环己醇脱氢新型催化剂的研究

研制了新型环己醇脱氢制环己酮催化剂 ,系统考察了催化剂组份和制备条件对催化性能的影响。筛选出了高性能催化剂 ,并考察了催化剂预处理条件、反应温度、空速等对环己醇转化率和环己酮选择性的影响。在模拟工业生产条件下 ,进行了 15 0 0h稳定性考察。在此基础上 ,制备了工业剂型催化剂 ,并进行了基本物性和催化活性测定     

水滑石及类水滑石材料的合成及催化应用新进展

水滑石及类水滑石材料具有很好的热稳定性和较大的比表面积,可以作为催化剂或催化剂载体.文中对不同类型水滑石的组成、结构特征、合成方法及其催化应用进展进行了综述,并对该类材料的应用进行了展望.     

CoAl类水滑石催化Baeyer-Villiger氧化反应性能

以苯甲醛/O₂体系为氧化体系,研究了CoAl类水滑石材料(Co₂Al-LDH)催化酮类化合物Baeyer-Villiger氧化反应的性能。结果表明:Co₂Al-LDH在Baeyer-Villiger氧化反应中具有优异的催化活性和底物适用性;以环己酮的氧化为例,在环己酮1 mmol、苯甲醛2 mmol、1, 2-二氯乙烷2 mL、Co₂Al-LDH 50 mg、O₂流量10 mL/min、室温条件下反应6 h,环己酮的转化率和ε-己内酯的选择性均达到99%以上;催化剂重复使用5次后其活性与选择性未见明显降低,表明该催化剂具有较好的稳定性;在Baeyer-Villiger氧化反应中,Co₂Al-LDH可能同时促进了苯甲醛向过氧苯甲酸的氧化及过氧苯甲酸与酮反应生成酯的过程,体现了双功能的催化特性。     

镍铬类水滑石的制备及其催化性能

采用低过饱和共沉淀法,以Ni(NO_3)_2·6H_2O和Cr(NO_3)_3·9H_2O为原料,NaOH为沉淀剂制备了晶相单一、结晶度高的镍铬类水滑石化合物,并利用XRD,IR及TG-DTA对其结构进行了表征。测定了加入沉淀剂NaOH后,不同n(Ni):n(Cr)混合盐溶液中混合盐体系pH值的变化情况,探讨了不同因素对镍铬类水滑石制备的影响。将制备的催化剂应用于尿素与丙二醇反应生成碳酸丙烯酯反应中,在反应温度170℃,n (尿素):n(1,2-丙二醇)=1:1,反应时间180 min,催化剂用量0.2 g条件下,尿素转化率可达100%,碳酸丙烯酯产率达90%。     

CuNiAl类水滑石的合成及其在催化氧化苯甲醇中的应用

采用水热法制备了CuNiAl类水滑石催化剂;运用电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜等方法对其进行表征,并用于催化苯甲醇氧化合成苯甲醛。表征结果显示,催化剂中Cu,Ni,Al的配比明显影响类水滑石的晶型结构,层间阴离子的结构决定着层间通道的大小和空间位阻。在催化苯甲醇氧化合成苯甲醛反应中,以层间阴离子为CO_3~(2-)的CuNiAl类水滑石为催化剂,且催化剂中n(Cu):n(Nj):n(Al)=0.86:0.84:1.00,在催化剂用量(占苯甲醇的质量分数)0.46%、反应温度50℃、n(H_2O_2):n(苯甲醇)=2.6、反应时间1 h的适宜条件下,苯甲醇的转化率为55.6%,苯甲醛的选择性为98.0%。该催化剂重复使用6次后仍保持较优的催化性能。     

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%。     

Cu/ZSM-5催化剂的表征及其环己醇脱氢性能

以制备的ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列Cu负载量不同的Cu/ZSM-5催化剂。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、吸附氨气程序升温脱附和BET等方法对Cu/ZSM-5催化剂进行了表征,用H2-N2O滴定法测定了Cu金属的比表面积和分散度。以环己醇气相脱氢制备环己酮为探针反应对Cu/ZSM-5催化剂的催化性能进行了评价。实验结果表明,Cu负载量影响Cu物种在载体表面的状态和分布,Cu是环己醇脱氢反应的活性中心,其比表面积、分散度与Cu/ZSM-5催化剂的活性相关,Cu/ZSM-5催化剂的B酸中心与环己醇脱氢反应的选择性相关。Cu质量分数5%的Cu/ZSM-5催化剂上Cu金属的比表面积较大而B酸中心较少,显示出很高的环己醇转化率(58.7%)和较好的环己酮选择性(97.2%)。     

