硅胶固载复合离子液体催化CO2与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯

制备了3种硅胶固载不同侧链长度的咪唑类复合离子液体催化剂,将其用于催化环氧丙烷与CO2合成碳酸丙烯酯的环加成反应,均表现出良好的催化活性。系统考察了不同种类催化剂对该催化反应的影响,进一步考察了反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量对硅胶固载的溴代1 十八烷基 3 甲基咪唑溴化锌离子液体（SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］）催化环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好,SiO2/［C18MIM］［Zn2Br5］在该环加成反应中具有最佳的催化性能;在温度为120℃、压力为20 MPa、反应时间为25 h、催化剂用量为20%时,反应物环氧丙烷的转化率为997%,产物碳酸丙烯酯的选择性为963%,且可循环使用7次以上。     

不同方法制备的Ni修饰介孔碳负载的β-Mo2C催化CO加氢反应制备混合醇

通过浸渍法和碳热还原法制备了以K2CO3为助剂、以Ni修饰介孔碳为载体的碳化钼(β Mo2C)催化剂。在合成气原料比n〖DK〗(H2)/n〖DK〗(CO)=10、反应压力p=80 MPa、合成气气体空速GHSV=3000 h-1和反应温度T=300℃的反应条件下,进行了β Mo2C催化CO加氢反应制备混合醇的催化反应评价。评价结果表明,镍/介孔碳（Ni/NC）载体的不同制备方法对β Mo2C催化合成低碳混合醇催化性能有显著影响。由软模板一步法制备的前驱体OSM Ni/NC组成的催化剂K β Mo2C OSM Ni/NC的总醇选择性（400%）高于由软模板浸渍法制备的前驱体IM Ni/NC 组成的催化剂K β Mo2C IM Ni/NC的总醇选择性（285%）,其原因是前者的活性组分分散度高且在孔道内部分布较多,并且前者中存在的Mo084Ni016相比后者中存在的MoNi4对低碳醇生成的促进作用更强。     

三乙胺基SO3H-功能化离子液体催化合成己二酸二丁酯

以三乙胺为主要原料合成了5种BrØnsted酸性离子液体,考察了不同结构离子液体对合成己二酸二丁酯的催化活性,并将离子液体酸性强弱与酸催化活性进行关联,同时优化反应温度、原料配比、反应时间、催化剂用量等反应条件。结果表明,以N (4 磺酸基)丁基三乙胺硫酸氢盐离子液体为催化剂,添加带水剂环己烷,在反应温度110℃、n(1 Butanol)/n(Adipic acid)=6、m(Catalyst)/m(Adipic acid)=001、m(Cyclohexane)/m(Raw materials)=015、反应时间3 h的条件下,己二酸转化率达到99%;经连续重复使用7次,该催化剂仍可保持很高的催化活性。     

[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2催化剂上苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚

在硝基苯加氢合成对氨基苯酚过程的Bamberg重排反应中,采用酸性离子液体来替代硫酸催化剂。设计并合成出了一种新型的含有-SO3H基团的季铵型酸性离子液体N,N,N-三甲基-N-磺丁基硫酸氢铵([HSO3-b-N(CH3)3]HSO4),并与另3种离子液体1-磺丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-bmim]HSO4)、N,N-二乙基硫酸氢铵([(CH3CH2)2NH2]HSO4)及N,N,N-三甲基硫酸氢铵([(CH3)3NH]HSO4)的酸性质进行了对比,考察了这些离子液体在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中的催化性能。为了减少离子液体的用量和便于回收催化剂,采用溶胶-凝胶法制备出负载型离子液体催化剂[HSO3-b-N(CH3)3]HSO4/SiO2,并对其催化性能进行了研究。结果表明,该催化剂在苯基羟胺Bamberg重排制备对氨基苯酚反应中具有较高的催化活性,在离子液体与苯基羟胺摩尔比为0.5、反应温度85℃、反应时间30 min的条件下,苯基羟胺转化率100%,对氨基苯酚选择性60.5%。     

