CuNiAl复合金属氧化物催化ClO2氧化处理苯酚废水

采用共沉淀法合成CuNiAl类水滑石(CuNiAl-LDHs),将水滑石在600℃下焙烧制备出高分散CuNiAl复合金属氧化物催化剂,用XRD、FTIR和SEM对产品进行表征,并用CuNiAl复合金属氧化物催化ClO2氧化处理苯酚。研究结果表明,类水滑石中Cu、Ni、Al的摩尔比影响类水滑石的晶形结构,当n(Cu)∶n(Ni)∶n(Al)=1∶1∶1,可以得到结晶度高、晶体单一的CuNiAl类水滑石,该水滑石焙烧得到的复合金属氧化物催化ClO2氧化处理苯酚废水,可促进废水中苯酚的深度降解,使COD去除率大大提高。适宜的反应条件是:催化剂投加量为3 g/L,废水pH=7.0,反应时间60 min,反应温度室温,废水COD去除率达到65%左右。     

类水滑石的制备及其焙烧产物催化苯制苯酚

采用共沉淀法制备了类水滑石CuNiAl,450 ℃焙烧后得到复合氧化物催化剂,利用XRD和FT-IR对其结构进行表征。研究了该催化剂体系对苯直接氧化制苯酚反应的催化性能,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂用量和n(C₆H₆)∶n(H₂O₂)对收率的影响。结果表明,类水滑石CuNiAl经焙烧后,催化苯直接氧化制苯酚反应的转化率提高,适宜的反应条件为：反应温度65 ℃,反应时间6 h,催化剂用量10 mg,溶剂用量15 mL,n(C₆H₆)∶n(H₂O₂)=3∶1,产物中没有发现副产物,苯转化率达6.5%。     

Cu-Al类水滑石催化合成2-糠醛缩二乙醇的研究

采用共沉淀法制备了不同n(Cu)/n(Al)比的Cu-Al类水滑石,借助XRD、SEM和NH_3-TPD对催化剂进行表征.将Cu-Al类水滑石应用于2-糠醛缩二乙醇的合成,考察了催化剂组成、原料配比、催化剂用量及反应时间等对反应的影响.研究结果表明,Cu-Al二元类水滑石对该反应的催化活性和选择性都较好,是合成2-糠醛缩二乙醇的良好催化剂,当催化剂的组成为n(Cu)/n(Al)=0.5、n(醇):n(醛)=40:3、催化剂用量为0.1 g、反应时间90 min的条件下,糠醛的转化率可达54.43%,选择性接近100%.根据实验结果初步提出了催化机理.     

铜基类水滑石的制备及其催化合成ε-己内酯的研究

采用变化p H值共沉淀法制备了高活性、稳定性较好的Cu-Zn-Al三元类水滑石,并对其结构进行了表征。其中FTIR谱图验证了合成的产物具有类水滑石的特征;粒度分析图表明合成的类水滑石粒径分布均匀、分散度较好。将其经500℃高温焙烧后得到铜基催化剂,通过控制变量法将催化剂用量、反应时间、反应温度和铜含量等反应条件对催化性能的影响进行了研究,并比较了不同铜基催化剂对H_2O_2氧化环己酮合成ε-己内酯的催化性能。结果表明,在催化剂用量为0.362 6 g(环己酮的20%)、环己酮为1.813 g、反应时间为4 h、反应温度为80℃、选择Cu/Zn比值为1/4的水滑石时,环己酮的转化率为82.5%,该反应对ε-己内酯的选择性为92.5%,从而说明Cu-ZnAl三元类水滑石具有较好的催化性能。     

二氧化钛负载磷钨杂多酸催化合成丁酮乙二醇缩酮

以二氧化钛负载磷钨杂多酸H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2为多相催化剂,以丁酮和乙二醇为原料,合成了丁酮乙二醇缩酮。探讨了H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2对缩酮反应的催化活性。研究了酮醇物质的量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明,H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2是合成丁酮乙二醇缩酮的良好催化剂;在n(酮):n(醇)=1:1．5,催化剂用量为反应物料总质量的1．6%(亦即质量分数),环己烷为带水剂,反应时间1．0 h的最佳条件下,丁酮乙二醇缩酮的收率可达60．3%。     

H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2催化合成2-叔丁基对甲酚

实验以H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2为催化剂,采用对甲酚与叔丁醇为原料,在三口烧瓶中合成了2-叔丁基对甲酚。考察了磷钨酸浓度、催化剂用量、温度、时间、投料比对反应的影响,采用15%H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2催化剂,加入5%该催化剂,反应温度80℃,n(对甲酚)/n(叔丁醇)=1∶1.2,反应时间4 h,2-叔丁基对甲酚收率最高,达到70%,催化剂易于与产物分离,重复性能较好。     

