钴基催化剂的制备及性能评价

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备F-T合成钴基催化剂,在F-T合成小型固定床反应装置评价催化剂。考察并优化了钴源、焙烧温度、钴负载量、反应温度和原料气空速等工艺条件对催化荆活性和F-T合成产物收率的影响,测试了Co/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性。结果表明,最佳制备条件:以硝酸钴为钴源,焙烧温度400℃,钴负载质量分数10%。在温度230℃、压力2 MPa、原料气组成n(H_2)∶n(CO)=2和反应空速1 800 h~(-1)的条件下,进行60 h运转实验,CO转化率可达69.1%,C_5~+烃收率高达89.6%。     

固体酸WO3／ZrO2制备生物柴油的研究

采用共沉淀法制备了固体强酸WO_3/ZrO_2,研究了WO_3负载量和焙烧温度对催化剂晶相和比表面积的影响,并且研究了WO_3/ZrO_2催化剂对葵花籽油酯交换反应制备生物柴油(BDF)的催化性能,结果表明,WO_3/ZrO_2催化剂的催化性能与WO_3负载量及晶相结构密切相关,在负载量为0.1 g WO_3/ZrO_2时,经700～800℃高温焙烧,WO_3在ZrO_2表面上达到单层分散,且大部分ZrO_2以四方晶相存在,而四方相的存在对于形成WO_3/ZrO_2的强酸性是很重要的。所制备的催化剂具有较好的催化活性,在反应温度150℃、醇油物质的量比12:1及催化剂用量为葵花籽油质量分数的3%的条件下,反应8 h后葵花籽油的转化率可以达到60%以上。     

H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2催化合成2-叔丁基对甲酚

实验以H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2为催化剂,采用对甲酚与叔丁醇为原料,在三口烧瓶中合成了2-叔丁基对甲酚。考察了磷钨酸浓度、催化剂用量、温度、时间、投料比对反应的影响,采用15%H_3O_(40)PW_(12)/ZrO_2催化剂,加入5%该催化剂,反应温度80℃,n(对甲酚)/n(叔丁醇)=1∶1.2,反应时间4 h,2-叔丁基对甲酚收率最高,达到70%,催化剂易于与产物分离,重复性能较好。     

凹凸棒粘土负载WO_3催化环戊烯环氧化

以钨酸钠为钨源,凹凸棒粘土(AT)为载体,采用浸渍法制备了凹凸棒粘土负载WO_3(WO_3/AT)催化剂,采用FT-IR和XRD对其进行了表征。以30%H_2O_2为氧源,叔丁醇为溶剂,研究了凹凸棒粘土负载WO_3在环戊烯环氧化反应中的催化性能。结果表明,WO_3与凹凸棒粘土载体中的金属离子(Mg~(2+)、Al~(3+)和Fe~(3+))之间有强的相互作用,形成了M~+—O—W键。反应的最佳工艺条件为:反应温度308 K,反应时间24 h,催化剂用量1.5 g,WO_3负载质量分数40%,催化剂焙烧温度823 K,焙烧时间3 h。在此条件下,环戊烯环氧化物收率为42.2%,环戊烯转化率为96.3%。     

酸铵催化H_2O_2氧化环己烯合成己二酸

以(NH_4)_5[H_2(WO_4)_6]·H_2O为催化剂,用H_2O_2氧化环己烯合成己二酸。探讨了催化剂用量、H_2O_2用量、反应温度和时间等条件对反应的影响。在优化工艺[n(环己烯):n(H_2O_2):n(钨酸铵)=100:440:1,反应温度为92℃,反应时间6h]条件下,己二酸分离收率可达81.4%,纯度为99.8%。催化剂重复使用3次,己二酸收率稳定。     

SO2-4/ZrO2-SiO2固体酸催化剂制备 工艺优化及在尿囊素中的应用

研究了SO■/ZrO_2-SiO_2固体酸催化剂的制备,考察了催化剂制备过程中m(Si)∶m(Zr)、c(浸渍液)及焙烧温度对酸强度的影响,并采用IR、SEM对催化剂结构进行了表征。结果表明,SO■/ZrO_2-SiO_2固体酸催化剂适宜的制备条件为m(Si)∶m(Zr)=1∶4,c(浸渍液)=1.0 mol/L,预焙烧温度300℃,焙烧温度550℃,催化剂的酸强度为13.56 mmol/g。在乙醛酸与尿素反应制备尿囊素过程中,使用固体酸催化剂明显提高了尿囊素的收率。     

WO_3/HMS催化剂多相催化氧化环戊烯合成戊二醛

以(NH4)2WO4为钨源制备的WO3/HMS分子筛为催化剂,过氧化氢为氧化剂,考察了在环戊烯氧化制备戊二醛的多相催化反应中反应时间、反应温度、催化剂质量、溶剂用量和氧化剂质量分数等因素对戊二醛收率的影响。筛选出WO3/HMS催化环戊烯(CPE)合成戊二醛反应的适宜工艺条件:n(H2O2)∶n(W)∶n(CPE)=2∶0.025∶1,V(t-BuOH)∶V(CPE)=8∶1,反应温度为35℃,反应时间为30 h。戊二醛的收率可达67%。     

