Ar辉光放电等离子体还原法制备Pd/LDHs催化剂及其催化Suzuki反应的研究

以镁铝水滑石(LDHs)为载体,采用Ar辉光放电等离子体法制备了负载型纳米钯催化剂(Pd0.5wt%/LDHs),并通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2物理吸附、红外光谱(FTIR)对催化剂结构进行了表征。分析表明,Pd0.5wt%/LDHs结构稳定,放电时间30min制得的Pd0.5wt%/LDHs-30平均粒径为2.7nm。考察了等离子体放电时间,反应温度和催化剂用量对Pd0.5wt%/LDHs催化Suzuki偶联反应的影响。结果表明:Pd0.5wt%/LDHs-30催化剂活性最佳,在60℃下,当其物质的量用量仅为底物的0.3‰时,催化对溴硝基苯的Suzuki反应收率可达到97.49%。     

ZnAl水滑石负载钯催化剂的制备及催化性能

采用离子交换-还原法制备了系列锌铝水滑石负载钯催化剂Pd/ZnAl-LDH,通过XRD、TEM和ICP对该系列催化剂进行了表征,并对其在低毒溶剂乙醇或水中苯甲醇氧化反应的催化性能进行了详细考察。研究结果表明,反应溶剂、Pd负载量、氧气压力、反应时间等对催化剂的催化性能有很大的影响,当Pd负载质量分数为2%,反应压力为0.2MPa时,Pd/ZnAl-LDH在乙醇溶剂中表现出最佳的催化性能,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性可分别达到93.3%和93.6%。     

PVP保护制备水滑石负载纳米Pd催化剂及催化Suzuki反应中的应用

以水滑石(HT)为载体,在PVP保护下,制备了可重复使用的负载型纳米钯催化剂(Pd/HT)。通过UV-Vis、XRD、TEM、XPS等分析手段,对制备催化剂的结构进行了表征。分析结果表明:制备的Pd/HT结构稳定,钯纳米粒子平均粒径4nm左右,且分散均匀。考察了碱、溶剂、反应时间、反应温度等条件对Pd/HT催化Suzuki反应结果的影响。实验结果表明:当Pd/HT催化剂Pd的物质的量用量只为反应底物的0.5‰时,催化不同底物偶联反应的收率最高可达98.84%,反映出很高的催化活性。     

Ni/镁铝水滑石催化剂解聚木质素

木质素是自然界具有芳香环结构单元的可再生资源,可将其解聚为单环芳香族为主体的高附加值化学品,符合我国的能源战略。以Ni/镁铝水滑石、Ni/石墨烯纳米片和Ni/碳纳米管为催化剂,比较分析了3种催化剂催化解聚碱木质素的转化率和选择性,并探究了木质素解聚可能的机理。结果表明：Ni/镁铝水滑石催化剂醇解木质素的性能最佳,转化率为77.1%、芳香族化合物的选择性为37.35%,芳香族产品以愈创木酚类化合物为主。3种催化剂活性组分均以氧化镍形式存在,但Ni/镁铝水滑石催化剂的载体中存在更多的氧空穴,导致其催化木质素的转化率最高;Ni/镁铝水滑石催化剂的载体的碱性点位更多,有利于木质素解聚后生成芳香族化合物,使木质素解聚的芳香族化合物的选择性远高于其他2种催化剂。     

泡沫镍负载钯催化剂制备及其香草醛催化加氢研究

利用贵金属钯前躯体的原位置换反应制备了Pd/Ni催化剂,其中Pd均匀负载于泡沫镍表面。实验以香草醛选择性加氢为反应模型,催化测试显示,Pd/Ni具有良好的催化活性、选择性及稳定性。经过5 h的催化反应,超过95%的产物为香草醇,且6次循环反应后,Pd/Ni催化剂仍然具有良好的催化活性和选择性。通过测试表征表明,该催化剂的结构和物相并未发生改变,且贵金属钯流失少,并易于从反应体系中分离。     

