UCST型玫瑰红催化剂的制备与催化合成N-苯基四氢异喹啉类化合物

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为原料，合成了聚合物P(MMA-DMC)，通过P(MMA-DMC)对玫瑰红（RB）的吸附作用，制得UCST（高临界溶解温度）型RB催化剂〔P(MMA-DMC)-RB〕。测定了聚合物的相对分子质量、UCST温度以及P(MMA-DMC)-RB在溶液中溶解再析出的稳定性，研究了P(MMA-DMC)-RB在催化N-苯基四氢异喹啉衍生物与硝基甲烷反应的催化活性与稳定性。结果表明，DMC含量为0.5%~2%时(DMC含量以MMA物质的量为基准计算)，UCST温度在35~42℃，P(MMA-1%DMC)-RB经过四次溶解-沉淀实验后，回收量仍可达到首次的93%以上；在N-苯基四氢异喹啉衍生物和硝基甲烷的CDC（交叉脱氢偶联反应）反应中，P(MMA-1%DMC)-RB具有较高的催化活性，催化性能与常规玫瑰红RB相当，在反应温度为45℃，白色1W LED光源下反应8h，产物四氢异喹啉衍生物的收率在80%以上，并且该UCST型RB催化剂具有良好的套用性和稳定性，循环套用8次后，四氢异喹啉衍生物的收率从90.2%降为77.9%。     

磷改性对NiMo/γ-Al2O3硫化物催化剂硫醚化性能的影响

采用P对NiMo/γ-Al₂O₃硫化物催化剂进行改性,研究P与金属组分浸渍次序对催化剂结构和硫醚化性能的影响。结果表明,P改性通过抑制金属组分与γ-Al₂O₃间相互作用促进金属组分硫化、增加催化剂表面金属位数量,同时P改性也提高了催化剂表面酸量。P改性前后硫化物催化剂中均形成了Ni₃S₂物相,但未检测到MoS₂物相。先浸渍及后浸渍P组分均提高了催化剂硫醚化性能;P物种和金属组分共浸渍制备催化剂利于异戊二烯选择加氢生成异戊烯。此外,P改性催化剂酸量增加促进了烯烃聚合。总体而言,先浸渍Ni-Mo组分后浸渍P组分所制备的硫化物催化剂性能较佳。     

CO2合成醇酯类化学品和高分子材料研究进展

我国作为煤炭大国,燃烧化石燃料产生大量CO₂。通过化学作用将CO₂转化为能源燃料、基础化学品或高分子材料,有利于实现碳氧资源综合利用。从CO₂直接利用和间接利用的角度出发,分别综述了CO₂资源化利用研究进展。直接利用方面,重点阐述了CO₂直接加氢合成甲醇和乙醇;同时CO₂可作为羰化剂合成有机碳酸酯和高分子材料,包括碳酸二乙酯、聚碳酸酯和CO₂基可降解聚合物。在间接利用方面,重点综述了CO₂经碳酸乙烯酯的酯交换反应合成碳酸二甲酯,以及碳酸乙烯酯加氢制备甲醇联产乙二醇的研究进展。CO₂加氢直接合成甲醇催化剂主要包括铜基催化剂、贵金属催化剂,由于贵金属的成本高,廉价的Cu基催化剂研究较为广泛。CO₂加氢直接合成乙醇研究较广泛的催化剂为贵金属(Rh、Pd、Ru)基催化剂体系,还需进一步研究廉价、高活性和高稳定性的催化剂。CO₂与乙醇直接合成碳酸二乙酯(DEC)研究较多的催化剂为铈基多相催化剂,但由于生成物中水分的影响,限制了DEC的收率。环氧化物和CO₂耦合反应生成DEC过程中不产生水,可以有效克服热力学的限制,因此高能化合物与CO₂的耦合路线是高效制备DEC的有效途径。CO₂与环氧化物共聚制备聚碳酸酯材料多采用稀土三元催化剂体系,环氧化物的转化率和聚碳酸酯选择性较高,目前已经实现工业应用。CO₂通过碳酸乙烯酯与甲醇酯交换合成DMC,多使用碱性较强的催化剂和含碱性基团的离子交换树脂。CO₂经碳酸乙烯酯加氢制备甲醇和乙二醇的反应中,铜基催化剂展现出优异的催化性能。CO₂化学转化利用是CO₂碳氧资源综合利用的重要途径,将有效支撑我国未来碳中和目标实现。     

