负载型镁铝水滑石催化酯交换合成生物柴油

采用共沉淀法合成了镁铝水滑石,以其为载体负载K2CO3制备了负载型镁铝水滑石催化剂,用于菜籽油酯交换合成生物柴油。研究了未负载活性组分时,镁铝水滑石和焙烧后得到的镁铝复合氧化物对酯交换反应的催化活性,以及负载K2CO3后,活性组分负载量对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射表征了焙烧前后以及负载K2CO3前后催化剂物相结构的变化。实验发现,水滑石载体和K2CO3在高温焙烧后形成的钾铝和镁钾氧化物是催化剂碱性和活性提高的重要原因。进一步优化了活性组分负载量和酯交换反应条件,以镁铝水滑石为载体,负载25%的K2CO3作为催化剂,在催化剂用量2%,醇油摩尔比12∶1,反应温度60℃,反应时间1.5h时,油脂转化率高达99%。     

固体碱低温催化碳酸乙烯酯水解合成乙二醇

以γ-Al2O3为载体,通过浸渍法制备了不同负载量的K2CO3/γ-Al2O3和K2CO3/MgO/γ-Al2O3催化剂,采用XRD和CO2-TPD方法研究了催化剂表面的结构和碱性,考察了K2CO3和MgO负载量、反应温度、水与碳酸乙烯酯(EC)的摩尔比(水酯比)对EC水解合成乙二醇反应的影响。实验结果表明,10%(w)K2CO3/10%(w)MgO/γ-Al2O3催化剂的碱量最大,活性最高,在反应温度120℃、水酯比1.2、反应压力0.6 MPa的条件下反应3 h,EC收率和乙二醇选择性均达到100%。重复实验结果表明,K2CO3/MgO/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性和稳定性,优于K2CO3/γ-Al2O3催化剂。     

负载型固体碱催化棕榈油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/CaO,K2CO3/CaO,KF/γ-Al2O3,K2CO3/γ-Al2O34种负载型固体碱催化剂。考察了催化剂种类对棕榈油与甲醇进行酯交换反应的影响,并研究了催化剂重复使用的可能性。实验结果表明,4种催化剂均具有较高的活性,在催化剂中活性组分负载量为20.0%(相对于载体的质量分数)、n(甲醇):n(棕榈油)=12、m(催化剂):m(棕榈油)=0.09、反应温度65℃、反应时间6h的条件下,生物柴油的收率依次为97.3%,93.4%,77.7%,96.2%。以CaO为载体的催化剂再生后活性较低,而以γ-Al2O3为载体的催化剂再生后活性较高。X射线衍射和热重-差热分析结果显示,催化剂活性的差异与煅烧过程中活性组分和载体相互作用形成的新晶相有关,再生后催化活性的降低是由于活性组分流失所致。     

La_(0.75)K_(0.25)M_(1-x)Fe_xO_3/CeO_2催化净化柴油车尾气

采用浸渍法制备了不同负载量(以活性组分与载体的质量比计)和负载量为50%、不同Fe含量的钙钛矿复合氧化物La0.75K0.25M1-xFexO3/Ce O2(M=Mn,Co)系列催化剂,用于净化柴油车尾气中的碳颗粒物、氮氧化物、CO和烃类物质;利用XRD,FTIR,UV-Vis DRS等方法对催化剂进行了表征;考察了催化剂对柴油车尾气的四效催化活性评价结果。实验结果表明,该系列催化剂具有良好的四效净化效果。制备的催化剂存在明显的钙钛矿结构。两系列催化剂中,La0.75K0.25M n0.95Fe0.05O3/Ce O2催化剂和La0.75K0.25Co0.90Fe0.10O3/Ce O2催化剂的四效活性较高。当二者负载量均为50%时,NO的最大转化率分别为36%和44%,碳颗粒燃烧峰值温度分别为348℃和356℃,燃烧峰值温度下生成CO2的最大选择性分别达95%和97%,C2H2完全转化温度分别为335℃和338℃,实现了4种有害物质的同时催化净化。     

Cu-Mn/TiO_2和Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化

以Cu-Mn负载量、n(Cu)∶n(Mn)、焙烧温度和焙烧时间为4因素3水平设计正交实验,对浸渍法制备Cu-Mn/Ti O2和Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的条件进行优化,并考察催化剂催化氧化甲醛的活性。采用XRD、N2等温吸附-脱附和SEM等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,焙烧温度对催化剂的活性影响较大;与Cu-Mn/Ti O2催化剂相比,Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲醛的活性更高。Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的最佳制备条件为Cu-Mn负载量30%(w)、n(Cu)∶n(Mn)=1∶4、焙烧温度500℃、焙烧时间6 h,在此条件下制备的Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,Cu-Mn氧化物呈高分散状态,甲醛的去降除率可达98.14%。     

