介孔分子筛SiW_(12)/SBA-15的制备及性能研究

采用后合成法制备了SiW_(12)/SBA-15催化剂,并用X射线衍射、N_2吸附脱咐法、热失重法分析催化剂的物理性能。结果表明,SiW_(12)/SBA-15仍保持了介孔分子筛SBA-15的晶体结构,比表面积和孔径分别为589 m~2/g和6.1 nm,且SiW_(12)/SBA-15催化剂在400～450℃温度区失去结晶水,在650～700℃范围内SiW_(12)的Keggin结构破坏。选用月桂酸和乙醇的酯化反应考察SiW_(12)/SBA-15的催化活性和再生性能。SiW_(12)/SBA-15具有良好的催化活性和再生性能,得到最佳的酯化反应条件为:反应温度90℃、催化剂质量分数1%、酸醇摩尔比1:2.5、反应时间5 h。     

PW_(12)/AC催化剂在合成三聚甲醛中的催化性能研究

以活性炭为载体,浸渍磷钨酸制备负载型PW12/AC催化剂,考察了负载量、焙烧温度等与催化活性的关系,并用XRD,FT-IR,NH3-TPD等手段对催化剂的结构,杂多酸的分散度及酸性进行表征。结果表明:活性炭负载杂多酸催化剂具有较好的催化活性,当催化剂负载量在20%~60%范围内,催化剂上负载的磷钨酸均保持着Keggin结构,杂多酸负载量为50%为最佳负载量,此时反应速率最快。最佳焙烧温度为120℃。     

杂多酸型固体超强酸的研制

本文报道制备出迄今未见文献报道的三种新型固体超强酸:H_3PW_(12)O_(40)-SbCl_5、H_4SiW_(12)O_(40)SbCl_5和H_3PMo_(12)O_(40)-SbCl_5。采用11种Hammett指示剂测定酸强度,采用量热滴定法测定总酸量.结果表明合成的三种杂多酸型超强酸,H_0值均达-14.52。     

ZnSO_4/Al_2O_3催化剂上异丁烯齐聚反应的研究

利用等体积浸渍法制备负载型ZnSO_4/Al_2O_3催化剂并用于异丁烯齐聚催化反应研究,采用XRD、NH_3-TPD、Py-IR、N_2吸附-脱附、SEM等表征方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸盐负载量对催化剂的表面酸性、催化反应活性及产物分布的影响。实验结果表明,在Al_2O_3载体表面,当ZnSO_4负载量低于15%(w)时具有良好的分散度,表面酸中心主要是以L酸为主,B酸数量较少,且B酸中心数量随着焙烧温度降低而逐渐减少;当焙烧温度低于350℃时,催化剂表面B酸中心消失,较高的硫酸盐分散度和L酸中心数量有利于提高催化活性和二聚体产物的选择性。     

固体超强酸催化剂的研究进展

综述了固体超强酸催化剂的研究近况和含卤素固体超强酸与SO_4~(-2)/M_xO_y型固体超强酸的合成方法。并对表面酸性与催化活性的关系作了探讨、认为SO_4~(-2)/M_xO_y型固体超强酸的研究关键是提高表面强酸点的浓度。     

Mo/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

以HZSM-5分子筛为载体、采用等体积浸渍法制备了不同Mo负载量的Mo/HZSM-5催化剂,采用BET,XRD,NH3-TPD,H2-TPR,TG等方法考察了Mo负载量对催化剂的结构、表面酸性和还原性的影响,并与催化剂的乙醇脱水反应活性和稳定性进行了关联。实验结果表明,随Mo负载量的增加,催化剂的比表面积和孔体积逐渐减小、总酸量减少、中强酸量逐渐增加。Mo负载量为5.0%(w)的Mo/HZSM-5催化剂(MHZ-5.0)的中强酸量较多,催化活性最佳;Mo负载量为10.0%(w)的Mo/HZSM-5催化剂中部分Mo抽提了骨架铝,破坏了分子筛骨架结构,催化活性下降。在反应温度250℃、重时空速3.0 h-1、0.1 MPa、MHZ-5.0催化剂6 g、50%(w)乙醇溶液进料的条件下反应200 h后,乙醇转化率和乙烯选择性仍维持在97%以上,远高于HZSM-5分子筛原粉,说明Mo的添加不仅提高了催化剂的活性还有效延长了催化剂的使用寿命。     

负载杂多酸催化剂的表征及催化合成乙酸正丁酯的研究 Ⅱ.负载杂多酸催化剂的酸性及催化酯化反应性能

对浸渍法制备的以硅胶、中性氧化铝和β沸石为载体的SiW12杂多酸负载型催化剂，采用TPD法测试了催化剂酸性，在间歇反应器中测定了催化剂的酯化活性。结果表明：载体种类对负载杂多酸催化剂的催化活性有很大影响，催化活性大小的顺序为：硅胶＞分子筛＞中性氧化铝。酸性载体制得的负载型杂多酸催化剂，较原载体酸量均增大，酯化活性有很大提高。说明催化酯化反应的活性中心是催化剂表面的B酸中心。催化剂B酸量和催化活性均与负载量呈顺变关系，但增加的趋势逐渐减缓。     