木质素基温敏聚合物包覆布洛芬及其缓释行为的研究

以自制的木质素基聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(Lignin-g-PDMAPS)温敏聚合物为原料,采用乙醇/氯化钠抗溶剂法自组装制备木质素温敏聚合物包覆布洛芬纳米颗粒(IBU@LTPN),研究IBU@LTPN在不同温度和pH值下的释放行为。通过差示扫描量热计(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)进行性能和结构表征。通过抗蛋白吸附实验和细胞毒性试验评价其安全性。结果表明,IBU@LTPN的最高临界溶解温度(UCST)为38.55℃,IBU@LTPN的形貌为椭球形。IBU@LTPN包覆率为68.55%。IBU@LTPN显示出良好的温敏特性,温度大于UCST时,42℃时,48 h累计释放量达到75%,而温度小于UCST时,38℃时,48 h累计释放量为36%。而且IBU@LTPN具有一定的pH响应特性,具有明显的抗特异性蛋白吸附性能且使用的剂量是安全的。     

Pd@CMP-1催化剂的制备及其催化硝基芳烃化合物的性能

以H₂PdCl₄为金属前体、共轭微孔聚合物(CMP-1)为载体,利用浸渍还原法首次合成了Pd含量为1%的负载型Pd@CMP-1加氢催化剂。以H₂为氢源、硝基芳烃化合物的加氢反应为探针,对催化剂的加氢性能进行了评价。用稀HNO₃对载体进行预处理,探究稀HNO₃对载体的影响。并通过XRD、TEM及BET等手段对催化剂进行分析表征,结果表明:Pd@CMP-1具有720m²/g的比表面积,Pd纳米颗粒均匀分散在载体CMP-1上,用稀HNO₃对载体进行预处理将改变CMP-1的结构性能,不利于催化剂的制备。考察了温度和压力对反应体系的影响,实验结果表明体系在2MPa、100℃条件下具有较高的反应活性。并通过几种硝基芳烃的加氢反应可知:Pd@CMP-1催化剂是一种高效环保的加氢催化剂,具有优秀的加氢性能以及一定的循环性能。     

磷化镍催化异丁烷临氢脱氢制异丁烯

以SiO₂为载体,结合浸渍法和程序升温还原法制备磷化镍催化剂,考察了不同n(Ni)/n(P)和不同Ni负载量等对催化剂的结构及异丁烷脱氢性能的影响。运用透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),程序升温还原(H₂-TPR),氢气程序升温脱附(H₂-TPD)等表征手段考察催化剂的组成与结构、还原性能及氢吸附性能。研究结果表明:Ni/P比对催化剂表面的物相有较大影响,n(Ni)/n(P)为1.0和0.5时,形成Ni₂P相;n(Ni)/n(P)为1.5时,形成Ni₁₂P₅。随着Ni负载量的增加,活性组分Ni₂P粒子尺寸变大,但分散度降低。磷化镍能够催化异丁烷脱氢制异丁烯,但Ni₂P的催化活性要比Ni₁₂P₅高,经实验研究发现,当Ni/P比为1.0、负载量为10%、n(H₂)/n(i-C₄H₁₀)=1.0、空速为800 h^-1时,在460 ℃反应时,对异丁烯的选择性可达到80%。     

甲烷直接催化氧化制甲醇催化剂及反应机理

研究甲烷合成甲醇的催化剂及催化机理是甲烷直接催化氧化制甲醇的关键。本文综述了甲烷合成甲醇的Pt系催化剂、Pd系催化剂、Rh系催化剂、Fe改性沸石催化剂、Cu改性沸石催化剂、改性金属有机框架材料催化剂以及相应的催化机理。结果表明,Pt系催化剂中K₂PtCl₄、Pt(bpym)Cl₂、Pt(bipy)Cl₂催化甲烷制甲醇机理为亲电取代反应。Pd系催化剂中Pd(OAc)₂在CF₃COOH水溶液中通过多步电子传递链将甲烷转化为甲醇;Pd/C在乙酸水溶液中催化甲烷合成甲醇是亲电取代和活性氧物种氧化两种机理共同作用的结果。Rh系催化剂中的Rh/ZSM-5、Rh/TiO₂通过锚定在载体孔道内的一价Rh与CO、H₂O和O₂作用将甲烷转化为甲醇。Fe、Cu改性沸石催化剂及改性金属有机框架材料催化剂通过均裂、异裂等自由基反应转化甲烷得到甲醇。指出研究高效活化甲烷分子和抑制甲醇深度氧化催化剂的设计、制备及深入探究其催化机理仍然是今后的研究重点。     

