有机硅单体合成用复合铜粉催化剂的研究

采用硅粉与氯甲烷,于直管式固定搅拌床反应器中合成甲基氯硅烷,通过计算二甲基二氯硅烷(M2)的选择性和硅转化率,评价3种复合铜催化剂的催化性能。结果表明,自产复合铜粉C的催化性能相对较佳,采用复合铜粉C的体系在整个反应期间的M2选择性均值为91.89%,硅转化率为59.24%。复合铜粉C具有更薄、更细、比表面积更高、松装密度更低、粒度更细的特点,有利于其在甲基氯硅烷合成反应中与硅粉形成更多的活性中心。     

纳米CuCl催化直接法合成三乙氧基硅烷

为研发高效的催化剂和深入认识直接法合成三烷氧基硅烷反应的机理，采用水热合成法制备了纳米CuCl催化剂，并用于催化乙醇与硅粉直接合成三乙氧基硅烷。探究了硅粉粒度、反应时间、硅粉与催化剂混合物预处理温度和预处理时间等因素对硅粉转化率、三乙氧基硅烷选择性的影响。结果表明：硅粉粒度为0.074 mm(200目)、反应时间为2 h、硅铜预处理温度和时间分别为260℃和8 h时催化效果最佳，硅粉转化率为93.6%，三乙氧基硅烷的选择性达99.6%。同时，结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和X射线能谱（EDS）等表征结果，探讨了催化剂预活化和反应过程失活的内在作用机制。     

铜基类水滑石的制备及其催化合成ε-己内酯的研究

采用变化p H值共沉淀法制备了高活性、稳定性较好的Cu-Zn-Al三元类水滑石,并对其结构进行了表征。其中FTIR谱图验证了合成的产物具有类水滑石的特征;粒度分析图表明合成的类水滑石粒径分布均匀、分散度较好。将其经500℃高温焙烧后得到铜基催化剂,通过控制变量法将催化剂用量、反应时间、反应温度和铜含量等反应条件对催化性能的影响进行了研究,并比较了不同铜基催化剂对H_2O_2氧化环己酮合成ε-己内酯的催化性能。结果表明,在催化剂用量为0.362 6 g(环己酮的20%)、环己酮为1.813 g、反应时间为4 h、反应温度为80℃、选择Cu/Zn比值为1/4的水滑石时,环己酮的转化率为82.5%,该反应对ε-己内酯的选择性为92.5%,从而说明Cu-ZnAl三元类水滑石具有较好的催化性能。     

V2O5催化甲烷液相部分氧化工艺过程研究

以V2O5为催化剂,在发烟硫酸中进行了甲烷液相选择性氧化的研究工作,考察了V2O5催化剂用量、反应温度、反应时间、发烟硫酸浓度等工艺条件对反应收率的影响,进行了甲烷液相选择性氧化的催化机理探讨和宏观动力学推导.甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯,后者进一步水解得到甲醇.甲烷转化率可达54.5%,选择性45.5%,相应的工艺条件为催化剂用量0.0175 mol、反应温度180C、发烟硫酸中SO3含量50%(wt)、反应时间2 h.V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲代取代机理,甲烷液相部分氧化反应为一级反应.     

钌卡宾催化剂在烯烃复分解反应制备α-烯烃中的催化性能研究

研究了三种钌卡宾催化剂在催化2-辛烯与乙烯复分解反应制备1-庚烯中的应用情况,考察了不同反应温度、压力、催化剂用量对该反应性能的影响。在优化条件下,催化剂2的性能最佳,催化剂活性可达2.0×106g/molRu·h。转化率62.2%,1-庚烯选择性76.5%。     

Na2WO4-2 Na2CO3·3 H2O2体系催化氧化乙腈的反应研究

以钨酸钠为催化剂、过碳酸钠为氧化剂,选择性氧化乙腈制备乙酰胺.研究了该碱性氧化体系的作用,比较了反应时间、温度对反应的影响.考察了钨酸钠的催化性能以及不同碳酸钠用量在体系中的反应结果.反应时间的延长和温度的升高并不利于提高转化率,因此反应选择在室温条件下进行.碳酸钠和氧化体系碱性的增加能促进产物乙酰胺的生成.以钨酸钠为催化剂,反应条件:室温25℃,时间4 h,V[H2O]/V[methnol]=2/3时,乙腈的转化率可达100%左右,生成的乙酰胺的选择性可达94.3%.     

