CuNiAl类水滑石的合成及其在催化氧化苯甲醇中的应用

采用水热法制备了CuNiAl类水滑石催化剂;运用电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜等方法对其进行表征,并用于催化苯甲醇氧化合成苯甲醛。表征结果显示,催化剂中Cu,Ni,Al的配比明显影响类水滑石的晶型结构,层间阴离子的结构决定着层间通道的大小和空间位阻。在催化苯甲醇氧化合成苯甲醛反应中,以层间阴离子为CO_3~(2-)的CuNiAl类水滑石为催化剂,且催化剂中n(Cu):n(Nj):n(Al)=0.86:0.84:1.00,在催化剂用量(占苯甲醇的质量分数)0.46%、反应温度50℃、n(H_2O_2):n(苯甲醇)=2.6、反应时间1 h的适宜条件下,苯甲醇的转化率为55.6%,苯甲醛的选择性为98.0%。该催化剂重复使用6次后仍保持较优的催化性能。     

铜铬和铜铝类水滑石结构及其催化性能

采用共沉淀法合成了铜铬类水滑石(CuCr-HTLc)和铜铝类水滑石(CuAl-HTLc),借助XRD、IR及N2吸附-脱附等方法对其进行了表征.并将合成的两种催化剂分别应用于苯甲醛与甲醇反应生成安息香甲醚反应中进行活性评价.结果表明,当合成体系中,二价金属离子M2+与三价金属离子M2+物质的量之比为2/1,共沉淀pH值分别控制在4.3±0.2和4.9±0.2时,可合成得到CuCr-HTLc和CuAl-HTLc.二者相比,前者具有较好的晶型、极窄的孔径分布、较高的比表面积.当反应温度为50℃、反应时间为90 min时,CuCr-HTLc催化苯甲醛与甲醇反应的苯甲醛转化率为89.56%,安息香甲醚选择性接近100%;而采用CuAl-HTLc催化剂时,苯甲醛转化率为61.49%,安息香甲醚选择性接近100%.因此,对于催化苯甲醛与甲醇生成安息香醚的反应,CuCr-HTLc优于CuAl-HTLc.     

杂多酸-聚合物复合膜催化合成季戊四醇双缩醛(酮)

实验以制备的Keggin型磷钨酸-乙烯醇复合膜催化剂,催化合成季戊四醇双缩苯甲醛。考察了反应物料配比、反应时间、催化剂用量及催化剂稳定性对催化剂活性的影响,最佳工艺条件为:季戊四醇0.05 mol,n(苯甲醛):n(季戊四醇)=2:1,催化剂0.4 g,环己烷带水剂用量20 mL,88～96℃回流反应3.0 h,季戊四醇双缩苯甲醛的收率可达86.0%以上。     

Keggin型配合物[(CH_2)_5NH_2]_4SiMo_(12)O_(40)的合成及其催化氧化合成苯甲酸的研究

实验以钼酸钠,硅酸钠为原料合成母体酸,以六氢吡啶为有机配体合成有机/无机电荷转移配合物[(CH2)5NH2]4Si Mo12O40。将合成的[(CH2)5NH2]4Si Mo12O40杂多酸哌啶盐应用于苯甲醛氧化合成苯甲酸反应,考察了催化剂用量、氧化剂30%H2O2的用量、反应温度、反应时间等对苯甲酸收率的影响。最佳工艺条件为:n(催化剂)∶n(苯甲醛)=0.003∶1,n(H2O2)∶n(苯甲醛)=7.2∶1,反应温度80℃,反应时间2.5h。苯甲酸收率达85%以上。     

N-(4-甲氧基苯基)-N-(2-羧乙基)-β-氨基丙酸的合成

以4-硝基苯甲醚为原料经催化加氢制备了中间产物4-甲氧基苯胺,再与丙烯酸反应合成了N-(4-甲氧基苯基)-N-(2-羧乙基)-β-氨基丙酸(Ⅰ)。考察了两步反应中反应温度、反应时间、溶剂种类、催化剂用量和溶剂用量对收率的影响。结果表明:第1步反应中,以5 g 4-硝基苯甲醚为底物,10 mL乙醇为溶剂,反应温度50℃,氢气压力0.6～0.8 MPa,催化剂用量0.8 g(湿重),4-甲氧基苯胺的收率达到91.5%;第2步反应中,n (4-甲氧基苯胺):n(丙烯酸)=1:4,乙酸乙酯为溶剂,反应温度45℃,反应时间10 h,产物Ⅰ的收率达到83.8%。通过质谱、核磁和红外对目标产物的结构进行了表征。     

