Rh/SiO2催化剂上双环戊二烯氢甲酰化

采用浸渍法制备了SiO₂低负载量的铑催化剂Rh/SiO₂。研究以三苯基膦为配体的Rh/SiO₂催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷不饱和单醛的催化性能及其影响因素。结果表明,Rh/SiO₂催化剂对双环戊二烯氢甲酰化具有良好的催化作用,双环戊二烯合成三环癸烷不饱和单醛选择性超过99%。双环戊二烯氢甲酰化过程与催化剂用量、三苯基膦浓度、反应压力和反应温度有关。反应过程中存在一定诱导期,随着压力增加,诱导期逐渐缩短;增加催化剂用量和三苯基膦浓度有利于提高双环戊二烯转化率和三环癸烷不饱和单醛收率;升高温度虽然有利于双环戊二烯转化,却降低了三环癸烷不饱和单醛选择性。当催化剂与双环戊二烯质量比为1∶25、三苯基膦浓度10.0 g·L^－1、负载铑质量分数1‰、反应温度110 ℃、反应压力3.0 MPa和反应时间240 min时,双环戊二烯转化率超过99%,三环癸烷不饱和单醛选择性超过99%。     

一种合成三环癸烷二甲醛的方法

正本发明涉及一种合成三环癸烷二甲醛的方法,该方法为在催化剂的催化作用下将双环戊二烯在中低压力下氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛;催化剂为担载性催化剂,催化剂的活性组分为铁,钴或铑中的一种或两种,采用沉淀、洗涤、烘干、焙烧、还原活化和膦配体改性等步骤制备催化剂,再将制备的催化剂用于合成三环癸烷二甲醛。     

基于溶剂极性的双环戊二烯氢甲酰化反应探索研究

以三苯基膦改性的铁磁性氧化物担载的钴铑双金属为催化剂,考察了不同极性溶剂对双环戊二烯（DCPD）氢甲酰化反应合成三环癸烷不饱和单醛和三环癸烷二甲醛的影响。结果表明,溶剂的极性对反应速率和目标产物的选择性有较大的影响,三环癸烷不饱和单醛的生成速率随着溶剂极性的增加呈现增加的趋势;三环癸烷二甲醛的反应速率和选择性随着溶剂极性的增加先增加后降低。以极性值为5.4的丙酮作为溶剂时,合成三环癸烷二甲醛最佳,选择性达到了72%。     

三苯基膦和亚磷酸酯类配体在双环戊二烯氢甲酰化反应中的对比研究

以具有不同取代基的三苯基膦和亚磷酸酯为配体,铁磁性的钴铑双金属为催化剂,考察双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷不饱和单醛的反应。结果表明,反应存在一定的诱导期,诱导期越短,反应速率越快;配体上的取代基对反应活性和产物选择性具有显著影响,吸电子取代基催化活性较高,诱导期较短,反应速率较快,但选择性较低。亚磷酸酯配体中以亚磷酸三苯酯效果最好,与三苯基膦相比,转化率和选择性均相对较低。在考察的配体中,三苯基膦作为配体,三环癸烷不饱和单醛选择性最高,达97%。     

双环戊二烯加氢NiMox/γ-Al2O3催化剂耐硫特性的研究

研究了钼元素及其添加量对镍基催化剂在双环戊二烯（DCPD）加氢反应中耐硫特性的影响规律。催化 剂∶DCPD =1∶10,反应温度150℃,压力3.5 MPa,转速600 r/min,噻吩浓度为：500 mg/L时,Ni/γ-Al₂O₃催化剂的双环戊二烯8、9位双键的加氢速率显著降低,3、4位双键的加氢活性完全抑制; 而NiMo_0.2/γ-Al₂O₃催化剂,在4 h内完成加氢反应,四氢双环戊二烯（endo-THDCPD）收率达到98%,抗硫特性显著提高。不同镍钼比的系列催化剂中,NiMo_0.2/γ-Al₂O₃具有最好的加氢活性与耐硫特性。0~2000 mg/L噻吩浓度内,低浓度条件下,NiMo_0.2/γ-Al₂O₃催化剂对双环戊二烯的加氢活性高,选择性好;随着噻吩浓度增加,催化性能有所下降,2000 mg/L时,加氢反应延长至6 h,endo-THDCPD收率降至95%。     

催化异构化合成挂式四氢双环戊二烯

对催化异构化桥式四氢双环戊二烯合成挂式四氢双环戊二烯的反应进行了研究。考察了无水AlCl₃催化下，溶剂、溶剂用量、催化剂用量和反应时间对转化率以及选择性的影响。结果表明，以CH₂Cl₂为溶剂，CH₂Cl₂和桥式四氢双环戊二烯的用量比为0.8，催化剂用量为20％，反应时间为3 h，桥式四氢双环戊二烯的转化率为97.12％，挂式四氢双环戊二烯的选择性为99.28％。     

Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

B2O3改性Na2CO3催化剂用于甲醇脱氢制无水甲醛

以B₂O₃为助催化剂,采用研磨混合法改性Na₂CO₃催化剂,在固定床反应器中催化甲醇脱氢制备无水甲醛,考察催化剂的组成和反应条件等对催化反应的影响,采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、SEM和CO₂-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,以B₂O₃为助催化剂采用机械研磨混合法改性的Na₂CO₃催化剂,增加了催化剂的比表面积,在(10～30) nm增加了大量的孔道,平均孔径达18.44 nm,比表面积为1.65 m²·g^-1,且B₂O₃分布均匀,改性后的催化剂碱性降低,在催化甲醇脱氢制备无水甲醛的反应中,催化活性明显高于Na₂CO₃催化剂,表明B₂O₃改性Na₂CO₃催化剂能提高甲醇转化率和甲醛选择性。在B₂O₃/Na₂CO₃催化剂中B₂O₃质量分数为30%、甲醇进料质量分数为26%、反应温度为650 ℃和甲醇重时空速为2.94 h^-1条件下,甲醇转化率达59.97%,甲醛选择性达83.28%。     

Fe3O4/MWCNTs湿式催化降解PVA废水

通过共沉淀法将Fe₃O₄负载到多壁碳纳米管中,制备Fe₃O₄/MWCNTs纳米材料。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)、N₂物理吸附仪和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对样品的结构、形貌和表面性能进行了表征。结果表明,Fe₃O₄成功负载到MWCNTs表面,并且表现出良好的分散性和均一性。在等号pH=2.5、催化剂添加量为1.5 g/L、反应温度为275℃、氧气压力为1.0 MPa条件下,将Fe₃O₄/MWCNTs纳米材料作为催化剂,采用湿式氧化法降解质量浓度为2%的PVA废水,反应120 min后,降解率为93.6%,黏均分子量降低了99.0%,溶液中的大分子酚、醛和酮类等物质被氧化为相对分子质量较小的酸类物质等,实现了对PVA废水的降解。     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ-Al₂O₃、HZSM-5、TiO₂、SiO₂和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO₂反应。结果表明,Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO₂,可以明显改善Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O₂和H₂O对催化剂活性的影响较大,CO₂对催化剂的影响较小。XRD结果表明,FeS₂是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS₂转变为催化惰性的Fe₇S₈而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO₂反应体系中引入O₂后,Fe/γ-Al₂O₃催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe₂O₃,导致催化剂失活。     

钴的引入对双环戊二烯氢甲酰化担载Rh催化剂的性能影响

以双环戊二烯(DCPD)氢甲酰化反应为探针反应,系统考察了无机氧化物担载的Rh催化剂上引入Co后对性能的影响。实验结果表明:Co的引入不仅可以大幅度的提高DCPD氢甲酰化产物三环癸烷二甲醛(DFTD)的选择性,而且可以加快DFTD的生成速率;相对于Rh催化剂,引入Co之后,DFTD的选择性可以提高20%以上,DFTD的选择性最高可达88.7%。为研究Rh催化剂上引入Co对催化剂活性和目标产物选择性大幅提高的原因,分别对催化剂进行了程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)的表征。TPR的结果显示Co和Rh发生了相互作用,Rh的还原峰明显发生了一定的位移;TPD的结果显示Rh在载体表面的分散性有降低的趋势,表面的Rh活性物种有一定的减少。结合实验数据和表征数据,Rh催化剂上引入Co使催化活性和产物选择性提高的原因可归结为:Co和Rh发生了相互作用;Co的引入虽然造成了表面Rh含量降低,但是形成了高于Rh的活性的新物种,从而导致了催化剂活性和目标产物选择性大幅提高。     

Regioselectivity in Hydroformylation of Aryl Olefins Using Novel Rhodium Polyether Phosphinite Catalysts

Polyethylene glycol based diphosphinite ligands and their Wilkinson type Rh-polymeric carbonyl complexes were prepared for homogeneous hydroformylation of styrenes. The effect of reaction variables such as temperature, pressure, P/Rh ratio, Substrate/Rh ratio, phosphine and phosphinite ligands on the activity and selectivity performance were discussed in detail. The catalyst showed a high rate of reaction, TON and tunable regioselectivity depending upon reaction conditions as compared to conventional Rh-phosphine based catalysts.     