二硒化钴电催化剂的制备及氧还原性能测试

具有高附加值的绿色环保型氧化剂——过氧化氢(H₂O₂)的需求日益增加，急需发展绿色且安全的H₂O₂合成新方法。两电子氧还原反应(2e^-ORR)是一种制备H₂O₂的高效方法，其中催化剂的高效率和高选择性是2e^-ORR的关键。对二硒化钴(CoSe₂)电催化剂的制备和性能测试实验进行了探索。首先，通过联氨还原法制备钴纳米粒子；然后，通过简单的固相反应并在不同温度下退火制备CoSe₂电催化剂；最后，通过一系列的表征方法对CoSe₂电催化剂的表面形貌、晶型、电化学及其稳定性等进行了研究。为2e^-ORR电催化剂CoSe₂的进一步研究和应用开发提供借鉴。     

TiO2载体特性对二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

以自制的大比表面介孔二氧化钛晶须作为加氢脱硫催化剂的载体,采用一步浸渍法制备了MoO₃-NiO/TiO₂催化剂,并用 X 射线衍射、N₂ 吸附-脱附、SEM、拉曼衍射等技术对载体和催化剂进行了表征,考察了TiO₂晶须材料作为二苯并噻吩(DBT)上加氢脱硫(HDS)催化剂载体的性能及优越性,并详细考察了不同TiO₂载体的晶型与比表面积对催化剂加氢脱硫反应活性的影响。结果表明,TiO₂介孔晶须具有较为活泼的锐钛矿相和晶须形貌,同时提供了大的比表面积和特殊的孔道结构,在温度280℃、氢分压2.0 MPa、氢/油体积比400、体积空速4 h^-1的温和条件下,DBT转化率即可接近100%。比表面积相近时,催化剂的脱硫效果依次为锐钛矿相>混晶>金红石相;同为锐钛矿相TiO₂载体,催化剂的脱硫效果随着比表面的增大而增加。     

助剂对ZnO/ZrO2物化性质及催化性能的影响

CO₂加氢制甲醇是实现碳中和目标的有效途径。尽管已报道的ZnO/ZrO₂催化剂具有高活性和稳定性,但其催化性能仍有望进一步提高。采用浸渍法制备得到一系列不同元素掺杂的Ma-ZnO_x/ZrO₂催化剂,并通过评价发现只有Ga促进了ZnO/ZrO₂催化剂催化CO₂加氢制甲醇。其中,5%Ga-ZnO_x/ZrO₂催化剂表现出优异的催化性能,在反应条件：P=3 MPa、T=320℃、V(H₂)∶V(CO₂)=4∶1、气体质量空速(WHSV)=24 000 mL/(g·h)时CO₂转化率为7.2%,甲醇选择性为81.0%,甲醇时空产率可达410 mg/(g·h),是ZnO/ZrO₂的1.26倍,且在反应100 h内催化性能无明显衰减。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)表征发现,适量Ga助剂的掺入可以促进催化剂中氧空位的形成。...     

Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

CeO2复合改性ZSM-5分子筛用于催化甲醇制丙烯研究

在甲醇制丙烯(MTP)反应中,ZSM-5分子筛较强的酸性易使甲醇与ZSM-5接触发生氢转移、芳构化等二次反应,堵塞孔道,使得其微孔结构更加不利于分子的扩散,加速催化剂积碳失活,导致丙烯选择性和丙烯/乙烯(P/E)比值下降。因此,本文利用催化活性较高的CeO₂对ZSM-5分子筛进行复合改性以达到有效降低其酸性并增大介孔的目的来提高丙烯选择性和P/E比。通过XRD、NH₃-TPD和N₂吸脱附技术表征,研究了不同ZSM-5硅铝比(摩尔比)、两相质量比(m(CeO₂)/m(ZSM-5))对CeO₂/ZSM-5复合催化剂物化性质的影响。在反应温度480 ℃、重时空速2.6 h^-1、N₂流量100 mL·min^-1、常压纯甲醇进料的条件下,考察了所制备的复合催化剂催化MTP的性能。结果表明,硅铝比为250、m(CeO₂)/m(ZSM-5)为1∶4的复合催化剂比以往研究结果具有更优异的MTP催化性能,甲醇转化率为99.9%,丙烯选择性为42.78%,P/E比为6.3。     