泡沫镍负载钯催化剂制备及其香草醛催化加氢研究

利用贵金属钯前躯体的原位置换反应制备了Pd/Ni催化剂,其中Pd均匀负载于泡沫镍表面。实验以香草醛选择性加氢为反应模型,催化测试显示,Pd/Ni具有良好的催化活性、选择性及稳定性。经过5 h的催化反应,超过95%的产物为香草醇,且6次循环反应后,Pd/Ni催化剂仍然具有良好的催化活性和选择性。通过测试表征表明,该催化剂的结构和物相并未发生改变,且贵金属钯流失少,并易于从反应体系中分离。     

柳树叶提取液还原制备水滑石负载纳米钯催化剂及催化Suzuki反应

以柳树树叶提取液作为还原剂和稳定剂,制备了水滑石负载纳米钯催化剂(Pd/HT)。采用IR、XRD、TEM、N-2吸附脱附等手段对制备的催化剂进行了表征,并研究了其催化Suzuki偶联反应的性能。表征结果显示:制备的Pd/HT中钯纳米粒子分散均匀,粒径分布较窄,平均粒径为3.8nm。提取液中的生物质不仅起到还原作用,而且还起到稳定钯纳米粒子的作用。催化Suzuki偶联反应结果表明:Pd/HT表现出优良的催化活性,重复使用5次,催化活性没有明显降低。     

钯金属催化氯代硝基苯加氢的研究进展

以钯金属催化剂催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺的工艺具有催化活性高、催化剂可回收套用、绿色环保等优点,然而该类催化剂在催化过程中经常发生脱氯氢解生成副产物,影响产品品质,因此寻找合适的方法抑制脱氯副反应成为了目前该类反应研究的热点问题。本文阐述了钯金属催化剂的多种改性方法,重点介绍了钯金属纳米颗粒的制备,合适载体的选择,以及水溶性钯金属催化剂的制备等改性途径,通过钯金属催化剂的改性可以提高其催化氯代硝基苯加氢反应中反应物的转化率与目标产物的选择性。目前钯金属负载型催化剂已经成为工业抑制脱氯副反应的主要方法,其中高分子聚合-钯络合催化剂效果最优。     

不同阴离子插层锌铝水滑石对亚甲基蓝的光催化性能（英文）

采用共沉淀法制备了不同阴离子(硝酸根、氯离子、碳酸根)插层的锌铝水滑石(LDHs),将其作为光催化剂用于可见光催化降解亚甲基蓝(MB)。通过X射线粉末衍射、Fourier红外光谱、热重质谱和紫外–可见漫反射光谱等技术对催化剂的结构和性质进行表征。结果表明:不同阴离子插层的水滑石对MB表现出了不同的光催化活性,其中,碳酸根插层的锌铝水滑石具有较高的光催化活性;在可见光照射180 min后,水滑石材料对MB的降解率从高到低依次为:ZnAl-CO_3 LDHs(95%)、ZnAl-Cl LDHs(70%)、ZnAl-NO_3 LDHs(62%)。此外,进一步探讨了不同阴离子插层的锌铝水滑石可见光催化降解MB的动力学参数和可能的光催化路径。     

氮化碳负载钯催化剂催化苯酚加氢制环己酮

为了开发苯酚加氢制环己酮高效催化剂,将脲在550 ℃高温聚合,制备了片层状氮化碳催化剂载体g-CN;负载钯纳米粒子后,得到Pd/g-CN催化剂。采用红外光谱、X射线粉末衍射、透射电镜和X射线光电子能谱对催化剂进行表征。将Pd/g-CN催化剂用于催化苯酚水相加氢,考察了不同载体和反应温度对催化性能的影响,并对催化剂重复使用性能进行研究。结果表明,载体g-CN含有大量的含N基团,能有效稳定金属纳米粒子,从而获得粒径较小、分散较好的Pd纳米粒子;同时,g-CN具有较强碱性,有利于苯酚的吸附,可提高苯酚的反应速率和环己酮选择性。采用负载Pd质量分数2%的Pd/g-CN催化剂,在反应温度80 ℃、反应压力0.1 MPa、n(Pd)∶n(苯酚)=0.02、苯酚1 mmol、水3 mL和反应时间3 h条件下,苯酚可完全转化,环己酮选择性高达99%。Pd/g-CN催化剂制备工艺简单,原料价廉,催化性能优异。     

