固体碱负载Ru催化山梨醇氢解制备低碳二元醇

采用羟基磷灰石和镁铝水滑石两种固体碱为载体制备了Ru催化剂,通过N2物理吸附、扫描电子显微镜、高分辨透射显微镜、X射线衍射分析表征了形貌和物理化学性能,并与纳米碳纤维负载的Ru催化剂(Ru/CNFs)在无碱促进剂及有碱促进剂存在下催化山梨醇氢解制备二元醇的活性进行了比较。结果表明,固体碱负载的Ru催化剂,在无碱促进剂的条件下在山梨醇氢解中均表现出与Ru/CNFs相当的催化活性。其中镁铝水滑石负载的Ru催化剂在优化的制备条件下,其催化活性优于加入碱促进剂的Ru/CNFs催化体系,乙二醇和丙二醇等目标产物选择性更高,副产物减少,同时还免除了碱助剂的后续分离和回收,具有良好的应用前景。     

气相氧化处理对纳米碳纤维载体及其负载钌催化剂性质的影响

采用气相氧化方法对纳米碳纤维(CNFs)的表面进行改性,利用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、Boehm酸碱滴定、CO化学吸附和程序升温还原等手段表征了不同温度气相氧化处理的CNFs载体及相应的负载Ru催化剂,并考察了Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解制备低碳多元醇过程中的催化性能。结果表明。气相氧化预处理对CNFs的晶体结构影响较小,但是大大增加了CNFs比表面积和表面酸性含氧基团;经气相氧化处理的CNFs负载的Ru催化剂更易还原,Ru金属分散度增加。催化剂考评结果表明,载体的气相氧化处理对Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解过程中反应活性的提高不利,但有利于低碳多元醇产物选择性的提高。研究认为CNFs表面酸性含氧基团是决定Ru/CNFs催化剂在山梨醇氢解过程催化性能的主要因素。     

镁铝水滑石固体碱催化棕榈油醇解工艺研究

研究了镁铝水滑石固体碱催化棕榈油醇解反应,探索了镁铝水滑石固体碱的制备工艺.在镁铝摩尔比为2的条件下,水滑石固体碱的活性最好.最佳制备条件:料液pH=9,干燥温度为85℃,焙烧温度为500℃.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量及反应物配比对醇解反应转化率和产物收率的影响.筛选出了固体碱催化醇解反应的最佳反应条件:温度为78℃,催化剂的质量分数为3%,反应时间为8 h,甘油得率质量分数为9%.     

双功能催化剂镁铝固体碱负载钯的制备及应用研究

镁铝固体碱不仅具有较高的比表面积,而且具有固体碱的碱性特征。因此可以将钯负载到镁铝固体碱上,使其成为既具有钯催化效果,又具有固体碱碱性特征的双功能催化剂。镁铝固体碱可以用硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠与碳酸钠的缓冲液通过共沉淀法制得。而钯的负载则是用氯化钯跟制备的镁铝固体碱通过饱和浸渍法制得。苯乙酮与丁醇在水相中能够进行的烷基化反应表明,所制备的材料可以起到双功能催化剂的作用。     

镁铝复合氧化物负载NaAlO2催化剂制备及其催化性能研究

以恒定pH共沉淀法制备的镁铝水滑石为前驱体,NaAlO₂为活性组分,在一定温度下焙烧得到镁铝复合金属氧化物负载铝酸钠催化剂。利用XRD、SEM、BET、CO₂-TPD、DSC-TG等手段对催化剂进行表征,发现通过高温焙烧可实现铝酸钠在镁铝复合金属氧化物表面的稳定分散。该催化剂可在温和反应条件下催化碳酸乙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯（DMC）和乙二醇（EG）,表现出高催化活性及对产物的高选择性。在醇酯物质的量比为10∶1、4 h、65 ℃条件下,DMC收率为74.8%,对DMC和EG的选择性均为100%。循环实验过程中,催化剂表现出较好的稳定性,使用5次后催化活性未见明显下降。该催化剂制备方法简单、成本低,催化剂易与产物分离,可多次重复使用,是一种低温高活性酯交换固体碱催化剂,具有一定的工业应用前景。     

2-甲基呋喃加氢催化剂的研究

浸渍法制备了活性炭负载的Pd、Pt和Ru贵金属催化剂,用于固定床连续化催化2-甲基呋喃加氢制备2-甲基四氢呋喃的反应。结果表明,相同条件下Pd/C和Ru/C催化剂都具有较优的催化活性,Pd/C催化剂的稳定性较好,连续运行100h催化活性基本保持不变,活性位被覆盖可能是造成Ru/C催化剂活性逐渐降低的主要原因。     

