钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍负载-还原法制备了钴-硼/二氧化锆催化剂,研究了催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的性能。研究了催化剂的制备条件（钴与二氧化锆物质的量比、钴与硼氢化钠物质的量比）对其催化性能的影响,并考察了催化剂用量、反应温度、搅拌转速对硼氢化钠水解制氢的影响。结果表明,在钴与二氧化锆物质的量比为0.16:1、钴与硼氢化钠物质的量比为1:5条件下制备的钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢的速率最快。硼氢化钠水解制氢速率随催化剂用量的增加和反应温度的升高而增大,随搅拌转速的增加呈现先增大后减小的趋势。反应动力学计算出钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解对硼氢化钠的浓度属于零级反应。钴-硼/二氧化锆催化剂的硼氢化钠水解反应活化能为43.97 kJ/mol。     

乙酰丙酮钴(Ⅱ)对甲苯液相空气氧化反应的催化性能

以乙酰丙酮钴(Co(acac)₂)为催化剂,在1 L高压搅拌反应釜中研究了其对甲苯液相空气氧化反应的催化性能和反应产物分布,考察了催化剂用量对甲苯转化率和苯甲酸收率的影响,并考察了不同温度下不同催化剂用量时的催化剂寿命。结果表明,Co(acac)₂催化甲苯液相氧化是平行连串的复杂反应,Co(acac)₂的催化活性存在"催化-抑制转换"现象,适宜的催化剂用量为0.0044%(质量分数);催化剂的寿命随反应温度变化存在一个最大值,165℃时催化剂寿命最长,反应温度较低(<165℃)时催化剂更容易失活;在165℃、Co(acac)₂用量为0.0044%时,反应4 h,甲苯转化率为19%,苯甲酸收率为80%;与醋酸钴、环烷酸钴等钴盐催化剂相比,Co(acac)₂催化剂具有用量少、催化活性时间长的优点,可有效地减缓钴盐结垢现象,Co(acac)₂催化剂对甲苯液相空气氧化反应具有良好的催化性能。     

自搅拌下CoB/SiO2催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍-化学还原法制备了硼化钴/二氧化硅（CoB/SiO₂）催化剂,并考察了其催化硼氢化钠水解制氢的性能。研究了二氧化硅粒径、硝酸钴与二氧化硅物质的量比、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比等条件对催化剂性能的影响,进而考察了催化剂用量、搅拌转速、反应温度等条件对硼氢化钠水解制氢性能的影响。结果表明,在二氧化硅粒径为15 nm、硝酸钴与二氧化硅物质的量比为0.08∶1、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比为1∶5条件下,制备的催化剂催化硼氢化钠水解产氢的速率为45.6 mL/（min·g）;因为催化剂粒径很小,伴随硼氢化钠水解产氢产生的动量可以完全消除外扩散速率的影响,搅拌转速对硼氢化钠水解速率的影响很小,硼氢化钠的水解速率随着催化剂用量的增加而增大;随着温度的升高,硼氢化钠的水解速率增大,硼氢化钠水解反应的表观活化能为48.54 kJ/mol,硼氢化钠反应级数为零;催化剂具有良好的重复使用性能和稳定性。     

超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚

以1.0代(1.0G)超支化大分子、水杨醛和CoCl_2·6H_2O为原料,依次经过希夫碱反应和络合反应合成了3种具有不同烷基链长度的新型超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂。对目标产物的结构进行FT-IR、UV、MS及TG表征,考察了溶剂种类、助催化剂种类、反应温度、反应压力、Al/Co摩尔比等条件对超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚性能的影响。结果表明,超支化大分子桥联水杨醛亚胺钴催化剂催化乙烯低聚表现出良好的催化活性和高碳烯烃(C_(10+))的选择性。催化活性随反应温度和Al/Co摩尔比增加先增加后下降,随反应压力增加而增加。以甲苯为溶剂,在一氯二乙基铝(DEAC)活化下,当反应温度为25℃、反应压力为0.5MPa、Al/Co摩尔比为500时,催化活性可达1.87×105 g·(mol Co)~(-1)·h~(-1),聚合产物中高碳烯烃的含量高达42.90%。     

