Co—Fe催藻土催化剂上肉桂醛的选择加氢——反应性能的研究

在固定床反应器中对肉桂醛选择加氢制肉桂醇的反应性能进行了研究。考察了Co-Fe催化剂的活性和选择性;Co负载量、助剂Fe对催化剂选择加氢性能的影响;考察了反应温度、压力、H2的空速等对肉桂醛在催化剂上加氢性能的影响。结果表明,钴／硅藻土催化剂的最佳钴负载量为12％,助催化剂和主催化剂的最佳比为Fe／Co=0．20（mol／mol）。最佳反应温度为423K,反应的压力越高越有利于催化反应,但压力大于4MVa后,肉桂醛的转化率和肉桂醇的选择性提高幅度不大,宜控制在4MVa左右。空速对肉桂醇的选择性影响不大,但空速越高肉桂醛的转化率越低,催化反应中宜控制较低的氢气空速为佳。     

掺杂Co对CNTs负载Pt催化剂上肉桂醛选择性催化加氢性能的影响

研究了Co的掺杂对Pt/CNTs催化剂催化加氢肉桂醛反应性能的影响。结果发现, Co的掺杂对Pt/CNTs催化剂催化加氢活性起到明显促进作用, 并有利于C＝O基团的选择性加氢。Pt-0.17% Co/CNTs催化剂显示了较高的肉桂醇加氢选择性, 在反应条件为70℃、2 MPa和1.5 h时, 肉桂醛的加氢转化率达到97.1％,生成肉桂醇的选择性达到93.6％。同时, 初步研究了该催化剂上肉桂醛催化加氢反应动力学, 催化反应的活化能为26.5 kJ•mol^-1。     

过渡金属改性的Pt/n-Al_2O_3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝(n-Al2O3)负载的Pt-M(M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn)双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M/n-Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt/n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe/n-Al2O3(中性)催化剂中Pt、Fe的含量均为0.3%时,在70℃,2 MPa氢气条件下反应1.5 h,肉桂醛的转化率为100%,肉桂醇选择性高达84.8%。     

过渡金属改性的Pt／n-Al2O3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝（n-Al2O3）负载的Pt-M（M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn）双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M／n·Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt／n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe／n—Al2O3（中性）催化剂中Pt、Fe的含量均为0．3％时,在70℃,2MPa氢气条件下反应1．5h,肉桂醛的转化率为100％,肉桂醇选择性高达84．8％。     

Co/TiO2-SiO2催化剂上肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇

采用等体积浸渍法制备了系列Co/TiO₂-SiO₂催化剂,用于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应体系。系统考察了钴含量、焙烧温度、还原温度、稀土助剂等参数变化对钴催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明,钴催化剂的活性和选择性与其表面钴的晶粒度有一定关系,较大尺寸的钴物种对肉桂醛加氢有利。当Co含量为15%、焙烧温度和还原温度均为823 K时,催化剂表现出良好的加氢性能。稀土助剂La和Ce的引入能改善Co /TiO₂-SiO₂催化剂表面活性组分钴的分散度,提高了钴催化剂的加氢性能。     

BP神经网络优化肉桂醛加氢制肉桂醇反应条件

利用均匀设计的实验结果,采用寻优后的具有泛化能力的3层BP神经网络,优化肉桂醛选择加氢制备肉桂醇反应条件。结果表明,催化剂用量对转化率影响最大,当催化剂用量为0.25～0.3g/mL,反应温度95～100℃,反应压力2.5～3MPa时肉桂醛的转化率最高,达100%;温度对选择性影响最大,当溶剂用量为70mL,反应温度80℃,反应压力1～1.5MPa时肉桂醇的选择性最高,为72%。     

