无定形介孔磷酸锆固定葡萄糖氧化酶的直接电化学

利用无定形介孔磷酸锆(ZrP)为载体,通过吸附法固定葡萄糖氧化酶(GOD),修饰玻碳(GC)电极得到GOD/ZrP/GC电极。在0.1 mol·L^-1磷酸盐缓冲溶液中,利用循环伏安法研究了GOD/ZrP/GC电极的直接电化学行为和对葡萄糖的催化性能。结果表明,无定形磷酸锆ZrP为载体修饰的电极GOD/ZrP/GC其电化学反应电子转移速率快、表观覆盖量大;对葡萄糖的检测表现出较快的电流响应和较高的灵敏度,说明无定形磷酸锆更有利于GOD的固定和酶电极的直接电化学。     

H3PW12O40/Al2O3催化合成丙烯醛

采用等体积浸渍法制备了具有Keggin结构的杂多酸H3PW12O40/Al2O3催化剂,用IR、XRD、BET等方法对催化剂进行了表征。同时利用常压连续流动的固定床反应器考察该催化剂对甘油制备丙烯醛的工艺条件,重点考察了催化剂的种类、杂多酸的负载量、反应温度等条件对反应的影响。结果表明,由甘油制备丙烯醛的较优条件为：当催化剂为H3PW12O40/Al2O3,负载量为40%,反应温度为330℃时,丙烯醛的选择性可达83.7％,甘油的转化率为100％。     

生物柴油副产物粗甘油催化氧化脱水制备丙烯酸

用生物柴油副产物粗甘油催化氧化脱水制丙烯酸,该过程耦合了甘油脱水制丙烯醛和丙烯醛选择性氧化制备丙烯酸两步反应。结果表明,在甘油脱水反应中,使用Cs3PW12O40, P-ZSM-5和Co0.5H2PO4/SiO2等固体酸催化剂,可得到较高的丙烯醛收率(最高86.9%)。利用上述催化剂和MoVW基氧化催化剂,在脱水/氧化双催化剂床层构型反应器中,以甘油为原料合成丙烯酸的收率达50%~80%,直接加入粗甘油可获得相似的丙烯酸收率。     

金属氧化物催化剂的制备、表征及催化性能研究

采用共沉淀法制备了一系列金属氧化物(单金属氧化物MOx;复合金属氧化物M1mM2nOx),通过FT-IR、TGA、XRD、BET等表征方法对催化剂的晶型结构进行了表征。选取异丁烷氧化反应为模型,探索了焙烧温度和焙烧时间等催化剂制备条件对异丁烷转化率和叔丁醇(TBA)选择性的影响。结果表明,在研究条件范围内,复合M1mM2nOx催化活性显著优于MOx催化剂,随着催化剂焙烧温度的升高或焙烧时间的延长,MnmConOx的催化活性均呈现先提高后降低的趋势。较佳制备条件下获得的MnmConOx为热稳定型尖晶石结构,比表面积达到73.1 m2/g,将其用于催化异丁烷氧化反应,原料单程转化率及叔丁醇选择性分别达到18.6%和88.4%。     

杂多酸催化甘油气相脱水制丙烯醛的研究进展

生物柴油生产过程的副产物甘油可进一步脱水生成应用广泛的中间产物丙烯醛。自1918年Sabatier首次报道了在Al_2O_3及UO_2催化剂上进行甘油气相脱水制丙烯醛以来,直至今日开发出众多酸性催化剂用于此类反应,如氧化物类、分子筛类、杂多酸类催化剂等。杂多酸(HPA)具有较强的B酸性和独特的Keggin结构,广泛应用于各类催化反应。详细记述了近几年国内外杂多酸催化剂在催化甘油气相脱水制丙烯醛反应的研究现状,分步论述了负载硅钨酸(HSiW)、负载磷钨酸(HPW)的研究进展,认为将来应更多的研究载体与HPA相互作用机理,丙烯醛生成机理及结炭机理。     

