固液研磨法制备的SBA-15介孔分子筛催化剂在纤维素氢解制低碳多元醇的研究

纤维素的催化氢解制备低碳多元醇是一种行之有效的生物质利用途径,其核心是催化剂的研究。以SBA-15为模板,引入生物碳源(大豆油),通过固液研磨法制备自还原型金属双功能催化剂x%Ni-y%W/SBA-15,并将其应用于纤维素氢解制备低碳多元醇。当镍、钨含量分别为10%和20%时,低碳多元醇的总收率最高,为51.37%。改变加氢组分,与20%W/SBA-15制成混合型双功能催化剂M+20%W/SBA-15(M=Pd/C,Raney Ni,Rh/C,Pt/C,Ir/C)催化纤维素氢解时,加入Pt/C和Ru/C的混合型催化剂催化效果最好,低碳多元醇的总收率分别为68.39%和53.43%。最后,对用固液研磨法制备自还原型金属双功能催化剂进行优缺点分析,在此基础上,对今后此法制备的催化剂在纤维素氢解中的应用进行了展望。     

固液研磨法制备的SBA-15介孔分子筛催化剂在纤维素氢解制低碳多元醇的研究

纤维素的催化氢解制备低碳多元醇是一种行之有效的生物质利用途径,其核心是催化剂的研究。以SBA-15为模板,引入生物碳源(大豆油),通过固液研磨法制备自还原型金属双功能催化剂x%Ni-y%W/SBA-15,并将其应用于纤维素氢解制备低碳多元醇。当镍、钨含量分别为10%和20%时,低碳多元醇的总收率最高,为51.37%。改变加氢组分,与20%W/SBA-15制成混合型双功能催化剂M+20%W/SBA-15(M=Pd/C,Raney Ni,Rh/C,Pt/C,Ir/C)催化纤维素氢解时,加入Pt/C和Ru/C的混合型催化剂催化效果最好,低碳多元醇的总收率分别为68.39%和53.43%。最后,对用固液研磨法制备自还原型金属双功能催化剂进行优缺点分析,在此基础上,对今后此法制备的催化剂在纤维素氢解中的应用进行了展望。     

正庚烷在Pt/SAPO-41上异构化性能研究

以正庚烷为模型化合物,在连续微型反应装置上考察了Pt改性后的Pt/SAPO-41催化剂的异构化反应性能,探讨了工艺条件对异构化产物分布的影响。结果表明:Pt最佳负载量为0.55%;Pt/SAPO-41最佳工艺参数为温度400℃、压力为1.5MPa、液态空速为1.0h-1、VH2/Vn-heptane为600∶1;最佳条件下正庚烷转化率、C5+液收率,异构烃类和芳烃的选择性分别为79.82%,67.63%,71.44%和2.72%,且该催化剂具有良好的稳定性。     

连续化反应制备N,N'-双乙酰乙酰基-2,5-二甲基对苯二胺

以4-硝基-2,5-二甲基苯胺为原料,采用Pt/C催化加氢还原,过滤得到的溶液直接与双乙烯酮反应制备N,N'-双乙酰乙酰基-2,5-二甲基对苯二胺。考察了催化加氢的温度、氢气压力、催化剂用量和回用以及双乙酰乙酰化温度对结果的影响。实验结果:1%的Pt/C催化剂用量为4-硝基-2,5-二甲基苯胺的0.5%,氢气压力0.8 MPa,反应温度80℃,双乙酰乙酰化温度40℃,得到的产品含量98.5%,总收率95%。     

异丁烷脱氢制异丁烯反应过程Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂的失活分析

研究了Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂在异丁烷脱氢-器内再生循环过程中脱氢反应性能,采用N₂物理吸附、CO脉冲吸附、NH₃-TPD和TG对催化剂进行表征,提出了催化剂的失活原因。结果表明,新鲜Pt-Sn-K/γ-Al₂O₃催化剂上异丁烯初始收率为39.5%,脱氢反应24 h后异丁烯收率降至20.6%。经2次脱氢-再生循环后,催化剂上异丁烯收率降至11.1%,72 h反应结束时异丁烯收率降至7.9%。积炭覆盖催化剂的活性位是导致催化剂失活的主要原因。Pt烧结及Pt-Sn合金形成使催化剂上Pt分散度降低,导致再生后催化剂活性明显下降。     

α,α-二苯基-4-哌啶甲醇催化氢化合成工艺研究

研究了催化氢化法合成α,α-二苯基-4-哌啶甲醇的工艺。以Pt/C为催化剂,考察了反应溶剂,压力,反应时间和催化剂添加比例对催化加氢反应的影响。在优惠的工艺条件下,α,α-二苯基-4-哌啶甲醇的收率可达92.4%,产品纯度为98.8%。     

