高压反应釜的操作过程分为安装、加氢、取样、泄氢、
Cu-Mn-TiO2纳米复合材料光催化还原CO2转化为甲醇（翻译文）Manganese一and copper-doped titania nanocomposites for the photocatalytic reduction of carbon dioxide into methanol P.L. Richardson , Marisa L.N. Perdigoto, W. Wang, Rodrigo J.G. Lopes 摘要：在这篇文章中,全面调查了商业和实验室光催化还原二氧化碳的基于催化剂表面的电子受体而掺杂锰、铜、锰、铜参杂的二氧化钛已经被准备通过溶胶-凝胶法获得不同的为二氧化碳转化成甲醇的纳米复合材料。首先,XRD表征证明锰和铜细分散在氧化钛表面支持保护其晶体结构。第二,透射电镜二氧化钛颗粒形态特征指出代表尺寸15 - 25 nm的能避免表面电子空穴对的复合,与此同时增强感光。比较面积和BJH技术提供的结构分析显示当增加了锰加载在二氧化钛基质上当增加了锰加载在二氧化钛基质上能减少吸收新鲜的和已利用的二氧化钛试样,和所有的溶胶-凝胶法中二氧化钛催化剂表现出介孔结构有利于锰、铜参杂配方。后来,XPS谱提出了等效绑定能量特征的纯锰、铜和钛(2 p3/2,2 p1/2)通过强调化学成分和实验室研制光催化剂的晶体结构。最后,参杂锰、铜的二氧化钛催化剂光催化还原 CO2通过评估甲醇生产的几个方案。光催化还原CO2通过评估甲醇生产的几个方案。Mn0.22-Cu0.78 参杂在二氧化钛试样中被发现收益率最高238.6μ最高能量(26.5%)和量子效应(18.4%)从而作为一个潜在的候选二mol-MeOH/g cat 氧化碳的光催化转换。 1.引言 二氧化碳被认为是主要的温室气体。为了缓解因CO2产生全球变暖不良大气现象要实际研发组织正常二氧化碳捕获和没收。只要二氧化碳捕获是能量要求和包含一个由通过碳税收被强迫的额外费用, 众多技术一直在研究实验室和试点规模。这些过程包括物理吸附/化学吸收作用[1、2],碳酸化作用[3],胺的物理吸收[4],胺干擦[5],矿物碳化[6、7],膜分离[8]和分子筛[9]。 有固有的缺点,最先进的环保方法已经收到紧急利益有效地捕捉和浓缩高生产量的二氧化碳随后转换成燃料。假如二氧化碳是一个稳定、惰性化合物,减少二氧化碳很难使用传统陶瓷催化剂。用光催化剂减少CO2 被认为是最杰出的方
光催化还原CO2研究进展 随着全球变暖，温室效应和能源短缺引起人们的普遍关注。而温室气体包括二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟里昂等，其中CO2的贡献值约为60%。CO2的来源十分广泛，例如：矿物质燃烧、微生物降解、火山爆发等过程均会产生CO2，近年来，人类消耗大量的化石燃料作为能源，使大气中CO2含量倍增。因此开发CO2利用技术，不仅可节约石油、天然气和煤等化石资源, 而且变害为宝, 减少CO2造成的环境污染, 而传统的热催化反应存在着转化率低、反应条件苛刻和催化剂热稳定性差等缺点。从而利用光催化反应技术，将CO2和低碳烃类或是水转化为经济价值较高的烃类氧化物成为最新的研究方向。而光催化还原CO2催化剂种类有TiO2体系、金属配合物、金属氧化物、有激光催化剂、分子筛，其中用于光催化还原二氧化碳最多的是TiO2体系。 单独TiO2体系粒径相对较大，比表面积小，能带隙较宽，只能被波长较短的紫外线激发，催化活性较低，所以对其进行改性。改性方法包括：金属修饰、离子掺杂、复合半导体、稀土金属掺杂、表面光敏化。下边重点介绍一下前四种改性方法。 金属修饰：金属与n-型半导体相接触时，二者的Fermi能级将会持平，从而引起电子由n-型半导体流向金属，金属和半导体分别有净的负电荷和正电荷，形成肖特基势垒，可有效地阻止半导体电子-空穴的复合。负载金属被视为一种有效的电子俘获阱。 离子掺杂：采用浸渍法、溶胶凝胶法及光辅助沉积法可以在半导体中掺杂金属离子改性。一般金属离子是电子受体，可以作为光生电子的捕获剂，从而提高光量子利用率。