PW_(12)/AC催化剂在合成三聚甲醛中的催化性能研究

以活性炭为载体,浸渍磷钨酸制备负载型PW12/AC催化剂,考察了负载量、焙烧温度等与催化活性的关系,并用XRD,FT-IR,NH3-TPD等手段对催化剂的结构,杂多酸的分散度及酸性进行表征。结果表明:活性炭负载杂多酸催化剂具有较好的催化活性,当催化剂负载量在20%~60%范围内,催化剂上负载的磷钨酸均保持着Keggin结构,杂多酸负载量为50%为最佳负载量,此时反应速率最快。最佳焙烧温度为120℃。     

Pd/Co_3O_4催化剂上低浓度甲烷催化燃烧

采用沉淀法制备了Co3O4载体、浸渍法制备了Pd/Co3O4催化剂,对Pd/Co3O4催化剂上的低浓度甲烷燃烧反应进行了研究,考察了焙烧温度、Pd负载量及预处理条件等对其催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高(从550℃到700℃),Co3O4结晶度提高,PdO颗粒增大,催化剂的比表面积和甲烷催化燃烧活性降低。随着钯负载量的增加,Pd/Co3O4催化剂的活性有所提高,但Pd含量高的催化剂,甲烷催化燃烧稳定性较差。550℃下焙烧Pd质量分数为1.0%的Pd/Co3O4催化剂对低浓度甲烷燃烧具有较好的低温催化活性和稳定性,甲烷转化率达到50%时的反应温度为416℃,500℃下运行96 h后,甲烷转化率仍然维持在90%以上。     

MgO/γ-Al2O3催化酯交换合成碳酸甲丁酯

通过活性组分和载体筛选制备了MgO/γ-Al_2O_3催化剂,用于碳酸二甲酯(DMC)和正丁醇液相酯交换反应合成碳酸甲丁酯(BMC),并考察了活性组分前驱物、催化剂焙烧温度和活性组分负载量对催化剂活性的影响。结果表明,以Mg(OAc)_2·4H_2O为活性组分前驱物,催化剂焙烧温度为400℃,活性组分MgO负载量为5%时,MgO/γ-Al_2O_3表现出高的酯交换反应催化活性。同时考察了反应温度、原料配比对酯交换反应的影响,适宜的反应温度为100℃;物料配比n(DMC):n(正丁醇)=3:1时,正丁醇的转化率达到98.4%,BMC的选择性为91.9%,收率为90.4%。催化剂重复实验表明催化剂重复使用性能良好。     

Ni_2O_3催化剂的制备及其催化过氧化氢产生羟基自由基性能的研究

以Al2O3为载体,采用浸渍沉淀法制备了系列ZrO2/Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂。采用TG-DTA,XRD及SEM等技术对催化剂进行表征,确定催化剂的最佳焙烧温度为460℃。正交实验结果表明,在焙烧温度460℃、Ni2O3负载量50%、Fe2O3负载量2.5%、ZrO2负载量5%条件下,催化剂催化分解H2O2的效果最好,H2O2分解率达到98.65%。在初步处理甲醇、甲苯、间氨基苯磺酸和间二乙胺基苯磺酸钠有机废水的实验中,CODCr的去除率分别达到98%,87.25%,82.64%和86.12%。     

钴/硅藻土催化肉桂醛选择加氢制肉桂醇

对肉桂醛选择加氢制肉桂醇的钴/硅藻土催化剂进行了研究。考察了不同载体钴催化剂的活性及钴负载量、焙烧温度、还原温度对钴/硅藻土催化剂活性的影响。实验结果表明,酸性载体比碱性载体好,在酸性载体中硅藻土具有更好的助催化作用;在钴负载量(质量分数,下同)9%的钴/硅藻土催化剂和硅藻土载体上,肉桂醛的转化率分别为52.7%和30.6%,肉桂醇的选择性分别为82.8%和29.8%;钴/硅藻土催化剂的最佳钴负载量为12%、最佳焙烧温度为673K、最佳还原温度为723K。钴/硅藻土催化剂存在诱导期,诱导期为8h;反应8h时后,催化剂的活性和选择性均趋于平稳,肉桂醛转化率和肉桂醇选择性分别为72%和80%左右,13h内催化剂活性没有下降。     

