Span-80/NiCl2∙6H2O/甲醇/NaBH4体系高效选择性催化还原α-蒎烯

以斯盘类表面活性剂为稳定剂,以NiCl₂?6H₂O 为催化剂前体,以NaBH₄替代外源易燃易爆的氢气,在室温条件下于“一锅”中实现了α-蒎烯的催化还原。考察了斯盘类型、反应介质、NaBH₄用量及反应时间对于反应的影响,得到适宜的反应条件为：Span-80为稳定剂,甲醇为反应介质,NaBH₄∶α-蒎烯摩尔比为0.5,5%NiCl₂·6H₂O,室温反应5h,α-蒎烯的转化率可高达98%,顺式蒎烷的选择性达99%,催化剂能循环使用3次。使用ICP-AES及TEM研究了循环过程中催化剂的流失及形貌,结果表明：在循环过程中Ni的流失率仅为0.2％;催化剂运行1次后的粒径约为4.2nm且分散均匀,循环3次后部分Ni纳米粒子的粒径因聚集而变大,这也许是造成催化剂活性降低的主要原因。XPS和一系列中毒实验结果表明,催化反应的活性物种在性质上很可能是均相的,而原位生成的纳米镍粒子也许仅作为催化物种的“储库”。与传统α-蒎烯加氢工艺相比,该工艺的特点是安全、温和、操作性强、选择性高。     

温控相分离纳米Ir催化α，β-不饱和醛、酮选择加氢

将温控相分离Ir纳米催化剂用于α,β-不饱和醛、酮的选择性加氢反应中,系统考察了其催化加氢性能。在优化的反应条件下,Ir纳米催化剂对α,β-不饱和醛的C═O键加氢选择性大于99%,对α,β-不饱和酮的C═C键加氢选择性大于99%。 Ir纳米催化剂经简单分离可直接循环使用5次,选择性均大于99%。TEM表征结果显示反应四次后的Ir纳米催化剂的平均粒径变为(1.9 ± 0.2) nm,比新制备的Ir纳米催化剂的平均粒径（1.3 ± 0.1）nm有所增大。ICP-AES测试结果表明Ir流失低于仪器检测下限（检测下限为5 μg/L）。     

在α-蒎烯生物环氧化反应过程中酯对反应的影响及机理探讨

在以过氧化脲(UHP)为氧源、Nov435为催化剂的体系中进行α-蒎烯生物环氧化反应的研究,重点考察不同酯作为酰基供体对反应的影响。从反应速率和酶批次稳定性综合考虑,以丙酸乙酯为最佳溶剂,30℃下α-蒎烯3h的环氧转化率可达到87%左右,经6批次反应后仍可达到47.6%,发现过酸和H₂O₂的协同作用对酶稳定性的影响要高于单一因素。酶催化乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯等不同酰基供体过水解反应均可在60min达到平衡,但过酸平衡浓度和α-蒎烯化学环氧化反应速率受酯影响较大,进而对总反应化学-酶法联合催化环氧化产生影响。最后探讨了丙酸乙酯为唯一酰基供体时的反应机制,认为酶利用丙酸产过酸的反应速率和过酸平衡浓度远低于酯;丙酸乙酯的水解和过水解反应为一对竞争性反应,因此有机体系更有利于环氧化反应。     

活性炭负载[Rh(COD)Cl]2催化剂的制备及其催化性能

以氧化活性炭(OAC)为载体、自制[Rh(COD)Cl]_2为活性组分,制备了负载型催化剂[Rh(COD)Cl]_2/OAC(COD为1,5-环辛二烯),用XPS、N2吸-脱附、FTIR等对其结构进行了表征与分析,以β-蒎烯加氢反应为探针反应,考察了载体种类、氧化剂HNO3浓度、[Rh(COD)Cl]_2与OAC质量比对负载型催化剂[Rh(COD)Cl]_2/OAC性能的影响,在此基础上优化了β-蒎烯加氢工艺条件,并测定了催化剂([Rh(COD)Cl]_2/OAC)的重复使用性。结果表明,催化剂的最佳制备条件为:氧化活性炭为较佳载体,HNO3浓度为7.23mol/L,[Rh(COD)Cl]_2与OAC质量比为1∶8.3,此时β-蒎烯转化率均值为99.94%;顺式蒎烷选择性(以只生成蒎烷计,下同)均值为88.64%;顺式蒎烷收率均值为88.59%;β-蒎烯加氢工艺的最佳条件为:反应温度50℃,反应压力3.5 MPa,催化剂用量为β-蒎烯质量的3.5%,反应时间4.0 h,此条件下β-蒎烯转化率均值为99.88%;顺式蒎烷选择性均值为89.00%;顺式蒎烷收率均值为88.90%,[Rh(COD)Cl]_2/OAC催化剂在β-蒎烯加氢反应中表现出较佳的催化活性。催化剂重复使用4次后,β-蒎烯转化率仍可达89.64%,活性组分Rh的流失是造成催化剂失活的主要原因。     