环己醇脱氢与硝基苯加氢耦合反应研究

考察了Cu和Ni催化剂上环己醇脱氢和硝基苯加氢耦合反应,实验结果表明,在常压无氢源的条件下,环己醇脱氢生成环己酮,同时硝基苯利用环己醇脱掉的氢发生加氢反应生成苯胺,整个过程无额外氢耗,具有原子经济性.在Ni/Al2O3催化剂上,环己醇和硝基苯转化率较高,其中硝基苯在220℃时,转化率可达到100%.但环己酮和苯胺的选择性为40%～70%.     

类水滑石催化氰乙酸甲酯与乙醇的酯交换反应

采用过饱和共沉淀法制备了Mg-Al水滑石和含不同金属元素的类水滑石(LDHs)催化剂,并以氰乙酸甲酯与乙醇反应生成氰乙酸乙酯的酯交换反应比较了催化剂的活性。实验结果表明,Mg-Zn-Al-LDHs(n(Mg)∶n(Zn)∶n(Al)=6∶1∶2)的活性高且有一定强度。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对试样进行了表征,结果显示所制得的LDHs试样结晶度好、纯度高,经400℃焙烧后水滑石的层状结构坍塌,并失去大部分阴离子。以200℃下焙烧的Mg-Zn-Al-LDHs为催化剂,在n(乙醇)∶n(氰乙酸甲酯)=1∶1、催化剂用量为反应物总质量的2.0%、反应温度85℃、反应6h的条件下,氰乙酸甲酯的转化率为66.73%,氰乙酸乙酯的收率为66.36%,氰乙酸乙酯的选择性为99.45%。反应后催化剂易分离回收,经简单处理后可多次使用,并保持了较高的反应活性。     

杂多阴离子柱撑水滑石类层柱材料的合成及其催化性能的研究

采用离子交换法合成了一系列杂多阴离子柱撑水滑石；用元素分析、ＸＲＤ、ＩＲ和ＤＴＡ等方法对柱撑产物的组成和结构进行了表征。在异丙醇反应和烷基化反应中考察了柱撑材料的催化性能，发现柱撑材料在异丙醇反应中同时表现出酸碱两种催化作用，在异丁烷与丁烯的烷基化反应中表现了较高的催化活性和Ｃ＿８选择性。     

环己醇/酮合成工艺的原子经济量化分析

“双碳”目标把我国化工产业绿色发展之路提升到新的高度，在此背景下为了优化己内酰胺生产过程中的环己醇、环己酮生产的路线选择，本文简要综述介绍了当前环己醇、环己酮的主要工业合成路线，并引入原子经济性的指标概念，分别对传统的环己烷氧化工艺、环己烯水合工艺、苯酚加氢工艺以及中国石化环己烯酯化加氢新工艺的绿色化程度进行了量化评估。研究发现环己烯酯化加氢新工艺更具原子经济性优势，单程转化率高、经济效益良好。     

环己酮缩合制备2-(1-环己烯基)环己酮的研究

自制了几种固体酸催化剂,考察了用于环己酮缩合制备2-(1-环己烯基)环己酮的催化活性,并和浓硫酸催化剂进行了比较。结果表明,硅胶负载苯磺酸具有较高的催化活性和选择性；优化反应条件为：催化剂用量2%～35(质量分数)、反应温度135℃、反应时间1 h,单程转化率62%,单程收率57%；及时移出反应生成的水有利于提高反应速率和环己酮转化率。     