而且金属离子还可以作为表面酸位使用，提高催化性能。但是大多数金属离子都吸收紫外光，含量太多会减TiO2的吸光率，因此一般金属离子都有最佳掺杂浓度。研究表明0.1~0.5%的Fe3+、Mo5+、Ru3+等的掺杂能促进光催化反应。 复合半导体包括窄带隙修饰宽带隙半导体，例如SnO2/ TiO2；和宽带隙修饰窄带隙半导体例如CdS/ TiO2（硫化镉）。下图是SnO2/ TiO2光活化机理图，电子进入氧化锡的导带，迁移到半导体表面与电子受体反应，使其还原，空穴进入二氧化钛的价带，与二氧化钛表面的给体反应，使其氧化。
二氧化碳光催化还原材料的研究进展 摘要 【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。首先对光催化还原C02的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、鹄基复合材料、石墨碳氮基材 【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。首先对光催化还原C02的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、鸨基复合材料、石墨碳氮基材料、过渡金属氢氧化物、金属有机骨架复合材料等在光催化还原C02过程中的应用进行详细的阐述。 【关键词】光催化;二氧化碳;还原;光催化材料 1背景 大气中C02浓度的不断增加，导致全球气候变暧，灾害性天气逐年增加。因此，如何减少二氧化碳的排放、控制和利用成为全球关注的焦点。目前，二氧化碳减排的技术主要包括：⑴二氧化碳的捕获和储存：其主要方式包括地质储存、海洋储存和矿物储存，该方法是目前二氧化碳利用的技术之一［1］；然而，在实际应用中存在C02资源浪费、C02泄漏、矿物加工成本昂贵等问题［1-3］0 (2)CO2的化学转化和利用：作为重要的C1资源，C02可用于尿素、甲醇、苏打和碳酸饮料等混合物的制备汇02化学稳左性好，难以活化。(3)生物固立C02：通过光合作用转化成有机物和植物的贮藏［4］。综上所述现有C02减排技术在应用过程中仍存较大挑战。 由于C02中的碳表现岀最髙的氧化态，本身化学稳左性高，其标准吉布斯自由能ΔGθ =-394.39kJ⑸，很难活化。活化反应需克服动力学惯性和热力学能垒，通常需要采用高温［6］、高压［7］和使用催化剂［8, 9］,还包括协调激活［10,11］、路易斯酸-碱协同活化［12, 13］、光电激活［14］、生物酶催化活化［15］和等离子体激活［16］等方法O 在上述方法中，光催化活化可以利用太阳光激发半导体光催化剂，从而产生光生电子空穴对，并诱导CO2氧化还原反应合成有价值的烧类，如CH4、CH3OH、HCHO和HCOOH 等。由于自然界中具有取之不尽、用之不竭的太阳能，在光照充分的地区，可以充分利用可持续淸洁太阳能来模拟自然界中的光合作用进行光催化还原过程以实现CO2还原。其中光催化剂的研究是其中最重要也是最难以突破的一环，现在的研究主要集中在如何优化半导体光催化剂的结构和表面缺陷构造，以此来提高对光的尽可能的吸收利用和提髙电荷分离效率, 最常见的方式包括异质结构造、表而缺陷构建、髙能晶而無露和引入贤金属催化剂等。目前广泛使用的催化剂为负载型
实验四 催化加氢反应：丁二酸的制备 一、 实验目的 1、 掌握催化加氢的经典制备方法； 2、 掌握Raney Ni 的制备方法； 3、 熟悉低压氢化装置的使用。 二、 实验原理 不饱和的碳碳键催化条件下与氢还原加成变成饱和的碳，反应式如下： OH OH O H /Raney Ni OH OH O 三、 仪器及化学品 仪器：烧杯（50ml ）、水浴锅、玻璃棒和低压氢化装置 化学品：NaOH 溶液、Ni/Al 合金、蒸馏水、95%乙醇和无水乙醇 四、 操作步骤 1、Raney Ni 的制备 a 、 将10ml35%NaOH 溶液加到50ml 烧杯中，冷却至10℃左右。将1g Ni/Al 合金于30min 内分批加到碱液中，不断搅拌20min ，在沸水浴中加热到不再有气泡发生为止。滗出碱液，加10ml10%NaOH 溶液在沸水浴中继续搅拌30min ，然后滗出碱液。 b 、 用蒸馏水洗至中性，滗出蒸馏水，用20ml95%乙醇洗涤该催化剂两次，再用10ml 无水乙醇洗涤两次。 c 、 检验活性：用玻璃棒挑起一点催化剂在干燥的滤纸上，待乙醇蒸发，会有火花现象。 d 、 保存在无水乙醇中待用。 2、催化加氢反应