载体对Au-Pd催化剂甲醇部分氧化制氢性能的影响

用PVP保护乙醇还原法制备了一系列Au-Pd/MOx(M=Zn、Ce、Fe、Ti、Cr和Al)双金属催化剂,考察了不同载体对Au-Pd催化剂甲醇部分氧化制氢性能的影响,用XRD、TG、TPD、TPR和TPH等对催化剂进行了表征。结果表明,载体对催化剂性能有较大影响,与钛、铬和铝氧化物载体相比,448K时偏碱性的锌、铈和铁氧化物载体负载的Au-Pd催化剂的甲醇转化率均在80.0%以上,催化剂积碳量降低。其中以Au-Pd/ZnO催化剂的效果最好,523K时甲醇转化率和氢气选择性分别为99.0%和45.6%,反应20h后积碳量仅为0.0232g/gcat.。     

氧化铈负载钌催化剂上的甘油氢解反应

采用浸渍法制备了碱性载体CeO_2负载的Ru催化剂(Ru/CeO_2),对催化剂进行了X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、氮气吸附等表征,考察了反应温度、氢气压力、催化剂用量和甘油溶液浓度对Ru/CeO_2催化甘油氢解反应性能的影响,评价了催化剂的循环使用性能。结果表明,当催化剂用量为50 mg,甘油水溶液浓度为20%(质量分数)时,在180℃和4 MPa的温和反应条件下,1,2-丙二醇的收率可达53.0%。Ru/CeO_2的稳定性也较好。     

氧化铈负载钌催化剂上的甘油氢解反应

采用浸渍法制备了碱性载体CeO_2负载的Ru催化剂(Ru/CeO_2),对催化剂进行了X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜、氮气吸附等表征,考察了反应温度、氢气压力、催化剂用量和甘油溶液浓度对Ru/CeO_2催化甘油氢解反应性能的影响,评价了催化剂的循环使用性能。结果表明,当催化剂用量为50 mg,甘油水溶液浓度为20%(质量分数)时,在180℃和4 MPa的温和反应条件下,1,2-丙二醇的收率可达53.0%。Ru/CeO_2的稳定性也较好。     

3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇催化剂及加氢条件

1,3-丙二醇是一种合成新型高分子材料的单体。化学合成1,3-丙二醇(PDO)的方法主要为以丙烯醛(HPA)为原料的丙烯醛水合加氢法和以环氧乙烷为原料的羰基合成法(OXO)。这两种方法中均采用3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇步骤。本文综述了雷基镍、以金属氧化物为载体的载镍催化剂和以贵金属Pt、Ru等负载到金属氧化物的加氢催化剂的研制、组成并比较了反应条件、反应结果;描述了应用不同催化剂体系及反应条件采用两段或多段加氢以降低PDO产品中羰基含量及加氢前净化加氢原料HPA以提高催化剂寿命的方法。     

[BMIM]HSO4/Al2O3催化剂的制备及其在甘油脱水反应中的应用

采用两步法合成离子液体[BMIM]HSO4,并采用浸渍法制备了[BMIM]HSO4/Al2O3固载型离子液体催化剂,用TG-DTG、BET、SEM等方法对催化剂进行表征。在常压连续流动的固定床反应器中,考察甘油制备丙烯醛的工艺条件,重点考察了反应温度、离子液体的负载量、体积空速对反应的影响及催化剂的稳定性。结果表明,较优条件为：当催化剂为[BMIM]HSO4/Al2O3,负载量为40%、反应温度为300℃、体积空速为6 h-1时,丙烯醛的选择性可达90.22%,甘油的转化率为100%,且催化剂在使用100 h后仍保持75%的收率。     

载体改性对Cu/B/Al2O3结构及其催化醋酸仲丁酯加氢性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体采用分步浸渍法制备了不同金属氧化物进行载体改性的Cu/B/M/Al₂O₃(M=Mg,Ca,Ni)催化剂,并测试了其催化醋酸仲丁酯加氢反应的性能。结果表明,以NiO进行载体改性的催化剂导致酯加氢反应中大量酸催化产物及烃类出现;以MgO进行载体改性不利于金属Cu的分散且催化剂的结构稳定性较差;以CaO对γ-Al₂O₃载体进行改性不仅能够促进金属Cu的分散,提高催化剂的酯加氢活性和产物选择性,而且可以有效减少反应中非活性碳物种在催化剂表面的沉积。     

