纳米金/香草醇基介孔碳催化剂在苯甲醇氧化中的应用

以木质素降解产物香草醇替代苯酚，合成中加入金前驱体和稳定剂，在模板剂F127(EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆)存在下，一步法合成了具有蠕虫状孔道结构的纳米金/香草醇基介孔碳催化剂。催化剂催化氧化苯甲醇性能良好。优化条件为：催化剂用量25 mg，苯甲醇1 mmol，碳酸钾用量2 mmol，水用量5 mL，反应温度100℃，反应时间6 h。优化条件下，苯甲醇转化率为98.4%，苯甲酸选择性为98.0%。催化剂重复使用4次，其催化性能基本保持不变。     

Pd负载二氧化锰的制备及其催化性能的研究

Pd负载过渡金属氧化物由于其优异的催化性能,被广泛应用于各类有机化学反应中。本文将Pd纳米颗粒负载于不同晶型的Mn O_2的表面,利用1,4-丁二醇的环化反应探究Mn O_2载体对于催化剂催化能力的影响,并通过研究催化剂微观结构,提出该反应可能的反应机理。结果表明,催化剂的活性与表面氧空位及活性Pd有关。     

镍的磷钨酸盐在苯甲醛合成中的催化性能研究

以过渡金属离子(Ni2+)取代的Keggin型磷钨酸为相转移催化剂,在无溶剂条件下,苯甲醇经催化氧化合成了苯甲醛。考察了催化剂的种类和用量、反应温度、反应时间和H2O2用量对苯甲醇氧化反应的影响。实验结果证明,Ni取代的Keggin型磷钨酸[CTA]10[(PW11Ni O39)2O]是苯甲醇制苯甲醛的高效催化剂。适宜的反应条件为:0.2g催化剂,90℃反应4h,苯甲醇的产率为91.51%,选择性为94.6%,转化率为96.73%。     

介孔结构和助剂Zn对不同晶粒大小ZSM-5催化甲醇制芳烃 反应性能的影响

通过碱处理和添加助剂Zn对微米ZSM-5和纳米ZSM-5进行改性,获得具有不同孔结构和酸性质的催化剂。采用氮气吸附、X射线衍射、透射电镜、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）和热重（TG）技术对不同催化剂进行表征,结合催化性能评价,考察晶粒尺寸、介孔结构和Zn助剂对其催化甲醇制芳烃（MTA）反应性能的影响。结果表明,碱处理引入介孔后,孔体积均增大,总酸量都降低;微米催化剂外表面积显著增加,但纳米催化剂外表面积却有所下降;负载金属Zn后,比表面积、结晶度和总酸量都降低。在P=0.5MPa、T=430℃、WHSV=2h^-1的反应条件下,负载Zn的微米催化剂由于具有较高的酸量,其芳烃与苯、甲苯和二甲苯（BTX）选择性最高,分别为85.11%和66.85%,但是稳定性较差,催化寿命仅为12h。但相较于未改性的纳米ZSM-5原粉来说,碱处理后又负载Zn的催化剂,液烃中芳烃选择性从纳米原粉的65.20%增加到80.82%,BTX选择性从纳米原粉的42.30%提高到49.56%,而在甲醇进样量增加4倍,即WHSV=8h^-1时,催化剂仍显示出较好的稳定性,寿命可达84h。可见,在小晶粒ZSM-5上碱处理扩孔并引入Zn助剂可以有效提高甲醇制芳烃反应性能。     

磷改性氧化铝载体对FCC碳四原料丁二烯选择加氢催化剂性能的影响

将助剂磷引入氧化铝载体调控载体的结构和表面性能,以磷改性氧化铝为载体和Pd为活性组分制备的催化剂活性组分利用率高,酸性适宜,选择性好.制备的催化剂用于FCC碳四丁二烯选择加氢,催化剂的活性和选择性显著提高,丁二烯加氢率达98.18%,1-丁烯异构化率达80.22%.     