还原温度和Cu负载量对乙二醇还原法制备的Cu/AC催化剂甲醇氧化羰基化反应性能的影响

以活性炭(AC)为载体采用乙二醇还原法在不同的还原温度制备了系列Cu/AC催化剂,采用XRD、XPS、AAS、H_2-TPR和TEM对催化剂进行了表征,并考察了还原温度和铜负载量对其催化甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高Cu/AC催化剂中Cu~(2+)逐渐被还原为低价态的Cu_2O和单质Cu,其中经160℃还原制备的催化剂中Cu_2O的含量达到最高且晶粒尺寸较小,此时催化剂显示出最佳的催化活性;催化剂铜负载质量分数低于2.8%时,Cu物种高度分散在AC载体表面,提高负载量有利于催化活性的提高,超过2.8%后继续提高铜负载量则导致Cu物种颗粒长大,并出现明显的团聚现象,催化剂活性下降。最佳催化剂的DMC时空产率、选择性和甲醇转化率分别为670mg/(g·h),91.7%和6.0%。     

超稳Y沸石负载杂多酸催化剂的制备、表征及催化性能 Ⅰ.制备及表征

采用过量浸渍法制备了一系列超稳Y沸石(USY)负载磷钨酸(PW)催化剂,并用XRD、热分析、N2吸附、NH3-TPD和IR等手段对其物化性质进行了详细的表征。结果表明,负载磷钨酸后,试样仍然保持较大的比表面积和与USY相近的二次中孔体积。负载量达30%时,磷钨酸仍在USY表面高度分散。与纯磷钨酸相比,PW/USY试样的热稳定性显著提高。PW/USY的酸量较磷钨酸和USY均有较大提高,在负载量为10%处酸量最大,负载量进一步增大,酸量下降,酸强度提高。PW/USY试样同时存在B酸和L酸中心,PW与USY之间可能存在弱相互作用。     

Al-MSU-S(Y)催化剂上对苯二酚与叔丁醇的烷基化反应

合成了不同Al含量的介孔分子筛MSU-S(Y)(Al-MSU-S(Y))催化剂,并利用X射线衍射、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)方法对它们的结构和表面酸量进行了表征;考察了Al-MSU-S(Y)催化剂在对苯二酚与叔丁醇烷基化反应中的催化活性。实验结果表明,随Al含量的增加,Al-MSU-S(Y)催化剂的介孔结构变得无序,而且Al-MSU-S(Y)催化剂的活性与其表面强酸位的酸量有关。Al质量分数5%的Al-MSU-S(Y)催化剂具有规整的介孔结构,其表面强酸位的酸量最多,表现出良好的催化活性,在140℃时对苯二酚的转化率和2-叔丁基对苯二酚(2-TBHQ)的收率分别为62.2%和44.7%,催化剂重复使用3次后,2-TBHQ的收率仅降至41.5%。该催化剂不仅性能稳定而且可重复使用。     

活性炭负载磷钨酸哌啶盐催化合成苯偶酰

以活性炭为载体制备负载型磷钨酸哌啶盐催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)进行表征。将其作为过氧化氢氧化苯偶姻合成苯偶酰催化剂,研究了氧化剂用量、反应温度、催化剂用量等条件对氧化反应的影响,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和熔点测定对产物进行了表征。实验结果表明:该催化剂催化性能良好。较优实验条件为:催化剂负载量10%,催化剂加入量为3.3%(与总反应物质量比),反应温度110℃,过氧化氢与苯偶姻摩尔比3.5∶1,反应时间3.5h,苯偶酰收率可达95%以上。     

乙醇气相氧化羰化合成碳酸二乙酯I.催化剂的制备及反应性能

制备了系列乙醇气相氧化羰化合成碳酸二乙酯(DEC)的催化剂,在固定床反应装置上评价了其反应性能.考察了催化剂活性组分及其负载量、载体、助剂等因素对催化剂活性的影响.结果表明:负载在活性炭上的单一金属氯化物催化剂的活性比较低,双金属催化剂Pd(PPh_3)_2Cl_2-CuCl_2/AC可明显提高碳酸二乙酯的产率;活性炭是较好的载体,助剂KCl能提高催化剂的反应活性.当Cu的负载量在9.0%,Pd的负载量控制在0.5%时,催化剂的催化活性达到比较好的效果.在优化的催化剂制备条件下,乙醇的转化率达到33%,DEC的选择性达到95%,同时DEC时空产率达到129g/(L.h).     