低压氢化装置 催化剂与无水乙醇一同转入氢化瓶，加溶有0.5g的15ml无水乙醇溶液，安装好反应装置，检查气密性。 在进行反应前，用水泵与氢化瓶相连，抽掉体系内的空气，通氢气，关闭通气阀，再打开与水泵相连的连接阀抽气，如此重复5次，即将体系内的空气完全置换为氢气。使罐压强为3-3.5大气压。 将体系封闭，通入氢气，开动电机摇摆，氢化反应开始进行，直到气压保持不变即表示反应完成，记录气压变化，并与反应瓶中溶液外体积估量氢气消耗量。 反应完成后，先将体系内多余的氢气放出，拆下氢化瓶，滤除催化剂，固体用20ml乙醇洗涤两次。 所得溶液加盐酸溶解掉。 五、 实验结果 气压变化值：△p = 0.9MPa 根据克拉伯龙方程pV=nRT，R=8.3J/(mol·K)，T=290K，n=4g/M=0.034mol。得到△V = n×RT/△p = 922ml。而理论需要氢气的体积为0.034×22.4=0.762L=762ml 可见需要的体积大于实际体积，这可能是氢气发生时有泄漏，另外计算方法中的22.4是在1大气压下的常数，在本实验中并非这个常数。综合各种因素，理论结果和实际结果比较接近，可以说本次实验是比较成功的。 六、 注意事项
目录 摘要 ......................................................... I II ABSTRACT ....................................................... I V 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 二氧化碳的应用 (2) 1.3 光催化的反应机理 (3) 1.4 光催化还原二氧化碳的应用 (4) 1.4.1 光催化的发展 (4) 1.4.2 光催化的应用 (5) 第二章光还原CO2催化剂的研究进展 (6) 2.1 光催化方法 (6) 2.2 光催化的原理 (6) 2.3 光催化还原二氧化碳的研究 (7) 2.3.1独立的TiO2体系 (8) 2.3.2 金属修饰的TiO2 (9) 2.3.3 有机光敏化剂修饰TiO2 (11) 2.3.4 含铁化合物 (11) 2.3.5 复合半导体材料催化剂 (12) 2.4 TiO2负载催化剂 (12) 2.5 TiO2/沸石、分子筛催化剂 (13) 2.7 光催化剂常用的制备方法 (14)
2.7.2 浸渍法 (15) 2.7.3 共沉淀法 (15) 2.8 TiO2光催化技术存在的主要问题 (16) 2.9 TiO2光催化剂改性及研究 (17) 2.10 光催化CO2研究进展 (19) 第三章结论 (21) 参考文献 (22) 致谢 (23)
摘要 温室气体CO2是全球变暖的一个主要原因，利用太阳能将CO2还原为烃类等有用资源将对环境保护和人类生活带来巨大的好处。本文总结了近年来发现的一些可用于CO2光催化还原反应的新型催化剂,主要涉及钙钛矿复合氧化物光催化剂、隧道结构光催化剂、分子筛光催化剂、有机物光催化剂和生物酶催化剂。从结构特点出发，解释了它们作为还原CO2的光催化剂具有的优势。另外，对光催化还原CO2涉及的机理也作了相应介绍。CO2既是一种温室效应气体，又是地球的重要碳源，其合理利用具有重要意义。 介绍了多种将CO2转化为化工产品的光催化还原体系，包括TiO2体系、金属修饰的TiO2体系、有机光敏化剂修饰的TiO2体系和其他光敏半导体材料体系。评述了不同光催化体系的特点及其催化性能。讨论了光源波长、反应温度、CO2压力和浓度、H2O和CO2摩尔比等实验条件对反应产物种类及其产量的影响，指出催化剂的活性、光源波长和CO2压力是CO2转化的关键因素。 关键词：二氧化碳；光催化剂；光还原；综合利用