对叔丁基苯酚催化加氢制备顺式对叔丁基环己醇

采用雷尼镍、Pd/C、Pt/C等为催化剂 ,由对叔丁基酚液相催化加氢合成顺式对叔丁基环己醇。在反应温度 110～ 130℃ ,反应压力 5MPa条件下 ,对叔丁基酚转化率 10 0 % ,对叔丁基环己醇收率 >98% ,顺式对叔丁基环己醇选择性 >75 %     

催化剂预中毒在合成邻苯基苯酚中的应用

以γ Al2O3为载体,贵金属Pt为脱氢活性组分,硫酸钾为助催化剂,制备出合成邻苯基苯酚(OPP)的脱氢催化剂,并对催化剂的活性进行了评价;为提高OPP的选择性,选用CS2对催化剂进行预中毒处理。结果表明:当所用催化剂中w(Pt)=0 3%、w(K2SO4)=2%,CS2的用量与催化剂中Pt的质量比为:m(CS2)∶m(Pt)=1 0∶100,在350℃反应,停留时间为12min时,OPP的选择性可以达到96%,收率在90%以上。     

Pt/TiO_2/ZSM-5催化剂的制备及其催化转化正丁烷

采用溶胶-凝胶法和等体积浸渍法,分别对ZSM-5分子筛进行Ti O2改性和Pt负载,获得了具有脱氢-裂解双功能的Pt/Ti O2/ZSM-5催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、XPS和NH3-TPD对样品的晶体结构,孔结构、形貌、活性金属价态和酸性质等进行了表征,并研究了正丁烷在此催化剂上催化转化制备低碳烯烃的反应规律。研究结果表明,Ti O2的引入,一方面使得改性后的ZSM-5分子筛获得了额外的酸性中心,特别是强酸性位含量的增加,有助于促进正丁烷的活化;另一方面Pt与Ti O2之间存在"金属-载体"强相互作用(SMSI),在H2还原气氛下,Pt能够促进Ti O2的还原,生成Ti3+物种,而Ti3+的存在增加了Pt周围的电荷密度,降低了Pt对低碳烯烃(2C=~3C=)的吸附能力,抑制了深度脱氢和生焦反应,从而提高双功能催化剂对烯烃的选择性。当H2还原温度为450℃时,Pt/10Ti O2/ZSM-5催化剂在625℃下的正丁烷转化率为76.1%,低碳烯烃(2C=~3C=)收率为50.9%,分别比Pt/ZSM-5催化剂提高了16.7%和12.6%。     

Pt-Cu-Zn/C催化加氢制备DSD酸工艺

本文研究了4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(DNS酸),在Pt/C催化剂存在下,Zn和Cu为抑制剂,水相体系中液相催化加氢制备DSD酸。Pt-Cu-Zn/C催化剂制备DSD酸具有很好的活性和选择性,能有效抑制苄基物及影响色度的杂质的生成。较佳的工艺条件为:DNS酸钠盐质量浓度为12~20%、Pt/C催化剂量为硝基物的0.5~0.7%,反应温度40~60℃、pH4~6、氢气压力1.0 MPa。DNS酸转化率100%,DSD酸选择性98.5%以上,收率98%,DSD酸含量均达到95%以上(氨基值法),苄基物含量低于0.1%(外标法),色度低于0.2。新工艺生产每吨DSD酸产生废水12吨,废水COD值为24 mg/L,无色透明。     

乳酸氧气氧化法制备丙酮酸

丙酮酸是一种重要的有机合成和药物合成中间体 ,研究了以乳酸为原料 ,氧气催化氧化合成丙酮酸 ,并探讨了催化剂组成、用量、氧气用量、温度、反应时间等因素对合成反应的影响 ,确定了最佳合成条件 ,其条件为以 Pt/Pb( NO3) 2 /C为催化剂 ,其组成比为 3%∶ 5 %∶ 92 %(质量比 ) ,Pt用量为 0 .1 5 g(铂与乳酸的摩尔比为 1 .92× 1 0 -3) ,O2 加入量为 2 .33L/h(空气为 1 1 .1 L/h) ,在 45°C下反应 2 h时 ,收率为 66.0 %     

