活性组分浸渍顺序对Ni-Sn-Cr/活性炭催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐性能的影响

以活性炭(AC)为载体,采用等体积浸渍法,按照活性组分浸渍顺序的不同制备了一系列Ni-Sn-Cr/AC催化剂;在连续流动固定床反应器上考察了Ni-Sn-Cr/AC催化剂催化乙酸甲酯气相羰基化合成醋酐的性能,并采用XRD和N2物理吸附法对催化剂的物相和织构性质进行了表征。实验结果表明,在催化剂制备过程中3种活性组分Ni,Sn,Cr的加入顺序对Ni-Sn-Cr/AC催化剂的活性有较大影响;先浸渍Ni组分然后同时浸渍Sn和Cr组分的Ni/Sn-Cr/AC催化剂的活性最高,在n(CO)∶n(H2)=8、n(乙酸甲酯)∶n(CH3I)=7、n(CO)∶n(乙酸甲酯)=4、反应温度205℃、反应压力5.5MPa、气态空速1200h-1的条件下,Ni/Sn-Cr/AC催化剂上乙酸甲酯的转化率为38.5%,醋酐的选择性为80.3%。不同浸渍顺序制备的Ni-Sn-Cr/AC催化剂的织构性质并不是催化剂活性的决定因素。     

活性炭负载Au-Cu二元催化剂用于多相甲醇羰基化反应

通过浸渍法制备了一系列活性炭(AC)负载的Au-M/AC二元催化剂(M为金属元素),采用ICP-OES、XRD、TEM、XPS、H_2-TPR和N_2吸附-脱附等分析手段对制备的催化剂进行表征,考察了多种金属组分对催化剂甲醇羰基化催化性能的影响。实验结果表明,与单一组分的Au/AC催化剂相比,Au-M/AC催化剂催化甲醇羰基化的活性均有不同程度的提高,其中,Au-Cu/AC催化剂表现最佳,在240℃、1.7 MPa、n(CH_3I):n(MeOH):n(CO)=1:24:25、GHSV=3 600h~(-1)的条件下,Au-Cu/AC催化剂对乙酰基产物的选择性和时空收率分别98.5%和499.5 g/(kg·h)。表征结果显示,制备的1Au1Cu/AC催化剂中,Au主要以纳米颗粒分散在载体表面上,Cu以高价氧化态高度分散在催化剂的表面。     

碳酸二甲酯和乙酸甲酯合成丙二酸二甲酯的研究

研究了以碳酸二甲酯(DMC)和乙酸甲酯(MA)为原料合成丙二酸二甲酯,评价了叔丁醇钾(C_4H_9OK)、叔丁醇钠(C_4H_9ONa)、甲醇钠(CH_3ONa)和氢化钠(NaH)等催化剂对该克莱森酯缩合反应的催化活性,考察了物料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量和溶剂等因素对反应的影响。结果表明,当n(DMC):n(MA):n(CH_3ONa)=5:1:3.6,反应温度90℃,反应时间2h时和无溶剂时乙酸甲酯的转化率达到70%,丙二酸二甲酯(DMM)的选择性为99.0%。     

蓖麻油甲酯环氧化反应的工艺研究

以蓖麻油甲酯为原料,甲酸、乙酸、过氧化氢为氧化剂,采用浓硫酸为催化剂,对蓖麻油甲酯进行环氧化,制取环氧化蓖麻油甲酯。实验考察了反应时间、反应温度、甲酸、乙酸、过氧化氢及催化剂用量对反应的影响。研究结果表明,在60℃下,n(蓖麻酸甲酯):n(甲酸):(30%过氧化氢)=1:1.7:4.4,反应时间为4 h,浓硫酸:蓖麻酸甲酯=4 wt%,反应温度为57℃。乙酸的最佳工艺条件为n(蓖麻酸甲酯):n(乙酸):n(30%过氧化氢)=1:0.83:3.3,反应时间为4 h,浓硫酸:蓖麻酸甲酯=6 wt%,反应温度为60℃。     

尿素法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯

以尿素为羰基化试剂,2,4-二氨基甲苯(TDA)和正丁醇为原料,在不同催化剂作用下合成了甲苯二异氰酸酯的前体甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯(BTDC),考察了催化剂种类和反应条件对BTDC合成反应的影响。实验结果表明,γ-Al2O3催化剂对该反应具有较高的活性,适宜的催化剂焙烧温度为500℃。采用上述催化剂,适宜的反应条件为:反应温度200℃,反应时间6 h,催化剂用量(基于TDA的质量)为30%,n(TDA)∶n(尿素)∶n(正丁醇)=1∶5∶65。在此条件下,TDA的转化率为95.3%,BTDC的收率为70.5%。通过液相色谱-质谱联用技术推测了反应路径。     