响应面法优化Ni-P/APO-11非晶态催化剂催化松节油加氢反应

以二异丙胺、氢氧化铝为原料,采用水热合成法制得APO-11磷酸铝分子筛。采用化学还原法制备非晶态Ni-P/APO-11催化剂用于α-蒎烯加氢反应,考察了α-蒎烯加氢反应条件,通过响应面法实现进一步优化,而后采用XRD、BET、SEM、XPS、ICP等对该催化剂进行了表征。结果显示,在反应温度124.8℃,反应压力4.9 MPa,催化剂用量6.3%,反应时间90 min时,α-蒎烯转化率为99.45%,顺式蒎烷选择性97.35%。为进一步拓宽该催化剂使用范围及提高松节油体系的深加工利用水平,将该催化剂用于松节油其他组分的加氢反应中,展现出良好的催化活性,原料转化率均可达到99%以上,选择性65%以上。     

微波促进碳酸钾催化一锅法合成2-氨基-3氰基-4-芳基-4H-苯并色烯衍生物

微波辐射下,乙醇溶剂中K₂CO₃催化芳甲醛、丙二腈和α-萘酚（或β-萘酚）三组分一锅法快速合成了一系列2-氨基-3-氰基-4-芳基-4H-苯并[h]色烯或苯并[f]色烯衍生物。以苯甲醛、丙二氰与α-萘酚的反应为模板反应,通过单因素实验方案优化了反应的工艺条件。结果表明：反应物各10 mmol,催化剂K₂CO₃ 1 mmol,溶剂无水乙醇15 ml,采用微波功率500 W,80℃回流反应 5 min,2-氨基-3-氰基-4-苯基-4H-苯并[h]色烯（4a）的收率83.6%。在上述最佳条件下,利用取代苯甲醛代替苯甲醛,4H-苯并[h]色烯衍生物(4)产率为65.8%~89.4%。 利用β-萘酚代替α-萘酚,4H-苯并[f]色烯衍生物(6)产率为67.5%~82.9%,合成产物通过熔点和红外光谱表征其结构。     

载体制备方法对Ni/TiO2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

为了制备高活性和高选择性催化剂,实现顺酐下游加氢衍生物的定向合成,分别采用水热法、沉淀法和溶胶-凝胶法制备TiO2载体,并以浸渍法制备Ni质量分数为10%的Ni/TiO₂催化剂。采用N₂低温物理吸附、XRD、H₂-TPR及H₂-TPD等方法对催化剂进行表征,并评价催化剂的顺酐液相加氢性能。结果表明,以溶胶-凝胶法制备TiO₂为载体的催化剂具有最高的CC及CO加氢活性,在反应温度240 ℃和氢压5 MPa条件下,顺酐转化率为100%,γ-丁内酯选择性为52.2%,是相同反应条件下水热法TiO₂负载Ni催化剂的3.3倍和沉淀法TiO₂负载Ni催化剂的6.2倍。产生这一现象的原因与溶胶-凝胶法制备的TiO₂以锐钛矿和金红石混合晶相存在有关。     

H2O2/乙腈体系下MgO催化环己酮Baeyer-Villiger绿色氧化合成ε-己内酯的研究

在H₂O₂/乙腈体系下以沉淀法制备的MgO为催化剂催化Baeyer-Villiger（B-V）氧化环己酮合成ε-己内酯,考察了制备条件和反应条件对环己酮转化率和己内酯收率的影响。根据实验结果,Mg(NO₃)₂·6H₂O为前体,在煅烧温度为600℃、煅烧时间为2 h时制备MgO氧化性能最佳,由X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）进行了分析,可知随温度升高MgO粒径逐渐增大,500~800℃范围内,MgO晶粒尺寸由9.53 nm增大到29.49 nm。在n（催化剂）∶n（环己酮）=0.45∶1、n（乙腈）∶n（环己酮）=12∶1、n（双氧水）∶n（环己酮）=10∶1、70℃、6 h时获得环己酮转化率95.2%及ε-己内酯收率83.1%。对双氧水B-V氧化环己酮机理进行了深入的研究,采用在线原位红外光谱对反应进行实时监测与分析,验证了其过氧缩酰胺反应路径。     

