4-甲氧基环己酮的绿色合成

在Al_2O_3负载的镍基纳米催化剂作用下进行了4-甲氧基苯酚催化加氢反应,然后使用双氧水对加氢反应液进行催化氧化合成4-甲氧基环己酮。在催化加氢反应中,考察了沉积-沉淀法和浸渍法及反应条件对催化剂活性和稳定性的影响。通过XRD、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)及TEM等对催化剂进行了表征,结果发现,沉积-沉淀法制备的Ni/Al_2O_3-DP催化剂中活性粒子分散度高、粒径较小,并且活性粒子与载体之间有较强的作用力,具有比浸渍法制备的Ni/Al_2O_3-IMP催化剂更好的活性和稳定性。在4-甲氧基苯酚的加氢反应中,以Ni/Al_2O_3-DP为催化剂,最佳的反应条件为:反应温度423 K、反应压力4.0 MPa、反应时间1.0 h、m(4-甲氧基苯酚)∶m(Ni/Al_2O_3-DP)=6∶1。在氧化反应中,探究了氧化条件对反应活性的影响,结果表明:当n(4-甲氧基环己醇)∶n(双氧水)=1.0∶2.5时,353 K反应20 h,目标产物4-甲氧基环己酮的选择性可达95.3%。     

4-甲氧基苯酚催化加氢制备4-甲氧基环己酮

[目的]对4-甲氧基苯酚催化加氢制备4-甲氧基环己酮的工艺路线进行优化。[方法]以对4-甲氧基苯酚为原料,通过催化加氢制备4-甲氧基环己酮。[结果]在反应温度100℃,氢气压力0.8 MPa,底物浓度25%条件下,4-甲氧基环己酮最高摩尔收率达到95.3%,实验室自制Pd/C催化剂套用4次后,活性与选择性均无明显下降。     

对甲氧基苯酚催化选择性加氢制对甲氧基环己酮

采用饱和浸渍法制备了Pd/Al_2O_3催化剂,借助N_2吸附、XRD、H_2-TPD和NH_3-TPD对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上考察反应条件对催化剂催化加氢性能的影响以及在优选条件下催化剂的稳定性。结果表明,催化剂比表面积和孔径较大,活性金属Pd主要以微晶形式分散在催化剂表面,催化剂表面Pd含量较高,催化剂以中强酸为主。反应温度对催化剂活性影响较大,适当提高反应压力和空速有利于对甲氧基环己酮选择性的提高。乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,反应温度140℃,反应压力0.5 MPa,对甲氧基环己酮质量空速0.4 h~(-1)条件下连续反应30天,对甲氧基苯酚转化率维持在99%以上,对甲氧基环己酮选择性维持在85%以上。     

工艺条件对钯系催化剂乙炔选择性加氢性能的影响

为了研究工艺条件对钯系催化剂选择性加氢性能的影响,制备Pd/Al_2O_3、Pd-Ag/Al_2O_3和Pd-Ag/Al_2O_3-KOH催化剂,并在微型催化剂评价装置上进行乙炔选择性加氢反应,考察了工艺条件(压力、空速)对催化剂性能的影响。结果表明,随着压力的升高,催化剂活性提高,乙烯选择性会下降;随着空速的提高,催化剂乙炔转化率先升高后降低,MAPD转化率迅速下降,乙烯选择性提高。     

烷基苯酚加氢用Pd/C催化剂性能研究

采用浸渍法制备不同助剂改性的Pd/C催化剂,并与未添加助剂的Pd/C催化剂对比,考察不同助剂对苯酚加氢制备环己酮用Pd/C催化剂性能影响。结果表明,助剂Zn对催化剂活性和选择性影响较小,助剂Mg、Fe、Co使烷基苯酚加氢用Pd/C催化剂活性和选择性均有所提升,且以CoCl2为Co源,质量含量为2.0%Co修饰的Pd/C催化剂效果较优,催化剂重复使用性能良好。     

催化加氢法绿色合成N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺

N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺是生产偶氮型分散染料的一类重要中间体。现有的工业生产方法仍全部采用铁粉还原。笔者开发了一种高效的Pd/C催化剂,分别选用甲醇和水作为反应溶剂,实现了高活性、高选择性和高稳定性地催化加氢制备N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺。为了抑制原料和产物在水溶液中的副反应,添加少量碱性助剂可以提高目标产物的选择性,最高达到99.3%。     

催化加氢法绿色合成肛N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺

N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺是生产偶氮型分散染料的一类重要中间体.现有的工业生产方法仍全部采用铁粉还原.笔者开发了一种高效的Pd/C催化剂,分别选用甲醇和水作为反应溶剂,实现了高活性、高选择性和高稳定性地催化加氢制备Ⅳ-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺.为了抑制原料和产物在水溶液中的副反应.添加少量碱性助剂可以提高目标产物的选择性,最高达到99.3%.     