酸性离子液体在乙醇脱水反应中的应用

以浓硫酸和几种酸性离子液体为催化剂,对乙醇脱水制乙烯反应进行了研究。探讨了催化剂类型、反应温度、乙醇流量等因素对反应的影响。实验结果表明,180℃时,以酸性离子液体1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-BMIM]HSO4)为催化剂,乙醇的转化率(73.8%)及乙烯的选择性(86.6%)与浓硫酸为催化剂时相似,而酸性较弱的离子液体催化乙醇脱水反应的效果较差。在120～220℃范围内,[HSO3-BMIM]HSO4催化乙醇脱水反应时乙醇转化率及乙烯选择性随反应温度的升高而增加;在一定的乙醇流量范围(1.0～8.0mL/h)内,反应温度为180℃时乙醇转化率及乙烯选择性随乙醇流量的增大而降低,而在220℃时,乙醇转化率及乙烯选择性则变化不大,反应200h内乙醇转化率及乙烯选择性都保持在96%以上。     

酸性离子液体催化乙酰丙酸自缩合制备生物燃料前体

制备了两种磺酸功能化离子液体和两种羧酸功能化离子液体用于催化乙酰丙酸羟醛自缩合反应。利用红外光谱、酸碱滴定及Hammett指示剂与紫外-可见吸收光谱联用技术,对其结构、酸量及酸强度进行了分析,并评价了其催化性能。结果表明,离子液体的酸强度与乙酰丙酸转化率呈正相关,与航空煤油前体C9～C16收率呈负相关;羧酸功能化离子液体N,N,N-三乙基-N-羧甲基四氟硼酸铵([c-m-N(Et)_3]BF_4)有利于C9～C16产物的生成。以[c-m-N(Et)_3]BF_4为催化剂,考察了溶剂种类和反应条件对乙酰丙酸羟醛自缩合反应的影响。在乙酰丙酸3 g、溶剂乙醚用量27 mL、催化剂用量10%、反应温度130℃和反应时间6 h的条件下,乙酰丙酸转化率为49.1%,产物C5～C8、C9～C16和C17～C21的收率分别为7.4%、16.8%和24.7%。[c-m-N(Et)_3]BF_4重复使用4次,其结构和催化性能基本不变。     

酸性离子液体催化苯酚与环己醇烷基化反应的研究

对SO3H-功能化离子液体[HSO3-bmim]HSO4催化苯酚与环己醇的烷基化反应进行研究,考察反应温度、反应时间、离子液体用量、反应物摩尔比等因素对烷基化反应转化率和选择性的影响,考察离子液体循环使用性能。结果表明,在反应温度200℃、n(苯酚):n(环己醇):n(离子液体)=14:10:1、反应时间6h的条件下,苯酚的转化率可达到75.7%,对环己基苯酚的选择性为61.6%,且离子液体重复使用3次后,其催化活性没有明显变化。     

[bmim]PF_6促进氨基硫脲和甲酸的缩合反应

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim]PF_6)为反应促进剂和溶剂,对氨基硫脲与甲酸的缩合反应进行了研究,最佳反应条件为:n(氨基硫脲):n(甲酸)=1:2.0,反应时间2 h,反应温度70℃,离子液体用量2 mL,收率97.2%。与无机酸催化氨基硫脲与甲酸的缩合反应相比,该法反应条件温和,反应时间短,收率高,易分离,且离子液体可循环使用。     

1-C12烯烃齐聚制备高性能润滑油基础油

采用Et3NHCl AlCl3离子液体催化剂催化1 C12烯烃齐聚反应,考察了反应时间和温度对齐聚反应的影响。用色谱 质谱仪和红外光谱仪表征了产物的组成和结构,并按照石油和石油产品试验方法国家标准测定了产物的性能。结果表明,在反应时间为1~4 h、温度为25~75℃的范围内,1 C12烯烃齐聚反应的产物主要是其三聚体、四聚体和五聚体,是具有长侧链的聚α 烯烃。该混合物具有高黏度（ν100为321~532 mm2/s）、较高黏度指数（169~189）、低倾点（-33℃~-42℃）、适中相对分子质量（645~740）的特性,可作为高性能合成润滑油基础油。     

常温下H2O2氧化高浓度苯酚水溶液制备苯二酚

以表面活性剂为苯酚增溶剂,水为溶剂,H2O2为氧化剂,05B 05Cr 4Fe MCM 41为催化剂,催化苯酚羟基化反应合成苯二酚,考察了表面活性剂种类、苯酚在水中的质量分数(m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O)))、苯酚与H2O2的摩尔比(n(Phenol)/n(H2O2))、反应温度对该反应的影响。结果表明,在以十二烷基磺酸钠为增溶剂、m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O))=030、n(Phenol)/n(H2O2)=3、反应温度25℃、反应时间2 h的条件下,苯酚羟基化反应的苯酚转化率达到242%,苯二酚的选择性达到948%,且05B 05Cr 4Fe MCM 41催化剂具有良好的重复使用性能,基本满足工业化要求。     