高温烟气中煤焦气化行为

针对高温烟气中煤焦的气化行为,本文采用FactSage 6.1计算了煤焦在高温烟气下的高温反应特性,并利用热重分析仪分析了煤焦气化行为。通过沉降炉实验进一步研究了不同温度、气体配比、粒径条件下气体产物的动态析出特性,同时计算了评价指标α、β、LHV值。结果表明：随着温度的升高,气体产物H₂和CO的含量增加,β、α、LHV值增大,CH₄和CO₂的含量下降。在温度为1200℃时,β、α值分别由CO₂/CO比为10∶70时的10.80%、5.21%增加到CO₂/CO比为50∶30时的24.71%、41.06%。同时,随着CO₂/CO比值的增大,高温烟气对煤焦气化反应抑制减弱。通过对比反应温度和粒径对煤焦气化反应的影响,得出反应温度远大于粒径对煤焦气化反应的影响。通过实验验证了向高温烟气中喷吹煤焦制备高品质可燃气体方法的可行性。     

一维TiO2-Al2O3载体的制备及其在加氢脱氮中的应用

为提高现有负载型NiMoS催化剂的加氢活性,以碳纳米管为结构导向剂,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法制备了2种一维TiO₂-Al₂O₃载体,并采用共浸渍法制备了相应的负载型NiMoS催化剂,探究了不同结构的载体对NiMoS/TiO₂-Al₂O₃催化剂加氢脱氮性能的影响。结果表明,当选择以溶胶-凝胶法制备的一维TiO₂-Al₂O₃为载体时,NiMoS/TiO₂-Al₂O₃催化剂上的加氢脱氮活性较高,在350℃、氢压为3 MPa、转速为400 r/min的条件下反应4 h,喹啉的转化率达到99%以上,脱氮率达到40.75%。     

活性炭负载磷钼酸催化α-蒎烯甲氧基化反应

采用简单浸渍法制备了一系列不同负载量的活性炭负载磷钼酸(PMA/C)催化剂,运用FTIR、XRD、BET及TG进行了PMA/C催化剂的表征.研究了PMA/C催化α-蒎烯的甲氧基化反应,反应主要得到加成产物α-松油基甲醚(TME)和α-蒎烯异构产物.以TME产率为指标,考察了PMA负载量对催化活性的影响,筛选出18.8%为最佳负载量.通过正交实验优化出PMA/C催化α-蒎烯甲氧基化反应的适宜条件为: 催化剂用量为α-蒎烯质量的15%,甲醇与α-蒎烯的摩尔比为2∶1,80℃下反应8 h,TME产率可达到32.79%.催化剂重复使用5次后,TME产率可达到18.86%.     

Rec-Co3O4-SnO2催化剂在α-蒎烯环氧化反应中的应用

为了符合绿色化学的要求,解决α-蒎烯环氧化需要加入引发剂等一系列问题,采用价格低廉的累托石为原料,通过超声、高温晶化的方法,制备得到负载型Rec(累托石)-Co₃O₄-SnO₂催化剂,通过XRD、SEM、TEM和XPS等方法对Rec-Co₃O₄-SnO₂进行表征,结果发现累托石成功负载Co₃O₄和SnO₂,并将该催化剂应用于α-蒎烯的催化环氧化反应,考察了不同载体、反应温度和反应时间对α-蒎烯环氧化的影响。结果表明：对于3 mmol α-蒎烯,10 mg催化剂就可以将α-蒎烯环氧化,α-蒎烯的转化率能够达到97%,环氧蒎烷的选择性达到87%,其催化性能明显优于其他载体,并且经历5次循环之后,催化剂的催化性能依旧良好,该催化剂为环氧化反应提供有力依据。     

纳米Ni-B/TiO2-ZrO2催化剂的制备及其加氢性能

采用溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-ZrO2,并通过金属诱导化学镀法制备负载型催化剂Ni-B/TiO2-ZrO2,以松香加氢为探针反应,通过单因素实验对载体制备过程、催化剂制备过程进行了优化,得到适宜的载体制备条件为:Zr/Ti物质的量比为0.6、焙烧温度为550℃、焙烧时间4 h;催化剂制备条件:制备温度为50℃、微波升温时间为3 min、n(Ni)∶n(B)=1∶2。结果表明:该条件下制备的催化剂用于松香加氢反应,枞酸型树脂酸转化率达99%以上,且可重复使用7次。以XRD、XPS、TEM、BET为表征手段,对催化剂失活前后的结构与性能进行了分析,结果表明:Ni-B以非晶态的形式负载在TiO2-ZrO2载体上,分散性较好,平均粒径约为25 nm。而失活催化剂上Ni0、B0含量均下降,出现活性组分流失、氧化等现象,这可能是导致催化剂失活的主要原因。     

非晶态骨架Ni-P/玻璃纤维催化蒎烯加氢

通过化学镀的方法制备了高活性的非晶态骨架 Ni-P/玻璃纤维催化剂,用于催化蒎烯加氢合成顺蒎烷。在温度75 ℃、压力1.6 MPa、催化剂用量3.5 g的条件下,该催化剂可使蒎烯的转化率达到100%,选择性达97%以上,并且可循环使用25次以上。骨架 Ni-P/玻璃纤维催化剂同骨架Ni催化剂相比,具有更高的活性和选择性以及较长的使用寿命。     