硼杂碳包镍负载钯催化芳香醇需氧氧化

以硼杂碳包镍(Ni@BC)为载体,采用乙醇还原前驱体H_2PdCl_4法制备了一种新型磁可分离Pd/Ni@BC催化剂,并对其进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,选取苯甲醇需氧氧化为探针反应,考察催化剂用量、反应温度和反应时间对催化性能的影响,研究催化剂对其他芳香醇的催化性能和循环使用性能。AAS结果表明,Pd负载质量分数为9.1%,与理论负载量一致。TEM结果显示,Pd纳米颗粒均匀分散在载体表面,平均粒径为4 nm。XRD和XPS结果均表明,催化剂的活性物种为Pd0。在反应温度80℃、O2_压力101.325 k Pa(流速20 m L·min~(-1))、CH_3CN为溶剂和K_2CO_3为碱性助剂条件下,Pd/Ni@BC对多种芳香醇的氧化反应表现出很高的催化活性和选择性,能将苯甲醇、对甲基苯甲醇、对乙基苯甲醇、对异丙基苯甲醇、肉桂醇、安息香、二苯甲醇以及邻甲基苯甲醇等定量转化为相应的醛或酮。催化剂重复使用5次,苯甲醇转化率由97.3%降至78.9%,Pd的少量脱落和部分氧化是催化剂活性降低的主要原因。     

氧化石墨烯掺杂锌铝类水滑石负载钯金催化剂的制备及催化性能

采用离子交换-还原法制备了氧化石墨烯(GO)掺杂锌铝类水滑石负载钯金双金属纳米颗粒的催化剂(Pd Au/Zn-Al LDHs/GO),通过XRD、TEM表征了催化剂的结构,以GO掺杂锌铝类水滑石为载体负载钯金纳米颗粒粒径小(约2nm)且分散均匀。以苯甲醇空气氧化形成苯甲醛的反应为模型,评价催化剂的催化性能,探讨了载体及钯、金比例对催化反应的影响。催化结果表明,氧化石墨烯掺杂的锌铝类水滑石是考察载体中最好的钯、金催化剂的载体,随着钯金比的增加催化剂的催化活性先增加后降低,生成苯甲醛的选择性下降,当钯金比例为1∶1时,催化剂(Pd1Au1/Zn-Al LDHs/GO)的综合催化性能最好,催化活性随反应温度的升高而升高,但选择性随温度的升高而下降。在Pd1Au1/Zn-Al LDHs/GO催化下,80℃反应8h后苯甲醇的转化率可达96%,苯甲醛的选择性为93%,催化剂循环使用4次后仍保持较好的催化性能。     

温控两相聚合型离子液体-纳米金催化苯乙烯环氧化反应

针对环氧苯乙烷制备过程中存在催化剂回收困难、催化剂活性低等缺陷,本文利用温控两相离子液体的"高温均相反应、低温两相分离"的特点及聚合物大分子在反应体系中性能稳定、不易流失的优点,结合过渡金属的高效催化能力设计合成出一种具有温控两相功能、催化活性高、流失量小、易回收的聚合型离子液体-纳米金催化剂。其催化苯乙烯环氧化反应结果显示:聚合离子液体-纳米金催化剂具有催化活性高、流失量小、回收方便的优点,苯乙烯的转化率为97.8%,环氧苯乙烷的选择性为81.9%。     

Ni对Cu-Ni/γ-Al_2O_3苯羟基化催化剂的影响

通过程序升温还原方法合成了Cu/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,使苯直接羟基化制苯酚。该反应过程中,温度和溶剂对Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂的反应性能影响进行了探讨。采用H2-TPR、XRD、EDS等表征技术考察了Ni对催化剂结构和性质的影响。结果表明,Ni使催化剂前驱体还原温度增加、活性组分Cu单晶粒度降低、催化剂表面Cu原子数增加;当反应温度为70°C、以水作反应溶剂时,Cu-Ni/γ-Al2O3比Cu/γ-Al2O3催化剂有较高反应活性和选择性,苯转化率为32.4%,苯酚选择性为93.3%,苯酚收率为30.2%。     

苯部分加氢催化剂劣化原因及工艺参数计算

环己烯是重要化工中间体。目前,工业苯部分加氢反应制环己烯的催化剂是钌锌纳米颗粒催化剂。分析苯部分加氢催化剂组分对苯部分加氢反应选择性影响的因素,进而分析出生产中出现的催化剂活性缓慢劣化导致环己烯收率降低原因。通过热力学计算出生产反应中相应工艺参数。根据计算数据,优化生产工艺指标促使催化剂活性稳定,提高了目标产物环己烯的收率。     