硼化钴/石墨烯非晶合金催化剂制备及性能研究

采用载体浸渍、真空干燥和化学还原相结合的方法制备了硼化钴/石墨烯负载型非晶催化剂,系统研究了催化剂在硼氢化钠水解制氢中的催化活性。扫描电镜(SEM)表征表明,硼化钴活性粒子高度分散于石墨烯载体表面,硼化钴纳米粒子的团聚现象得到有效抑制。SEM-EDS(能谱)元素分析表明,硼化钴非晶合金可以在石墨烯表面高效生成,其中钴与硼的原子数比约为2∶1。硼氢化钠水解制氢实验表明,硼化钴/石墨烯负载型非晶催化剂在25℃时催化硼氢化钠水解制氢速率可达252.2 m L/(min·g)。化学反应动力学实验表明,基于硼化钴/石墨烯负载型非晶催化剂催化硼氢化钠水解制氢的反应属于一级反应,其表观活化能约为47.87 k J/mol。     

钼酸盐催化剂对风化煤提取腐植酸的影响

以七钼酸铵[(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O]、六水合硝酸镍[Ni(NO_3)_2·6H_2O]、硝酸钴[Co(NO_3)_2·6H_2O]为原料,以二氧化硅(SiO_2)为载体,采用水热法合成负载型催化剂CoMoO_4/SiO_2、NiMoO_4/SiO_2,用X射线粉末衍射、扫描电镜进行表征,研究了不同催化剂、用量及反应温度对风化煤制备腐植酸产率、分子结构及E_4/E_6的影响。结果表明,负载型催化剂性能优于未负载型催化剂,提高了腐植酸的产率,其中NiMoO_4/SiO_2催化效果最好,在煤与催化剂质量比为2g/0.02g,反应温度为80℃的最佳实验条件下,腐植酸产率达到57.03%。     

负载型钴锰复合金属氧化物催化剂催化分解N_2O

以ZrO_2为载体,采用浸渍法制备负载型钴锰复合金属氧化物催化剂,研究催化剂活性组分负载量、Co与Mn物质的量比、焙烧条件及含H_2O气氛对N_2O转化率的影响。结果表明,催化剂最佳制备条件为:活性组分Co负载质量分数3%,Co与Mn物质的量比为1∶1,焙烧升温速率2℃·min-1,焙烧温度900℃。该条件制备的负载型钴锰复合金属氧化物催化剂在反应温度850℃时,N_2O转化率达98.7%。当反应气氛中H_2O体积分数小于20%条件下,850℃时N_2O转化率高于90%,表明催化剂具有较强的抗水性能。     

对苯二甲酸钴催化制备苯乙酮的工艺研究

以对苯二甲酸(TPA)和四水乙酸钴[Co(OAc)₂·4H₂O]为原料，通过水相沉淀法制备对苯二甲酸钴(CoTP·2H₂O)催化剂。将该催化剂用于氧化乙苯制备苯乙酮的反应中，选择苯乙酮选择性和收率为考察指标，通过设计单因素的方法分别考察催化剂用量、反应温度、反应时间对催化氧化的影响并确定最佳的工艺条件。结果表明：CoTP·2H₂O催化剂用量为乙苯摩尔分数4%,反应温度为130℃,反应时间为32 h,此条件下的苯乙酮选择性和收率最优，分别为84%和75%。相对于传统配位催化剂，该CoTP·2H₂O催化剂成本较低，在催化乙苯氧化制备苯乙酮的反应中具备较高的稳定性、较好的催化效果并降低了生产成本，具有工业应用的前景。     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

