Ru/ZrO_2催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯

分别通过甲醇热反应和水热反应制备了不同晶形的ZrO_2载体,再采用浸渍还原法制备了Ru/ZrO_2催化剂,利用XRD,CO_2-TPD等方法分析了催化剂的结构与性质,并考察了催化剂催化乙酰丙酸(LA)加氢制备γ-戊内酯(GVL)的影响因素。实验结果表明,利用甲醇热反应、氮气中焙烧制得的四方相ZrO_2载体(ZrO_2-A)表面具有适宜的弱酸弱碱性,易于LA分子的吸附和活化,可能是Ru/ZrO_2-A催化LA加氢制备GVL性能优异的原因。该催化剂在Ru的负载量为1.0%(w)、180℃、H_2压力3.0 MPa、水为溶剂的条件下反应90 min,GVL收率为100%。     

调控反应条件引导磁性铜镍催化剂催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯的反应路径

采用溶胶凝胶法制备了铁磁性的铜镍催化剂,将其用于乙酰丙酸(LA)加氢合成γ-戊内酯(GVL)的反应中。在120~200℃、2~5MPa、m(催化剂)/m(乙酰丙酸)=0.1~0.3、m(水)/m(乙酰丙酸)=0.5~5的反应条件下,开展了一系列反应探索引导乙酰丙酸合成γ-戊内酯的反应路径。研究表明,LA加氢生成GVL有两条不同的路径:在低于150℃、高于2MPa,m(催化剂)/m(乙酰丙酸)0.2的反应条件下,反应路径为乙酰丙酸先转化为羟戊酸,然后和甲醇酯化为羟戊酸甲酯,再经酸催化生成GVL;相反,在高于150℃、低于2MPa、m(催化剂)/m(乙酰丙酸)0.2的反应条件下,反应路径为LA先和甲醇酯化生成乙酰丙酸甲酯,再加氢生成GVL。很显然,通过调控反应条件可以引导LA合成GVL的反应路径。     

呋喃胺的催化制备过程及应用前景

2-呋喃甲胺、2,5-呋喃二甲胺等呋喃胺类化合物,是功能性很强的含氮精细化学品,一般由糠醛、5-羟甲基糠醛等生物质原料制备。反应过程往往伴随着偶联、呋喃环加氢等副反应,开发高活性、高选择性催化剂是制备的关键。简述了呋喃胺类化合物的制备路线及机理,详细阐述了Ru、Rh、Pd、Ni、Co、化学酶等催化剂对呋喃胺合成反应的性能和影响规律及反应器工程问题。最后,对呋喃胺类化合物在药物合成、环氧树脂固化剂、聚合物、特殊功能型材料等方面的应用进行了举例说明,并提出了呋喃胺类化合物催化制备和应用的发展方向。     

天然矿物埃洛石负载钌催化剂的制备及其催化对苯二酚加氢性能

以天然矿物埃洛石纳米管（HNTs）为载体,采用浸渍沉淀法制备了Ru/HNTs催化剂,利用透射电子显微镜（TEM）、BET法、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）法等对催化剂性质进行了表征,同时考察了其催化对苯二酚液相加氢制1,4-环己二醇的反应性能,并与Ru/Ti O2催化剂的活性进行了对比。结果表明,与HNTs载体相比,Ru/HNTs催化剂比表面积和孔容略有增大,平均孔径略有减小;在反应压力为3.5 MPa,反应温度为150℃,反应时间为3 h的条件下,Ru/HNTs催化剂的活性高于Ru/Ti O2,前者转化率可达65.8%,选择性约为40%。     

对苯二胺加氢制备1,4-环己二胺的工艺研究

研究了负载型Ru/介孔碳催化剂在对苯二胺加氢制备1,4-环己二胺反应的催化性能,包括催化剂载体预处理、反应温度、压力、助剂以及原料浓度等对反应的影响,并考察了Ru/介孔碳催化剂的循环套用性能。结果表明,以盐酸处理过的介孔碳为载体的负载钌催化剂对该反应具有较高催化性能。最佳工艺条件为:以盐酸处理介孔碳为载体的10%Ru/MC催化剂,异丙醇为溶剂,LiOH为助剂,反应温度120℃,压力8 MPa;在此条件下对苯二胺的转化率为100%,1,4-环己二胺的选择性高达92%以上,产物反顺比35∶65。     