Co/TiO2-SiO2催化剂上肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇

采用等体积浸渍法制备了系列Co/TiO₂-SiO₂催化剂,用于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应体系。系统考察了钴含量、焙烧温度、还原温度、稀土助剂等参数变化对钴催化剂选择性加氢性能的影响。结果表明,钴催化剂的活性和选择性与其表面钴的晶粒度有一定关系,较大尺寸的钴物种对肉桂醛加氢有利。当Co含量为15%、焙烧温度和还原温度均为823 K时,催化剂表现出良好的加氢性能。稀土助剂La和Ce的引入能改善Co /TiO₂-SiO₂催化剂表面活性组分钴的分散度,提高了钴催化剂的加氢性能。     

共沉淀法制备氧化铝负载铜催化剂及其在肉桂醛选择性加氢反应中的应用

采用共沉淀法制备了Al2O3负载Cu催化剂,表征了其晶相、孔结构、表面形貌,考察了制备条件对催化肉桂醛加氢性能的影响. 结果表明,与浸渍法所制催化剂相比,共沉淀法所制催化剂具有更高的肉桂醛加氢活性;随焙烧温度升高,催化剂活性组分粒径增大,肉桂醛的转化率先升高后下降,873 K还原的催化剂的活性最高;随反应温度升高,反应速率迅速上升,肉桂醇的选择性则下降. 在2 MPa和363 K条件下,反应4 h后肉桂醛的转化率为14.7%,肉桂醇的选择性为56.5%.     

肉桂醛选择性加氢Co-Fe/硅藻土催化剂稳定性考察

通过肉桂醛在高压微反固定床上24 h的催化加氢反应,考察了肉桂醛选择加氢的催化剂Co-Fe/硅藻土稳定性。结果表明,肉桂醛选择加氢催化剂Co-Fe/硅藻土在反应初期存在反应的诱导期,诱导期后,肉桂醛转化率70%,肉桂醇选择性80%,肉桂醇收率可达60%以上,且催化性能趋于平稳,表现出良好的催化性能和稳定性。利用XRD、SEM、TG-DSC对反应前后催化剂结构进行表征,发现催化剂经24 h反应,结构不变,表面颗粒分布更细化,无积炭迹象。     

载体对肉桂醛选择性加氢钴基催化剂的影响

以肉桂醛选择性加氢制肉桂醇为探针反应,通过反应筛选出对催化作用有利的载体,并确定催化剂的最佳负载量。催化剂表征结果表明,酸性载体较碱性载体好,在酸性载体中硅藻土具有更好的助催化作用,钴负载在硅藻土上的最佳负载质量分数为12%,载体存在颗粒效应及催化剂金属与载体存在强相互作用,载体影响催化剂的分布、晶体的形状及活性中心的多少。     

超声波对浸渍法制备Co-Fe/硅藻土选择加氢催化剂的影响

以天然多孔性的硅藻土为载体,分别采用超声浸渍和普通浸渍制备了Co含量为12%(质量比)、Fe/Co=0.2(mol/mol)的负载型催化剂,并将其用于肉桂醛选择加氢制肉桂醇的反应。运用SEM、热分析、PLS等表征手段对催化剂的理化性质进行了分析,考察了浸渍方法对催化剂活性金属分散度的影响。加氢实验结果表明,与普通浸渍法相比,超声浸渍法制备的负载型Co-Fe/硅藻土催化剂的催化活性中心明显增多,对肉桂醛选择加氢表现出较好的催化活性和选择性。催化剂表征表明,超声浸渍法制备的负载型Co-Fe/硅藻土催化剂金属分散度明显提高,催化剂与载体的相互作用力增强,催化剂的晶体缺陷数增加,反应活性中心增加,有利于催化性能的提高。     

