浙江大学开发的双-MOFs材料可实现炔烃到烯烃的定量转化

浙江大学的研究团队开发了一种金属-有机框架(MOFs)复合材料,即双-MOFs。该双-MOFs可相互包裹不同性质的活性组分,根据不同MOFs的热稳定性差异,通过控制热解的方法将一种MOF转化为金属纳米颗粒并负载于另一种MOF的多级孔道内。通过调控两种MOFs的比例和分布,达到精准调控金属纳米颗粒尺寸、分布以及微环境的目的,实现炔烃加氢催化反应制烯烃的高活性和高选择性。该研究成果发表于《Research》杂志。MOFs是一类由金属离子与有机配体通过自组装形成的多孔晶态材料,其前躯体经高温热解后制得高稳定性和优良导电性的金属纳米颗粒与多孔碳复合材料(MNPs@carbon)。     

铑基非均相催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用研究进展

烯烃氢甲酰化反应是工业中合成醛的重要过程,铑基均相催化剂难以回收的缺点会大大增加烯烃氢甲酰化反应的成本。负载固相多相催化剂因其简便的分离循环操作而广受关注,但存在反应活性较差、金属流失量较大和催化剂制备成本较高等问题,开发催化性能和回收性能好的非均相铑基催化剂具有广阔的前景。以无机固体载体固定化催化剂、HRh(CO)(PPh₃)₃封装型多相催化剂、多孔有机配体(POL)材料负载催化剂和单原子金属间纳米催化剂这4类催化剂为主线,综述了用于烯烃氢甲酰化反应中多相负载型铑基催化剂的研究进展。在多相负载型铑基催化剂中,膦配体组成及制备条件、载体种类及性质和铑与其他金属协同作用等均能对其催化烯烃氢甲酰化反应的催化性能产生影响,对上述4类催化剂的优、缺点和发展前景进行了简要分析。在今后的研究中,建议设计给电子能力强、空间位阻大的膦配体,发掘高比表面积、多级孔道结构的无机/有机载体,深入探究金属纳米粒子间的相互作用,进一步提高铑基催化剂在烯烃氢甲酰化中的催化性能和回收性能。     

Co基催化剂在氢甲酰化反应中的应用研究进展

氢甲酰化反应是工业中重要的合成醛的过程。目前，氢甲酰化反应中使用的催化剂以Rh和Co基催化剂为主，其中Rh基催化剂主要应用于短链烯烃的氢甲酰化，中长链烯烃的氢甲酰化仍采用Co基催化剂。以Co基催化剂为主线，重点综述了均相和多相负载型Co基催化剂的制备及在氢甲酰化反应中的应用研究进展。分析表明，在均相Co基催化剂中引入给电子能力强、空间位阻大的烷膦配体有助于提高产品醛区域选择性并使反应条件变得更温和。在多相负载型Co基催化剂中，载体种类及性质、贵金属助剂、金属前驱体、配体及制备条件等均能对氢甲酰化反应催化性能产生影响。今后可以设计合成给电子能力强、空间位阻大的烷膦配体，将其负载于具有高比表面积、多级孔道结构的载体上或通过官能团修饰将配体多相化负载金属Co以提高其氢甲酰化反应催化性能。     

负载型纳米金属催化剂在乙炔选择加氢反应中的研究进展

综述了不同负载型纳米金属催化剂在乙炔选择加氢反应中的表现,重点探讨金属活性组分及其载体对催化性能的影响。Pd和Ni基催化剂普遍有着较高的乙炔转化率,Au基催化剂更容易获得高的乙烯选择性。而载体的酸碱性、缺陷位、结构性能等也对催化性能发挥着至关重要的作用。最后,对双金属、活泼载体负载型催化剂在乙炔选择加氢反应中的发展前景进行了展望。     

超薄空心铂纳米晶粒制造方法可减少燃料电池催化剂的铂用量

<正>催化剂制造商一直试图找出最大限度地利用催化剂中贵金属的方法。一般采用降低金属颗粒尺寸的方法。现已能制备直径为几个纳米的金属粒子,并将它们分散在载体结构上。但在高温和高压反应条件下,这种小颗粒易结块,或与载体分离,导致催化活性降低。     

镍基BaTiO_3催化剂的制备方法对催化活性的影响

采用高温固相反应法、草酸盐共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了BaTiO3,高温固相反应法制备的BaTiO3比表面积最小,溶胶-凝胶法制备的BaTiO3比表面积最大。以BaTiO3为载体用浸渍法负载金属镍制备催化剂并采用溶胶-凝胶直接法制备镍基催化剂,评价了各种方法制备的催化剂对CH4-CO2重整制合成气反应的活性。采用溶胶-凝胶直接法制备的催化剂比浸渍法制备的纳米BaTiO3负载的镍基催化剂具有更高的活性,并分析了制备过程对活性影响的原因。     