苯乙烯氢甲酰化反应铱基催化剂的改性研究

研究了无机盐对铱基催化剂在苯乙烯氢甲酰化反应中催化性能的改进。结果表明:铱基的羰基配合物Ir2(CO)8对反应具有较好的催化活性和较高的选择性,NaCl对催化剂的改性效果较好。最佳反应条件:甲苯作溶∶PCO=1∶1),NaCl∶Ir2(CO)8=1∶1(摩尔比),苯基丙醛的产率剂,Ir2(CO)8作催化剂,温度100℃,压力5.0MPa(PH2达到64.5%,i/n=2.48。     

改性Raney Ni催化剂用于加氢合成间苯二甲胺

采用改性RaneyNi催化剂 ,研究了溶剂、温度、压力、催化剂用量对间苯二甲腈 (IPN)加氢合成间苯二甲胺 (m XDA)反应的影响。结果表明 ,该催化剂在以甲醇、甲苯为混合溶剂 ,V(甲醇 )∶V(甲苯 )=1∶2 ,当m(溶剂 )∶m(IPN) =3∶1,反应温度 70℃、压力 6 0～ 7 0MPa、催化剂用量为原料质量 10 %时 ,IPN转化率接近 10 0 % ,m XDA收率达 97%。失活催化剂经再生 ,即能恢复其性能。     

Gas-Phase Hydroformylation of Propene over Silica-Supported PPh3-Modified Rhodium Catalysts

Heterogeneous rhodium catalysts supported on SiO₂ were modified with PPh₃ for the gas-phase hydroformylation of propene to produce n- and isobutanal. High selectivity to aldehydes was achieved, with no propane or alcohols formed. Investigation of the effects of reaction temperature, reactant partial pressures, total pressure, and PPh₃/Rh ratio suggested that the supported catalyst behaved similarly to the homogeneous catalyst. In particular, the supported catalyst showed similar activation energies and partial and total pressure dependences of the reaction rates to those observed in homogeneous, liquid-phase reactions. The first order dependence of the hydroformylation rate on the partial pressures of propene, CO, and H₂ individually led to a cubic dependence of butanal formation on total pressure for equimolar reactant mixtures. High regioselectivity with a typical n/i ratio of 14 was achieved.     

负载型双金属催化剂催化间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺

采用浸渍法制备活性炭负载Ni、Ru、Rh单金属及Ni-Ru、Ru-Rh双金属催化剂,考察反应温度、反应压力和m(催化剂)∶m(间苯二甲腈)对间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺的影响。结果表明,Ni-Ru/C催化活性高于Ru/C和Ni/C,通过分步浸渍法制备的Ni-Ru/C催化活性优于一步浸渍法。以甲醇和甲苯为混合溶剂,在m(催化剂)∶m(间苯二甲腈)=1∶20、反应温度120℃、反应压力4.0 MPa和1 000 r·min-1条件下,无需加入碱性抑制剂,间苯二甲胺收率最高可达97.78%。     

丁腈橡胶催化加氢反应研究

氢化丁腈橡胶具有良好的耐油性和耐氧性,广泛应用于汽车和石油行业,通过丁腈橡胶溶液均相催化加氢制得,采用铑类和钯类均相催化剂。考察不同溶剂、催化剂及m(Ru)∶m(丁腈橡胶)对丁腈橡胶加氢的影响。采用红外光谱法和核磁法对氢化丁腈橡胶的结构进行分析,筛选出价廉、活性高和选择性高的催化剂。结果表明,在丁腈橡胶加氢反应中,丁酮可作为溶剂,Ru(PPh3)3Cl2催化剂具有高活性和高选择性。在丁酮200 m L、丁腈橡胶5 g、Ru(PPh3)3Cl2催化剂、m(Ru)∶m(丁腈橡胶)=0.000 20∶1、反应温度140℃、氢压8.0 MPa和反应时间4 h条件下,加氢度和选择性均达到100%,具有与Rh(PPh3)3Cl相当的催化性能。     

酸性离子液体催化苯胺和二氧化碳合成二苯基脲

以苯胺和二氧化碳为原料催化合成二苯基脲是一条绿色工艺路线,重点对Lewis酸类离子液体催化该反应性能进行了研究。考察了一系列碱性和Lewis酸性催化剂的催化性能,以及溶剂对该反应的影响,结果表明,以无水AlCl₃为催化剂和乙腈为溶剂组成的反应体系效果较好。以氯铝酸类离子液体为催化剂兼溶剂,考察了离子液体阴阳离子、CO₂初始压力、反应时间、反应温度以及催化剂用量等因素对二苯基脲合成反应的影响。结果表明,以［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体为催化剂兼溶剂,在CO₂初始压力为1 MPa、反应时间为7 h、反应温度为160℃、AlCl₃/苯胺质量比为1∶1的条件下,苯胺的转化率、二苯基脲的收率及选择性分别为18.1%、17.9%和98.9%。此外,提出了［Bmim］Cl-AlCl₃离子液体催化苯胺和二氧化碳的反应机理。