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。     

四丁基溴化铵催化H2O2氧化苯甲醛合成苯甲酸

在无有机溶剂的条件下,以质量分数为30% H2O2作氧源,四丁基溴化铵[(C4H9)4NBr]为相转移催化剂,NaHSO4·H2O为酸性催化剂催化氧化苯甲醛合成苯甲酸.考察了NaHSO4·H2O、(C4H9)4NBr的用量和反应时间对反应的影响.实验结果表明,使用NaHSO4·H2O对产品产率影响不大,而产品熔点较低、颜色较深,GC-MS分析表明生成了副产物苯酚.因此该反应无需使用NaHSO4·H2O,仅需(C4H9)4NBr作为相转移催化剂.当n(苯甲醛)∶n(H2O2)∶n[(C4H9)4NBr]=100∶250∶1,回流温度下,反应3.0或4.0h,苯甲酸分离产率可高达86.5%.     

钌钯/炭催化剂催化苯甲酸加氢制备环己基甲酸

对钌钯/炭催化剂催化苯甲酸加氢制备环己基甲酸进行研究,考察金属负载量、溶剂用量、反应温度和反应压力对反应的影响,并考察催化剂重复使用性能。结果表明,使用自制的钌钯/炭催化剂,催化剂中金属钌纳米粒子和钯纳米粒子负载质量分数分别为5.0%和0.5%、m(苯甲酸)∶m(环己基甲酸)=2∶1、反应温度(135~145)℃和反应压力(4~5)MPa条件下,苯甲酸转化率≥99.3%,环己基甲酸选择性≥99.0%。催化剂重复使用16次,仍具有较高活性。     

直接合成Nb-SBA-15催化氧化苯乙烯

用直接合成法制备Nb-SBA-15介孔分子筛,并用XRD、BET、FT-IR和DTA测试手段对其进行分析。结果表明,Nb-SBA-15仍保留高度有序的介孔结构。以质量分数30%的H2O2为氧化剂,丙酮为溶剂,对Nb-SBA-15催化氧化苯乙烯反应进行了研究,试验得到较适宜工艺条件为:反应温度为70℃,反应时间为10 h,催化剂用量为原料质量的10.0%,n(苯乙烯)∶n(H2O2)∶n(丙酮)=1∶2∶2,苯乙烯的转化率可达43.21%,苯甲醛的选择性为94.32%。     

负载型Cu_2O/MgO催化剂制备及催化正己醇脱氢制备正己醛

以氧化镁粉末为载体,N2H4·H2O为还原剂,采用浸渍还原法制备Cu2O/MgO催化剂。考察制备条件对催化剂活性的影响,最佳原料配比为n(Cu2+)∶n(NaOH)∶n(N2H4·H2O)=5∶11∶5,对筛选出最佳条件下制备的催化剂进行正己醇脱氢制备正己醛工艺条件考察,采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,在反应温度250℃、空速1.25 m L·(h·g)-1、催化剂用量12 g和N2流速0.05 L·min-1条件下,正己醇转化率为59.33%,正己醛选择性为93.81%。     

钯催化苯基硼酸酯的合成

以三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2dba3)为催化剂,2-双环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯(Xphos)为配体,采用联硼酸频哪醇酯[B2(pin)2]与对叔丁基氯苯(4-tert-butyl-1-chlorobenzene)反应合成对叔丁基苯基硼酸酯。通过研究Pd催化剂与配体的用量及比例、硼试剂的用量、碱的种类、不同的反应溶剂、温度及时间对反应收率的影响,确定了苯基硼酸酯合成的最佳条件为:n(对叔丁基氯苯)∶n(Pd2dba3)∶n(Xphos)∶n[B2(pin)2]∶n(KOAc)=1∶0.01∶0.04∶2∶3,以乙醇(Et OH)为溶剂于60℃反应1 h,收率达98%。     

Pd/Ni-MCM-41制备及其对苯甲醛加氢的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,MCM-41为载体,碱性条件下,合成Pd/Ni-MCM-41。通过XRD、HR-TEM、FT-IR和BET等对Pd/Ni-MCM-41进行表征。Pd/Ni-MCM-41的比表面积为(444.32～621.69) m^2·g(-1),孔容为(0.54～0.69) cm^3·g^(-1),孔径分布均匀,主要集中在(2～4) nm。将Pd/Ni-MCM-41用于苯甲醛加氢制备苯甲醇反应中,Ni质量分数6%时,在反应温度100℃和反应压力0.20 MPa条件下反应2 h,苯甲醛转化率65.1%,苯甲醇选择性为100%。     