聚合物微球固载的N-羟基邻苯二甲酰亚胺在分子氧氧化苯甲醇反应过程中的催化特性

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的交联共聚微球GMA/MMA为基质,经过几步大分子反应在微球表面合成与固载了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI),形成固载有NHPI的聚合物微球GMA/MMA-NHPI。将GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂组成共催化体系,用于分子氧氧化苯甲醇的反应过程。研究结果表明,GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂所构成的共催化体系在温和条件(65℃和常压氧气)下可有效地实现苯甲醇的分子氧氧化过程,将其深度氧化为苯甲酸,显示出较好的催化活性和高的选择性(苯甲酸的选择性为96%)。主催化剂GMA/MMA-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)₂适宜的摩尔比为20:1;主催化剂所含NHPI的摩尔分数为底物的10%时催化剂的用量比较适宜。固体催化剂GMA/MMA-NHPI还具有良好的再循环使用性能。     

乙炔氢氯化反应用无汞催化剂的制备及优化

以活性炭为载体、氯金酸和氯化亚铜为活性组分,采用等体积浸渍法制备无汞催化剂,在固定床反应器上评价该催化剂的催化活性。通过添加氯化锡、氯化铋和氯化铈等助剂制备多组分无汞催化剂,考察多组分催化剂的催化性能,结果表明,添加辅助组分与助剂可以显著提高无汞催化剂催化活性。使用正交法筛选出AuCl_3-CuCl-SnCl_4-BiCl_3-CeCl_3/C催化剂,乙炔转化率达90. 8%,氯乙烯选择性为99. 6%,最佳质量配比为2%AuCl_3/21%CuCl/9%SnCl_4/4%BiCl_3/2%CeCl_3。并对其工艺条件进行研究,结果表明,最佳工艺条件为:反应温度140℃,进料比V(HCl)∶V(C_2H_2)=1. 05,活化时间80 min。     

Oxidative coupling of methane in Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3−δ tubular membrane reactors

A dense membrane tube made of Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3−δ (BSCF) was prepared by plastic extrusion from BSCF oxide synthesized by the complexing EDTA-citrate method. The membrane tube was used in a catalytic membrane reactor for oxidative coupling of methane (OCM) to C₂ without an additional catalyst. At high methane concentration (93%), about 62% C₂ selectivity was obtained, which is higher than that achieved in a conventional reactor using the BSCF as a catalyst. The dependence of the OCM reaction on temperature and methane concentration indicates that the C₂ selectivity in the BSCF membrane reactor is limited by high ion recombination rates. If an active OCM catalyst (La-Sr/CaO) was packed in the membrane tube, C₂ selectivity and CH₄ conversion increased compared to the blank run. The highest C₂ yield in the BSCF membrane reactor in presence of the La-Sr/CaO catalyst was about 15%, similar to that in a packed-bed reactor with the same catalyst under the same conditions. However, the ratio of C₂H₄/C₂H₆ in the membrane reactor was much higher than that in the packed-bed reactor, which is an advantage of the membrane reactor.     

TiAl基羰基硫水解催化剂的中毒机制与抗氧性能研究

高炉煤气脱硫是实现钢铁行业多工序全流程超低排放的关键。高炉煤气中主要有机硫组分是羰基硫（COS）,常用γ-Al₂O₃基催化剂水解脱除,但是其抗氧性能有待提高。采用共沉淀法制备了Ti_0.5Al和K_0.2Ti_0.5Al催化剂,考察了催化剂在含氧气氛下的COS水解催化性能,并分析了氧体积分数对COS转化率和H₂S产率的影响规律。活性测试结果表明,Ti_0.5Al催化剂的初始COS转化率接近90%,随着反应时间增长效率逐渐降低至60%以下;K_0.2Ti_0.5Al催化剂在0.5% （体积分数） O₂的气氛下持续反应22 h后,其COS转化率仍可保持在93.44%。表征结果显示,催化剂失活后比表面积大幅减小,表面碱性显著减弱。此外,活性中心Al原子硫酸化是导致催化剂失活的主要原因,而硫酸盐的沉积为次要原因。原位红外结果表明,K的引入可显著减弱O₂在催化剂表面的吸附,并且阻断中间过渡物种的氧化,这是K提高催化剂抗氧性能的关键。     