钛硅—1分子筛催化环己酮氨肟化剂环己酮肟工艺的研究

采用淤浆床连续反应工艺,在实验室对钛硅－1（TS－1）分子筛催化环己酮氨肟化制环己酮肟工艺的工艺参数进行了考察。结果表明,在以叔丁醇－水为溶剂,叔丁醇／水体积比2．0－2．8,氨／环己酮摩尔比1．7－2．7,过氧化氢／环己酮摩尔比1．01－1．10,常压,反应温度75℃,反应停留时间70min左右,分子筛质量分数2％－3％的工艺条件下,环己酮转化率可达96％,环己酮肟选择性大于99％。     

环己酮氨肟化反应体系中TS-1分子筛失活原因的研究

在TS－1分子筛催化环已酮氨肟化制备已酮肟反应体系中考察了催化剂的稳定性及失活原因，对新鲜催化剂和失活催化剂进行的XRD，FT－IR，FT－Raman,ICP,TGA/DTA等一系列对比表征和初步再生试验的结果表明，TS－1分子筛在单程运转周期内失活的主要原因是沉积物堵塞了分子筛的孔道，此外还存在着骨架钛结构变化的趋势，但失活子筛的晶相结构没有遭到明显破坏。     

异丙醇气相催化脱氢制丙酮的研究

采用自制的氧化锌氧化铜催化剂 LP 1 0 4 ,研究了异丙醇催化脱氢生成丙酮的工艺条件 (温度 ,压力 ,液时空速 )和催化剂的稳定性。结果表明采用 LP 1 0 4催化剂 ,在 2 0 0～ 30 0℃ ,0 .1 0～ 0 .30 MPa,2～ 6h- 1 ,异丙醇单程转化率大于 70 % ,丙酮的选择性大于 90 % ,催化剂的稳定性 1 680 h,可以再生。     

催化合成咔唑工艺研究

主要研究了在壳聚糖羟基上接枝 N 甲基 2吡咯烷酮后再络合钯制成壳聚糖衍生物钯配合物催化剂( CS NCO Pd) ,并使用该催化剂催化合成灰白色片状咔唑结晶 ,红外光谱分析符合标准图谱 ,测定熔点为2 4 1 .5℃ ,含量测定为 96 .9% ,总收率可达 72 .5%。     

Ce-MCM-41的合成与表征及催化性能

以硅酸钠作硅源 ,以硫酸铈作铈源 ,以四甲基氢氧化铵作矿化剂 ,以十六烷基三甲基溴化铵作模板剂 ,在盐酸存在的温和条件下合成了 Ce-MCM-4 1中孔分子筛。用 XRD,低温 N2 吸附、FTIR和漫反射紫外可见光谱表征了其结构和基本物化性能 ,表明产物中铈已嵌入到 Ce-MCM-4 1的骨架中。在环己烷液相氧化反应中 ,Ce-MCM-4 1表现出一定的催化活性 ,反应时间 ,温度 ,氧化剂浓度和催化剂用量对反应也有重要影响     

催化加氢合成二氢松油醇的研究

研究了以硼氢化钾修饰的雷尼镍催化剂催化松油醇加氢制备二氢松油醇的反应。考察了反应压力 反应温度及搅拌速率等因素对加氢过程的影响 ,确定了最佳工艺参数 ,二氢松油醇选择性达 98%以上 ,收率97.69%。     

制备方法对NiCoPrLa类水滑石衍生复合氧化物的催化性能影响

分别采用低过饱和度法、高过饱和度法和水热法合成了NiCoLaPr类水滑石,同时用XRD、H2-TPR、C2H5OH-TPD、TPO等考察了制备方法对NiCoLaPr类水滑石和相应衍生复合氧化物的晶相结构及衍生复合氧化物催化性能。结果表明,水热法制备的NiCoLaPr类水滑石结晶度较高、晶体结构较完整,其衍生复合氧化物催化乙醇水蒸气重整中表现出了较高的活性、H2选择性和抗积炭性,在450℃时C2H5OH的转化率为100%,H2、CO2和CO选择性分别为80.56%,95.35%和4.56%。     

水滑石和类水滑石化合物在催化反应中的应用

水滑石及类水滑石化合物具有特殊的层状结构及物理化学性质,在吸附、催化领域中占有重要地位。综述了水滑石和类水滑石化合物在各种催化反应中的应用,并对其在催化领域的发展作了展望。