Zr-SBA-15催化肉桂醛MPV转移加氢性能

以正硅酸乙酯和硝酸氧锆为原料，采用一锅法制备了不同Zr/Si物质的量比的Zr-SBA-15催化剂，借助N2物理吸附、X射线粉末衍射、NH3-程序升温脱附、吡啶-原位红外等考察了Zr/Si物质的量比对Zr-SBA-15结构、织构、表面酸性质及催化肉桂醛Meerwein-Ponndorf-Verley（MPV）转移加氢性能的影响；结合催化剂表征与催化肉桂醛MPV转移加氢性能评价结果，探讨了Zr-SBA-15结构、织构及表面酸性质对其催化肉桂醛MPV转移加氢性能的影响机制。结果表明，所制备的Zr-SBA-15催化剂均呈现规整的六方介孔结构特征，表面酸中心以L酸为主。随Zr/Si物质的量比增加，Zr-SBA-15催化剂的最可几孔径逐渐减小，L酸量持续增加，B酸量变化不大，肉桂醛转化率呈现先增加后趋于稳定的趋势，目标产物肉桂醇选择性增加，副产物1-苯丙烯-2-丙基醚选择性下降。在Zr/Si物质的量比为0.1时，Zr-SBA-15催化剂显示最优的催化性能，肉桂醛转化率为96.2 %，目标产物肉桂醇选择性达到95.2 %，经7次循环后催化剂仍保持90%以上的肉桂醛转化率和95%以上的肉桂醇选择性。     

Co-Fe/硅藻土催化剂的选择加氢活性及其正电子寿命谱

以肉桂醛选择加氢制肉桂醇为探针反应,研究了Co-Fe/硅藻土催化剂选择加氢性能,并采用X射线衍射(XRD)和正电子寿命谱(PAT)研究了助剂铁对催化剂晶体缺陷的影响.研究表明,Fe的引入在保持催化剂选择性不下降的前提下,提高了催化剂活性.钴以Co3O4的形式存在,助剂铁高度分散在催化剂中,随着铁含量的提高,催化剂的XRD谱图出现宽化和弥散.正电寿命谱研究表明,Co-Fe/硅藻土催化剂中主要存在两类晶格缺陷,第一类晶格缺陷的尺寸随铁的加入而减小,缺陷数亦减少;第二类晶格缺陷尺寸随铁的加入而减小,但缺陷数增加.当两种晶格缺陷数适中,催化剂表现出最佳的催化活性,此时正电子寿命第一组分强度I1为45.7%,第二组分强度I2为54.3%时,肉桂醛的转化率为79.6%.     

Zr-SBA-15催化肉桂醛的MPV转移加氢性能

以正硅酸乙酯和硝酸氧锆为原料,采用一锅法制备了不同Zr/Si物质的量比的Zr-SBA-15催化剂,借助N_2物理吸附、XRD、NH_3-TPD、吡啶-原位红外光谱考察了Zr/Si物质的量比对Zr-SBA-15结构、织构、表面酸性质及催化肉桂醛Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)转移加氢性能的影响;探讨了Zr-SBA-15结构、织构及表面酸性质对其催化肉桂醛MPV转移加氢性能的影响机制。结果表明,Zr-SBA-15催化剂均呈现规整的介孔结构特征,表面酸中心以L酸为主。随Zr/Si物质的量比增加,Zr-SBA-15催化剂的最可几孔径逐渐减小,L酸量持续增加,B酸量变化不大,肉桂醛转化率呈现先增加后趋于稳定的趋势,目标产物肉桂醇选择性增加,副产物1-苯丙烯-2-丙基醚选择性下降。在Zr/Si物质的量比为0.10时,Zr-SBA-15催化剂显示最优的催化性能,肉桂醛转化率为96.2%,目标产物肉桂醇选择性达到95.2%,经7次循环后催化剂仍保持90%以上的肉桂醛转化率和95%以上的肉桂醇选择性。     

氧化铝负载钴催化剂在肉桂醛选择性加氢反应中的应用

由共沉淀法制备了氧化铝负载氧化钴前驱体。通过H_2还原和NH_3程序升温还原法分别制备了氧化铝负载钴金属催化剂和钴氮化物催化剂。采用XRD衍射法和程序升温脱附法对催化剂进行了表征。评价了其在肉桂醛选择性加氢反应中的加氢性能。氧化铝负载的钴氮化物催化剂具有较高的肉桂醇选择性。     