稀土改性Ni/γ-Al_2O_3催化糠醛加氢制2-甲基呋喃的研究

采用超声-浸渍方法制备负载型Ni/γ-Al_2O_3及稀土(nRE∶nNi=1∶100)改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂。以糠醛加氢制2-甲基呋喃为探针反应测试催化性能。结果表明,反应温度为310℃时,Ni/γ-Al_2O_3催化剂糠醛转化率为100%,对2-甲基呋喃选择性为95.3%;添加稀土Nd和Eu改性后,催化剂活性不变,对2-甲基呋喃的选择性从95.3%分别提高到96.2%和97.4%。     

Pd/C催化剂制备条件优化及其在4-氨基二苯胺生产中的应用

采用浸渍法制备了Pd/C催化剂,考察了催化剂制备过程中加料方式、还原方法、载体种类、钯质量分数和浸渍液质量浓度对催化剂性能的影响,得到了制备Pd/C催化剂的优化工艺条件:载体为NH-03型活性炭,浸渍液质量浓度为20 g/L,采用滴加的方式将PdCl_2溶液加至活性炭浆液中,还原剂为(w)20%的次亚磷酸钠溶液,钯质量分数为5%。优化制备条件下制得的Pd/C催化剂用于催化加氢制备4-氨基二苯胺,表现出较好的活性,其中4-硝基二苯胺和4-亚硝基二苯胺转化率均可达到100%,4-氨基二苯胺选择性大于99%,加氢反应时间小于30 min。催化剂SEM表征结果表明:自制的Pd/C催化剂表面活性炭载体凸起部分与Pd粒子粒径相当,有利于Pd粒子在活性炭表面的负载,提高Pd粒子的吸附牢固度和分散性,进而提高了Pd/C催化剂的活性。     

助剂Ba对Pd/Al_2O_3和Pt/Al_2O_3催化剂的C1-C3烷烃催化燃烧性能的影响

通过浸渍法制备了Al_2O_3负载的Pd和Pt催化剂,考察催化剂的甲烷、乙烷和丙烷催化燃烧活性,以及助剂Ba对催化性能的影响。对于Pd/Al_2O_3催化剂,加入Ba使活性物种PdO颗粒变大和还原温度升高,形成更稳定的PdO活性物种,是Pd-Ba/Al_2O_3催化剂活性提升的主要原因。对于Pt/Al_2O_3催化剂,加入Ba助剂使活性物种Pt0含量降低,PtO_x与Al_2O_3载体相互作用增强,使PtO_x物种更难被还原为Pt~0,导致Pt-Ba/Al_2O_3催化剂活性降低。Pd和Pt催化剂催化烷烃氧化反应活性规律一致:丙烷乙烷甲烷。Pd/Al_2O_3催化剂有利于C—H键活化,Pt/Al_2O_3催化剂有利于C—C键活化。Pt/Al_2O_3催化剂对C1-C3烷烃氧化活性的差别明显大于Pd/Al_2O_3催化剂。Pt/Al_2O_3催化剂对碳比例高的烷烃活性更高。     

Al18B4O33 aluminium borate: A new efficient support for palladium in the high temperature catalytic combustion of methane