三维介孔Ni-B/KIT-6催化剂催化α-蒎烯加氢反应研究

利用浸渍还原法首次合成绿色环保的Ni-B/KIT-6催化剂,并将其用于α-蒎烯加氢反应。结果表明,与其他催化剂相比,镍系催化剂具有成本低、绿色环保的优点,在较为经济的工艺条件下,能使α-蒎烯加氢达到极高的催化活性;顺式蒎烷在催化剂循环8次后选择性依旧保持在97%以上,高于国内外现有研究水平。最后对催化剂结构进行探讨并分析其失活的原因。     

TiO2对重整预加氢催化剂性能的影响

采用纳米TiO₂对氧化铝进行改性,并以改性氧化铝为载体制备系列催化剂,通过N₂物理吸附、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等方法研究TiO₂对催化剂的孔结构、物相和酸性的影响,并考察TiO₂对重整预加氢反应性能的影响。结果表明,添加TiO₂降低催化剂的比表面积和孔容,促进氧化钼的还原,增强催化剂的中强酸,催化剂性能得到较大改善,在入口温度低10 ℃的条件下,催化剂仍具有较好的脱硫和脱氮性能。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Al_2O_3催化α-蒎烯合成龙脑

对固体超强酸SO24-/Al2O3催化标题化合物作了研究,并对催化剂的制备及龙脑合成反应的最佳条件进行了探索。研究表明:当催化剂的焙烧温度为500℃,焙烧时间为3 h,催化剂的用量为α-蒎烯质量的4%,α-蒎烯与无水草酸的物质的量比为1∶0.2时,产率可达66.93%。产品中正龙脑含量可达85.43%,产品中正、异龙脑的含量比高达12.47∶1。     

响应面法优化Ni-P/APO-11非晶态催化剂催化松节油加氢反应

以二异丙胺、氢氧化铝为原料,采用水热合成法制得APO-11磷酸铝分子筛。采用化学还原法制备非晶态Ni-P/APO-11催化剂用于α-蒎烯加氢反应,考察了α-蒎烯加氢反应条件,通过响应面法实现进一步优化,而后采用XRD、BET、SEM、XPS、ICP等对该催化剂进行了表征。结果显示,在反应温度124.8℃,反应压力4.9 MPa,催化剂用量6.3%,反应时间90 min时,α-蒎烯转化率为99.45%,顺式蒎烷选择性97.35%。为进一步拓宽该催化剂使用范围及提高松节油体系的深加工利用水平,将该催化剂用于松节油其他组分的加氢反应中,展现出良好的催化活性,原料转化率均可达到99%以上,选择性65%以上。     

[Rh(COD)Cl]_2催化剂的制备及催化α-蒎烯不对称加氢反应

以RhCl_3·3H_2O和1,5-环辛二烯为原料制备了[Rh(COD)Cl]_2催化剂,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征。以α-蒎烯加氢为探针反应,考察了COD/Rh摩尔比、回流温度及回流时间对催化剂催化性能的影响,并通过正交试验确定了催化剂适宜的制备条件:COD/Rh摩尔比(1,5-环辛二烯与三水合氯化铑摩尔比)3.5:1,回流温度75℃,回流时间3.5h。将该条件下制备的[Rh(COD)Cl]_2催化剂用于α-蒎烯加氢反应,α-蒎烯转化率达97.3%以上,顺式蒎烷对映选择性高于97.5%,顺式蒎烷收率达95.0%以上。与文献报道的其他工艺相比,该工艺特点是加氢条件比较温和,选择性高,催化效率高,能耗低。     

Ru-CeOx/TiO2复合氧化物催化HCl氧化反应制Cl2

为提高钌基催化剂的高温稳定性,本文采用液相共浸法制备了一系列Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂,探究了CeO₂对钌基催化剂在HCl氧化过程中催化性能的影响。通过TEM、XRD、N₂吸附-脱附、Raman、XPS等表征手段分析催化剂结构及组成,结合催化剂在HCl催化氧化反应中的催化性能,研究了不同Ce负载量对RuO₂/TiO₂体系的作用规律。结果表明,引入Ce之后改变了活性相RuO₂与载体TiO₂的相互作用,形成了Ce-O-Ru结构,对钌基催化剂的活性产生一定的负面作用;但是由于抑制了Ru活性位点的烧结失活,同时高浓度的Ce³⁺物种有利于氧物种的吸附与活化,使含适量Ce的Ru-CeO _x /TiO₂复合氧化物催化剂能够在较高温度（370℃、400℃）下保持良好的高温稳定性与催化活性,最终确定摩尔比以Ru∶Ce=1∶1较为适宜。