金属改性Ti-HMS的制备表征及催化氧化脱硫性能

通过超声浸渍的方式对原位合成的Ti-HMS分子筛进行负载金属改性,制备Fe/Ti-HMS、Cu/Ti-HMS和Zn/Ti-HMS催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、FTIR、BET等手段对催化剂的结构和形貌进行表征,以模型油中噻吩的氧化脱除为探针反应对各催化剂的催化氧化脱硫性能进行研究,并考察了反应时间、n(H_2O_2)/n(S)、Zn/Ti-HMS催化剂用量和反应温度对脱硫率的影响。实验结果表明,原位合成的Ti-HMS分子筛具有典型的介孔孔道结构,金属组分以氧化物的形式分散在分子筛的表面,金属组分的存在可以有效地提高催化剂的催化活性,负载金属组分的催化剂催化活性由大到小依次为Zn/Ti-HMSCu/Ti-HMSFe/Ti-HMS。在反应温度为70℃、n(H_2O_2)/n(S)=6、Zn/Ti-HMS催化剂用量0.2 g×(10 m L)~(-1)、反应时间60 min时,噻吩的脱除率达到94.03%。催化剂再生后催化氧化脱硫性能有所下降,表面金属活性组分的消耗和分子筛部分孔道被堵塞是导致催化剂催化活性下降的原因。     

新型磷酸酯的合成及萃取性能研究

采用芳香基酚与P_2O_5酯化反应,制备新型磷酸酯萃取剂,并对其在高浓度硫酸体系下萃镓性能进行研究。实验表明,最佳合成条件为:(1)酯化反应:n(P_2O_5)/n(辛基酚)=4∶3,反应时间4 h,反应温度75℃,溶剂用量V(环己烷)(L)/n(P_2O_5)(mol)=1∶1;(2)水解反应:加入水量n(H_2O)=0.75n(P_2O_5),水解时间1.5 h。在此条件下,磷酸酯收率99%。磷酸酯萃取剂用于锌湿法冶炼渣的硫酸浸出液(H_2SO_420¹00 g/L)萃取,可选择性萃取Ga,Ga单级萃取率80%以上,2级萃取97%以上,实现Ga与Zn、Cu、Ge分离。     

新型磷酸酯的合成及萃取性能研究

采用芳香基酚与P_2O_5酯化反应,制备新型磷酸酯萃取剂,并对其在高浓度硫酸体系下萃镓性能进行研究。实验表明,最佳合成条件为:(1)酯化反应:n(P_2O_5)/n(辛基酚)=4∶3,反应时间4 h,反应温度75℃,溶剂用量V(环己烷)(L)/n(P_2O_5)(mol)=1∶1;(2)水解反应:加入水量n(H_2O)=0.75n(P_2O_5),水解时间1.5 h。在此条件下,磷酸酯收率99%。磷酸酯萃取剂用于锌湿法冶炼渣的硫酸浸出液(H_2SO_420~100 g/L)萃取,可选择性萃取Ga,Ga单级萃取率80%以上,2级萃取97%以上,实现Ga与Zn、Cu、Ge分离。     

三元含铜类水滑石制备及其催化性能

采用共沉淀法制备三元含铜类水滑石CuNiAl-LDHs、CuMgAl-LDHs和CuZnAl-LDHs,利用X射线衍射和傅立叶红外光谱对催化剂结构进行表征,研究该催化剂体系对苯直接氧化制苯酚反应的催化性能。在反应温度65 ℃、反应时间6 h、催化剂用量10 mg、溶剂用量15 mL和n(C₆H₆)∶n(H₂O₂)=3∶1的条件下,CuNiAl-LDHs具有较高的催化活性,苯转化率达4.1%,苯酚选择性100%,无副产物。     

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%。     

氧化钙对镍基催化剂萘转化性能影响的研究

用浸渍法和共浸渍法分别制备了Ni Al2O3和Ni-Ca Al2O3催化剂,在常压连续流动固定床反应器上,研究了氧化钙对Ni Al2O3催化剂萘的转化率、CO、H2和CO2的收率以及它们的选择性的影响,比较了在Ni Al2O3和Ni-Ca Al2O3两种催化剂上萘水蒸气转化所产生的H2 CO比例大小、积炭量和有机副产物的区别。试验发现,氧化钙助剂的加入增强了Ni Al2O3催化剂的活性和抗积炭性能。     

钴取代Dawson型磷钼钒催化氧化环己烷制环己酮和环己醇

合成了Dawson型磷钼钒钴杂多酸盐,用傅立叶变换红外光谱、X射线衍射和31P核磁共振等方法表征了磷钼钒钴的结构。以环己烷为原料、H2O2为氧化剂、磷钼钒钴杂多酸盐为催化剂催化氧化制备了环己醇和环己酮,考察了催化剂的钒含量和反应条件(催化剂用量、H2O2用量、反应时间、反应温度)对环己烷氧化反应的影响。实验结果表明,钒含量适中的Co2H5P2Mo15V3O62催化剂活性最高。在Co2H5P2Mo15V3O62用量0.20 mmol、w(H2O2)=50%的双氧水用量13.6 g(0.2 mol)、反应时间10 h、反应温度75℃、叔丁醇用量30 mL的优化反应条件下,环己烷的转化率为88.37%,环己醇和环己酮的总收率可达16.56%。     