编号：SY-AQ-01845 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 催化氢化反应安全操作原则 Safe operation principle of catalytic hydrogenation
催化氢化反应安全操作原则 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 1．催化剂领用量应遵循按需领用的原则。需要多少领多少，要避免一次领用过多，长期放置不用，而导致催化剂活性降低甚至失活，或者干燥失水甚至自燃。暂时存放须用氮气保护。 2．仪器设备的检查与使用 （1）实验室里进行催化氢化反应，实施前必须仔细检查所用仪器，不得使用有明显破损、有裂痕以及有大气泡的玻璃仪器； （2）对所使用的氢气袋子必须用氮气检查是否漏气，不得使用漏气的氢气袋子； （3）检查所用的胶管是否老化不可用以及接头处是否松动； 对于使用高压釜进行的催化氢化反应，初次使用高压釜前必须有专人进行培训。使用设备前必须按规定逐项检查，主要内容包括：（1）场地是否整洁有序，避免摆放杂乱导致的安全隐患； （2）氢气及氮气的压力表头使用前必须进行打压试验，确认正常后
方可使用； （3）氢气及氮气钢瓶压力； （4）管路是否有裂纹，是否畅通； （5）各阀门是否漏气，并对确认其开/关状态； （6）热电耦温度计是否正常可用，线路是否完好不露电，插热电偶时注意插到底，使之真实反应体系温度等； 3．投料：向容器中加入溶剂和原料，搅拌溶解后，向容器中吹入氮气一段时间，使体系处于惰性气氛中，再加入催化剂。加入催化剂的动作要快，以尽可能减少催化剂自燃并引燃溶剂的可能性。或者先将催化剂加到溶剂中再一起转入反应器，再加入主原料，但因为体系呈黑色难以观察。 置换体系：用真空抽尽体系中的空气后，用氮气袋向体系中通入氮气，再抽尽氮气，如此重复操作3-5次，然后再抽尽氮气，用氢气袋通入氢气，如此重复操作2-3次，最后通入氢气进行反应。在高压釜中，要求置换次数均要多一些。 4.反应中间取样：取样前，先用氮气置换体系2－3此，或者吹入氮
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 催化氢化反应安全操作原则(通 用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
催化氢化反应安全操作原则(通用版) 1．催化剂领用量应遵循按需领用的原则。需要多少领多少，要避免一次领用过多，长期放置不用，而导致催化剂活性降低甚至失活，或者干燥失水甚至自燃。暂时存放须用氮气保护。 2．仪器设备的检查与使用 （1）实验室里进行催化氢化反应，实施前必须仔细检查所用仪器，不得使用有明显破损、有裂痕以及有大气泡的玻璃仪器； （2）对所使用的氢气袋子必须用氮气检查是否漏气，不得使用漏气的氢气袋子； （3）检查所用的胶管是否老化不可用以及接头处是否松动； 对于使用高压釜进行的催化氢化反应，初次使用高压釜前必须有专人进行培训。使用设备前必须按规定逐项检查，主要内容包括：（1）场地是否整洁有序，避免摆放杂乱导致的安全隐患； （2）氢气及氮气的压力表头使用前必须进行打压试验，确认正
常后方可使用； （3）氢气及氮气钢瓶压力； （4）管路是否有裂纹，是否畅通； （5）各阀门是否漏气，并对确认其开/关状态； （6）热电耦温度计是否正常可用，线路是否完好不露电，插热电偶时注意插到底，使之真实反应体系温度等； 3．投料：向容器中加入溶剂和原料，搅拌溶解后，向容器中吹入氮气一段时间，使体系处于惰性气氛中，再加入催化剂。加入催化剂的动作要快，以尽可能减少催化剂自燃并引燃溶剂的可能性。或者先将催化剂加到溶剂中再一起转入反应器，再加入主原料，但因为体系呈黑色难以观察。 置换体系：用真空抽尽体系中的空气后，用氮气袋向体系中通入氮气，再抽尽氮气，如此重复操作3-5次，然后再抽尽氮气，用氢气袋通入氢气，如此重复操作2-3次，最后通入氢气进行反应。在高压釜中，要求置换次数均要多一些。 4.反应中间取样：取样前，先用氮气置换体系2－3此，或者吹