Gas-phase dehydration of glycerol over commercial Pt/γ-Al2O3 catalysts

Gas-phase dehydration of glycerol to produce acrolein was investigated over commercial catalysts based onγ-Al2O3, viz. A-64, A-56, I-62, AP-10, AP-56, AP-64 and KR-104. To understand the effect of Cl?anions, HCl-impregnated sup-ports have been investigated in the dehydration reaction of glycerol at 375 °C. For comparison, various H-zeolites were also examined. It was found that the glycerol conversion over the solid acid catalysts was strongly dependent on their acidity and surface area. And the relationship between the catalytic activity and the acidity of the catalysts was discussed. The outstanding properties of Pt/γ-Al2O3 catalyst systems for the dehydration of glycerol were revealed. Pt/γ-Al2O3 catalyst (AP-64) showed the highest catalytic activity after 50 h of reaction with an acrolein selectivity of 65%at a conversion of glycerol of 90%. Based on these results, catalysts based onγ-Al2O3 appear to be most promising for gas phase dehydration of glycerol.     

添加剂有机胺对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂活性的影响

采用共沉淀法制备丙烯选择性氧化制丙烯醛催化剂,考察有机胺的加入对丙烯选择性氧化制丙烯醛催化性能的影响。结果表明,添加有机胺后,催化剂活性在维持不变的情况下,选择性显著提高。采用扫描电镜、X射线衍射、吡啶吸附红外光谱和N₂物理吸附表征等对不同催化剂的物化性能进行表征。结果发现,添加有机胺后,催化剂比表面积略有下降,但催化剂表面的L酸性中心强度明显增加,对催化剂活性影响不大;另一方面,MoO₃结晶度的下降与(Co_0.7Fe_0.3)(MoO₄)结晶度的上升对催化剂选择性均是积极因素。同时孔容的减小以及大孔比例增加更有利于主反应产物的脱附,能抑制深度氧化物的生成。     

Fe2O3/AC催化剂上对甲基苯硫酚的水相催化氧化偶联

以对甲基苯硫酚为模型底物，空气为氧化剂，来研究硫醇水相催化氧化偶联制备二硫醚。以活性炭为载体，采用等体积浸渍法制备了一系列负载型氧化物催化剂，并考察了其在对甲基苯硫酚氧化偶联制备对甲苯二硫醚反应中的催化性能。反应结果表明，活性炭负载的铁氧化物具有最佳催化性能。采用N₂物理吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和透射电镜等表征手段对活性炭负载的铁氧化物催化剂进行了表征。表征结果表明，铁氧化物为高度分散在活性炭上的Fe₂O₃物种。以Fe₂O₃/AC为催化剂，当催化剂焙烧温度为400℃，Fe负载量为5%，在50℃下反应30min时，对甲苯二硫醚的收率高达97.4%；该催化剂循环使用5次后活性无明显下降。     

高活性Cu/SiO2催化剂上甘油氢解制1,2-丙二醇

采用蒸氨法制备了不同Cu负载量的Cu/SiO₂催化剂,并在连续固定床上催化甘油氢解。通过氮气物理吸附、X射线衍射、透射电镜、氧化亚氮-氢气滴定等手段对催化剂进行了表征。结果表明制备过程中形成的层状硅酸铜使催化剂具有大比表面积、较高的铜分散度以及较强的金属载体相互作用,因而在甘油氢解反应中表现出较好的时空收率和稳定性。此外,研究发现水对催化剂稳定性具有负面作用,而低转化率的情况下催化剂表面冗余的甘油可能是导致催化活性降低的一个重要因素。     

High-performance phosphate supported on HZSM-5 catalyst for dehydration of glycerol to acrolein

The purpose of this study is to increase acrolein yield and capability of coking resistance in the reaction of glycerol dehydration to acrolein by assembling metal phosphate supported on HZSM-5 catalyst.The as-prepared catalysts were characterized by XRD,SEM,EDS,BET,NH3-TPD,CO2-TPD and Py-IR techniques.It was found that metal phosphate species were incorporated into the porous structure of HZSM-5 zeolites,thus influencing the surface and textural physico-chemical properties of the supporters.The alkaline-treated HZSM-5 catalyst promoted the dispersion of phosphate species on the carriers.Moreover,the amount of strong aridity was tremendously improved by adding the different metal hydrophosphates and the catalysts show high catalytic activity.In this present work,the Sn1/4H2PO4/HZSM-5 catalyst exhibited good performance in the catalytic activity and coking resistant ability,which resulted in a high acrolein yield of 83％ initially and acrolein yield of 68％ after 30 h.The aridity,especially the ratio of strong to weak acid,plays an important role in promoting acrolein yield and stability simultaneously.     