KOH/γ-Al_2O_3高效催化碳酸乙烯酯酯交换合成乙二醇的研究

以γ-Al_2O_3为载体,用浸渍法制备出KOH/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和红外光谱对催化剂进行了表征,以甲醇与碳酸乙烯酯(EC)的酯交换反应作为探针实验,考察了不同活性组分、浸渍方法、浸渍液浓度、焙烧温度等不同条件制备的催化剂对产物乙二醇(EG)收率的影响。实验结果表明,以KOH为活性组分,采用过量浸渍法,焙烧温度为500℃,浸渍液浓度为20%制备的KOH/γ-Al_2O_3催化剂活性最优,乙二醇的收率达到74.3%。     

WO3/MCM-41催化合成己二酸

以MCM-41为载体,负载活性组分WO_3,自制催化剂WO_3/MCM-41,并采用XRD、SEM、EDX对催化剂进行表征,并用于催化氧化环己酮合成己二酸,考察了其性能,通过正交试验探讨30%H_2O_2用量、反应温度、反应时间及催化剂的重复使用性能。实验结果表明:自制催化剂较优负载率为40%,优化合成条件为:w(催化剂)=8.2%(基于环己酮质量)、环己酮︰30%H_2O_2=100︰500、反应时间为5 h、反应温度115℃,在此条件下,己二酸收率为62.1%。且催化剂重复使用5次后,产物收率依旧达到59.8%,表明WO_3/MCM-41具有良好的重复使用性能,是易回收、绿色环保及高效的催化剂。     

Cu/Zn/Al催化甲醇乙醇一步合成异丁醛

采用水热合成-并流共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al_2O_3三元催化剂用于甲醇乙醇一步合成异丁醛反应。通过H_2-TPR、XRD、BET对CuO-ZnO-Al_2O_3进行了详细的表征,并考察了CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂催化合成异丁醛时的n(甲醇)∶n(乙醇)、反应温度及反应压力等条件对催化活性的影响。结果表明,反应温度为250℃、反应压力为2.3 MPa、n(甲醇)∶n(乙醇)=2.7∶1,乙醇转化率最高可达95.1%,异丁醛收率为69.8%。与共沉淀CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂进行对比,结果表明,反应时间360 h,以CuO-ZnO-Al_2O_3为催化剂时,乙醇转化率最高为78.1%,异丁醛收率为45.9%;以CuO/ZnO/Al_2O_3为催化剂时,乙醇转化率最高为70.5%,异丁醛收率为39.9%。水热合成-并流共沉淀法制备的CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂具有更优异的催化活性。     

纳米Fe_3O_4-PO_4~(3-)/ZrO_2催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2 )吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_3O_4加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_3O_4负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)_4与纳米Fe_3O_4摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。     

CrO_x/ZrO_2催化剂上甲烷催化燃烧性能

采用沉淀法制备了CrO_x/ZrO_2催化剂,考察800℃高温焙烧的CrO_x/ZrO_2催化剂对CH_4燃烧的催化性能。采用X射线衍射和拉曼光谱等技术对催化剂进行物相结构表征。结果表明,Cr物种以Cr_2O_3形式存在,随着焙烧温度升高,催化剂中ZrO_2和Cr_2O_3的晶粒明显增大。CrO_x/ZrO_2催化剂的比表面积大于相应的纯Cr_2O_3和ZrO_2。催化剂的CH_4燃烧活性随着Cr含量的增加而提高,Cr质量分数20%时活性最高,CH_4完全燃烧温度为450℃。     

固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3的制备及其酯化性能研究

采用化学共沉淀法制备出了三元固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3,并通过合成乙酸乙酯的酯化探针反应考察了影响SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3三元固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分比例n(V_2O_5)∶n(TiO_2)∶n(La_2O_3)=1∶1∶1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,乙酸乙酯合成酯化率为98.31%。     

磁性氧化镁催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯的研究

以磁性复合微粒SiO_2/Fe_3O_4为载体,采用浸渍法制备了磁性氧化镁催化剂,并用IR和XRD对其进行表征,考察了催化剂对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应的影响。以硝酸镁为前驱体,负载量(质量分数)为25%,在600℃下焙烧制得的催化剂催化活性最好。通过对实验结果进行分析,得到最优反应条件:催化剂质量分数(占反应物总质量)1.0%,n(PG)∶n(尿素)=2∶1,反应时间为3 h,反应温度为180℃。在此反应条件下,PC的最高收率达到89.49%。反应为多相催化体系,因催化剂有磁性,在磁场环境下可方便实现催化剂与产物的分离。     