Dawson结构磷钨酸银催化剂的制备、表征及其催化合成乙酸正丁酯

采用沉淀法制备了磷钨酸银（Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O）催化剂,通过FT IR、UV Vis、XRD、EDX、 SEM、NH3 TPD 对其进行了表征,并用于催化乙酸与正丁醇酯化合成乙酸正丁酯反应。结果表明,合成的〖JP〗Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O 具有Dawson结构,呈微球状,粒子大小在200～300 nm范围;同时具有Brnsted酸和Lewis酸的弱酸中心、强酸中心和超强酸中心,可发挥Brnsted酸性和Lewis酸性催化剂的双重作用,在乙酸和正丁醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在优化反应条件下,即醇/酸摩尔比20、反应温度120℃、催化剂质量分数048%（以反应物质量计）、反应时间20 h条件下,酯化率可达970%。催化剂易回收重复使用,重复使用5次,酯化率仍可保持在863%。     

纳米NaY分子筛的合成优化

以工业级水玻璃为硅源,在无模板剂、无导向剂、无添加剂的条件下,成功地合成了粒径小于100 nm的NaY分子筛,并采用XRD、FT IR、SEM、粒度分析、N2吸附 脱附、ICP、29Si和27Al NMR等手段对其进行表征。考察了合成体系中n(Na2O)/n(Al2O3)、n(H2O)/n(Al2O3)及初始凝胶陈化温度与陈化时间对NaY分子筛晶粒大小的影响,并与常规工业NaY进行比较。结果表明,增大n(Na2O)/n(Al2O3),有利于减小NaY分子筛的晶粒尺寸,但同时也降低了其 相对结晶度,当n(Na2O)/n(Al2O3)大于17时,导致NaY分子筛向P型分子筛转变;降低n(H2O)/n(Al2O3),有利于生成小晶粒NaY分子筛,但当n(H2O)/n(Al2O3)低于240时,就会出现P型杂晶。NaY分子筛的平均粒径随着初始凝胶陈化温度的升高而减小,但当陈化温度达到70℃时, 得到P型分子筛产物;随着初始凝胶陈化时间的延长,NaY分子筛的粒径逐渐变小,陈化时间长于5 h时,就会出现P型杂晶。在n(Na2O)/n(Al2O3)为16、n(H2O)/n(Al2O3)为360、65℃陈化4 h的优化合成条件下,合成了平均粒径在80 nm左右且粒度分布较窄的NaY分子筛,其骨架nSi/nAl=218。     

四乙基氢氧化铵后晶化处理对ZSM-5分子筛结构及其甲醇制丙烯催化性能的影响

采用四乙基氢氧化铵（TEAOH）溶液对以四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂合成的高硅ZSM 5分子筛进行“后晶化”处理,制得晶内扩孔的多级孔ZSM 5分子筛。采用X 射线衍射仪（XRD）、N2物理吸附、透射电子显微镜（TEM）、氨气程序升温脱附仪（NH3 TPD）等对母体及改性后的ZSM 5分子筛进行物化性能表征,并采用固定床微反应装置考察其在甲醇制丙烯（MTP）反应中的催化性能。结果表明,TEAOH后晶化处理使高硅ZSM 5分子筛形成晶内介孔,在相对结晶度保留较高的同时,介孔孔容增加超过50%,成为具有微、介孔结构的多级孔分子筛。在反应温度480℃、反应压力01 MPa、甲醇/水质量比1/1、甲醇质量空速45 h-1的条件下,多级孔ZSM 5分子筛的丙烯碳基收率比母体ZSM 5分子筛略有提高,寿命由改性前的25 h增加至100 h。     