The structures of VOx/MOx and alkali-VOx/MOx catalysts and their catalytic performances for soot combustion

Vanadium oxides supported on γ-Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, and ZrO₂ were studied on their molecular structures and reactive performances for soot combustion. To investigate the effect of different alkali metals on the structures and reactivities of supported-vanadium oxide catalysts, they were doped into the V₄/TiO₂ catalyst which had the best intrinsic activity for soot combustion in the selected supported vanadium oxide catalysts. The experimental results demonstrated that the catalytic properties of these catalysts depended on the vanadium loading amount, support nature, and the presence or the absence of alkali metals. The spectroscopic analysis (FT-IR and UV–vis) and H₂-TPR results revealed that the higher activity of alkali-promoted vanadium oxide catalysts could be related to the ability of alkali metal promoting the redox cycle of the active vanadyl species. TG results showed that adding alkali to V_m/TiO₂ catalyst was beneficial to lowering their melting points. Low melting points could ensure the good surface atom migration ability, which would improve the contact between the catalyst and soot. Due to the alkali metal components promoting the redox ability and the mobility of the catalysts, alkali-modified vanadium oxide catalysts could remarkably improve their catalytic activities for soot combustion. The catalytic activity order for soot combustion followed Li > Na > K > Rb > Cs in the catalyst system of alkali-V₄/TiO₂, and the reason why it followed this sequence was discussed.     

V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的制备及其烟气脱硝性能

以活性成分负载量、负载顺序和焙烧温度等关键制备参数因素进行正交实验设计制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,对其进行XRD和TPR表征,并在自行设计搭建的SCR烟气脱硝实验平台上评价其(300~390)℃的SCR脱硝性能。结果表明,活性成分钒和钨绝大多数以非晶态形式存在于载体表面,且具有良好的分散性;主要活性成分V_2O_5负载量越高,脱硝率越高;400℃焙烧温度可以形成催化反应所需的晶相,且维持催化剂较高的比表面积;催化剂低温活性和高温活性是由表面富集和各种成分之间相互作用共同产生的结果,活性组分与载体之间的相互作用对315℃低温脱硝活性影响明显,以先钒后钨负载顺序为宜,表面富集对390℃高温脱硝活性起主要作用,以钒钨同时负载或先钒后钨负载顺序较好;随着m(WO_3)∶m(V_2O_5)的增加,在7.5∶1处催化剂的脱硝率升至最高,随后迅速下降,WO_3负载质量分数以6%为宜。在优化条件V_2O_5负载质量分数0.8%、WO_3负载质量分数6%、先钒后钨负载和400℃焙烧温度下制备了催化剂并进行脱硝性能验证,315℃低温脱硝活性达到69.56%。     

氧化硅载体对Ir-Re双金属的结构及其催化甘油氢解的影响

采用3 种氧化硅载体KIT-6、G-6 和FS 制备了Ir-Re 双金属催化剂,并应用于甘油选择性氢解制备1,3-丙二醇,采用TEM、XRD、H₂-TPR、CO-DRIFTS 和NH3-TPD 等手段详细表征了催化剂结构,并探讨其构效关系。研究结果表明: 3 种催化剂表面的Ir-Re 双金属催化剂均形成了Ir-Re 合金结构, 合金化程度为Ir-Re/KIT-6 > Ir-Re/FS > Ir-Re/G-6;载体表面羟基含量显著影响Ir-Re 纳米粒子的分散度及其与载体的相互作用。Ir-Re/FS 的金属分散度最高,甘油氢解的初始活性最高但稳定性最差;而具有良好合金结构的Ir-Re/KIT-6 在甘油氢解中表现出良好的氢解活性和最高的1,3-丙二醇选择性。