K_2CO_3/MgO催化合成碳酸乙丙酯

以K_2CO_3/MgO为固体碱催化剂,正丙醇与碳酸二乙酯(DEC)经液相酯交换合成了碳酸乙丙酯(EPC);用X射线衍射和CO_2程序升温脱附的方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,随K_2CO_3负载量的增加,MgO载体的特征衍射峰强度减弱,在K_2CO_3负载量较高时有明显的K_2O晶相出现;K_2CO_3/MgO催化剂上的弱碱性位可能是催化该反应的活性中心。同时考察了K_2CO_3负载量、催化剂用量、反应时间和原料配比对酯交换反应的影响。实验结果表明,K_2CO_3负载量为20%(相对于催化剂的质量分数)的K_2CO_3/MgO催化剂对该反应有较好的催化性能;适宜的反应条件为:催化剂用量为反应物质量的1.00%、反应温度403 K、反应时间4 h、n(DEC):n(正丙醇)=1.0:1.5;在此条件下,DEC的转化率为62.32%,EPC的选择性为83.29%,EPC的收率为51.89%。     

固体碱催化剂上生物油催化酯化改质

采用湿混法制备了以γ-A l2O3为载体的固体碱催化剂(M gCO3/γ-A l2O3,Na2CO3/γ-A l2O3,CaCO3/γ-A l2O3,K2CO3/γ-A l2O3),将K2CO3/γ-A l2O3催化剂用NaOH溶液浸渍得到K2CO3/γ-A l2O3-NaOH催化剂。以乙酸和乙醇的酯化反应为模型反应,对所制备的固体碱催化剂的酯化反应活性进行了评价,并在筛选出的酯化反应活性较高的K2CO3/γ-A l2O3催化剂上,对生物油催化酯化改质进行了研究。实验结果表明,生物油经催化酯化改质后,运动黏度显著降低,流动性增强,稳定性提高;改质后生物油的pH由2.60升到5.35,运动黏度降低了86.2%,热值提高了45.8%;同时,改质后的生物油中酸类物质含量减少、酯类物质含量增加,挥发性和难挥发性的有机羧酸转化为酯。     

碳酸二乙酯与苯酚催化合成苯乙醚

以碳酸二乙酯(DEC)为乙基化试剂,与苯酚在气固相条件下催化合成苯乙醚。以活性炭(AC)为载体考察了不同活性组分及其负载量对催化剂活性的影响。实验结果表明,以K2CO3为活性组分,负载量达到20%(质量分数)时K2CO3/AC催化剂的活性较好。CO2程序升温脱附表征结果表明,K2CO3/AC催化剂的碱量随K2CO3负载量的增加先增大后减小,这主要是由于K2CO3负载量过多会堵塞催化剂的内孔,从而抑制其碱性中心发挥作用。同时还考察了反应温度、气态空速和原料配比对催化剂活性的影响,在反应温度593K、反应压力0.6MPa、反应时间7h、气态空速1500h-1、n(DEC)∶n(苯酚)=1.5的条件下,苯酚的转化率和苯乙醚的选择性都可达到100.00%。     

碳酸钾在吡嗪类钴配合物对氯苄双羰化反应中的助催化作用

探讨了碳酸钾对氯苄双羰化反应的影响,发现氯化钴/碳酸钾对氯苄的双羰化反应有一定的助催化作用。实验结果表明,氯化钴/吡嗪2,3 二羧酸钾体系对氯苄没有催化活性。在没有配体存在的情况下,仅有氯化钴时氯苄也不发生任何反应;加入碳酸钾后,苯丙酮酸(PPA)产率为8.8%;再加入吡嗪2,3 二羧酸钾(KPzdc)后,PPA产率增加到26.7%。当配体改为吡嗪2 羧酸钾(KPzca)时,双羰化产物为β苄基α苯丙酮酸(BPPA),K2CO3的加入并不呈现特有的催化活性,相反,加入量太多时会降低BPPA的产率。从理论上对实验结果进行了解释。     

丙烷氧化脱氢制丙烯的催化剂研究

在丙烷氧化脱氢制丙烯的钒-铁系催化剂中加入少量的稀土元素氧化物之后,改善了催化剂的性能,当Nd_2O_3的含最小于1.5％(w)时,催化活性随着Nd_2O_3含量的增加面提高。同时,考察了空速对催化剂性能的影响,当其它反应条件被合理地确定时,可以预测到一个使催化剂稳定性最高的空速。     