当归内酯和2-甲基呋喃合成可再生生物柴油前驱体

以生物质衍生的当归内酯与2-甲基呋喃为原料,杂多酸为催化剂,经羟烷基化或烷基化反应生成4,4-二（5-甲基呋喃-2-基）戊酸,然后加氢制得可再生生物柴油前驱体4,4-二（5-甲基四氢呋喃-2-基）-1-戊醇和双（5-甲基四氢呋喃-2-基）乙烷。首先,考察了硅钨酸、磷钼酸和硅钼酸催化剂对羟烷基化/烷基化反应的影响,并对催化剂用量、反应温度和时间进行了优化,结果表明,硅钨酸的催化性最高,在反应温度为60 ℃、硅钨酸的用量为0.05 g、反应时间为60 min条件下4,4-二（5-甲基呋喃-2-基）戊酸产率达到70.5%。然后,考察了Pd/C、Ru/C和Pt/C催化剂对当归内酯与2-甲基呋喃羟烷基化/烷基化产物的加氢反应,Ru/C催化剂表现出最好的活性和选择性,4,4-二（5-甲基四氢呋喃-2-基）-1-戊醇和双（5-甲基四氢呋喃-2-基）乙烷产率分别为60.5%和24.6%。最后对Ru/C催化剂的稳定性进行了考察,在24 h的反应时间内催化剂表现出良好的稳定性,活性没有明显下降。获得的4,4-二（5-甲基四氢呋喃-2-基）-1-戊醇和双（5-甲基四氢呋喃-2-基）乙烷混合物可作为柴油前驱体。     

新型抗氧化剂4,4′-亚糠基双酚合成的研究

采用了H2 SO4,H3PO4,KOH ,N(C2 H5 ) 3四种催化剂催化苯酚与糠醛反应合成 4,4′ 亚糠基双酚。实验结果表明 ,N(C2 H5 ) 3的催化效果最好 ,当以异丁醇为溶剂 ,n(苯酚 )∶n[N(C2 H5 ) 3]=1 0 0∶0 .0 5 ,反应时间为 3.0h ,反应温度为 80℃时 ,合成产物 4,4′ 亚糠基双酚的收率最高 ,可达到 5 7.9%。并经实验测试其抗氧化性能优于BHT和双酚A ,在同等条件下用于猪油 ,加入BHT的样品在 15天后开始变质 ,而加入 4,4′ 亚糠基双酚的样品在 2 0d后还保持稳定 ;用于从废弃煤焦油中提取的燃料油中 ,加入BHT和双酚A的样品分别在 5d和 7d后开始变质 ,而加入 4,4′ 亚糠基双酚的油样在 10d后才开始有变质现象     

铂炭催化脱除超级电容器用多孔炭含氧官能团

开发可耐受高于2.7 V电压的多孔炭电极材料是双电层超级电容器（EDLCs）实现高能量密度的重要途径之一。以粒径小于10 nm的超细铂炭催化剂（Pt/C）引发了氢溢流,强化了高活性氢原子的解离,进而更加有效地脱除了多孔炭表面的含氧基团。利用5% Pt/C （质量分数,下同）可将多孔碳表面的含氧量降低至2%（摩尔分数,下同）。研究发现,重复使用多次后的Pt/C催化剂仍保持优于热还原法的脱氧效率。Pt/C催化剂作用下氢溢流脱氧后所得多孔炭（PC-Pt5/C-600-1st）的石墨微晶结构的有序度提高且孔结构得到较好保持,其作为EDLCs的电极材料可在3.3 V的高电压窗口下展现出良好的循环稳定性,在1 A·g^-1的电流密度下循环8 000圈后,容量保持率为88.4%。可重复使用的特点有利于降低相关工艺过程的成本负担。     

用草酸电化学合成尿囊素的研究

２０ ℃、电流密度６００ Ａ／ｍ２ 条件下,以铅板作电极,在无隔膜槽中电解草酸饱和溶液制得乙醛酸,产率５２％ ,电流效率７５％ 。乙醛酸、尿素、盐酸物质的量比为１∶３－５∶０－３,８０ ℃下,乙醛酸与尿素反应２ ｈ 可制得尿囊素,产率为５４－０ ％ 。     

PEMFC用Pt纳米线阴极催化剂的制备及在电堆中的应用

采用无模板法制备了用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）的碳载铂纳米线（Pt NWs/C）阴极催化剂,使用透射电镜（TEM）和X射线衍射图谱技术（XRD）对催化剂的微观结构和形貌进行了表征。研究结果表明,制备的铂催化剂具有纳米线的结构,平均截面直径为（4.0±0.2）nm,线长为15～25 nm。利用循环伏安（CV）法和线性伏安扫描法（LSV）表征催化剂的电化学活性和氧还原反应（ORR）特性,结果表明制备的Pt NWs/C催化剂电化学特性良好。利用Pt NWs/C和Pt/C作为阴极催化剂制备膜电极（MEA）,并进行测试,最大功率密度分别为705.6 mW·cm^-2和674.4 mW·cm^-2。然后以Pt NWs/C和Pt/C为阴极催化剂组装了18片和20片的电堆,并进行性能测试,电堆的最大功率密度分别为409.2 mW·cm^-2和702.7 mW·cm^-2,单电池电压差异系数（C_v）分别为16.1%和4.36%,这表明Pt NWs/C作为阴极催化剂在放大后的膜电极组件（MEA）里表现出较好的催化活性,但与商业催化剂相比其性能与均一性还有待提高。该研究可为Pt NWs/C催化剂放大制备提供依据,同时可为后续的基于Pt NWs/C的电堆的耐久性测试和车载应用奠定基础。     