合成气与甲醇制乙醇工艺的研究

采用甲醇和合成气作为原料,以Rh-Ru为双金属、1,3-双(二苯基膦)丙烷为配体、碘甲烷为促进剂催化甲醇还原羰基化制乙醇,考察了溶剂种类及添加量、催化剂的组成、n(H_2)∶n(CO)、反应温度、反应压力等因素对甲醇还原羰基化制乙醇反应的影响。实验结果表明,以醋酸为溶剂,甲醇还原羰基化制乙醇反应的最佳催化体系为:乙酰丙酮二羰基铑(Rh(CO)_2(acac))0.15 g,助催化剂Ru Cl_3·3H_2O 0.45 g,CH_3I 2.84 g;最佳工艺条件为:6.0 MPa、140℃、n(H_2)∶n(CO)=2∶1、m(醋酸)∶m(甲醇)=2∶1,在此条件下,甲醇转化率达96.16%,总的乙醇选择性达30.79%。     

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。     

氧化钼催化碳酸二甲酯和乙酸苯酯合成碳酸二苯酯

对比测定了几种氧化物催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)反应的催化活性。实验结果表明,通过直接焙烧法自制的MoO3催化剂对该反应具有良好的活性,且适宜的焙烧温度为400,500℃。以在400℃下焙烧的MoO3为催化剂,考察了反应条件对DMC与PA酯交换合成DPC反应的影响,并考察了MoO3催化剂的重复使用性能。在优化的反应条件(n(DMC)∶n(PA)=1∶2,n(MoO3)∶n(PA)=0.05,180℃,6 h)下,DMC转化率为74.0%,DPC和甲基苯基碳酸酯的选择性分别为39.5%和56.7%。MoO3催化剂可以多次再生重复使用,是一种高效的酯交换催化剂,具有工业化前景。     

加氢制备长碳链脂肪醇铜基催化剂

采用共沉淀法,以逆滴的方式,制备了Cu-Zn-Al-Ba系列催化剂。通过ICP,TG,DTG,XRD,SEM等方法对催化剂进行表征;考察催化剂沉淀环境、各元素组分的配比、焙烧条件和还原条件等对活性的影响;并将催化剂用于硬脂酸甲酯催化加氢制硬脂醇的反应。实验结果表明,催化剂沉淀陈化过程中的优化条件为:催化剂组分n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)∶n(Ba)=8∶4∶4∶2,沉淀环境p H=8,陈化温度60℃,沉淀剂Na_2CO_3浓度0.80 mol/L,混合盐溶液浓度0.18 mol/L。表征和评价结果显示,焙烧和还原的优化条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间3 h,还原温度270℃,还原时间1.5 h。评价结果表明,在反应温度为230℃、反应压力为氢压3 MPa、反应时间为4 h及优化条件下制备的催化剂用量5%(基于体系质量)的条件下,硬脂酸甲酯转化率超过96%,硬脂醇收率约为95%。     

溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO/SiO_2催化剂及其催化乙酸甲酯氢解反应的性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列Cu-ZnO/SiO2催化剂,运用N2吸附-脱附、XRD和XRF等方法对催化剂进行了表征,考察了氨水浸泡和造孔剂的添加对催化剂物化性质的影响,并将其用于乙酸甲酯氢解制乙醇反应。实验结果表明,氨水浸泡提高了催化剂试样的比表面积;造孔剂聚乙二醇的添加则进一步增加了催化剂试样的孔体积和孔径,孔分布更集中,有利于活性组分的分散,CuO晶粒尺寸明显下降。在乙酸甲酯氢解反应中,各催化剂均表现出较高的活性和选择性;在反应温度250℃、反应压力7.0 MPa、n(H2)∶n(乙酸甲酯)=10、LHSV=0.50 h-1的条件下,乙酸甲酯转化率和乙醇选择性最高可分别达98.5%和96.2%;运行430 h后,其催化性能未见下降,且可在较低的压力下运行。     

多规格碳纳米管的制备研究

在富氧条件下,通过控制催化剂煅烧温度(600~1000℃)获得不同粒径大小的催化剂LaCu0.2Ni0.8Oy。以乙炔为碳源,不同粒径大小的LaCu0.2Ni0.8Oy为催化剂,在700℃下合成出管径分别为5~10nm、10~20nm、20~30nm、30~40nm、40~60nm等多种规格的碳纳米管。实验结果表明:催化剂煅烧温度在600~900℃时,碳纳米管具有较高的产率(大于7g/g-cat),尤其当催化剂煅烧温度在600~700℃时,碳纳米管产率最高(大于15g/g-cat),与此同时,在富氧条件下,催化剂煅烧时间大大缩短,碳纳米管成本降低。     