高选择性催化合成苯乙基甲基二氯硅烷

研究了5A分子筛负载聚乙二醇配合铂催化剂的制备及其催化苯乙烯与甲基二氯硅烷硅氢加成反应的反应规律.该催化剂在常温常压下有很高的催化活性,配合剂聚乙二醇能非常有效地提高β-加成产物苯乙基甲基二氯硅烷的选择性,在30℃下反应120min,甲基二氯硅烷的转化率可达87.15%,β-加成产物选择性为100%.硅氢加成反应有一个明显的诱导期,诱导期过后反应迅速进行,反应温度等因素对诱导期有重要影响.催化剂性能稳定,回收使用3次无明显失活.     

一体式流化床膜反应器合成二甲基二氯硅烷

提出将陶瓷膜与流化床反应器耦合构成一体式流化床膜反应器,用于直接法合成二甲基二氯硅烷。实验考察了催化剂浓度、脉冲反吹对反应效率和膜分离性能的影响,并对反应前后的触体及陶瓷膜进行了表征。结果表明,催化剂浓度小于4%（质量）时,二甲基二氯硅烷的选择性均可维持在85%以上,硅粉转化率随催化剂浓度的增大而增大;催化剂浓度在4%～8%时,二甲基二氯硅烷的选择性随催化剂浓度增加而略有下降,当催化剂浓度大于8%时,二甲基二氯硅烷选择性明显下降。触体失活后粒径减小,硅粉表面积碳随催化剂浓度的增加而升高。陶瓷膜表面形成内外两层滤饼,内层滤饼主要成分为铜,外层滤饼主要成分为碳;不同催化剂浓度下,陶瓷膜对粉尘的截留率均可达100%,反应过程中跨膜压差随时间变化较小,脉冲反吹可增加硅粉转化率。     

蒙脱土担载钴配合物催化剂制备及性能研究

制备了系列蒙脱土担载钴(Ⅱ)(Co(Ⅱ))配合物催化剂,并对其结构进行了X射线衍射和透射电镜等表征,初步研究了蒙脱土担载钴(Ⅱ)配合物催化剂对烯烃的催化氧化性能.结果表明:配体进入了蒙脱土的片层间与Co(Ⅱ)配位,形成蒙脱土担载的铜配合物复合催化材料;在催化剂催化H2O2氧化苯乙烯的反应中,对苯甲醛和环氧苯乙烷的选择性高达94.7%,转化率达到38.4%;在环己烯的氧化反应中,对环氧环己烷、环己醇、环己烯醇和环己烯酮的选择性共达到98.5%,转化率达到33.2%.     

一体式流化床膜反应器合成二甲基二氯硅烷

提出将陶瓷膜与流化床反应器耦合构成一体式流化床膜反应器,用于直接法合成二甲基二氯硅烷。实验考察了催化剂浓度、脉冲反吹对反应效率和膜分离性能的影响,并对反应前后的触体及陶瓷膜进行了表征。结果表明,催化剂浓度小于4%(质量)时,二甲基二氯硅烷的选择性均可维持在85%以上,硅粉转化率随催化剂浓度的增大而增大;催化剂浓度在4%~8%时,二甲基二氯硅烷的选择性随催化剂浓度增加而略有下降,当催化剂浓度大于8%时,二甲基二氯硅烷选择性明显下降。触体失活后粒径减小,硅粉表面积碳随催化剂浓度的增加而升高。陶瓷膜表面形成内外两层滤饼,内层滤饼主要成分为铜,外层滤饼主要成分为碳;不同催化剂浓度下,陶瓷膜对粉尘的截留率均可达100%,反应过程中跨膜压差随时间变化较小,脉冲反吹可增加硅粉转化率。     

Cu基催化剂催化甘油氢解制备丙二醇

在间歇釜式反应器中考察Cu基催化剂在不同酸性条件下的甘油催化氢解反应性能,采用γ-Al₂O₃、SiO₂和SiC酸碱性不同的载体研究催化剂催化活性和选择性的影响,结果表明,3种载体的Cu基催化剂均对1,2-丙二醇的生成有较高的催化活性和选择性,但只有弱酸性SiO₂为载体时生成1,3-丙二醇。研究在底物中添加H₂SO₄（B酸）对甘油氢解反应性能的影响,发现质子酸的存在有利于1,3-丙二醇的生成,但易导致副反应发生,使1,2-丙二醇选择性大幅降低。研究用磷钨酸改性的Cu/SiO₂催化剂对甘油氢解反应的催化活性的影响,发现磷钨酸的加入有利于甘油氢解为1,3-丙二醇,且酸性越强,越容易发生副反应。随着Cu/HWP/SiO₂催化剂焙烧温度的升高,酸性减弱,丙二醇选择性提高,推测出质子酸作用下Cu基催化剂的甘油氢解反应机理。     

