负载型乙酸锌催化1,2-丙二醇与二氧化碳合成碳酸丙烯酯反应性能

采用浸渍法制备了负载量15%的Zn(OAc)2/SiO2催化剂,并对其催化CO2与1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应性能进行了研究。在反应温度160℃、反应时间4h、CO2初始压力3.0MPa、催化剂用量2.5%、乙腈/PG摩尔比为1.8∶1条件下,PG转化率为18.2%,PC收率为10.2%,选择性为56.0%。通过GC-MS定性分析确定主要副产物为乙酰胺、1,2-丙二醇-2-乙酸酯和1,2-丙二醇二乙酸酯。XRD和BET分析和活性评价表明:Zn(OAc)2/SiO2存在一定程度的活性组分流失。     

类水滑石催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

制备并表征了几种不同阳离子组合的类水滑石,研究了它们对尿素与1,2-丙二醇醇解合成碳酸丙烯酯反应的催化性能。实验结果表明,类水滑石对尿素与1,2-丙二醇的醇解反应有一定的催化活性,焙烧后类水滑石的催化活性明显提高;类水滑石中二价阳离子和三价阳离子的种类对类水滑石的催化性能具有同样重要的影响;催化剂的酸碱性可能是影响催化活性的关键因素。考察了原料配比、反应温度、反应时间和催化剂用量对反应的影响,当反应温度为170℃、1,2-丙二醇与尿素的摩尔比为4、催化剂用量为原料质量的0.25%、反应时间为5h时,Zn-A l类水滑石的焙烧产物的催化活性最高,碳酸丙烯酯的收率为98.7%。     

Ni/N-rGO催化苯酚选择性加氢制备环己酮性能

以自制氧化石墨(GO)为原料,尿素为氮源,通过水热法制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,采用浸渍法制得不同镍负载量Ni/N-rGO催化剂,采用N₂吸附-脱附、XRD、SEM等手段对Ni/N-rGO催化剂进行表征分析,考察催化剂制备条件(活性组分负载量、尿素添加量、H₂还原温度)和反应条件(反应温度、反应压力、反应时间)对Ni/N-rGO催化剂催化苯酚选择性加氢制备环己酮的影响。结果表明：在活性组分负载质量分数为20%、尿素/GO质量比为30、H₂还原温度为450 ℃的条件下制备的20%Ni/N-rGO催化剂具有较大的比表面积和适宜的孔结构,金属镍分散相对均匀;在反应温度为150 ℃、反应压力为0.4 MPa、反应时间为2.0 h、20%Ni/N-rGO催化剂/苯酚质量比为0.35的最佳条件下,苯酚转化率为91.93%,环己酮选择性为61.75%;20%Ni/N-rGO催化剂重复使用5次后催化性能下降较明显,苯酚转化率降至82.17%,环己酮选择性降至50.93%。     

负载型磷钨酸催化剂的制备及其在甲醇汽油催化改性中的应用

以SiO2为载体、磷钨酸(PW12)为主活性物质,采用浸渍法制备了PW12/SiO2催化剂,并将该催化剂用于M15甲醇汽油中的轻质组分的催化改性;考察了PW12负载量、焙烧温度、反应温度、空速、反应压力等因素对催化剂催化性能的影响。实验结果表明,在PW12负载量(相对于SiO2的质量分数)30%、焙烧温度300℃条件下制备的催化剂的作用下,在反应温度80℃、空速2 h-1、反应压力1.0 MPa的反应条件下,催化剂的活性最高,反应后7种易挥发组分甲醇、异己烷、甲基叔丁基醚、苯、甲苯、正辛烷和对二甲苯的总质量分数及饱和蒸气压均最低,分别为29.38%和57.4 kPa。采用XRD和FTIR手段对催化剂的结构进行表征。表征结果显示,负载后PW12的部分特征吸收峰发生一定程度偏移;当PW12负载量超过30%后,XRD谱图中出现了明显的PW12特征晶相衍射峰。     

碳酸丙烯酯水解催化剂及工艺条件的研究

制备一系列负载型γ-Al2O3催化剂,考察这些催化剂对1,2-丙二醇中的少量碳酸丙烯酯(PC)的催化水解反应活性。实验结果表明,添加碱土金属氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性比添加酸性氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性高,其中以MgO质量分数为20%的MgO/γ-Al2O3催化剂的催化活性最高。以MgO/γ-Al2O3为催化剂,碳酸丙烯酯水解的最佳反应条件为:反应温度140℃,原料液态空速2.4h-1,n(水)∶n(PC)=3.0;在此条件下,碳酸丙烯酯可以完全水解,转化率达100%。     