过渡金属甲基磺酸盐催化酯化反应

比较了Mn(CH_3SO_3)_2·2H_2O、Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Zn(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Co(CH_3SO_3)_2·4H_2O四种过渡金属甲基磺酸盐催化乙酸与正丁醇酯化反应的活性。其中Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O、Zn(CH_3SO_3)_2·4H_2O和Co(CH3SO3)2·4H_2O催化活性最高,而Mn(CH_3SO_3)_2·2H_2O活性较低。以Cu(CH_3SO_3)_2·4H_2O为催化剂,环己烷为带水剂,确定了适宜的反应条件为:n(乙酸)=0.2mol,n(醇)∶n(酸)=1.2,x(催化剂)=0.5%,V(环己烷)=15mL,反应时间86min,酯化率100%。同时,催化剂经过简单的相分离之后可以多次使用。     

磺酸磁性石墨烯固体酸的制备、表征及初步应用研究

以氧化石墨烯,Co（NO3）2·6H2O和Fe（NO3）3·9H2O为离子源利用水热法一步制备磁性石墨烯（Co Fe2O4-h GO）,用磺酸重氮盐将其重氮化制得磺酸磁性石墨烯固体酸,采用FT-IR、XRD、VSM和酸碱反滴定法测对其进行了表征。结果表明,链接石墨烯的Co Fe2O4为单相立方尖晶石结构,平均粒径为27 nm,饱和比磁化强度MS为29.7 A·m2/kg,其表面酸量为2.7 mmol/g。用乙酸与正己醇的酯化反应初步评估其催化性能：在90℃,乙酸与正丁醇摩尔比为1∶1,催化剂用量为3wt%,反应时间为4 h的条件下,乙酸转化率为59.1%。     

Co/Fe水滑石催化降解直接红染料性能研究

采用共沉淀法制备Co/Fe二元类水滑石催化剂,利用XRD、FT-IR等方法对其结构性能进行表征。将制备的Co/Fe水滑石用于催化H_2O_2降解直接红染料,研究Co/Fe水滑石催化降解直接红染料的性能,实验结果证明Co/Fe水滑石催化剂具有良好的催化降解性能。同时研究了催化剂用量、pH值以及双氧水用量等因素对降解反应的影响,并到最佳的降解条件,而且对降解机理进行了初步的探讨。     

环己烯催化氢甲酰化制备环己基甲醛

以钴为主催化剂,钌为助催化剂,PEG-4000为稳定剂,用氢气还原制备出PEG-4000稳定的纳米催化剂,用于环己烯催化氢甲酰化制备环己基甲醛,研究了还原氢气压力、还原温度、合成气压力、氢甲酰化温度对反应的影响。结果表明,当m(CoCl_2·6H_2O)∶m(RuCl_3·3H_2O)=14∶1[即n(Co)∶n(Ru)=12. 74∶1]时,催化效果最佳;最优反应工艺:还原压力6. 25 MPa,合成气压力5. 75 MPa,氢甲酰化温度128℃。在此条件下,环己基甲醛收率为97. 9%。     

Co-Cu-M(M=Fe,Mn,Ni,Zn,Ce)催化剂催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备了添加不同金属助剂的铜钴复合氧化物(Co/Cu质量比为0.6)催化剂,考察了其催化N_2O分解的活性。结果表明,稀土金属Ce以及过渡金属Fe对钴铜催化剂催化N_2O分解的活性有明显的促进作用。通过分析催化剂的X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及扫描电镜(SEM)等表征结果发现,助剂的添加并没有引起催化剂晶相结构的明显改变,但可以提高钴离子与铜离子的还原能力。尤其是添加Ce和Fe之后还原峰向低温区显著移动,从而提高了钴铜复合氧化物催化剂的活性。     

沉淀方式对沉淀法制备Co_3O_4催化N_2O直接分解性能的影响

以Co(NO_3)_2·6H_2O为钴源,K_2CO_3为沉淀剂,采用沉淀法制备Co_3O_4催化剂,用于催化N_2O直接分解反应。利用N_2~-物理吸附、XRD、FT-IR、TEM、TPR和ICP等对其进行表征,考察沉淀方式对Co_3O_4催化剂结构及其催化性能的影响。结果表明,沉淀方式对制备的Co_3O_4催化剂织构性质、物相组成和晶粒尺寸等影响不大,但显著影响其K残留量和还原性能,进而决定催化剂直接催化分解N_2O的催化性能。反加法制得的催化剂中K残留量为1.43%,明显高于正加法,同时催化剂中Co~(3+)较正加法更易还原,因而表现出更高的催化性能。在空速10 000 h~(-1)和N_2O体积分数0.1%的条件下,反加法制备的催化剂可在280℃催化N_2O完全分解,较正加法低20℃。     