Pd/CNF催化剂在TA加氢精制过程中的应用研究

研究了纳米碳纤维作为一种新型催化剂载体,负载活性金属钯的制备工艺,及其在TA加氢精制过程中的应用研究,比较了不同浸渍方法、不同钯前体、不同前处理方式对催化性能的影响,确定了较优的催化剂制备工艺.在TA加氢反应中的考评结果表明,自制的板式纳米碳纤维负载的钯催化剂催化性能优于工业催化剂,纳米碳纤维是一种性能优越的贵金属催化剂载体.     

MOFs作为催化剂在乙烯选择性齐聚中的应用进展

随着MOFs在催化领域的蓬勃发展,已有MOFs作为催化剂用于乙烯选择性齐聚中。根据乙烯齐聚活性中心与MOFs骨架的联接方式,MOFs乙烯选择性齐聚催化剂可分为接枝型、负载型和本体型三类,分别综述了它们的应用。同时介绍了MOFs乙烯选择性齐聚遵循的两种催化机理:金属环机理和单金属机理,最后对MOFs乙烯选择性齐聚催化剂进行了总结和展望。     

甲酸液相分解制氢用负载型金属催化剂的研究进展

甲酸因具有毒性低、易于在室温下运输和储存等优点,被认为是一种很有前途的化学储氢载体,引起了广泛关注。通过调控金属纳米粒子的尺寸、调整载体与金属纳米粒子之间的相互作用以及优化金属纳米粒子的结构,可提高负载型金属催化剂催化甲酸液相分解制氢的性能。介绍了甲酸液相分解制氢的机理,以及负载型金属催化剂催化甲酸液相分解制氢的研究进展,并对今后的发展提出了展望,可为开发高性能甲酸液相分解制氢负载型金属催化剂提供参考。     

纳米黏土和多壁碳纳米管的载体化成型及其负载Ziegler-Natta催化剂的研究

通过喷雾干燥、SiO2纳米胶粒改性和造孔改性等手段制备形态和结构可控的成型纳米颗粒(纳米黏土颗粒和碳纳米管颗粒),并以其为载体负载Ziegler-Natta催化剂。采用SEM、TEM和比表面积测试等手段,对成型纳米颗粒及催化剂的形态、结构和性能进行表征。实验结果表明,通过调节喷雾干燥过程中料液固含量、进料速率、进气温度和进气压力等参数,可将纳米黏土或碳纳米管成型为球形颗粒;当SiO2纳米胶粒用量为5%(w)、碳酸氢铵用量为10%(w)时,可进一步改善成型纳米黏土颗粒的强度和孔结构;以成型纳米颗粒为载体负载Ziegler-Natta催化剂具有丙烯聚合活性高和立构规整控制能力强等特点,所得纳米复合聚丙烯颗粒具有良好的球形形态,且纳米颗粒在聚丙烯基体中均匀分散。     

粘土层间镶嵌金属络合物催化剂——均相催化剂多相化的一种模式

粘土可膨胀层可以为金属络合物插入其层间提供不同层间距的二维空间,它可以容纳较大的反应物分子,金属络合物插入粘土层间是金属络合物催化剂多相化的一种好方法,粘土层间金属络合物催化剂活性和选择性可以同相应的均相金属络合物催化剂相媲美。从多相化催化剂的制备过程,论述了粘土对金属络合物的作用;基于粘土的化学性质和孔结构特征,阐述了粘土微环境对多相化催化剂的影响。混层粘土中有蒙脱土的可膨胀层和云母的不可膨胀层,所以累托土作为粘土层间金属络合物催化剂的担体可以提高多相化催化剂的热稳定性。     

微乳液法制备Pd负载型催化剂及其催化性能

采用微乳液法合成了Pd纳米粒子,并成功地将其负载到Al2O3载体上,制备了Pd/Al2O3催化剂;采用纳米粒度分析仪、TEM、SEM和EDS等分析手段对微乳液中及催化剂表面的Pd纳米粒子进行了表征,并采用TG-DSC和XPS方法对Pd/Al2O3催化剂进行了表征。表征结果显示,在表面活性剂Tween80-正丙醇-环己烷-水微乳液体系中合成的Pd纳米粒子随水与表面活性剂Tween80的摩尔比的变化而改变,负载在Al2O3载体表面的Pd纳米粒子粒径分布均匀,粒径大小与微乳液中的Pd纳米粒子相同;立方面心结构的Pd纳米粒子在催化剂表面呈蛋壳状富集。考察了Pd/Al2O3催化剂在乙炔加氢反应中的催化性能。实验结果表明,Pd纳米粒子的粒径为2～3 nm时,Pd/Al2O3催化剂的催化性能最佳。     