相转移催化法合成3,4-二甲氧基苯甲醛

采用3 甲氧基 4 羟基苯甲醛(香兰素)和硫酸二甲酯为原料,甲苯为溶剂,十二烷基三甲基氯化铵为相转移催化剂,对3,4 二甲氧基苯甲醛的合成反应进行了研究。在反应温度为70～80℃,n(香兰素)∶n(硫酸二甲酯)∶n(NaOH)∶n(催化剂)=1∶1 5∶2 2∶0 03的较佳工艺条件下,产品收率≥95%,产品质量分数≥99 5%。     

H4SiW12O40/SiO2催化一锅法合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮

采用一锅法Biginelli反应以H4SiW12O40/SiO2为催化剂,以苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素为原料,无水乙醇为溶剂合成了4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮。探讨了原料摩尔比、反应温度、催化剂用量及反应时间对收率的影响。结果表明,固定苯甲醛用量为0.04 mol的条件下,n(苯甲醛)∶n(乙酰乙酸乙酯)∶n(尿素)=1∶1.5∶1.5,催化剂的用量占反应物料总质量的2.0%,反应温度为90℃,反应时间为60 min,产品平均收率可达71.7%。通过熔点的测定,IR,1HNMR和MS对合成的3,4-二氢嘧啶酮化合物进行了表征。     

Keggin型配合物[（CH2）5NH2]5BW12O40的合成及其催化氧化合成苯甲酸的研究

以钨酸钠、硼酸为原料合成母体酸,以六氢吡啶为有机配体合成了有机／无机杂化电荷转移配合物[（CH2）5NH2]5BW12O40。通过红外光谱、X-射线衍射和热重分析袁征,确认所合成的化合物中多酸阴离子仍保留Keggin结构。将新合成的[（CH2）5NH2]5BW12O40杂多酸哌啶盐应用到苯甲醛氧化合成苯甲酸反应中,考察了催化剂用量、氧化责4H2O2（质量分数为30％）的用量、反应温度、反应时间等对苯甲酸收率的影响。确定最佳工艺条件为：n（催化剂）：n（苯甲醛）=1．880×10-3：1;n（H2O2）：n（苯甲醛）=4．760：1;反应温度80℃;反应时间4h,此条件下苯甲酸的收率可达到80%。     

复合固体超强酸SO42-/Fe2O3/Al2O3/ZnO的制备及其催化性能的研究

利用共沉淀法由Fe(NO3)3、Al(NO3)3、Zn(Ac)2和H2SO4制备了SO42-/Fe2O3/Al2O3/ZnO催化剂,并用于催化合成苯甲醛丙二醇缩醛,研究了醛醇摩尔比、催化剂用量、反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明,在n(苯甲醛)∶n(丙二醇)=1∶1.2,催化剂用量为反应物总质量的1%,反应时间50 min的最佳条件下,苯甲醛丙二醇缩醛的收率可达97.6%。     

依帕司他中间体α-甲基肉桂醛的合成

研究了由苯甲醛、丁醛合成α 甲基肉桂醛的工艺,考察了催化剂用量、原料摩尔比、反应时间对合成α 甲基肉桂醛收率的影响。其优化条件是:以乙醇作溶剂,四丁基溴化铵为催化剂,n(苯甲醛)∶n(丙醛)∶n(催化剂)1 4∶1∶0 015,室温反应6h,收率达84 6%,且过量的苯甲醛能回收。     

SiO_2-TiO_2负载钯催化剂的制备及其催化Suzuki反应研究

以正硅酸乙酯和钛酸正丁酯作前体,通过均匀沉淀法制备了SiO2-TiO2复合氧化物,并采用X射线粉末衍射(XRD)对复合氧化物进行了表征。采用浸渍制备了复合氧化物负载的钯催化剂Pd/SiO2-TiO2,并考察了负载催化剂在Suzuki反应中的催化性能。当投料摩尔比n(Pd)∶n(PhBr)∶n[PhB(OH)2]∶n(K2CO3)为1∶70∶105∶140,Ti/Si摩尔比和钯质量分数分别为0.5和2.0%时,回流反应10 h,联苯产率达92.8%。负载催化剂通过简单过滤即可回收利用,在5次循环使用过程中,催化活性除第1次有明显降低外,其后基本保持不变。     