TiAl基羰基硫水解催化剂的中毒机制与抗氧性能研究

高炉煤气脱硫是实现钢铁行业多工序全流程超低排放的关键。高炉煤气中主要有机硫组分是羰基硫（COS）,常用γ-Al₂O₃基催化剂水解脱除,但是其抗氧性能有待提高。采用共沉淀法制备了Ti_0.5Al和K_0.2Ti_0.5Al催化剂,考察了催化剂在含氧气氛下的COS水解催化性能,并分析了氧体积分数对COS转化率和H₂S产率的影响规律。活性测试结果表明,Ti_0.5Al催化剂的初始COS转化率接近90%,随着反应时间增长效率逐渐降低至60%以下;K_0.2Ti_0.5Al催化剂在0.5% （体积分数） O₂的气氛下持续反应22 h后,其COS转化率仍可保持在93.44%。表征结果显示,催化剂失活后比表面积大幅减小,表面碱性显著减弱。此外,活性中心Al原子硫酸化是导致催化剂失活的主要原因,而硫酸盐的沉积为次要原因。原位红外结果表明,K的引入可显著减弱O₂在催化剂表面的吸附,并且阻断中间过渡物种的氧化,这是K提高催化剂抗氧性能的关键。     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

镧铈复合氧化物修饰的Cu-Co合金催化剂用于合成气直接制乙醇

Cu-Co双金属的结构和组成决定了其催化合成气直接制乙醇的性能。通过柠檬酸络合辅助的等体积浸渍法制备了ZrO₂负载的钙钛矿型复合氧化物La_0.95Ce_0.05Co_0.7Cu_0.3O₃，经原位还原，得到了La-Ce-O掺杂的ZrO₂担载的Cu-Co双金属催化剂。结果表明，催化剂中活性组分以Cu-Co合金的形式存在，且Cu-Co合金高度分散于载体表面，而La-Ce-O以复合氧化物的形式存在。该催化剂用于合成气直接制乙醇，在温度为280℃，压力为4 MPa，空速为3 900 mL·（g·h）^-1，V（H₂）∶V（CO）∶V（N₂）=8∶4∶1的反应条件下，CO转化率为9%，总醇的选择性为29.7%，总醇中乙醇的选择性为63.5%，具有优良的催化性能。     

Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂用于醋酸仲丁酯加氢制备仲丁醇联产乙醇

采用固定床反应器,研究共沉淀法制备的Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂用于醋酸仲丁酯催化加氢制备仲丁醇联产乙醇的催化性能,并考察反应温度、氢酯物质的量比、反应压力和空速对反应的影响。结果表明,Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂表现出优良的催化性能,在反应温度210℃、氢酯物质的量比15、反应压力4.0MPa和空速1.0h-1条件下,醋酸仲丁酯转化率大于99%,仲丁醇选择性大于99%,乙醇选择性大于97%。推测Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上醋酸仲丁酯加氢制备仲丁醇联产乙醇的反应网络,仲丁醇与乙醇的脱氢反应和脱水反应、烯烃饱和加氢反应和酯交换反应是该体系在Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上存在的主要副反应。     

载体对Li-Mn氧化物催化甲烷氧化偶联反应作用

采用浸渍法制备不同金属氧化物载体负载的Li-Mn/MO_x(M=Mg,La,Ti,Si,Zr,Ta)催化剂,对其甲烷氧化偶联反应活性进行评价。结果表明,以TiO_2为载体制备的Li-Mn/TiO_2催化剂具有较高的CH_4转化率和C2烃选择性,C_2烃产率显著提高,金属氧化物TiO_2是Li-Mn复合氧化物的优良催化剂载体。n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0形成的Li-Mn/TiO_2催化剂具有最高的CH_4转化率和C_2烃选择性,n(C_2H_4)∶n(C_2H_6)的增加有助于提高反应产物中C_2H_4的相对浓度,W元素的添加未能进一步提高Li-Mn/TiO_2催化剂的催化活性。Li-Mn/TiO_2催化剂在n(Li)∶n(Mn)=1.0∶2.0、反应温度775℃、反应压力0.1 MPa、V(CH_4)∶V(O_2)=2.5、空速7 200 m L·(h·g)~(-1)和催化剂用量0.5 g条件下,CH_4转化率达31.9%,C_2选择性达52.7%,表现出最佳催化效果。