正庚烷脱氢生成烯烃反应机理的模拟研究

采用基于密度泛函理论的量子化学方法研究了催化重整过程中正庚烷脱氢生成烯烃的反应过程。通过对比2条不同的反应路径得出, Pt原子在脱氢反应中生成的Pt H活性中心具有吸取单电子的能力,具有较强的脱除氢自由基的催化能力。反应过程中,正庚烷首先在0价态的Pt原子表面发生化学吸附,随后发生脱除氢自由基反应,生成庚基自由基和Pt H活性中心,优先生成2 庚基自由基,最低反应能垒为7589 kJ/mol;庚基自由基直接与Pt H催化剂活性中心发生化学吸附,进一步发生脱除氢自由基反应,生成庚烯与Pt H2,优先生成2 庚烯,最低反应能垒为1752 kJ/mol;最终,庚烯从Pt H2表面发生脱附,随后Pt H2发生脱附反应生成H2和再生的0价态的单Pt催化剂。该反应路径中最大反应能垒为7589 kJ/mol。实验证明,正庚烷脱氢生成正庚烯的反应过程中优先生成2 庚烯。     

H-SAPO-34分子筛磷改性机理及作用

选取n(Si)/n(Si+Al+P)为0120和0086两种H SAPO 34分子筛进行磷改性,制备出一系列(n(P)/n(Si)为033~167)磷改性H SAPO 34分子筛样品。采用XRD、XRF、SEM、BET、NH3 TPD和29Si NMR、27Al NMR、31P NMR手段分析磷改性H SAPO 34分子筛的物相、孔结构和酸性以及骨架元素Si、P、Al的化学配位,并通过脉冲微反实验考察磷改性对H SAPO 34分子筛催化甲醇制烯烃（MTO）反应活性和烃产物分布及选择性的影响。〖JP2〗结果表明,对H SAPO 34进行磷改性时,在高温水蒸气作用下,磷氧化物能够均匀分布在H SAPO 34〖JP〗分子筛晶体的外表面,并随机与表面的骨架Al、P发生化学配位,引起骨架结构中的P-O-Al键和Si-OH-Al键断裂;随着n(P)/n(Si)增加,表面骨架铝的配位数提高,促进了AlPO4鳞石英相生成,以及Si-O-Al键断裂和Si(OSi)4无定形相析出,伴随着孔结构破坏、相对结晶度下降以及酸量降低。采用n(P)/n(Si)为033~133范围内的磷改性H SAPO 34分子筛催化MTO反应,随着n(P)/n(Si)的增加,产物中C4、C5烃的含量有所下降,C2烃的含量明显增加,择形性提高,乙烯选择性提高。     

氯化条件对正己烷异构化Pt/Al2O3催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了Pt/Al2O3催化剂,在250和300℃下氯化不同时间,得到两个系列的Pt/Al2O3 Cl催化剂。采用BET、NH3 TPD、Py IR等方法表征了制备的催化剂。以正己烷为原料,在反应温度140℃、压力20 MPa、体积空速12 h-1、氢/油摩尔比2的条件下,考察了Pt/Al2O3 Cl催化剂的异构化催化活性和异构产物选择性。结果表明,在相同温度下,氯化时间越长,Pt/Al2O3 Cl的比表面积越小,孔径越大。在250℃氯化时,氯化时间越长,催化剂酸量和氯质量分数越高,催化正己烷异构化活性和异构产物选择性越高;但在300℃氯化时,氯化时间超过1 h,所得Pt/Al2O3 Cl的酸量和氯质量分数下降,催化性能变差。氯化后的Pt/Al2O3 Cl催化剂只有L酸位,经异构化反应评价后催化剂既有L酸又有B酸。300℃氯化1 h最佳,所得Pt/Al2O3 Cl催化正己烷异构化的转化率为8405%,2〖DK〗,2 二甲基丁烷选择性为2654%;连续运行300 h,催化剂活性几乎不改变。     

焙烧温度对MoO3-ZrO2的结构及异构化催化性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵和聚苯乙烯微球乳液为混合模板剂,采用水热法合成MoO3 ZrO2复合型氧化物。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、N2吸附 脱附、X射线衍射(XRD)和吡啶吸附原位红外光谱（Py IR）对不同焙烧温度制备的MoO3 ZrO2进行表征。以正己烷异构化反应为探针,采用小型固定床反应器评价了MoO3 ZrO2异构化催化活性。结果表明,焙烧温度对MoO3 ZrO2的晶相结构、表观形貌、织构性能及酸中心的影响显著。当焙烧温度为700℃时,催化剂主要以四方晶相ZrO2形式存在,样品表面光滑、孔隙发达,呈现出包含大孔和无序堆积介孔的多孔结构,具有最适宜的比表面积和超强酸量,同时表现出较高的异构化催化活性,其正己烷异构化转化率为48.6%,异构体的选择性为70.2%。