负载型柴油氧化脱硫催化剂的研究进展

介绍了负载型柴油氧化脱硫催化剂的研究进展,主要包括负载型过渡金属催化剂和负载型杂多酸催化剂,从催化剂的载体种类、催化活性和工业应用等方面比较了这两种催化剂的优缺点。通过比较得出,分子筛和活性炭更适合作为氧化脱硫催化剂的载体;负载型杂多酸催化剂具有活性高、活性组分不易流失、便于分离回收循环使用的优点,具有很好的工业应用前景。     

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展

从催化体系和反应体系方面,综述了近年来 CO_2和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展。评价了不同催化体系包括烷氧基金属有机化合物、负载型金属有机化合物、碱金属催化剂、乙酸盐催化剂、氧化物催化剂、杂多酸催化剂和表面复合物光催化剂,介绍了对超临界体系、离子液体体系、电化学合成体系、以及脱水剂、膜反应器、微波技术的应用,并指出了 CO_2和甲醇直接合成碳酸二甲酯的发展趋势。     

光催化氧化催化剂载体的研究进展

综述了近年来负载型光催化氧化催化剂载体的研究进展,并对不同类型载体(包括硅基、碳基、金属及金属骨架类载体等)的特性进行了分析总结。硅胶、活性炭、金属氧化物等常见载体,经提纯、改性后,负载的催化剂均表现出较好的光催化氧化性能。介孔分子筛类载体凭借高比表面积以及丰富独特的孔道结构成为研究热点;金属有机骨架材料作为一种新兴材料,在光催化氧化方面具有极大潜力。     

聚苯胺负载纳米金催化剂的研究进展

综述了聚苯胺(PANI)负载纳米金催化剂的制备方法,包括PANI载体的合成及负载纳米金颗粒(AuNPs)的方法,介绍了PANI的不同形貌和AuNPs的不同空间负载位置对AuNPs的稳定性及催化活性的影响,分析了AuNPs吸附和原位还原两种不同负载方式的机理及优缺点,探讨了PANI与负载的AuNPs之间电荷转移和相互作用的机制,并展望了PANI负载纳米金催化剂的发展方向。     

金属有机骨架材料应用于二氧化碳加氢催化反应的研究进展

金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是由金属离子和有机配体自组装形成的具有多孔结构的晶体材料。因为具有大的比表面积、高的孔隙率、丰富的孔结构,使其在催化方面具有巨大的潜力。本文对MOFs在二氧化碳加氢催化反应的相关应用进行了总结,探讨了MOFs在二氧化碳加氢反应中的优势以及可能存在的问题,并对该应用的前景进行展望。     

The application of metal-organic frameworks in catalysis (Review)

The current status of research in the design of heterogeneous catalysts based on metal-organic frameworks (MOFs) and their application in various processes is discussed. Particular attention is given to reactions pertaining to selective catalysis. It has been shown that metal-organic frameworks successfully compete with the classical molecular sieves zeolites in this area. However, MOFs are still not able to replace these inorganic systems in the cases when a catalytic reaction requires severe conditions. Their primary fields of application are fine organic synthesis and enantioselective catalysis, since the relevant catalytic processes can be carried out under mild conditions.     

非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢

研究了猝冷法镍磷合金和化学还原法非晶态合金催化剂对乙烯中微量乙炔的选择加氢性能，结果表明，催化剂的制备方法、载体及催化剂的成分对其催化性能均有很大影响，化学还原法获得的负载型非晶成合金催化剂具有优良的催化加氢性能。     

甲烷与氮气吸附分离研究进展

介绍了CH₄/N₂的分离原理和方法，对比分析了深冷分离法、水合物分离法、膜分离法、溶剂吸收法和吸附分离法等的优劣势，吸附分离法相比其他分离方法具有能耗低、运行成本低和稳定性高等优点，但吸附分离材料性能仍存在提升空间。重点总结了金属有机骨架（MOFs）、分子筛与炭基吸附材料3类典型CH₄/N₂吸附分离材料的国内外研究进展，深入探讨了当前吸附分离材料面临的挑战及未来发展趋势，指出了金属有机骨架材料兼具分子筛和活性炭的优势，发展前景广阔。