硅胶负载硅钨酸催化合成苹果酯-B

对以H_4SiW_（12）O_（40）/硅胶为催化剂,以乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇为原料合成苹果酯-B的反应条件进行了研究。比较全面地研究了原料物质的量比、催化剂用量、反应时间以及带水剂用量4个因素对产品收率的影响。实验表明：H_4SiW_（12）O_（40）/硅胶是合成苹果酯-B的良好催化剂,最佳反应条件为：n（乙酰乙酸乙酯）：n（1,2丙二醇）=1：1.6,催化剂用量0.30g,带水剂环己烷8mL,反应时间75min。上述条件下,苹果酯-B的收率可达89.25%。     

Cu-MCM-41催化剂对偏三甲苯的催化氧化性能

通过水热晶化法合成不同Cu含量的Cu-MCM-41催化剂,考察在偏三甲苯/H₂O₂ 体系中制备2,3,5-三甲基苯醌的催化氧化性能,研究了反应时间、反应温度、催化剂铜含量、反应物物质的量比和催化剂用量对反应活性的影响。结果表明,催化剂在偏三甲苯的催化氧化反应中具有良好的催化活性。最佳反应条件:偏三甲苯用量1.0 g,550 ℃焙烧的Cu-MCM-41催化剂［n(Cu)∶n(Si)＝1∶50］用量0.05 g,n(H₂O₂ )∶n(偏三甲苯)=3.5∶1,反应温度70 ℃,反应时间6 h,此条件下,偏三甲苯转化率78.86%,2,3,5-三甲基苯醌收率66.13%。     

对羟基苯乙酮氨肟化制备对羟基苯乙酮肟

考察了在HTS-1分子筛催化剂上对羟基苯乙酮(简写为4-HAP)在固定床反应器中与氨和过氧化氢发生氨肟化反应合成对羟基苯乙酮肟(简写为4-HAPO)的反应规律,4-HAP氨肟化反应的适宜条件为:以乙醇为溶剂、温度高于60℃、反应时间大于5 h、4-HAP宜一次性加入、氨和过氧化氢连续加入、催化剂的质量分数为w(HTS-1)=1.4%、n(NH3)∶n(H2O2)∶n(4-HAP)=4.2∶1.1∶1、n(溶剂)∶n(4-HAP)=6∶1,4-HAP转化率达到73.9%,4-HAPO选择性达到98.9%,该结果优于类似条件下US 5 466 869报道的结果。通过色质联用分析鉴定了4-HAP氨肟化反应的产物,与现有的文献报道相比,HTS-1分子筛具有较高的活性和选择性,副产物的种类和数量均较少。4-HAP氨肟化反应过程中产生的副产物主要为1,8,9-蒽三酚(THA)和对苯二酚(HQ)。适当提高反应温度和催化剂浓度、提高氨与4-HAP的比例、控制过氧化氢与4-HAP在适当的摩尔比(如1.1∶1),可抑制这两种副产物的生成。HQ和1,8,9-蒽三酚在氨存在下发生氧化反应是反应产物颜色变深的原因。     

Co-M/Al2O3上环己烷的选择性氧化研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co-M/Al₂O₃(M=Cu，Zn，Ni)催化剂。在没有任何有机溶剂或助剂的条件下，研究了以空气为氧化剂的环己烷选择性氧化。所制备四种催化剂的活性为Co-Ni/Al₂O₃ >Co/Al₂O₃ >Co-Zn/Al₂O₃ >Co-Cu/Al₂O₃。在Co-Ni/Al₂O₃中Co、Ni的质量分数分别为4.0%和3.0%时活性最好。以Co-Ni/Al₂O₃为催化剂，在4.5 MPa、443 K下反应120 min，环己烷转化率达9.9%，环己酮和环己醇的总选择性达94.6%，n(酮)∶n(醇)为2.8。Co-Ni/Al₂O₃催化剂连续使用五次后活性基本不变。     

二氧化双环戊二烯的合成

以过氧化氢为氧源,磷钨酸及甲基三辛基叔丁胺为催化剂,在水相/有机相两相体系中进行双环戊二烯的环氧化反应,考察了催化剂、溶剂、反应温度和物料配比对反应转化率及收率的影响。结果表明,在反应温度50℃、催化剂磷钨酸用量0.6 g、相转移催化剂甲基三辛基氯化铵用量0.7 g、n(过氧化氢):n(双环戊二烯)=2.0的条件下,20 mL的CHCl_3中反应8 h,双环戊二烯转化率接近100%,收率达94.3%。