线性温敏性聚合物嵌段调控的ReO4-智能离子印迹聚合物的设计制备及其吸附分离性能研究

首先采用可逆加成断裂聚合法(RAFT),合成了线性温敏性聚合物聚N,N-二乙基丙烯酰胺(PDEA),之后将其引入到以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、N,N-二乙基丙烯酰胺(DEA)为功能单体,ReO₄^-为模板离子,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,甲醇和水混合溶液(V_甲醇∶V_蒸馏水=3∶7)为溶剂的离子印迹聚合物制备体系,自组装完成后,用Vc-H₂O₂引发聚合,制备出一种线性温敏性聚合物嵌段调控的智能离子印迹聚合物——ReO₄^--IIP。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对ReO₄^--IIP的结构和形貌进行了表征,以电感耦合等离子体发射光源(ICP-AES)为表征手段对ReO₄^--IIP的吸附分离性能进行了评价。结果表明：ReO₄^--IIP被成功...     

构型异构聚(降冰片烯羧酸甲酯)的合成及性能

以外型和内型为主的5-降冰片烯-2-羧酸异构体混合物为原料，通过Fischer酯化并结合柱色谱分离的方法，得到了单一构型的5-降冰片烯-2-羧酸甲酯exo-MeNB和endo-MeNB,并利用¹H和¹³C-NMR证明单体结构。以这2种单体为原料，通过Grubbs二代催化剂引发开环易位聚合，得到了构型异构的降冰片烯羧酸甲酯聚合物(P(exo-MeNB)和P(endo-MeNB)),并且，通过GPC、¹H-NMR、FTIR表征了聚合物的分子量和结构。另外，还研究了构型异构对聚合物热力学性能的影响。研究结果表明，2种聚合物热分解温度均大于400℃,均具有较好的热稳定性；二者的玻璃化转变温度(T_g)存在较大差异，P(endo-MeNB)的T_g为85℃,而P(exo-MeNB)仅为56℃;除此以外，P(endo-MeNB)储能模量达到1 049 MPa, P(exo-MeNB)仅为802 MPa。     

还原温度对Mo基催化剂物相及其加氢脱氧性能的影响

以碳纳米管(CNTs)为载体,通过控制催化剂合成的还原温度制备了一系列负载型Mo基催化剂。采用XRD、TEM、N₂物理吸附、XPS以及NH₃/H₂-TPD等技术对催化剂进行了表征,并研究了Mo基催化剂对硬脂酸催化加氢脱氧性能的影响。结果表明:随着还原温度的升高,催化剂表面的Mo物种逐渐被还原,还原过程为:MoO₃→MoO₂→Mo→Mo₂C。还原温度为450℃和550℃时,催化剂的活性相为MoO₂;还原温度为600℃时,催化剂的活性相为MoO₂/Mo/β-Mo₂C的混合相;还原温度为650℃和700℃时,催化剂的活性相全部转化为β-Mo₂C。与活性相MoO₂催化剂相比,β-Mo₂C催化剂具有更高的加氢脱氧活性。此外,还原温度为600℃的MoO₂/Mo/β-Mo₂C混合相催化剂因具有较大的比表面积、较多的酸中心数量和较强的H₂吸附能力,使得该催化剂在硬脂酸加氢脱氧反应中表现出最优越的催化活性。     

复合无机盐CuSO4/Fe2(SO4)3催化合成乙酸异戊酯

乙酸异戊酯通常在浓硫酸催化下由乙酸和异戊醇酯化制得,由于浓硫酸的氧化和脱水作用存在产品纯度低和色泽深等缺点,开发性能更加优良的酯化催化剂以代替硫酸成为研究热点。为考察复合无机盐催化剂CuSO₄/Fe₂(SO₄)₃合成乙酸异戊酯的催化性能,研究乙酸和异戊醇为原料在复合无机盐CuSO₄/Fe₂(SO₄)₃催化下的酯化反应,并考察催化剂用量、反应时间和乙酸与异戊醇物质的量比对乙酸酯化率的影响。结果表明,在乙酸用量0.1 mol、异戊醇用量0.2 mol、催化剂用量0.8 g、反应时间2.0 h和带水剂环己烷用量10 mL条件下,酯化率高于93%。催化剂具有催化活性高、操作简单和不污染环境等优点。     