光催化剂还原CO2反应的研究进展和前景 摘要：近年来全球变暖成为了世界范围内十分突出的环境问题，而导致全球变暖的直接原因便是CO2排放。本文对光催化剂还原CO2反应的研究进展进行了综合性的阐述，并对光催化剂还原CO2反应的前景进行了分析。 关键词：光催化剂CO2 研究发展 引言 从二氧化碳的化学性质来看，它并不属于活泼气体，其惰性较大，这就给活化二氧化碳带来了很大的困难。在以往还原二氧化碳的过程中一般是通过加氢还原，但是在这个过程中需要加入大量的催化剂。例如在二氧化碳甲烷化的过程中一般是使用金属作为催化剂如铁和镍等，另外二氧化硅和氧化铝也是良好的催化剂。上述方法还原二氧化碳虽然具有较好的效果，但是相对而言需要较为严格的化学条件，同时还要耗费大量的氢气。而通过光催化剂对二氧化碳进行还原其条件仅仅需要光照即可，并不需要还原气体。光催化剂还原CO2并不会产生有害气体，也不需要消耗电能以及热能，操作也较为简便，不会带来二次污染。从发展趋势来看光催化剂给二氧化碳还原带来了良好的技术支持，在未来光催化剂还原CO2将得到巨大的发展空间[1]。 一、光催化剂还原CO2反应机理分析 在使用光催化剂对二氧化碳还原的过程中是利用光触媒来引发反应。在这过程中光触媒具备了催化剂的作用，但是又与催化剂存在着一定的区别。在光照射条件下它本身并不会出现变化，但是却能够促使新化学反应进行。通过光能转换作用将光能转变为化学能以此来发挥催化作用。目前二氧化钛是较为常见的光催化剂，在光照条件下二氧化钛中的价带电子将会被激活并产生跃迁活动，在光的激发条件之下会产生电子以及空穴，而因为产生的两者具有的还原性和氧化性的活性位点迁移至TiO2表面与表面吸附的CO2和H2O发生反应。然而当空穴夺取水中的电子使其变成有强氧化型的HO·和H+，此时CO2作为电子受体被还原为强氧化型的二氧化碳负离子自由基，过程如下： H2O + h+ →HO· + H+ CO2 + e- →·CO2- 二氧化碳负离子自由基通过进一步与氢离子，光生电子结合生成甲酸等等碳氢化合物[2]。 另外，因为光媒介还可以产生自由羟基以及超氧自由基，可以起到空气净化作用，在限制资源浪费的情况下也不会对环境带来破坏。光催化反应的理论基础事实上是电子理论。当光照能量大于禁带宽度时半导体价带电子将被激发并产生
催化加氢方程式 石油馏分中的硫化物主要有硫醇、硫醚、二硫化合物及杂环硫化物，在加氢条件下发生氢解反应，生成烃和H2S. 主要反应如下： RSH +H2RH+H2S R S R+2H2+H2S (RS)2+3H22RH+2H2S S +4H2R C4H9+H2S R S +2H 2+H2S 石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物和少量的脂肪胺或芳香胺，在加氢条件下反应生成烃和NH3. 主要反应如下： R CH2NH2+H R CH3+NH3 N +5H2C5H12+NH3 N +7H2C3H7+NH3 N H +4H2C4H10+NH3 石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸及少量的酚、脂肪酸、醛、醚及酮，含氧化合物在加氢条件下通过氢解生成烃和H2O. 主要反应如下： OH+H 2+H2O COOH +3H2CH3+2H2O 石油馏分中的金属主要有镍、钒、铁、钙等，主要存在于重质馏分中，尤其是渣油中。这些金属对石油炼制过程，尤其对各种催化剂参与的反应影响较大，必须除去。渣油中的金属可分为卟啉化合物(如镍和钒的络合物)和非卟啉化合物(如环烷酸铁、钙、镍)。以非卟啉化合物存在的金属反应活性高，很容易在