HY型分子筛负载Pd催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能

以水热法合成HY分子筛为载体,等体积浸渍法制备HY型分子筛负载Pd催化剂(Pd/HY)。在反应温度160℃、空速120 h-1和V(HCl)∶V(C2H2)=1.1∶1条件下,考察催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能及载体中硅铝比对催化剂催化性能的影响。用XRD、FI-IR、SEM和BET对Pd/HY催化剂的物化性质进行表征,结果表明,Pd/HY(HY分子筛的Si/Al=8)催化剂表现出较好的催化活性,乙炔转化率为97.67%,氯乙烯选择性为98.44%。与工业HY型分子筛为载体的催化剂相比,乙炔转化率提高29%,寿命较长,稳定性良好。     

一种具有温敏表面的氧化石墨烯负载钯催化剂的制备及催化性能

以过硫酸铵（APS）为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为单体,在氧化石墨烯（GO）表面生长温敏高分子聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）,获得复合载体GO-PNIPAM,并通过水相浸渍还原法制备具有温度敏感特性的Pd催化剂（Pd/GO-PNIPAM）。采用红外光谱、差示量热、热重、元素分析、透射电镜和电感耦合等离子原子发射光谱对复合载体GO-PNIPAM和Pd催化剂进行表征。结果表明,PNIPAM在GO上的接枝率约占60%。GO-PNIPAM显示出明显的温敏效应,其最低临界溶液温度约37℃。Pd/GO-PNIPAM上Pd纳米颗粒的平均粒径为(4.70±0.85)nm,远小于Pd/GO中Pd平均粒径(8.79±2.68)nm。因此,PNIPAM在GO上的接枝为金属纳米颗粒的沉积提供了大量的锚定位点,有助于金属纳米颗粒在其上的分散。Pd/GO-PNIPAM在高温下（80℃）肉桂醛（CAL）的选择性加氢反应中显示出优良的催化性能,初始转换频率（initial TOF）达192.3min^-1,高于GO负载Pd催化剂（Pd/GO,103.5min^-1）。Pd/GO-PNIPAM较高的Pd纳米颗粒分散性和高温下对CAL良好的吸附性能协同作用,导致其催化活性提高。     

含Pd类水滑石催化剂的活性研究

用共沉淀法制备Pd类水滑石催化剂,用固定床管式反应装置测试催化剂对丙酮一步法制备MIBK的催化活性,研究了反应温度、氢酮比、进料液空速及催化剂组成对该反应的影响.在常压下,反应温度为180℃,氢酮摩尔比为1.5,液空速为1.20 h-1,选取不同组成的催化剂进行催化性能测试.结果表明:当Mg/Al比为3:1,Pd质量分数是0.2%时,丙酮的转化率达到82.87%,MIBK的选择性为53.56%,收率为44.39%.     

水滑石催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯研究

研究了几种不同阳离子组合的类水滑石对尿素与1,2-丙二醇醇解反应的催化性能.结果表明,类水滑石对尿素醇解反应有一定的催化活性,其焙烧产物的催化活性明显提高.当温度为170℃、1,2-丙二醇与尿素的摩尔比为41,催化剂浓度为1.0%,反应时间5 h时,Zn-Al水滑石焙烧产物的催化活性最佳,碳酸丙烯酯的收率95.6%.     

氧化石墨烯/类水滑石基复合催化剂的可控制备及其催化性能

针对纳米催化剂在有机染料氧化降解反应中存在的问题,开发高效纳米Fe基催化剂成为当前研究的重点。基于"创新纳米结构调变催化功能"的新策略,利用类水滑石层板金属离子和层间阴离子与氧化石墨烯(GO)表面官能团之间的静电作用,采用水热法制备氧化石墨烯复合类水滑石Fe-LDH@GO纳米催化剂。利用XRD、N_2吸附-脱附和TEM对催化剂的形貌、尺寸、孔道及FeO_x粒子尺寸等物化性质进行表征,发现氧化石墨烯的引入不改变水滑石纳米片结构和形貌,但能够增加催化剂的比表面积,有效锚定FeO_x纳米粒子,使其粒径减小并均匀分散在载体表面,提供更多的有效活性位点。XPS结果表明,催化剂表面存在的Fe^(2+)是芬顿反应的活性中心,氧化石墨烯的引入提高含氧官能团数量,使其在RhB降解反应中表现出优异的催化活性,反应14 min时,RhB转化率100%。     