V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的制备及其烟气脱硝性能

以活性成分负载量、负载顺序和焙烧温度等关键制备参数因素进行正交实验设计制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,对其进行XRD和TPR表征,并在自行设计搭建的SCR烟气脱硝实验平台上评价其(300~390)℃的SCR脱硝性能。结果表明,活性成分钒和钨绝大多数以非晶态形式存在于载体表面,且具有良好的分散性;主要活性成分V_2O_5负载量越高,脱硝率越高;400℃焙烧温度可以形成催化反应所需的晶相,且维持催化剂较高的比表面积;催化剂低温活性和高温活性是由表面富集和各种成分之间相互作用共同产生的结果,活性组分与载体之间的相互作用对315℃低温脱硝活性影响明显,以先钒后钨负载顺序为宜,表面富集对390℃高温脱硝活性起主要作用,以钒钨同时负载或先钒后钨负载顺序较好;随着m(WO_3)∶m(V_2O_5)的增加,在7.5∶1处催化剂的脱硝率升至最高,随后迅速下降,WO_3负载质量分数以6%为宜。在优化条件V_2O_5负载质量分数0.8%、WO_3负载质量分数6%、先钒后钨负载和400℃焙烧温度下制备了催化剂并进行脱硝性能验证,315℃低温脱硝活性达到69.56%。     

PO43-/TiO2用于内烯烃催化合成烯基琥珀酸酐

文章采用新型固体催化剂PO43-/TiO2用于内烯烃催化合成烯基琥珀酸酐。考察了不同的催化剂制备方法,催化反应的条件以及催化剂的催化性能;同时采用表征手段对制备的催化剂进行表征。研究表明,最佳反应条件为:n(内烯烃)∶n(马来酸酐)=1.2∶1,反应时间为7小时,反应温度为200℃,催化剂及抗氧化剂用量为原料的1%(wt%);最佳催化剂的制备条件为Sol-gel法制备的TiO2载体,400℃预焙烧,并用98%的H3PO4浸泡后再550℃焙烧得到的催化剂PO43-/TiO2活性最高,反应收率最高为57.9%。     

DL-酒石酸绿色合成工艺的研究

以硅球为载体,用浸渍法制备了一系列不同负载量的磷钨负载型催化剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)和紫外-可见漫反射光谱(UVVis DRS)对合成催化剂进行表征,并考察了催化剂在顺丁烯二酸氧化制备DL-酒石酸反应中的催化性能。结果表明,加入磷酸后,磷钨能更有效的分散在载体表面。通过控制PW负载量,可有效调整催化剂的表面性质及氧化反应催化性能。当n(W)∶n(P)=1∶2.2,负载量w(PW)=30%,焙烧温度400℃,焙烧时间4 h,催化活性较好。在反应温度70℃,反应时间3 h,催化剂在反应体系中的质量分数为2.5%,水解温度105℃,水解时间3 h,顺丁烯二酸的转化率为95.6%,DL-酒石酸的收率达91.7%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/V_2O_5-Bi_2O_3的制备及其催化合成乙酸正丁酯

采用化学沉淀法、煅烧法和浸渍法制备出了SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂,并采用乙酸正丁酯的酯化合成反应作为探针反应,同时考察了影响SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_42-/V2O_5-Bi_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分摩尔比例n(V2O_5)∶n(Bi_2O_3)=1∶1,浸渍液(NH4)2SO_4浓度为2 mol/L,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h,乙酸正丁酯合成酯化率为90.91%。     

一种用于环己醇脱氢的新型催化剂——Cu／ZrO2的制备

以硝酸铜、氧氯化锆为原料,配制成n(Zr)∶n(Cu)=(1—4)∶1的溶液,以w(NaOH)=15%溶液为沉淀剂,采用共沉淀法,制备出用于环己醇脱氢的新型Cu/ZrO2催化剂。通过正交试验选择出较优的催化剂制备条件n(Zr)∶n(Cu)=2∶1、锆盐初始浓度为0.2mo·lL-1、焙烧时间为5h、焙烧温度为400℃、滴定终点pH=12,并考察了脱氢过程催化剂预处理、反应温度等对产物收率和反应选择性的影响。在优化条件下制得的催化剂用于环己醇脱氢,环己酮产品收率达85%,选择性近100%。     

VPO/TiO2催化乳酸乙酯绿色合成丙酮酸乙酯

以V_2O_5和磷酸为原料,采用有机相法制备负载型钒磷氧(VPO)催化剂,并考察了其在乳酸乙酯氧化合成丙酮酸乙酯反应中的催化性能。结果表明,n(P)∶n(V)=1.4∶1.0,TiO_2为载体制备的VPO/TiO_2最好;合成丙酮酸乙酯的最适宜条件为:n(乙腈)∶n(H_2O_2)∶n(乳酸乙酯)=12∶2∶1,催化剂添加量为10%(以乳酸乙酯质量计),反应温度65℃,反应时间5 h;在该条件下,乳酸乙酯的转化率为85.24%,丙酮酸乙酯的收率可达80.96%。催化剂重复利用5次,丙酮酸乙酯收率仍稳定在70%以上。通过对催化剂进行XRD、FTIR、XPS和钒价态分析,提出了反应机理可能涉及以V4+和V5+动态变化为活性中心的氧化还原循环。