Cu/γ-Al_2O_3的制备及其对纯甘油常压氢解制备1,2-丙二醇的催化性能

采用H2-TPR、XRD、CO化学吸附、N2吸附-脱附等方法表征了等体积浸渍法制备的Cu/γ-Al2O3催化剂,并评价了其催化甘油氢解制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)反应的性能。结果表明,Cu/γ-Al2O3的适宜Cu负载量为15%(质量分数),适宜的制备条件为,采用纯H2还原、升温速率2℃/min、还原温度250℃、还原时间2h。在常压氢气、甘油液时空速0.20h-1、氢气/甘油摩尔比100、催化剂装填量3mL和反应温度190℃的条件下,甘油转化率为100%,1,2-PDO选择性为92.9%;反应运行36h,1,2-PDO选择性仍高于85%,说明Cu/γ-Al2O3催化剂的稳定性较好。Cu/γ-Al2O3催化剂表面以高分散的Cu微粒为主,Cu粒子的粒径和分散度是影响其活性的主要因素;Cu粒子的粒径越小、分散度越大,催化活性越高。甘油脱水生成丙酮醇的反应只有在酸性中心和金属共同作用下才能进行,丙酮醇加氢合成1,2-丙二醇是反应控制步骤。     

WO_3/SiO_2催化氧化环戊烯合成戊二酸

以偏钨酸铵为前驱体,SiO2为载体,采用超声-浸渍法制备了用于催化氧化环戊烯合成戊二酸的WO3/SiO2催化剂。采用红外吸收光谱(FT-IR)、XRD等手段对催化剂进行了表征。考察了WO3负载量、焙烧温度对催化剂性能的影响。结果显示:制备催化剂的适宜条件为WO3负载质量分数30%、焙烧温度500℃;合成戊二酸的最佳反应条件为反应时间6h、反应温度88℃。在此优化条件下,戊二酸的收率达65.9%。     

二氧化硅负载磷钨酸催化合成蒽醌

采用等体积浸渍法制备了负载型磷钨酸(HPW)催化剂,将其用于催化邻苯甲酰苯甲酸(BBA)脱水合成蒽醌;采用XRD,FTIR,TG-DTG等手段对SiO_2负载的磷钨酸(HPW/SiO_2)催化剂进行表征;考察了载体种类、焙烧温度、HPW负载量对其催化性能的影响。实验结果表明,制备负载型HPW催化剂的适宜条件为:以SiO_2为载体、焙烧温度250℃、焙烧时间3 h、HPW负载量为30%。HPW/SiO_2催化剂催化合成蒽醌的适宜反应条件为:催化剂与BBA的质量比为1.60、反应温度220℃、反应时间2.0 h,在此条件下,蒽醌收率可达99.6%。HPW/SiO_2催化剂的稳定性较差,BET,UV-Vis,Py-IR表征结果显示,积碳结焦使催化剂B酸酸量减小是催化剂失活的原因。     

改性超稳Y沸石负载的杂多酸铯盐在草莓酯合成反应中的催化性能

制备了一系列以脱铝超稳Y沸石(DUSY)为载体的磷钨酸(PW)及其铯盐催化剂,考察了催化剂在以乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇为原料催化合成草莓酯反应过程中的性能。结果表明,在负载量(质量分数)为30%的Cs2.5H0.5PW/DUSY催化剂上的乙酰乙酸乙酯的转化率最高,达到95.3%,草莓酯的选择性为100%。得到了适宜的反应条件:反应温度363K,n(乙酰乙酸乙酯)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂占反应体系的质量分数为0.8%,带水剂环己烷占反应体系的质量分数为36%。经过5次反复使用后,负载型磷钨酸铯盐催化剂的催化活性仍较高,转化率达88.2%,而相应的负载型磷钨酸催化剂的催化活性却大幅度下降,转化率仅有31.2%。催化剂活性下降的主要原因是在极性反应体系中杂多酸化合物活性组分流失,而负载型磷钨酸铯盐良好的稳定性源于其难溶脱性。     

免焙烧制备Ni2P/SiO2加氢脱硫催化剂

采用免焙烧的方法,直接将负载Ni(NO3)2和(NH4)2HPO4盐的前驱体通过程序升温还原(TPR)制备了Ni2P/SiO2加氢脱硫(HDS)催化剂。以质量分数为0.8%的二苯并噻吩/十氢萘溶液为模型化合物,考察了Ni2P/SiO2催化剂的HDS反应催化性能,并用XRD对催化剂进行了表征。结果表明,免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的单层分散阈值在15%~25%(质量分数)之间。随负载量增加,Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性增加,但直接脱硫路径(DDS)选择性降低;当活性组分负载量大于单层分散阈值时,继续增加负载量对催化剂粒度和反应性能影响不大。免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性与传统方法制备的催化剂相当(负载量大于单层分散阈值时)或更高(负载量小于单层分散阈值时),并且具有良好的反应稳定性。TPR过程中升温程序是影响免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂HDS性能的重要因素;低温阶段升温速率对催化剂性能没有明显影响,而在400℃停留一段时间则有利于提高其活性。     