硅胶负载铂催化剂催化合成二环戊基二氯硅烷

以二氯硅烷(DCS)和环戊烯为原料,在硅胶负载铂催化剂的催化作用下,经硅氢加成催化合成二环戊基二氯硅烷(DCPCS)。采用红外光谱和色质联机等手段表征了产物结构。考察了原料配比、催化剂的用量、催化剂的重复使用性能、反应温度、反应时间等因素对产物收率的影响。结果表明,合成DCPCS的最佳工艺条件为:二氯硅烷用量1.0 mol,n(DCS):n(环戊烯)=1.0,催化剂用量1.2 g,反应压力1.2 MPa,反应温度120℃,反应时间6 h,DCPCS的收率达88.6%,产物质量分数为99.1%。     

磷钨钼杂多酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

以磷钨钼杂多酸为催化剂,由苯甲醛和乙二醇反应合成了苯甲醛乙二醇缩醛,系统考察了醛醇物质量比、催化剂用量以及反应时间诸因素对产品收率的影响.确定的适宜工艺条件为:n(苯甲醛):n(乙二醇)=1:1.6,催化剂用量为反应物料总质量的O.6%,带水剂环己烷的用量为10 mL,反应时间60 min.在此反应条件下,苯甲醛乙二醇缩醛的收率可达82.0%.     

钨磷酸掺混聚苯胺催化合成苯甲醛缩乙二醇

以自制的钨磷酸掺混聚苯胺(H3PW12O40/PAn)为催化剂,用苯甲醛和乙二醇为原料合成了苯甲醛缩乙二醇。适宜反应条件为:n(苯甲醛):n(乙二醇)=1:1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.8%,环己烷为带水剂,反应时间1.0h。苯甲醛缩乙二醇的收率可达85.7%。     

Keggin型杂多酸催化合成1-乙酰胺基苯甲基-2-萘酚

以2-萘酚、苯甲醛和乙酰胺为原料、Keggin型杂多酸及磷钨酸盐为催化剂,采用无溶剂一步法经多组分缩合反应合成了1-乙酰胺基苯甲基-2-萘酚(AAN);比较了一系列Keggin型杂多酸及磷钨酸盐的催化效果。实验结果表明,磷钨酸的催化活性最高。同时考察了在磷钨酸催化剂作用下,催化剂用量、反应温度、原料配比和反应时间对AAN收率的影响,确定了适宜的反应条件:磷钨酸用量为反应物总质量的8.0%、n(苯甲醛)∶n(乙酰胺)∶n(2-萘酚)=1.15∶1.00∶1.00、反应温度120℃、反应时间40min;在此条件下,AAN的收率达到100.0%。该工艺具有催化剂用量较少、AAN收率高、反应速率快、后处理简单及产物色泽好等优点。     

环己基甲基二氯硅烷的合成工艺

在一定的压力下,以甲基二氯硅烷(DCMS)和环己烯为原料、以硅氧烷铂配合物为催化剂,以苯甲醛为促进剂,进行了用氢硅烷化法合成环己基甲基二氯硅烷(CMCS)的工艺研究。考察了原料配比、反应温度、反应压力、催化剂用量、促进剂种类、反应时间等因素对CMCS收率的影响。得到合成CMCS的最佳工艺条件为:反应压力0.7-0.8MPa,n(环己烯):n(DCMS)=1.00:1.12,反应温度85-90℃,1mol环己烯用催化剂1.0mL,苯甲醛2.0mL,反应时间5-6h,CMCS收率89.6%,w(CMCS)=99.54%。用1HNMR、IR、MS对CMCS的结构进行了表征。     