CO2甲烷化催化剂的研究进展

CO₂甲烷化反应因其可以将温室气体CO₂转化为清洁能源(CH₄)而受到广泛关注。本文介绍了CO₂甲烷化反应的机理与热力学研究进展,分析了CO₂甲烷化催化剂活性中心、粒子尺寸和载体效应对催化剂反应性能的影响规律。介绍了高熵合金、溶出型金属等新型催化剂在CO₂甲烷化反应中的应用,总结了影响Ni基CO₂甲烷化催化剂反应稳定性的2个主要因素(粒子烧结和硫中毒)以及提高Ni基催化剂抗烧结和抗硫中毒的举措(利用限域效应、添加CeO₂等),从而为新型CO₂甲烷化催化剂的研究和开发提供理论基础。最后,对CO₂甲烷化催化剂的研究开发进行了展望。     

制备条件对Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂-Al₂O₃复合载体, 以柠檬酸为络合剂, 浸渍法制备了负载型Ni₂P/TiO₂-Al₂O₃催化剂前体, 程序升温H₂还原法制备了Ni₂P/TiO₂-Al₂O₃催化剂, 并用 X 射线衍射(XRD)、N₂吸附比表面积(BET)测定技术对催化剂的结构和性质进行了表征, 考察了浸渍方法、Ni/P摩尔比、Ni₂P负载量对其进行的二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响。结果表明, 当Ni/P比低于1:1时, 能得到单一的Ni₂P物相;当Ni/P比为2:1时, 开始出现Ni₃P物相。采用Ni/P比为1:1、Ni₂P负载量为30%、采用共浸渍方法制备的Ni₂P/TiO₂-Al₂O₃催化剂具有最好的活性, 在360℃、3.0MPa、氢油比500 (体积比)、液时体积空速2.0h^-1的条件下反应4h时, 二苯并噻吩转化率为99.5%。     

乙酰丙酮钴(Ⅱ)对甲苯液相空气氧化反应的催化性能

以乙酰丙酮钴(Co(acac)₂)为催化剂,在1 L高压搅拌反应釜中研究了其对甲苯液相空气氧化反应的催化性能和反应产物分布,考察了催化剂用量对甲苯转化率和苯甲酸收率的影响,并考察了不同温度下不同催化剂用量时的催化剂寿命。结果表明,Co(acac)₂催化甲苯液相氧化是平行连串的复杂反应,Co(acac)₂的催化活性存在"催化-抑制转换"现象,适宜的催化剂用量为0.0044%(质量分数);催化剂的寿命随反应温度变化存在一个最大值,165℃时催化剂寿命最长,反应温度较低(<165℃)时催化剂更容易失活;在165℃、Co(acac)₂用量为0.0044%时,反应4 h,甲苯转化率为19%,苯甲酸收率为80%;与醋酸钴、环烷酸钴等钴盐催化剂相比,Co(acac)₂催化剂具有用量少、催化活性时间长的优点,可有效地减缓钴盐结垢现象,Co(acac)₂催化剂对甲苯液相空气氧化反应具有良好的催化性能。     

载体对负载型银催化剂催化乳酸乙酯氧化制丙酮酸乙酯的影响

为了提高电解银催化剂催化乳酸乙酯选择性氧化制丙酮酸乙酯的性能,选用SiO₂,α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃为载体,制备了负载型银基催化剂。系统地考察了催化剂的载体类型、负载量和焙烧温度对反应的影响,并通过X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等手段对负载型银基催化剂进行了表征。证明了游离的Ag⁺离子和带正电荷的银团簇Ag_n^δ+是该反应的活性物种,当载体类型为α-Al₂O₃,银负载量为7.8%,焙烧温度为600℃时得到性能较佳的催化剂。在反应温度为340℃、氧和乳酸乙酯物质的量比为1.4、液时空速(LHSV)为0.6 h^-1的条件下,乳酸乙酯的转化率为96.8%,丙酮酸乙酯的选择性达90.7%。经过100 h反应后的催化剂仍具有较高活性,通过原位烧炭可...