磷酸氧钛负载钌双功能催化剂催化纤维素转化制山梨醇

山梨醇是纤维素催化加氢转化中重要的平台化合物之一。制备了固体酸磷酸氧钛TiOPO₄及磷酸氧钛负载钌Ru/TiOPO₄双功能催化剂,首先对磷酸氧钛催化纤维素水解反应进行研究,以葡萄糖收率为目标,考察了反应时间、氢压、温度的影响,得到了最适宜水解反应条件。在此基础上,以磷酸氧钛负载钌为催化剂,对其催化纤维素制山梨醇的催化性能进行研究,结果表明,水解加氢反应中,在反应温度（453 K）稍低于最适宜水解温度（463 K）,反应时间（150 min）略短于最适宜水解时间（180 min）的反应条件下进行反应可得到更好的效果,最高山梨醇收率为77.6%,纤维素转化率99.3%。改变不同催化剂与底物之比,研究水解反应与水解加氢反应的转化率、产物分布,结果表明,双功能催化剂Ru/TPO可以使葡萄糖快速进行加氢反应,减少葡萄糖进一步降解的发生,液相中碳回收率显著提高,可达80%以上。     

负载锡的水滑石类化合物催化合成碳酸丙烯酯

通过浸渍法制备了负载Sn的镁铝水滑石类化合物Sn/HT.利用X-射线衍射(XRD)技术对催化剂的结构进行了表征.研究了其对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯的催化性能.考察了催化剂制备条件、反应条件和催化剂的再生性能.结果表明,负载Sn的镁铝水滑石的焙烧产物对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯具有比较好的催化活性.当水...     

镁铝复合氧化物催化合成丙二醇乙醚

以硝酸镁、硝酸铝和氨水为原料,通过共沉淀方法制备了一系列镁铝水滑石材料,经过焙烧处理后作为碱催化剂用于丙二醇乙醚的催化合成。采用X射线衍射、热分析、SEM、DTA-TG和CO^_2-TPD等手段对所制备的催化剂进行表征,结果表明,在实验范围所制备的催化剂均具有典型的镁铝水滑石结构。采用高压固定床反应器对催化剂进行活性评价,考察了形成沉淀的pH、晶化方式、原料中镁与铝物质的量比及焙烧温度等对镁铝水滑石及其衍生物的结构和催化活性的影响,研究了碱性与催化剂活性之间的关系,结果表明,镁与铝物质的量比为3和550 ℃焙烧的催化剂具有良好的催化合成丙二醇乙醚活性。超声晶化的方式可以提高镁铝水滑石衍生物的碱强度,但对镁与铝物质的量比不同的催化剂活性有着不同的影响。在（350～550） ℃,焙烧温度的提高可以增大催化剂的碱强度和碱量,催化活性也有显著提高,但进一步升高焙烧温度,催化剂的表面碱强度和碱量有所下降,催化活性也随之降低。     

葡萄糖氢化制山梨醇Ru/C催化剂的研究

首先用正交实验考察了溶液温度、pH值、搅拌速率等因素对葡萄糖氢化制山梨醇Ru/C催化剂吸附量的影响规律,并据此用浸渍及甲醛还原法制备了系列Ru/C催化剂,在0.5 MPa和120 ℃测得葡萄糖加氢生成山梨醇的催化活性、山梨醇选择性和催化剂的稳定性。结果表明,钌的负载量对Ru/C催化剂的性能影响较大,负载钌质量分数为5%时,制得的催化剂具有较佳的性能。     

Carbon nanofibers supported Ru catalyst for sorbitol hydrogenolysis to glycols: Effect of calcination

Carbon nanofiber (CNFs) supported Ru catalysts for sorbitol hydrogenolysis to ethylene glycol and propylene glycol were prepared by incipient wetness impregnation, calcination and reduction. The effect of calcination on catalyst properties was investigated using thermal gravimetry analysis, temperature-programmed reduction, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy and N₂ physisorption. The results indicated that calcination introduced a great amount of surface oxygen-containing groups (SOCGs) onto CNF surface and induced the phase transformation of Ru species, but slightly changed the texture of Ru/CNFs. The catalytic performance in sorbitol hydrogenolysis showed that Ru/CNFs catalyst calcined at 240 °C presented the highest glycol selectivities and reasonable glycol yields. It was believed that the inhibition and confinement effect of SOCGs around Ru particles as well as the high dispersion of Ru particles was the key factor for the catalytic activity.     

Hydrogenolysis of sorbitol to glycols over carbon nanofiber supported ruthenium catalyst

Sorbitol hydrogenolysis was carried out over a carbon nanofiber supported ruthenium catalyst prepared by incipient wetness impregnation. The carbon nanofiber supported ruthenium catalyst was shown to have an attracting behavior when compared with a commercial activated carbon supported ruthenium catalyst, especially in terms of selectivity to glycols. The preferable hydrogen partial pressure for sorbitol hydrogenolysis was ca. 8.0 MPa, lower than that usually reported in previous works. Slightly soluble calcium hydroxide, which was used as a basic promoter, remarkably increased the selectivity to glycols, as compared with the soluble sodium hydroxide. The variation of product selectivity with catalyst amount indicated that glycerol was the initial C3 polyol product while propylene glycol was derived from glycerol. The parametric investigation was further focused on the intrinsic features of sorbitol hydrogenolysis.     