乙酸钾/氧化铝固体碱催化碳酸二乙酯与丙醇酯交换合成碳酸乙丙酯

研究了正丙醇和碳酸二乙酯在CH_3COOK/Al_2O_3固体碱催化剂上液相酯交换合成碳酸乙丙酯的过程。采用CO_2-TPD对催化剂的性质进行了表征,结果表明,CH_3COOK/Al_2O_3催化剂上的强碱中心是催化剂的活性中心。在乙酸钾负载量为20%时,CH_3COOK/Al_2O_3对碳酸二乙酯和正丙醇酯交换反应的催化活性最好。在n(碳酸二乙酯):n(正丙醇)=1:2、反应温度403 K、反应时间4 h条件下,碳酸二乙酯的转化率和碳酸乙丙酯的选择性分别达到74.96%和71.13%。     

磷助剂对K_2WO_4/Al_2O_3催化合成甲硫醇的影响

采用溶胶凝胶法,并引入不同含量的磷助剂,制备了K_2WO_4/P_xAl_2O_3催化剂,采用XRD、N_2吸附-脱附、FTIR、原位吡啶吸附FTIR和NH_3/CO_2-TPD等技术,考察磷含量对催化剂结构和酸碱性质及催化甲醇与硫化氢反应性能的影响。表征结果显示,随磷含量(w)由0.5%增至4.0%,催化剂的比表面积变化不大,而平均孔径和孔体积略有增加,催化剂活性组分的晶粒变小;含磷助剂的催化剂表面不含B酸,随磷含量的增加,催化剂的表面酸强度先增强后减弱,而碱量降低;在磷含量为1%(w)时,催化剂的活性最高,比不含磷的催化剂高约2.3%。     

固体碱KF/Al_2O_3的制备及其酯交换催化性能

采用浸渍法制备了KF/Al_2O_3固体碱催化剂,并应用在大豆油与甲醇的酯交换反应中,探索了催化剂制备条件和酯交换反应条件;采用SEM,XRD,TG-DTA等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,当KF负载量(基于Al_2O_3载体的质量)为40%时,在773 K下焙烧3 h,可制得催化活性较高KF/Al_2O_3催化剂。XRD与TG-DTA表征结果显示,KF/Al_2O_3催化剂的活性是因KF与Al_2O_3经高温焙烧产生了新的晶相K_3AlF_6。在n(甲醇):n(大豆油)=12:1、催化剂用量(基于大豆油的质量)为3%、回流状态下反应3 h,生物柴油的收率可达83.7%。     

助剂MnO_2对Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO性能的影响

在固定床上,通过在Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面添加MnO_2助剂制备了Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附剂,研究了其对SO_2和NO吸附性能的影响。实验结果表明,MnO_2负载量对Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的性能有一定影响,MnO_2的最佳负载量为3%～5%(w)。MnO_2的添加不仅保持了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面SO_2和NO原有的吸附性质,还将Na_2CO_3-γ-Al_2O_3的最佳吸附温度从90℃降至20～50℃;在吸附温度50℃下,Mn-Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的吸附容量比Na_2CO_3-γ-Al_2O_3分别提高了35.1%和44.1%。MnO_2的添加,提高了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3表面晶格氧的含量,促进了SO_2和NO的氧化反应,提高了Na_2CO_3-γ-Al_2O_3吸附SO_2和NO的性能。     

高比表面钛铌复合氧化物在气相Beckmann重排反应中的催化应用

以K2CO3、Nb2O5和TiO2为原料,经高温固相反应制得KTiNbO5,进一步与HCl溶液反应后得到HTiNbO5。HTiNbO5经用长链有机胺预支撑,再与含Ti(IV)聚合阳离子溶液反应,所得产物在空气气氛中焙烧后制备出高比表面钛铌复合氧化物。它是一类多孔材料,其BET比表面积达80~100 m2.g-1。测试了该复合氧化物以及在该复合氧化物上负载B2O3后所得担载型催化剂在环己酮肟气相贝克曼重排反应中的催化性能。当B2O3负载量为7.31%(质量分数)时,环己酮肟转化率(~100%)在4.5 h内无明显改变,反应进行6 h后,转化率仍高于85%;己内酰胺选择性接近或超过90%且在整个反应过程中基本不变。