Pt/TiO_2催化二甲醚部分氧化重整制氢

二甲醚是一种理想的氢载体,可用于解决氢的储存和运输。以Pt/TiO_2为部分氧化催化剂,结合Ni/Al_2O_3重整催化剂,考察钛前驱体和焙烧温度对二甲醚部分氧化重整制氢反应的影响。结果表明,以Ti(C4H9O)4为原料制备的TiO_2为金红石相,Ti(SO4)2或Ti O(OH)2为原料制备的TiO_2为锐钛矿相;以Ti(C4H9O)4为原料制备的Pt/TiO_2-E催化剂催化性能略好,转化率接近100%,H2收率约90%,表明金红石相TiO_2负载的Pt催化剂略佳;以Ti(SO4)2为原料制备的Pt/TiO_2-S催化剂500℃焙烧可获得金红石相TiO_2。与Pt/Al_2O_3催化剂相比,Pt/TiO_2催化剂具有更好的催化性能,H2收率超过90%,而Pt/Al_2O_3催化剂H2收率约80%。     

MnOx/Pt/Al2O3 catalysts for CO oxidation in H2-rich streams

The catalytic activity of Pt on alumina catalysts, with and without MnO_x incorporated to the catalyst formulation, for CO oxidation in H₂-free as well as in H₂-rich stream (PROX) has been studied in the temperature range of 25–250 °C. The effect of catalyst preparation (by successive impregnation or by co-impregnation of Mn and Pt) and Mn content in the catalyst performance has been studied. A low Mn content (2 wt.%) has been found not to improve the catalyst activity compared to the base catalyst. However, catalysts prepared by successive impregnation with 8 and 15 wt.% Mn have shown a lower operation temperature for maximum CO conversion than the base catalyst with an enhanced catalyst activity at low temperatures with respect to Pt/Al₂O₃. A maximum CO conversion of 89.8%, with selectivity of 44.9% and CO yield of 40.3% could be reached over a catalyst with 15 wt.% Mn operating at 139 °C and λ = 2. The effect of the presence of 5 vol.% CO₂ and 5 vol.% H₂O in the feedstream on catalysts performance has also been studied and discussed. The presence of CO₂ in the feedstream enhances the catalytic performance of all the studied catalysts at high temperature, whereas the presence of steam inhibits catalysts with higher MnO_x content.     

NH_4与Pt改性的HZSM-5催化剂上2-甲基萘与甲醇的择形甲基化反应(英文)

Shape-selective methylation of 2-methylnaphthalene (2-MN) was carried out over NH4F and Pt modified HZSM-5 (SiO2/Al2O3 83) catalysts in a fixed-bed down-flow reactor using methanol as methylating agent and 1,3,5-trimethylbenzene (1,3,5-TMB) as a solvent. Pt promoted HZSM-5 catalysts showed low concentration of coke-like polycondensed aromatics, NH4F modification decreased non-shape-selective acid sites. After Pt and NH4F co-modification, both conversion of 2-MN and selectivity to 2,6-DMN were improved. 6%NH4F/0.5%Pt/HZSM-5 catalyst exhibited 13.8% of 2-MN conversion with 6.2% of 2,6-DMN yield after 7 h time on stream (TOS), and 2,6-/2,7-DMN ratio of 1.7 after 10 h of TOS.     

Effect of Na-addition on catalytic activity of Pt-ZSM-5 for low-temperature NO–H2–O2 reactions

The effect of additives on Pt-ZSM-5 catalysts was studied for the selective NO reduction by H₂ in the presence of excess O₂ (NO–H₂–O₂ reaction) at 100 °C. The reaction of NO in a stream of 0.08% NO, 0.28% H₂, 10% O₂, and He balance yielded N₂ with less than 10% selectivity, which could not be increased by changing Pt loading or H₂ concentration in the gas feed. Co-impregnation of NaHCO₃ and Pt onto ZSM-5 decreased the BET surface area and the Pt dispersion. Nevertheless, the Na-loaded catalyst (Na-Pt-ZSM-5) exhibited the higher NO_x conversion (>90%) and the N₂ selectivity (ca. 50%). Such a high catalytic activity even at high Na loadings (≥10 wt.%) is completely contrast to other Na-added Pt catalyst systems reported so far. Further improvement of N₂ selectivity was attained by the post-impregnation of NaHCO₃ onto Pt-ZSM-5. In situ DRIFT measurements suggested that the addition of Na promotes the adsorption of NO as NO₂⁻-type species, which would play a role of an intermediate to yield N₂. The introduction of Lewis base to the acidic supports including ZSM-5 would be applied to the catalyst design for selective NO–H₂–O₂ reaction at low temperatures.