对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚的合成

以对叔丁基苯酚、甲醛溶液为原料合成了对叔丁基杯[6]芳烃;以10-溴代癸酸、甲醇为原料合成了10-溴代癸酸甲酯;对叔丁基杯[6]芳烃和10-溴代癸酸甲酯经Williamson醚化反应,合成出对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚。在n(甲醇)∶n(10-溴代癸酸)=10∶1、催化剂对甲苯磺酸用量为10-溴代癸酸质量的0.6%、反应温度65℃、反应时间3h时,10-溴代癸酸甲酯的收率为67.0%以上。筛选出以氢化钠为Williamson醚化反应的催化剂,在n(对叔丁基杯[6]芳烃)∶n(10-溴代癸酸甲酯)∶n(氢化钠)=1∶6∶30、反应时间5h、反应温度70℃时,对叔丁基杯[6]芳烃六癸酸甲酯醚的收率为83.3%。用傅里叶变换红外光谱表征了中间体和最终产物的结构,证明了所得化合物的结构与所设计的分子结构相同。     

Cs/SiO2催化丙酸甲酯合成甲基丙烯酸甲酯工艺

制备了系列Cs负载于SiO2的碱性催化剂,研究了其催化丙酸甲酯与三聚甲醛反应合成甲基丙烯酸甲酯工艺。考察了反应温度、Cs负载量、原料摩尔比及催化剂焙烧温度等条件对反应的影响,结果表明:以20%的丙酸甲酯的甲醇溶液为原料,15%Cs浸渍的SiO2为催化剂,焙烧温度为600℃,反应温度为320℃,n(MP)/n(HCHO)为1∶1,液时空速为1.5 h^-1,丙酸甲酯的转化率达42.1%,甲基丙烯酸甲酯的选择性为91.4%。CO2-TPD的分析结果表明,催化剂表面的弱碱性位有利于目标产物甲基丙烯酸甲酯选择性的提高。     

反应条件对气相催化酯交换合成碳酸甲丙酯的影响

在连续流动气固相反应条件下,对碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸甲丙酯(MPC)的反应进行了研究。研究结果表明,使用负载型氧化物TiO2/Al2O3为催化剂,在反应温度130℃、反应压力1.1MPa、原料配比n(DMC)∶n(正丙醇)=0.5、气态空速360h-1的条件下,DMC的转化率为57.27%,目标产物MPC的选择性为88.07%,收率为50.43%。随着反应温度的升高,DMC的转化率增加,但同时由于甲醚、甲丙醚和丙醚等副产物的生成,使目标产物MPC的选择性降低;反应压力的改变对合成反应的影响不显著;催化剂颗粒控制在20~40目。当气态空速为360h-1时,外扩散影响已基本消除,可获得最高的MPC收率,但是随着空速的继续增加,由于接触时间缩短,DMC的转化率和MPC的收率趋于减小。     

酸改性高岭土在合成气一步法制备二甲醚中的应用

分别以1.0mol/L的硫酸、盐酸、硝酸为改性剂,采用浸渍法制备了一系列酸改性高岭土;以酸改性高岭土为甲醇脱水催化剂,与甲醇合成催化剂XNC-98混合制备了适用于合成气一步法制备二甲醚(DME)的双功能催化剂;考察了双功能催化剂对DME合成反应的活性,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附实验表征了酸改性后高岭土的结构和性能。表征结果显示,高岭土经酸改性后,其比表面积及高岭土中高岭石的结晶度显著提高。活性评价实验结果表明,以硫酸改性的高岭土作为甲醇脱水催化剂,可显著提高高岭土催化甲醇脱水的性能。还考察了硫酸浓度对DME合成反应的影响,实验结果表明,在处理时间7h、处理温度50℃的条件下,硫酸浓度为0.5mol/L时,CO转化率和DME收率最高。在V(H2)∶V(CO)=1、250℃、3M Pa、空速3 000mL/(g.h)的反应条件下,CO转化率为56.1%,DME收率为37.2%,DME选择性为99.9%。     

微波辐射磷钨酸催化合成β-萘甲醚

在微波辐射下,以磷钨酸为催化剂,研究了β-萘酚与甲醇的醚化反应。考察微波输出功率、辐射时间、催化剂用量、酚醇配比对醚化反应的影响,适宜的反应条件为:催化剂用量为反应物质量的4%、酚醇摩尔比1/4、微波输出功率600W、辐射时间6min,β-萘甲醚产率达81 2%。结果表明,微波辐射很好地改善了磷钨酸催化剂的催化性能,在适宜条件下微波辐射法的反应速率是常规加热法的100倍,醚化反应产率增加近一倍。     