Well crystallised aluminium borate Al₁₈B₄O₃₃ has been synthesised from alumina and boric acid with a BET area of 18 m²/g after calcination at 1100 °C. Afterwards, 2 wt.% Pd/Al₁₈B₄O₃₃ was prepared by conventional impregnation of Pd(NO₃)₂ aqueous solution and calcination in air at 500 °C. The catalytic activity of Pd/Al₁₈B₄O₃₃ in the complete oxidation of methane was measured between 300 and 900 °C and compared with that of Pd/Al₂O₃. Pd/Al₁₈B₄O₃₃ exhibited a much lower activity than Pd/Al₂O₃ when treated in hydrogen at 500 °C or aged in O₂/H₂O (90:10) at 800 °C prior to catalytic testing. Surprisingly, a catalytic reaction run up to 900 °C in the reaction mixture induced a steep increase of the catalytic activity of Pd/Al₁₈B₄O₃₃ which became as active as Pd/Al₂O₃. Moreover, the decrease of the catalytic activity observed around 750 °C for Pd/Al₂O₃ and attributed to PdO decomposition into metallic Pd was significantly shifted to higher temperatures (820 °C) in the case of Pd/Al₁₈B₄O₃₃. The existence of two distinct types of PdO species formed on Al₁₈B₄O₃₃ and being, respectively, responsible for the improvement of the activity at low and high temperature was proposed on the basis of diffuse reflectance spectroscopy and temperature-programmed desorption of O₂.     

邻氯对硝基甲苯催化加氢反应研究

主要对邻氯对硝基甲苯液相加氢制2B油催化剂和工艺进行研究。考察稀土改性及浸渍溶剂对催化剂性能的影响,反应条件对邻氯对硝基甲苯转化率和产物选择性的影响,最后考察了催化剂稳定性。研究表明,Ce改性及乙醇浸渍可使PdCe/Al_2O_3催化剂活性增加,在反应温度120℃、反应压力0.8 MPa和质量空速0.4 h~(-1)的条件下,邻氯对硝基甲苯转化率和邻氯对氨基甲苯选择性最高,连续运行30天,邻氯对硝基甲苯转化率保持在99.5%以上,邻氯对氨基甲苯选择性保持在99.3%以上。     

Effective enhancement of the electrochemical properties for Na2FeP2O7/C cathode materials by boron doping

In recent years, the composite materials based on polyanionic frameworks as secondary sodium ion battery electrode material have been developed in large-scale energy storage applications due to its safety and stability. The Na₂FeP₂O₇/C (theoretical capacity 97 mA·h·g^-1) is recognized as optimum Na-storage cathode materials with a trade-off between electrode performance and cost. In the present work, The Na₂FeP₂O₇/C and boron-doped Na₂FeP_2-BO₇/C composites were synthesized via a novel method of liquid phase combined with high temperature solid phase. The non-metallic element B doping not only had positive influence on the crystal structure stability, Na⁺ diffusion and electrical conductivity of Na₂FeP₂O₇/C, but also contributed to the high-value recycling of B element in waste borax. The structure and electrochemical properties of the cathode material were investigated via X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and charge/discharge cycling. The results showed that different amounts of boron doping had positive effects on the structure and electrochemical properties of the material. The initial charge/discharge performances of born doped materials were improved in comparison to the bare Na₂FeP₂O₇/C. The cycle performance of the Na₂FeP_1.95B_0.05O₇/C showed an initial reversible capacity of 74.8 mA·h·g^-1 and the high capacity retention of 91.8% after 100 cycles at 1.0 C, while the initial reversible capacity of the bare Na₂FeP₂O₇/C was only 66.2 mA·h·g^-1. The improvement of apparent Na⁺ diffusion and electrical conductivity due to B doping were verified by the EIS test and CVs at various scan rate. The experimental results from present work is useful for opening new insight into the contrivance and creation of applicable sodium polyanionic cathode materials for high-performance.     

The catalytic activity and surface characterization of Ln2B2O7 (Ln=Sm, Eu, Gd and Tb; B=Ti or Zr) with pyrochlore structure as novel CH4 combustion catalyst

Ln₂B₂O₇ (Ln=Sm, Eu, Gd and Tb; B=Zr or Ti) with pyrochlore structure was prepared by sol–gel method for the high-temperature catalytic combustion. The crystal structure of Ln₂B₂O₇ was identified by XRD and their surface area was about 4 m²/g after calcinations at 1200 °C. Catalytic activity of methane combustion was observed for Ln₂Zr₂O₇ series and the best catalyst was Sm₂Zr₂O₇. Its relative reaction rate per unit surface area at 600 °C was 2 cm³/m² min, which was twice higher than that of Mn-substituted Sr hexaaluminate. From surface analysis by XPS, the low binding energy of each Ln element of Ln₂Zr₂O₇ compared to that of Ln₂Ti₂O₇, gave the catalytic activity of methane combustion.     