H 2／H 2S 存在条件下，转化为金属硫化物沉积在催化剂表面上。而以卟啉型存在的金属化合物先可逆地生成中间产物，然后中间产物进一步氢解，生成的硫化态镍以固体形式沉积在催化剂上。加氢脱金属反应如下： 22,''H H S R M R MS RH R H --???→++ 烯烃在加氢条件下主要发生加氢饱和及异构化反应。烯烃饱和是将烯烃通过 加氢转化为相应的烷烃；烯烃异构化包括双键位置的变动和烯烃链的空间形态发生变动。这两类反应都有利于提高产品的质量。其反应描述如下： R －CH=CH 2 ＋ H 2 → R －CH 2－CH 3 R －CH=CH －CH=CH 2 ＋ 2H 2→ R －CH 2－CH 2－CH 2－CH 3 nC n H 2n →iC n H 2n (异构化) iC n H 2n ＋ H 2 →iC n H 2n ＋2 值得注意的是，烯烃加氢饱和反应是放热效应，且热效应较大，因此对不饱和烃含量高油品加氢时，要注意控制反应温度，避免反应床层超温。
YF-ED-J3551 可按资料类型定义编号 催化氢化反应的安全操作 实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
催化氢化反应的安全操作实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 催化氢化反应的安全操作 安全监察部编 ★催化氢化反应在哪里进行？手续如何？ 1、低于2个psi的催化氢化反应在自己所在的通风柜内进行，一般不须办手续。 可用氧气袋或气球去1号楼的第7层充气。气球最好用双层、3层、甚至4层。我们测过：连套4层的气球，充装到4立升的体积，也不足2个psi，非常安全。 压力换算：1个psi约等于0.068大气压。具体压力换算如下：
A： 1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2） =0.0098大气压（atm） B： 1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2） =0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）C： 1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar） D： 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa） 1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa） 压力 1巴（bar）=105帕（Pa） 1托（Torr）=133.322帕（Pa） 1工程大气压=98.0665千帕（kPa） 1达
第34卷第2期化学反应工程与工艺V ol 34, No 2 2018年4月 Chemical Reaction Engineering and Technology Apr. 2018 文章编号：1001—7631 ( 2018 ) 02—0151—09 DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2018.02.0151.09 聚光反应器内光催化还原CO2制CH4及其动力学 房晓祥，李栋，刘华彦，陈银飞，张泽凯 浙江工业大学化工学院工业催化学科催化反应工程研究所，浙江杭州 310014 摘要：为考察光强对光催化还原CO2制甲烷反应动力学的影响，通过聚光手段实现了光强变化。在变光强条 件下，考察了阳极氧化法制备的TiO2，ZnO，SnO2，Fe2O3和WO3等催化剂还原CO2制甲烷的行为，并使用 X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）和紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis）等手段对催化剂进行了表征。结 果发现，聚光带来的光强增加能够有效提高催化剂的性能和甲烷的生成速率。在几何聚光比为12.9时，其最 大甲烷生成速率分别达到19.15，10.62，34.56，30.99，23.76 μmol/(g-cat·h)。