Pd-Cu/γ-Al_2O_3双金属催化剂脱除水中硝酸盐

采用分步浸渍法和共浸渍法制备系列Pd负载质量分数为1%的Pd-Cu/γ-Al2O3双金属催化剂,以氢气为还原剂研究其对水中硝酸盐催化脱除的性能。结果表明,催化剂中Cu与Pd物质的量比以及Cu、Pd的浸渍顺序对催化剂性能有重要影响,硝酸根转化率随着Cu与Pd物质的量比的增大而增大;硝酸根转化活性以Cu与Pd物质的量比为5∶1、先浸渍Pd再浸渍Cu所得催化剂较优;从氨氮选择性方面看,以先浸渍Cu后浸渍Pd制备的催化剂选择性较低,在Cu与Pd物质的量比为1∶1、先浸渍Cu再浸渍Pd所得催化剂较优。     

ZnAl水滑石负载钯催化剂的制备及催化性能

采用离子交换-还原法制备了系列锌铝水滑石负载钯催化剂Pd/ZnAl-LDH,通过XRD、TEM和ICP对该系列催化剂进行了表征,并对其在低毒溶剂乙醇或水中苯甲醇氧化反应的催化性能进行了详细考察。研究结果表明,反应溶剂、Pd负载量、氧气压力、反应时间等对催化剂的催化性能有很大的影响,当Pd负载质量分数为2%,反应压力为0.2MPa时,Pd/ZnAl-LDH在乙醇溶剂中表现出最佳的催化性能,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性可分别达到93.3%和93.6%。     

一步法合成香叶基砜

以香叶醇(geraniol)为底物,醋酸钯〔Pd(OAc)2〕为催化剂,三苯基膦(PPh3)为配体,经Tsuji-Trost反应一步合成了香叶基砜。研究了Pd催化剂和Lewis酸的种类、用量、催化剂和配体摩尔比、溶剂、反应温度和时间对反应收率的影响。较佳的合成条件为:n(geraniol)∶n〔Pd(OAc)2〕∶n(PPh3)∶n(三乙基硼)∶n(苯亚磺酸钠)=1∶0.05∶0.1∶1.1∶1.2,以THF为溶剂66℃反应18h,或以DMF为溶剂80℃反应16h,收率均达93%以上。     

两相法合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮

研究水作溶剂,三氯乙酸催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素在两相中缩合生成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮。最优工艺:n(苯甲醛25mmol)∶n(乙酰乙酸乙酯)∶n(尿素)=1.0∶1.5∶1.6,三氯乙酸3.0g,水7mL,无水乙醇3mL,反应温度60°C,反应时间4h,在此条件下产物的收率为91.6%。溶剂可重复使用。     

不同载体负载Pd双功能催化剂制备及其液相甲醇催化一步合成甲酸甲酯

以γ-Al_2O_3、ZrO_2、Bentonite(膨润土)、MIL-53(Al)和MIL-53(Fe)为载体,采用浸渍法制备负载Pd双功能催化剂,利用XRD、BET和NH3-TPD等表征催化剂结构,在微型高压反应器中评价催化剂的液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯的反应性能,考察反应条件对催化剂性能的影响。结果表明,不同载体负载Pd催化剂未观察到Pd的XRD特征峰,表明催化剂表面的Pd是高分散状态。不同载体负载Pd催化剂的比表面积、酸强度和酸量差别较大,并且酸强度和酸量对甲醇转化率和产物选择性有较大影响。具有较多中强酸的2%Pd/Bentonite、2%Pd/MIL-53(Al)和2%Pd/MIL-53(Fe)催化剂比中强酸较少的2%Pd/γ-Al_2O_3和2%Pd/ZrO_2催化剂具有更高的甲醇转化率和甲酸甲酯选择性。2%Pd/Bentonite催化剂在每摩尔甲醇Pd用量为0. 030 mmol、反应温度150℃、O_2压力2 MPa和反应时间5 h条件下,液相甲醇一步催化转化合成甲酸甲酯反应中,甲醇转化率56. 08%,甲酸甲酯选择性55. 85%。     

1-苯基氨基脲的合成研究

以盐酸苯肼和尿素为原料,用水作溶剂,在浓硫酸催化下合成1-苯基氨基脲。研究了原料摩尔比、浓硫酸和溶剂量、反应时间、催化剂用量对产品质量和收率的影响,确定了最佳工艺反应条件:n(盐酸苯肼)∶n(尿素)∶n(浓硫酸)∶V(水)=1∶1.2∶0.2∶500 mL,盐酸苯肼与催化剂的比例为1∶10(mol/g),反应时间10 h。放大实验的收率达到92%以上。