Zn-Al-CO3 LDHs催化碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇

采用共沉淀法制备了不同n(Zn)/n(Al)比的锌铝类水滑石(Zn-Al-CO3 LDHs),并用XRD、FT-IR和TG-DTA等方法对它们进行了表征。研究了不同n(Zn)/n(Al)比的Zn-Al-CO3 LDHs对碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(1,4-BD)酯交换反应合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的催化活性,并与镁铝水滑石(Mg-Al-CO3 LDHs)、乙醇钠和三乙烯二胺等催化剂进行了比较。在酯交换过程中,以苯酚的收率表征催化剂的活性;在缩聚过程中,以产品的数均分子量Mn、羟基值表征催化剂的活性。结果显示,n(Zn)/n(Al)比为2.0的Zn-Al-CO3 LDH的催化活性较好。在优化反应条件下,获得了分子量分布较窄的PCDL,其数均分子量为1610,羟基值为69.7 mg KOH.g.1。     

含水滑石铜锌铝催化剂上CO_2加氢制甲醇研究

采用沉淀法制备了不同锌铝水滑石含量的铜锌铝催化剂(HCZA)。剖析了锌铝载体以及催化剂的结构;考察了催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能以及优选催化剂的催化稳定性。结果表明:制得的锌铝载体具有锌铝水滑石结构,HCZA中含有锌铝水滑石相;在CO2加氢制甲醇反应中,HCZA较传统甲醇合成催化剂CZA的性能高,当反应原料气组成为V(CO2)∶V(H2)∶V(N2)=23∶69∶8,空速为3 600 h-1,反应温度为240℃,压力为5 MPa时,在优选催化剂HCZA3上,CO2转化率和甲醇选择性较在CZA上分别提高65.3%和7.4%,粗醇中的乙醇质量分数较在CZA上低58.9%;在1 000 h连续考察中,催化剂性能稳定。同时,提出了HCZA上CO2加氢制甲醇可能的催化反应机理。     

负载型钯酞菁催化剂上CCl2F2的选择性加氢脱氯反应

负载型钯酞菁能有效催化CCl₂F₂的选择性加氢脱氯反应,在氟化物为载体的钯酞菁催化剂上,CCl₂F₂转化成CH₂F₂的选择性可达75％以上.对比研究表明,负载型钯酞菁催化剂上CCl₂F₂选择性加氢脱氯的稳态催化活性要高于普通的负载型金属钯催化剂.在钯活性中心引入环状酞菁配体能有效提高催化剂在高腐蚀性反应条件下的稳定性.红外光谱、X射线衍射和紫外-可见光谱表征揭示了负载型钯酞菁催化剂具有良好催化活性和催化稳定性的可能原因.     

石墨烯负载钯催化碘苯与丙烯酸的Heck反应

采用Hummers法合成了氧化石墨烯,通过化学还原制备得到石墨烯负载钯催化剂(Pd/Gr)。对催化剂进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征,评价了催化剂在碘苯与丙烯酸的Heck偶联反应中的性能。结果表明,Pd粒子均匀分布在石墨烯载体上,其平均粒径约为6.5 nm;Pd/Gr催化剂对Heck反应具备较高的催化活性,当催化剂用量为10 mg,碱用量为30 mmol时,在130℃下反应5 h,肉桂酸收率可达70%。     

石墨烯负载钯催化碘苯与丙烯酸的Heck反应

采用Hummers法合成了氧化石墨烯,通过化学还原制备得到石墨烯负载钯催化剂(Pd/Gr)。对催化剂进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征,评价了催化剂在碘苯与丙烯酸的Heck偶联反应中的性能。结果表明,Pd粒子均匀分布在石墨烯载体上,其平均粒径约为6.5 nm;Pd/Gr催化剂对Heck反应具备较高的催化活性,当催化剂用量为10 mg,碱用量为30 mmol时,在130℃下反应5 h,肉桂酸收率可达70%。