在此基础上，讨论了光催化还 原CO2制甲烷反应机理，引入了光强的反应级数的变化，得到了修正后的动力学方程，用光电子对生成和复 合常数之比随光强的变化解释了光强反应级数变化的原因。 关键词：聚光光催化还原二氧化碳甲烷 中图分类号：O643.38 文献标识码：A 利用光催化将CO2还原为甲酸、甲醛、甲醇和甲烷以及更高碳数的碳氢化合物，可同时满足多方面需求如太阳能的储存和转化、CO2减排和综合利用等，已成为非常有吸引力的一个反应。 光催化还原CO2常用催化剂大致可分为两类，一类是有机高分子甚至是生物酶，此时该过程也称为人工光合作用过程[1-4]；另一类是半导体材料，如TiO2[5,6]，ZnO[7,8]，SnO2[9,10]，α-Fe2O3[11,12]和WO3[13,14]等。在过去几年内，一些碳基材料如石墨烯和g-C3N4等，也引起了相当的关注[15-17]。不过，相较于光解水制氢等光催化过程，光催化还原CO2反应不仅与光解水制氢共同面临着催化剂光谱响应范围窄、量子效率低等问题[18,19]，CO2的活化较之H2O也更为困难。同样条件下，水分解电势只需-0.41V，而CO2需要-1.7V，这导致CO2光催化还原对催化剂材料的要求也更为复杂 [20-22]。尽管有报道称在TiO2催化剂上，甲烷产量可达几千μmol/(g-cat·h)，但更多情况下，甲烷产量还是在几十到几百μmol/(g-cat·h)的水准[23]。 除了催化剂之外，反应环境和条件也会影响光催化还原CO2反应过程[24-27]。Kelly等[28]设计了一种可变双腔袋状反应器和一种刚性球罐反应器，实现了光的富集并提高了反应性能。这类反应器可称聚光反应器，即利用光学设备将太阳辐射汇聚到小面积的材料上，既可用于聚光光伏，也可以用于光热转换。普通光催化只利用了紫外到可见光区的部分光线，占太阳光相当部分（一半以上）的可见光线和红外光线无法得到利用。如太阳光聚集足够，长波产生的热量就可能将催化剂加热到一定温度。尽管高温对半导体材料的性质可能不利，但从热力学角度来说，一定程度的温升应该有利于CO2的还原反应。这种可能存在光热协同的聚光反应器，在提高催化剂利用效率的同时，也可能有利于太阳光的利用效率，降低催化剂和反应器规模。据此，本工作设计了一个透过式聚光反应器，已在该反应器收稿日期:2018-03-01; 修订日期: 2018-03-30。 作者简介: 房晓祥（1993—），女，学士；张泽凯（1978—），男，副教授，通讯联系人。E-mail:zzk@https://www.doczj.com/doc/509192743.html,。 基金项目: 国家自然科学基金(21676255)。
催化氢化反应安全操作原 则示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
催化氢化反应安全操作原则示范文本使用指引：此管理制度资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1．催化剂领用量应遵循按需领用的原则。需要多少领 多少，要避免一次领用过多，长期放置不用，而导致催化 剂活性降低甚至失活，或者干燥失水甚至自燃。暂时存放 须用氮气保护。 2．仪器设备的检查与使用 （1）实验室里进行催化氢化反应，实施前必须仔细检 查所用仪器，不得使用有明显破损、有裂痕以及有大气泡 的玻璃仪器； （2）对所使用的氢气袋子必须用氮气检查是否漏气， 不得使用漏气的氢气袋子； （3）检查所用的胶管是否老化不可用以及接头处是否
松动； 对于使用高压釜进行的催化氢化反应，初次使用高压釜前必须有专人进行培训。使用设备前必须按规定逐项检查，主要内容包括： （1）场地是否整洁有序，避免摆放杂乱导致的安全隐患； （2）氢气及氮气的压力表头使用前必须进行打压试验，确认正常后方可使用； （3）氢气及氮气钢瓶压力； （4）管路是否有裂纹，是否畅通； （5）各阀门是否漏气，并对确认其开/关状态； （6）热电耦温度计是否正常可用，线路是否完好不露电，插热电偶时注意插到底，使之真实反应体系温度等； 3．投料：向容器中加入溶剂和原料，搅拌溶解后，向