Na2SO4掺杂含MgO铝酸钙熟料的结构表征及浸出性能

使用分析纯MgO、CaCO₃、SiO₂、Al₂O₃与Na₂SO₄在1350℃保温1 h合成了掺杂Na₂SO₄的含MgO铝酸钙熟料,在Na₂CO₃溶液体系下研究了其氧化铝浸出性能,通过XRD等分析手段对其晶体结构和自粉化性能进行了研究。结果表明,Na₂SO₄可以显著提升铝酸钙熟料的浸出性能,Na₂SO₄掺杂量由0%提高到4%,熟料的氧化铝浸出率由61.89%提高到92.01%,继续添加Na₂SO₄,浸出性能趋于稳定。由XRD结果可知,Na₂SO₄促使20CaO·13Al₂O₃·3MgO·3SiO₂（Q相）发生分解并使其转变为12CaO·7Al₂O₃（C₁₂A₇）。Na⁺进入C₁₂A₇晶格引起晶格畸变,从而提高C₁₂A₇的氧化铝浸出性能。Na₂SO₄的加入降低了熟料的自粉化性能,Na₂SO₄掺杂量由0%提高到6%,熟料的自粉率由97.46%下降到85.34%,当Na₂SO₄掺杂量达到10%后,熟料自粉率仅为36.3%。     

CO偶联合成草酸二甲酯催化剂研究

采用浸渍法制备CO偶联制备草酸二甲酯用负载型Pd催化剂,考察载体、浸渍方法、Pd含量、助剂对Pd催化剂性能的影响。根据傅里叶变换红外光谱研究Pd/α-Al_2O_3负载型催化剂上CO偶联制草酸二甲酯的反应机理。结果表明,采用α-Al_2O_3载体,Pd质量分数4‰,掺杂助剂Cu的蛋壳型的Pd/α-Al_2O_3催化剂上,草酸二甲酯时空收率达到735.7 g·(L·h)~(-1)。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性,并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明,酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响,先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中,H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳,在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h),选择性达到91%。     

助剂对Pd/γ-Al2O3催化剂一步法合成二甲醚反应稳定性的影响

采用浸渍法制备了一系列不同助剂下的负载型Pd/γ-Al₂O₃催化剂,考察了助剂类型对Pd/γ-Al₂O₃催化剂一步法合成二甲醚（STD）反应稳定性的影响规律;采用氮吸附、XRD、H₂-TPR及TG等多种表征手段考察了稳定性试验前后以及烧炭再生后催化剂的表面物化性质及结构变化。结果表明,助剂成分对Pd/γ-Al₂O₃催化剂的STD反应稳定性影响显著。相比Pd/γ-Al₂O₃催化剂,添加CeO₂可以提高Pd在γ-Al₂O₃表面的分散度,但会覆盖表面的部分酸性位,一定程度上提高了催化剂的活性和稳定性,但仍存在Pd烧结和积炭现象;添加复合助剂CeO₂-ZrO₂后形成的Ce-O-Zr固熔晶面能显著促进Pd均匀分散,提高催化剂的抗积炭能力和抗烧结能力,催化剂的活性和稳定性更高;经SO₄^2-改性后Pd/γ-Al₂O₃催化剂会因为表面积炭加剧和表面硫流失严重,中强酸酸性位减少而快速失活。CeO₂-ZrO₂-Pd/γ-Al₂O₃催化剂经历20h的稳定性试验后CO转化率仍保持59%以上,二甲醚选择性65%以上,烧炭再生后催化活性恢复至新鲜催化剂的91.83%。     

钛硅分子筛的改性对环己烷氧化反应的影响

使用不同改性液H_2SO_4-H_2O_2、(NH_4)_2CO_3-H_2O_2、(NH_4)HF_2-H_2O_2和(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2混合溶液对中空钛硅分子筛进行改性。采用XRD、UV-Vis和拉曼光谱进行表征分析,考察改性前后钛硅分子筛在环己烷氧化反应的催化性能。结果表明,改性过程没有破坏钛硅分子筛的MFI拓扑结构,但提高了钛硅分子筛相对结晶度,并脱除了部分锐钛矿相TiO_2;与未改性钛硅分子筛相比,环己醇和环己酮选择性及H_2O_2有效利用率明显提高,以改性液(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2改性钛硅分子筛效果最佳,醇酮选择性提高12.78个百分点,H_2O_2有效利用率提高17.33个百分点;(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2混合溶液改性钛硅分子筛显著降低H_2O_2用量,在己内酰胺生产过程中有很好的应用前景。