3,5-二叔丁基-4-羟基苄基甲醚的合成及表征

以2,6-二叔丁基酚和多聚甲醛为主要原料,二乙胺为催化剂,在甲醇中加热反应生成了3,5-二叔丁基- 4-羟基苄基甲醚。研究了催化剂的种类和加入量、反应物料配比、反应温度、反应时间、结晶温度等对产物收率的影响。结果表明,以150 g 2,6-二叔丁基苯酚为基准,催化剂用量为2,6-二叔丁基苯酚质量的5%,聚甲醛30 g,甲醇550 mL,反应温度130℃,反应时间6 h,收率达到90%,纯度为97%,用甲醇重结晶后纯度达到99.5%以上。通过FT-IR、~1H NMR和HPLC对其结构进行了表征。     

苯甲酸甲酯催化加氢制苯甲醛

在常压固定床反应装置上研究了ＺｒＯ＿２及不同金属改性的ＺｒＯ＿２系催化剂对于苯甲酸甲酯加氢制苯甲醛的反应性能，考察了催化剂制备方法、金属改性及反应条件对催化剂反应性能的影响。结果表明，Ｍｎ改性作用最显著；其次为Ｃｒ、Ｉｎ；而Ｚｎ、Ｙ、Ｃｕ、Ｃｏ改性较差。在反应温度３４０℃、氢空速（ＧＨＳＶ）８５０─１０５０ｈ￣（－１）、苯甲酸甲酯液体空速（ＬＨＳＶ）为０．１ｈ￣（－１）时，浸渍法与共沉淀法制备的催化剂（Ｍｎ／Ｚｒ原子比相应为５／１００与１０／１００），苯甲酸甲酯转化率＞６６％，苯甲醛选择性＞８４％。     

用于甲醇制丙烯过程的ZSM-5分子筛的合成及其性能评价

研究并合成出不同硅铝比的ZSM-5分子筛,对制备的催化剂进行XRD,SEM,NH3-TPD,N2吸附-脱附表征,得出制备参数对催化剂性能的影响规律,确定了制备高结晶度、适当粒径大小的NaZSM-5分子筛的合成条件：n(TPA+)/n(SiO2) = 0.16～0.18,H2O/SiO2质量比14～16,晶化温度130～150 ℃,硅铝比500。将合成的NaZSM-5分子筛经挤条、酸交换和焙烧后制得的催化剂用于MTP性能评价试验,结果表明,硅铝比为500的催化剂具有良好的催化反应性能,甲醇转化率在99%以上,丙烯选择性可以维持在45%左右。     

Ce-OMS-2催化剂气相催化氧化甲苯制苯甲醛

采用回流法合成了氧化锰八面体分子筛(K-OMS-2),采用浸渍法制备了不同Ce含量的八面体分子筛(Ce-OMS-2)催化剂,并将其用于甲苯气相氧化制苯甲醛反应;考察了Ce含量、反应温度、空速、n(空气)∶n(甲苯)对催化剂活性的影响;用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、O2程序升温脱附方法对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,以Ce质量分数为46.0%的Ce-OMS-2为催化剂,在反应温度723K、空速2 400h-1、n(空气)∶n(甲苯)=4.2的条件下,甲苯的转化率为14.0%,苯甲醛的选择性达85.0%,苯甲醛收率为12.0%。表征结果显示,所制备的催化剂具有结晶良好的八面体分子筛结构,且Ce-OMS-2催化剂中存在Mn3O4,CeO2,CexMn1-xO2-y物相,Ce3+/Ce4+间的氧化还原循环给活性中心Mn提供晶格氧,改善了活性中心的电子传递,提高了甲苯的转化率和苯甲醛的选择性。     

固体酸催化甲醇和叔丁醇合成甲基叔丁基醚的研究

研究了以甲醇和叔丁醇为原料合成甲基叔丁基醚用催化剂及反应条件。实验表明,用稀盐酸浸渍处理的７３２型强酸性阳离子交换树脂具有良好的催化效果。反应的最佳条件为：甲醇与叔丁醇摩尔比１：１,催化用量２４％,沸腾回流７ｈ,此时转化率为５１．３％,产率可达３７．２％。