碳纳米管负载纳米二氧化钌一步催化氧化环己烷

以不同载体负载的纳米二氧化钌作为催化剂，O₂为氧化剂，实现一步催化氧化环己烷制备己二酸，考察催化剂载体、引发剂、反应时间、温度和压力对环己烷转化率和己二酸选择性的影响。结果表明，碳纳米管负载纳米二氧化钌作为催化剂具有高的活性和选择性；在125 ℃、1.5 MPa和反应6 h的条件下，环己烷转化率达到40％，己二酸选择性达80％以上；催化剂可重复使用，具有较好的稳定性。     

Selective oxidation of ammonia over copper-silver-based catalysts

A novel catalyst based on copper-silver was developed to solve the contradiction between the high conversion temperature of Cu-based catalyst and low N₂ selectivity of Ag-based catalyst during selective oxidation of ammonium gas. The Cu-Ag-based catalyst (Cu 5 wt.%-Ag 5 wt.%/Al₂O₃) displayed a relatively low complete conversion temperature (<320 °C) with a high N₂ selectivity (>95%). Increasing loading of Cu and Ag decreases N₂ selectivity. The low N₂ selectivity of Ag-based catalyst is possibly related to the formation of Ag₂O crystals. Improvement of N₂ selectivity of Ag-based catalyst was obtained by doping Cu to decrease crystallized Ag₂O phase. The temperature programmed reaction (TPR) data show that N₂O is the main byproduct of oxidation of ammonia at temperature lower than 200 °C. Two bands of nitrate species at 1541 and 1302 cm⁻¹ were observed on Ag 10 wt.%/Al₂O₃ at the temperature higher than 250 °C, which indicates the formation of NO_x during the selective catalytic oxidation of ammonia. No nitrate species was observed on Cu 10 wt.%/Al₂O₃ and Cu 5 wt.%-Ag 5 wt.%/Al₂O₃, while only one nitrate species (1543 cm⁻¹) existed on Cu 10 wt.%-Ag 10 wt.%/Al₂O₃. We proposed that mixing Ag with Cu inhibited the formation of NO_x during the selective catalytic oxidation of ammonia over Cu-Ag/Al₂O₃.     

甲基氯硅烷单体合成反应中CuCl催化剂改性研究

针对甲基氯硅烷单体直接合成反应,提出了一种采用甲基三氯硅烷(M1)对CuC l催化剂改性的新方法。由湿法制备的CuC l催化剂表面具有大量的羟基,通过M1改性后,采用红外光谱表征,其表面羟基大幅度减少。采用反应热重的实验方法对CuC l和硅粉共同形成活性中心的反应进行了评价,结果表明改性后的催化剂能够降低形成活性中心的引发温度,为评价单体合成反应找到了一种更为简便的方法。甲基氯硅烷合成反应评价装置上的催化反应结果表明,使用改性后的CuC l催化剂,反应活性提高了大约50%,选择性大约提高了3%,同时S i粉的最大转化率也有很大提高。     

铂负载AlPO-5催化剂的制备及其甘油催化氧化性能研究

采用水热合成法制备磷酸铝分子筛AlPO-5,并通过焙烧处理得到AlPO-5分子筛多孔材料,以浸渍法和沉淀法分别制备了Pt负载型AlPO-5催化剂,通过粉末XRD、TEM、氮气吸附-脱附等手段对制备的催化剂进行了对比表征,研究了负载方法对Pt团簇分散度以及粒径尺寸的影响。以Pt/AlPO-5作为催化剂,研究了其对甘油的催化氧化性能,系统考察了Pt负载量、还原方法和反应时间对甘油转化率和产物选择性的影响。实验结果表明,由浸渍法制备的催化剂对甘油的转化率和甘油醛的选择性较高,甘油醛的选择性最高可达到63.46%。甘油醛作为起始反应产物,其高选择性与较大尺寸的Pt纳米团簇有关。     