醋酸甲酯在Cs_(1.5)PW/SiO_2催化剂上的水解反应

通过改变阳离子的种类与配比,制备了一系列SiO2负载的磷钨酸盐催化剂,考察了制备方法对催化剂性能的影响,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜等方法对催化剂进行了表征,并考察了该系列催化剂对醋酸甲酯水解反应的活性。实验结果表明,Cs1.5PW/SiO2催化剂的活性最好,当Cs1.5PW负载量(质量分数)为30%时,Cs1.5PW的Keggin结构保持完好,没有硅钨酸阴离子形成,Cs1.5PW在SiO2载体上高度分散;在反应温度55℃、反应时间2h的条件下,醋酸甲酯的转化率为35.79%,约为均相磷钨酸催化剂的1.3倍。该催化剂重复使用4次后,醋酸甲酯的转化率稳定在25%;80℃下反应2h,与NKC-9磺酸树脂催化剂相比,醋酸甲酯的转化率提高了5.17%。     

硅胶负载磷钨酸催化正丁醇和乙酸液相酯化反应

以硅胶为载体,用浸渍法制备了一系列不同负载量的磷钨酸催化剂,通过X射线衍射、低温N2物理吸附、程序升温氨脱附以及Hammett指示剂法表征了催化剂的物化性质,并考察了催化剂在乙酸与正丁醇液相酯化反应中的催化性能。结果表明,通过控制杂多酸负载量,可有效调整催化剂的表面性质、酸性及酯化反应性能;酯化反应结果与催化剂酸量、比表面积及磷钨酸在载体表面分散状况有直接关系。磷钨酸负载量为40%时,反应物的转化率及酯的产率均明显高于纯磷钨酸催化剂的结果。在反应温度为395K、催化剂在反应体系中的质量分数为3.5%、反应时间为120min的条件下,正丁醇转化率达89.8%,乙酸丁酯选择性为100%。     

以活性炭为载体制备Pd和Pt加氢脱硫催化剂

别以椰壳活性炭、果壳活性炭和木质活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了Pd/C和Pt/C催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物,考察了不同种类活性炭负载的贵金属催化剂加氢脱硫(HDS)催化性能。结果表明,增加活性炭表面酸性含氧基团或碱性基团数量都有助于提高Pt和Pd的分散度。DBT在Pd/C和Pt/C催化剂催化下进行HDS反应时,直接脱硫(DDS)路径选择性高于加氢反应路径(HYD)选择性,其中Pt/C催化剂的HDS催化活性和DDS路径选择性都显著高于Pd/C催化剂。Pd/C和Pt/C催化剂的HDS催化性能主要取决于载体表面官能团的种类和分布。Pd和Pt催化剂的HYD反应路径选择性和稳定性都随载体表面酸性含氧基团的增加而增加,但它们断裂C-S的活性却有所降低;增加载体表面碱性基团数量则有助于提高催化剂断裂C-S的活性,但不利于其稳定性。     

载体改性对Fe-Mn/AC低温选择性还原催化剂脱硝性能的影响

以经硝酸、柠檬酸、氧等离子体改性的活性炭(AC)和未改性活性炭为载体,以Fe、Mn为活性组分,采用等体积浸渍法制备了一系列Fe-Mn/AC催化剂。采用N2物理吸附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,研究了载体改性对Fe-Mn/AC催化剂脱硝性能的影响。结果表明：所研究的载体改性方法主要是通过调控活性炭表面含碳氧双键官能团的数量来改善NH3的吸附特性,从而提高烟气低温选择性还原(SCR)反应的脱硝率;所研究的改性方法不会对Mn、Fe活性组分产生显著影响;硝酸和柠檬酸改性的Fe-Mn/AC催化剂在反应温度120 ℃和空速8000 h-1条件下,脱硝率均为95%左右;柠檬酸可以替代硝酸,用于低温SCR催化剂载体活性炭改性,从而便于工业生产。     

钯炭催化剂的研究进展

介绍了4种钯炭催化剂的制备方法,即浸渍法、浸渍沉淀法、离子交换法和化学气相沉积法,综述了载体预处理、浸渍、还原等钯炭催化剂制备方面的研究进展,探讨了贵金属钯的颗粒大小、分布以及分散度等因素对钯炭催化剂性能的影响,展望了钯炭催化剂的发展趋势。     

碳酸二乙酯作为乙基化试剂合成对硝基苯乙醚

制备了负载型KOH/活性炭催化剂,研究了以碳酸二乙酯(DEC)与对硝基苯酚为原料在固体碱催化剂上液相合成对硝基苯乙醚的工艺方法。结果表明,以活性炭(AC)为载体,以KOH为活性组分,当KOH负载量达到20%时,催化剂的催化活性最高,并且催化剂的碱强度达到最大。采用CO_2-TPD对KOH/AC的碱性质进行了表征,结果表明,弱碱性位是该反应的活性位。考察了反应温度、反应时间、DEC和对硝基苯酚的摩尔比和催化剂用量对反应的影响。适宜的反应条件为:反应温度423 K、反应时间2 h、催化剂用量10%、n (DEC):n(对硝基苯酚)=12.5:1,在此条件下对硝基苯酚的转化率达到89.4%,对硝基苯乙醚的选择性达到100%。