活化碱式碳酸锌催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

在不同条件下对碱式碳酸锌进行焙烧活化,得到活化碱式碳酸锌(AZCH)催化剂,将其用于尿素与1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应;考察了活化条件对催化剂活性的影响,并对合成PC的反应条件进行了优化。实验结果表明,在焙烧温度220℃、焙烧时间2 h条件下活化的AZCH催化剂活性最高;优化的反应条件为:反应温度170℃、反应时间2 h、n(PG)∶n(尿素)=2.50、催化剂用量为原料质量的1.00%、真空度0.04 MPa,在此条件下,PC收率达到94.5%。XRD表征结果显示,AZCH催化剂中存在ZnO和Zn4CO3(OH)6.H2O两种晶相,其中ZnO为主活性组分,两种晶相的协同作用促进了催化剂活性的提高。     

CuO/SiO_2催化剂上甘油脱水制α-羟基丙酮

在固定床反应器中,以甘油脱水制备α-羟基丙酮反应为研究对象,考察了CuO/SiO_2催化剂的制备条件以及反应条件对催化剂性能的影响。实验结果表明,催化剂的最佳制备条件为:CuO负载量(质量分数)为20%,在450℃下焙烧4h;采用该条件下制备的催化剂,在进料重时空速为1.4h~(-1)、反应温度为300℃、甘油溶液的质量分数为20%、反应时间6h的条件下,甘油的转化率达到99.28%,α-羟基丙酮的选择性为58.03%。通过XRD,NH_3-TPD,TG-DTA等手段对CuO/SiO_2催化剂进行了表征,表征结果显示,最佳制备条件下制得的CuO/SiO_2催化剂具有最优的表面酸性分布和最合适的表面微结构,从而在甘油脱水反应中表现出最佳的催化性能。     

ZnO-PbO催化剂上酯交换法合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了ZnO-PbO催化剂,并对该催化剂在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能进行了研究。探讨了催化剂制备条件对ZnO-PbO催化剂性能的影响,得出最佳制备条件为:Pb(CH3COO)2.3H2O和Zn(NO3)2.6H2O为前体、m(Zn)∶m(Pb)=3.46、以n(NaOH)∶n(Na2CO3)=3∶1的混合溶液为沉淀剂、焙烧温度500℃。优化了ZnO-PbO催化剂上PC与甲醇酯交换合成DMC反应的条件,即反应温度110℃、反应时间2h、n(CH3OH)∶n(PC)=8.4、催化剂占体系的质量分数为3.0%。在此条件下,PC转化率为63.8%,DMC选择性为97.8%,产率为62.4%。此外还考察了催化剂重复使用的效果,并对其失活原因进行了分析。     

有机碱催化CO_2和1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

以有机碱为催化剂、乙睛为溶剂,研究了CO2和1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应。在所选用的有机碱中,1,5,7-三氮杂双环[4,4,0]葵-5-烯(TBD)的催化活性最高。乙腈不仅作为溶剂还起到脱水剂的作用,通过乙腈水解,可除掉反应中生成的一部分水,打破热力学平衡,极大地提高了PG转化率和PC收率。以TBD为催化剂,优化了反应条件。最佳反应条件为:反应温度175℃,反应压力10M Pa,反应时间15h,n(TBD)∶n(PG)=0.025,n(CH3CN)∶n(PG)=2。在此条件下,PG转化率和PC收率分别为37.3%和22.5%。     

复合金属氧化物催化尿素醇解合成碳酸二乙酯

对复合金属氧化物催化尿素醇解合成碳酸二乙酯反应进行了研究,优选出Zn-Mg-Al三元金属氧化物催化剂对其进行了BET和XRD表征分析,并对合成碳酸二乙酯的工艺参数进行了优化。研究表明当催化剂用量为4%,反应物配比n(乙醇):n(尿素)=10:1,反应温度为190℃,反应时间为7h时,碳酸二乙酯的收率可达38%以上。该催化剂具有良好的催化稳定性,经过4次循环使用,DEC收率仍保持在30%以上。     

氯化铁催化CO_2和1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

在乙腈体系中,研究了不同金属卤化物对CO2与1,2-丙二醇(PG)反应合成碳酸丙烯酯(PC)的催化性能,确定了该反应的最佳条件,同时对反应过程中的副反应进行了讨论,对生成的副产物进行了分析。实验结果表明,CO2与PG反应合成PC时,FeCl3催化剂的活性最高;以100mmol PG为基准,在乙睛10mL、FeCl3催化剂2.5mmol、反应压力10MPa、反应温度160℃、反应时间15h的最佳条件下,PC收率为26.5%,PG转化率为42.5%。乙睛在该反应体系中不仅起到溶剂的作用同时还起到了脱水剂的作用,除去了反应过程中生成的部分水,打破了原有的热力学平衡,大幅度提高了PC收率。     

金属碳酸盐催化尿素和1，2-丙二醇合成碳酸丙烯酯木

研究了多种单组分金属碳酸盐和铅锌混合碳酸盐对尿素和1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应的催化性能。结果表明,单组分盐中碳酸铅催化活性最高,其次是碳酸锌;而混合盐中Ph／Zn摩尔比为3：1时催化活性最高。通过正交实验优化了反应条件,在反应温度160℃,反应时间2h,尿素与1,2-丙二醇摩尔比1：5,催化剂用量1．8％的条件下,碳酸丙烯酯的收率可达98．90％。