过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂苯甲醇氧化性能

采用一步法合成介孔二氧化硅负载的金纳米催化剂,以氯化锡为前驱体,通过浸渍法向金纳米催化剂中引入助剂氧化锡,得到过渡金属氧化物修饰的金纳米催化剂。通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜和固体紫外漫反射光谱等对催化剂结构进行表征。将所合成的催化剂用于苯甲醇选择性氧化反应,考察助剂组分对催化剂性能的影响,结果表明,氧化锡的引入改变了金纳米颗粒的表面电子结构,增加了催化剂活性与选择性;但随着氧化锡含量继续增加,催化剂活性降低,这主要是因为金纳米颗粒表面过渡金属氧化物覆盖度增加,减少了催化剂活性组分与苯甲醇的接触。当氧化锡质量分数0.2%时,催化剂效果最佳,在100℃和氧气压力0.2 MPa下反应3 h,苯甲醇转化率25.7%,苯甲醛选择性75.9%,苯甲酸选择性15.8%,苯甲酸苄酯选择性6.3%。     

锡卟啉的合成及其绿色催化氧气氧化环己烯

考察催化剂金属锡次卟啉二甲酯催化氧化环己烯的反应性能。探讨了在催化氧化过程中,反应温度、压力、时间、催化剂用量等因素对环己烯转化率和产物选择性的影响,并结合GC-MS在线分析检测。结果表明,当温度100℃、压力0.8 MPa、时间7 h、催化剂用量0.5 mg(7.6×10-4mmol)、环己烯10 mL(98 mmol)的条件下,环己烯的转化率达84%,相应产物2-环己烯-1-醇和2-环己烯-1-酮的总选择性为94%,并对该反应的催化氧化反应机理进行了初步研究。     

La_(1-x)Cu_x MnO_3/HZSM-5催化乙醇制正丁醛

采用改进的柠檬酸络合法制备La_(1-x)Cu_xMnO_3系列复合氧化物,研磨法制备La_(0.8)Cu_(0.2)MnO_3/HZSM-5催化剂,用X射线粉末衍射进行物相分析,考察无氧条件下对乙醇制正丁醛的催化活性。结果表明,在反应温度500℃和空速3 184 h~(-1)的条件下,La_(1-x)Cu_xMnO_3系列复合氧化物中La_(0.8)Cu_(0.2)MnO_3催化活性较高,乙醇转化率为47.53%,正丁醛选择性为37.72%;对于La_(0.8)Cu_(0.2)MnO_3/HZSM-5催化剂,当HZSM-5的质量分数为14%时,催化效果最好,乙醇转化率为60.42%,正丁醛选择性为46.81%。     

纳米镍分子印迹催化剂的制备及选择性催化p-NBA

以对硝基苯甲醇（p-NBA）和六水合硝酸镍的络合物为模板分子，丙烯酰胺（AM）为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）为交联剂，采用本体聚合设计制备了镍纳米粒子分子印迹聚合物（Ni-MIP），通过FTIR、UV-Vis、SEM和TEM等手段进行了表征。以非分子印迹聚合物Ni-NIP和空白非印迹聚合物NIP为对照，考察了Ni-MIP对p-NBA的催化活性和选择性。结果表明：在水溶剂中，过氧化氢(质量分数30%)氧化p-NBA的反应中，Ni-MIP为催化剂，反应1h时p-NBA转化率72%，高于Ni-NIP（64%），NIP没有催化效果；对p-NBA结构类似物邻硝基苯甲醇（o-NBA）的反应中，Ni-MIP的转化率仅为24%，明显低于Ni-NIP的转化率（64%），说明Ni-MIP催化剂具有与底物分子p-NBA相匹配的印迹空腔位点，可实现特异性识别催化。     

以类水滑石为前躯体的铜镍基催化剂催化糠醛液相加氢

该文以类水滑石为前驱体经500℃焙烧得到铜镍基催化剂(Cu11.2Ni4.7-MgAlO)及相应的单组分铜基(Cu11.2-MgAlO)或镍基催化剂(Ni4.7-MgAlO),并采用X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征.以糠醛液相加氢为探针反应,考察了3种催化剂的催化性能,并详细研究了催化剂还原活化温度、加氢反应温度、加氢压力、反应时间及催化剂用量等工艺条件对Cu11.2Ni4.7-MgAlO催化糠醛液相加氢反应的影响.结果表明,Cu11.2Ni4.7-MgAlO的催化性能均优于Cu11.2-MgAlO和Ni4.7-MgAlO;在最佳反应条件下,以Cu11.2Ni4.7-MgAlO为催化剂的糠醛转化率和糠醇选择性均可分别达到95.6%和93.1%,Cu11.2Ni4.7-MgAlO循环使用6次后,催化性能无明显下降,具有较好的稳定性.