Fe对肉桂醛选择性加氢催化剂Co/硅藻土的修饰作用

研究了Fe对负载型选择性加氢催化剂Co/硅藻土上肉桂醛加氢反应的修饰作用。实验结果表明,助剂Fe的加入对肉桂醛的活性和肉桂醇的选择性都有影响,但主要影响体现在催化活性上,选择性影响不明显。当n(Fe)∶n(Co)＜0.20,催化活性由60.69%明显提高到80.63%,再提高n(Fe)∶n(Co),活性又降低。结合XRD、SEM和正电子寿命谱等表征手段,结果发现,Fe对Co₃O₄晶体的完整程度产生影响,导致晶体缺陷数增加,Fe引入使催化剂在载体硅藻土表面分散性更好,分散的单层性更明显,负载在硅藻土上催化剂的晶粒粒径也有变小的趋势。     

Pt/Fe_3O_4@C磁响应核壳催化剂上肉桂醛选择性加氢性能

采用溶剂热法合成了Pt/Fe3O4@C磁响应核壳催化剂,以扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和超导量子干涉磁强计(SQUID)对催化剂的结构和磁性质进行了表征。研究发现Pt颗粒均匀地分散在碳层上,Pt/Fe3O4@C催化剂显示了良好的超顺磁性。研究了Pt/Fe3O4@C磁响应催化剂上肉桂醛(CAL)的选择性加氢反应,结果显示催化剂具有良好的C=O加氢活性,在考察的条件下,肉桂醛转化率在60%左右时,肉桂醇选择性可达96%以上。催化剂在外加磁场作用下可以高效地从液相反应体系中分离,经多次循环使用后仍具有良好的催化性能。     

Ni-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的催化裂化轻汽油选择性加氢

制备了以TiO2/Al2O3为载体的镍基双金属选择性加氢催化剂,并用于催化裂化轻汽油的选择性加氢反应。考察了反应工艺条件对催化剂性能的影响,得出最佳的反应条件为:压力为2.0 MPa,反应温度为80℃,氢油比为40(体积比),空速为5 h-1。催化裂化轻汽油中二烯烃转化率达到98%以上。制备的选择性加氢催化剂具有良好的活性和选择性,其可以在选择性加氢领域获得应用。     

PtSn-丝光沸石催化剂的制备及其肉桂醛加氢性能的研究

利用微乳液法制备了一系列Fe和Sn改性的Pt基催化剂,并将其应用于肉桂醛选择性加氢反应中。通过XRD、TEM、FT-IR、BET、XPS等对催化剂的结构和性质进行表征。结果表明,丝光沸石分子筛可以较好地分散活性组分,双组分负载的催化材料仍保持较好的介孔结构,适量Sn组分的加入提高了Pt物种的分散度,并使Pt物种处于富电子状态。在3.0MPa、80℃条件下,Pt-1Sn-2/H-丝光沸石催化剂的最优催化性能为:肉桂醛转化率为74.0%,肉桂醇选择性为77.0%。催化剂的重复循环反应测试结果表明,催化剂活性组分基本没有流失,催化剂稳定性较好。     

Co/AC催化剂对F-T合成醇产物的影响

以活性炭为载体,采用真空浸渍法制备Co/AC催化剂,在浆态床反应器中考察反应温度、反应压力和空速等条件对F-T合成醇产物的影响。结果表明,升高反应温度对长链烃和醇的生成有利,醇类的选择性随着反应压力的增大而提高,但反应压力增至3.0 MPa后,继续增加反应压力对醇类选择性变化不大;随着空速的增大,液相产物中醇含量虽然增加,但醇的分布无变化。