固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛

在H_2O/THF溶剂中,采用固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛。结果表明,固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛最佳反应条件为:H_2O/THF溶剂、反应时间60 min、反应温度180℃、反应催化剂添加量为0.5 g,此时糠醛产率为83.1mol%(15.4wt%);FePO_4·2H_2O与HCl协同催化对糠醛产率的提高具有促进作用,HCl的pH值为2时糠醛产率为85.9mol%(15.9wt%);催化剂固体FePO_4·2H_2O、竹粉及液化固体残渣的红外、XRD分析则表明,FePO_4·2H_2O反应后能够重结晶形成固体,从而能够从反应体系中分离,为后续催化剂重复利用提供了便利。     

固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛

在H_2O/THF溶剂中,采用固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛。结果表明,固体FePO_4·2H_2O催化竹粉液化制备糠醛最佳反应条件为:H_2O/THF溶剂、反应时间60 min、反应温度180℃、反应催化剂添加量为0.5 g,此时糠醛产率为83.1mol%(15.4wt%);FePO_4·2H_2O与HCl协同催化对糠醛产率的提高具有促进作用,HCl的pH值为2时糠醛产率为85.9mol%(15.9wt%);催化剂固体FePO_4·2H_2O、竹粉及液化固体残渣的红外、XRD分析则表明,FePO_4·2H_2O反应后能够重结晶形成固体,从而能够从反应体系中分离,为后续催化剂重复利用提供了便利。     

环己烯催化氢甲酰化制备环己基甲醛

以钴为主催化剂,钌为助催化剂,PEG-4000为稳定剂,用氢气还原制备出PEG-4000稳定的纳米催化剂,用于环己烯催化氢甲酰化制备环己基甲醛,研究了还原氢气压力、还原温度、合成气压力、氢甲酰化温度对反应的影响。结果表明,当m(CoCl_2·6H_2O)∶m(RuCl_3·3H_2O)=14∶1[即n(Co)∶n(Ru)=12. 74∶1]时,催化效果最佳;最优反应工艺:还原压力6. 25 MPa,合成气压力5. 75 MPa,氢甲酰化温度128℃。在此条件下,环己基甲醛收率为97. 9%。     

纳米钴复合凝胶的制备及催化降解对硝基苯酚的应用

本文采用自由基聚合法,以水为反应介质,丙烯酸(AA)为单体,N.N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,合成了高溶胀比的聚丙烯酸水凝胶。该凝胶吸附金属Co2+离子后,用硼氢化钠还原剂通过原位还原得到纳米钴复合凝胶。用红外光谱仪(FT-IR)、XRD对所得产品进行表征,证明金属钴以纳米粒子的形态分散在凝胶网络中。将纳米钴复合水凝胶作为催化剂,在水中催化过量硼氢化钠还原对硝基苯酚(4-NP),并在不同条件下研究了催化活性,结果表明,该反应符合一级动力学方程,表观活化能约为21.11 k J·mol-1。单体浓度为15%、交联度为1%时活性较好,增大反应温度和复合凝胶的投入量均可以加快催化反应速率。     

光照下非贵金属催化不饱和醛/酮选择加氢反应

研究了光照下,异丙醇为氢源,非贵金属镍盐、钴盐催化不饱和醛/酮选择加氢反应。考察不同催化剂、催化剂用量、光照时间、碱性添加剂等对反应的影响,结果表明,光照条件下,以Co(OAc)2为催化剂,Na2C2O4为添加剂,温度为293K,光照24h,具有较好的活性和C=O选择性,不饱和醛/酮转化率达60%,不饱和醇选择性达62%。