CO_2气氛中TiO_2催化乙苯脱氢制苯乙烯的研究

研究了溶胶-凝胶法合成TiO2催化剂乙苯脱氢制苯乙烯的性能。考察了煅烧温度、反应气氛对乙苯脱氢制备苯乙烯的影响。结果表明,在相同反应条件下,随着煅烧温度的增加,乙苯转化率和苯乙烯选择性降低,但高温煅烧TiO2单位面积乙苯转化约是低温时的2倍。与N2气氛条件下相比,CO2气氛能有效促进乙苯转化为苯乙烯。XRD、BET和SEM表征结果显示,773K条件下煅烧主要为锐钛矿相TiO2,而923K条件下煅烧后,主要为金红石相TiO2;同时随煅烧温度的增加,TiO2的BET表面积减小,这可能是乙苯转化率降低的原因。     

Cs/SiO2催化丙酸甲酯合成甲基丙烯酸甲酯工艺

制备了系列Cs负载于SiO2的碱性催化剂,研究了其催化丙酸甲酯与三聚甲醛反应合成甲基丙烯酸甲酯工艺。考察了反应温度、Cs负载量、原料摩尔比及催化剂焙烧温度等条件对反应的影响,结果表明:以20%的丙酸甲酯的甲醇溶液为原料,15%Cs浸渍的SiO2为催化剂,焙烧温度为600℃,反应温度为320℃,n(MP)/n(HCHO)为1∶1,液时空速为1.5 h^-1,丙酸甲酯的转化率达42.1%,甲基丙烯酸甲酯的选择性为91.4%。CO2-TPD的分析结果表明,催化剂表面的弱碱性位有利于目标产物甲基丙烯酸甲酯选择性的提高。     

TiO_2/SiO_2催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯酯交换合成碳酸二苯酯

采用等体积浸渍法制备了TiO2/SiO2催化剂,并将其用于催化碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC),考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,以550℃下焙烧制得的负载量为4%(w)的TiO2/SiO2为催化剂,在反应温度170℃、反应时间7 h、PA用量39.00 g、n(DMC)∶n(PA)=1∶2、催化剂用量1.6 g的优化条件下,DMC转化率为79.21%,碳酸甲苯酯和DPC的总选择性为93.66%。TiO2/SiO2催化剂的活性随使用次数的增加而下降;FTIR和XRD的表征结果显示,催化剂失活的主要原因是活性组分TiO2的流失;反应体系中极少量的水对酯交换反应的影响很大。     

聚丙烯催化剂内给电子体9，9-双(乙酸甲酯基)芴的合成与表征

以自制的9,9-双羟甲基芴（BHMF）和乙酸酐为原料,以碘为催化剂,在无溶剂条件下合成了9,9-双(乙酸甲酯基)芴,考察了原料配比、反应时间、反应温度及催化剂用量等因素对9,9-双(乙酸甲酯基)芴收率的影响。采用红外光谱和核磁共振谱等分析测试手段对产品进行了结构表征并逐一归属。实验结果表明,合成9,9-双(乙酸甲酯基)芴的最佳工艺条件为：n(BHMF):n(乙酸酐):n(碘催化剂)=1.0：6.0：0.016,反应温度25℃,反应时间5 h,在此条件下,9,9-双(乙酸甲酯基)芴收率可达78.6%,产品纯度为98.7%。     

SO_4~(2-)/SnO_2-CeO_2固体超强酸催化合成乙酸松油酯

采用溶胶-凝胶法制备了SO42-/SnO2-CeO2固体超强酸催化剂,采用X射线衍射和热重-差热分析方法对催化剂进行了表征。用SO42-/SnO2-CeO2固体超强酸催化剂催化松油醇与乙酸酐进行酯化反应合成乙酸松油酯,考察了松油醇与乙酸酐的摩尔比、反应温度、反应时间和催化剂用量对酯化反应的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:松油醇与乙酸酐的摩尔比1.0∶1.2,反应温度50℃,反应时间3.5h,催化剂用量(以松油醇的质量计)3%。在该条件下,松油醇转化率达到98%以上,乙酸松油酯选择性为82.4%。SO42-/SnO2-CeO2固体超强酸催化剂具有较好的再生性能。     

碘催化合成乙酸-β-萘酯

以碘作催化剂,由β-萘酚与乙酸酐酰化反应合成了乙酸-β-萘酯。考察了反应时间、催化剂用量、乙酸酐用量对乙酸-β-萘酯产率的影响。结果表明:在无溶剂、3.6 g(0.025 mol)β-萘酚、3.0 mL(0．032 mol)乙酸酐、0.634 5 g(0.002 5 mol)粒状单质碘、反应温度80℃、反应40 min的条件下,乙酸-β-萘酯的产率可达98.0%。     

焙烧温度对超细CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂性能及结构的影响

草酸盐胶体共沉淀法超细催化剂的后处理条件（焙烧温度）明显影响催化剂的性能，发现焙烧温度为３５０℃的催化剂活性最高。催化剂的结构分析表明，ＺｎＯ２和Ｃｕ４Ｏ３２种物相对催化剂活性有重要影响。