Ni/La2O2CO3催化剂对山梨醇氢解产物的选择性调控

采用共沉淀法制备了具有协同稳定作用的Ni/La₂O₂CO₃催化剂，用于山梨醇选择性氢解为小分子醇的研究。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、CO₂程序升温脱附和扫描电镜对催化剂进行了表征。考察了不同配比Ni、La的加氢位点和碱性调控对山梨醇氢解产物的影响。结果表明，Ni、La摩尔比为2：3时，山梨醇转化率达到98.6%，C₂~C₃多元醇的产率达到43.8%，催化剂经2次反应后对山梨醇的转化率仍高达90%。探究了催化剂从酸性到碱性调变过程中，山梨醇氢解的产物分布，并提出了反应路径。     

氧化硅载体对Ir-Re双金属的结构及其催化甘油氢解的影响

采用3 种氧化硅载体KIT-6、G-6 和FS 制备了Ir-Re 双金属催化剂,并应用于甘油选择性氢解制备1,3-丙二醇,采用TEM、XRD、H₂-TPR、CO-DRIFTS 和NH3-TPD 等手段详细表征了催化剂结构,并探讨其构效关系。研究结果表明: 3 种催化剂表面的Ir-Re 双金属催化剂均形成了Ir-Re 合金结构, 合金化程度为Ir-Re/KIT-6 > Ir-Re/FS > Ir-Re/G-6;载体表面羟基含量显著影响Ir-Re 纳米粒子的分散度及其与载体的相互作用。Ir-Re/FS 的金属分散度最高,甘油氢解的初始活性最高但稳定性最差;而具有良好合金结构的Ir-Re/KIT-6 在甘油氢解中表现出良好的氢解活性和最高的1,3-丙二醇选择性。     

Sorbitol Hydrogenolysis Over Ni, Pt and Ru Supported on NaY

The hydrogenolysis of sorbitol into 1,2-propanediol (PD), ethylene glycol (EG) and glycerol (G) was investigated over Ni, Pt and Ru supported on NaY at 220 °C and 60 bar in a batch reactor. Ni(6 %)–NaY was investigated in detail at different process conditions, including its recyclability. Attempts have been made to rationalize the experimentally observed conversion and product selectivity obtained over the different catalysts with results of Density Functional Theory calculations of adsorption energy and bond length changes in sorbitol adsorbed over various planes of Ni, Pt and Ru.     

Deactivation of metal catalysts in liquid phase organic reactions

The paper gives a general survey of the factors contributing to the deactivation of metal catalysts employed in liquid phase reactions for the synthesis of fine or intermediate chemicals. The main causes of catalyst deactivation are particle sintering, metal and support leaching, deposition of inactive metal layers or polymeric species, and poisoning by strongly adsorbed species. Weakly adsorbed species, poisons at low surface coverage and solvents, may act as selectivity promoters or modifiers. Three examples of long term stability studies carried out in trickle-bed reactor (glucose to sorbitol hydrogenation on Ru/C catalysts, hydroxypropanal to 1,3-propanediol hydrogenation on Ru/TiO₂ catalysts, and wet air oxidation of paper pulp effluents on Ru/TiO₂) are discussed.     

水热法合成SBA-15负载杂多酸催化纤维素水解加氢

采用水热一步法在介孔SBA-15载体上负载杂多酸,并进一步负载金属Ru制备具有酸性和加氢性能的双功能催化剂。用BET、XRD、TEM、ICP、NH₃-TPD对其结构性质进行表征。考察了反应时间和反应温度对纤维素催化反应的影响。在190 ℃、16 h,5 MPa H₂的条件下,纤维素转化率达到55.2%,山梨醇的收率为36.8%。催化剂的循环使用表明杂多酸在载体上能够稳定存在,不易流失。制备的双功能催化剂具有很好的稳定性和催化活性。     

新型Ru基催化剂的制备及其2-乙基蒽醌加氢性能

通过等体积浸渍法和多元醇法制备了负载型钌氧化铝催化剂（Ru/Al₂O₃-IMP和Ru/Al₂O₃-CRP）,并首次探究了其在2-乙基蒽醌（2-eAQ）加氢催化反应中的性能。实验发现,在不同的反应条件（温度、压力、时间）下,Ru/Al₂O₃-CRP催化剂催化2-eAQ加氢反应的活性均高于Ru/Al₂O₃-IMP催化剂。采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、光电子能谱（XPS）等分析技术对两种催化剂进行了结构表征。XRD和TEM表征结果发现,Ru/Al₂O₃-CRP催化剂表面的Ru金属颗粒具有高分散性且颗粒尺寸分布较窄。此外,XPS表征结果证实Ru/Al₂O₃-CRP催化剂上钌的电子云密度低,这使得它对2-eAQ上氧孤对电子有着强的吸引力,有利于活化2-eAQ,进而表现出强的加氢反应活性。