Ru-Sn-B催化剂制备及对苯二甲酸催化加氢反应的研究

以Al_2O_3为载体,采用共浸渍法制备Ru-Sn-B催化剂,并用于对苯二甲酸(PTA)催化加氢制备对苯二甲醇(BDM)反应。通过程序升温还原(TPR)、化学吸附及程序升温脱附(TPD)等手段对催化剂进行了表征,并考察了Sn、B用量对催化性能的影响。结果表明,当Ru负载量为5%,n(Sn)/n(Ru)=0.8:1,n(Ru+Sn)/n(B)=1:15,采用H_2还原制备的催化剂对羧基加氢具有较好的活性和选择性。     

金属配合物/Y分子筛复合材料用于消除水中苯酚的催化性能

采用自由配体法将金属配合物ML封装于Y型沸石的孔腔中,制备出系列ML/Y催化剂.采用XRD、FT-IR和DRS对所制备的催化剂进行表征,并考察了该系列催化剂在消除水中苯酚加氢反应中的催化性能.结果表明,金属元素的性质、配体的结构和其上取代基的性质对所制备催化剂的加氢活性产生很大影响.其中以Ru为中心原子和Salen为配体所制备的Ru(Salen)/Y催化剂在消除水中苯酚加氢反应中的活性最高,在反应温度100℃、H2压2.5 MPa和反应时间2 h的条件下,苯酚的转化率可达97.3%.所制备的复合催化剂在所采用的反应条件下具有良好的稳定性,可重复使用.     

取代基对Ru-Schiff碱配合物/Y催化剂加氢性能的影响

采用自由配体法将系列Ru(5,5′-X2-salen)(X=H,C l,B r,CH3O;salen为N,N′-双水杨醛亚乙基二亚胺)配合物封装于Y型沸石的孔腔中,制备出系列Ru(5,5′-X2-salen)/Y催化剂。采用X射线衍射、氮吸附、等离子发射光谱、傅里叶变换红外光谱、漫反射紫外可见光谱和差热分析对所制备的催化剂进行了表征,并考察了该系列催化剂对苯加氢反应的催化性能。实验结果表明,不同性质基团对配合物芳环上氢原子的取代不仅可改变封装配合物的电子和光谱性质,而且还对所制备催化剂的加氢活性产生很大影响。具有吸电子基团和给电子基团取代基的催化剂的加氢活性均低于未被取代的催化剂,Ru-salen/Y催化剂的加氢活性最高,苯的转化率可达75.2%。Ru(5,5′-X2-salen)/Y催化剂在苯加氢反应中具有良好的稳定性,可重复使用。     

Ru/MCM-41催化苯选择加氢制环己烯

采用浸渍法制备了Ru/MCM-41催化剂,用于催化苯选择加氢制环己烯反应.为提高环己烯选择性,向催化剂中加入Zn助剂,考察了不同Zn母体对Ru/MCM-41催化性能的影响.结果表明,Zn的加人影响了Ru的还原,从而影响了其催化性能.当使用ZnCl2或Zn(OAc)2为Zn母体时,Ru容易被还原,Ru/MCM-41催化剂表面活性中心数量增加,从而使其催化活性增加;当使用Zn(NO3)2为Zn母体时,部分Ru不易被还原,相应的Ru/MCM-41催化活性有所降低;ZnSO4为Zn母体时,ZnSO4的存在使MCM-41表面显酸性,在催化苯选择加氢反应中,由于表面酸中心和Ru加氢中心的共同存在,使得苯加氢反应存在两条路径,因此反应速率增加,苯转化率增加,并且由于表面酸中心有利于环己烯的吸附,从而易使其发生深度加氢.     

Ru/TiO_2+ZSM-5复合催化剂上糠醛和乙醇高效转化制乙酰丙酸乙酯

采用沉积还原法制备了不同载体(MO_x=TiO_2、SiO_2、Al_2O_3、Mg O和ZrO_2)负载的Ru催化剂,采用水热法合成了不同硅铝物质的量比(n(Si)/n(Al)=23、66、96、160和∞)的氢型ZSM-5分子筛,组成Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂,对其在生物质平台化学品糠醛(FAL)和乙醇(EA)转化制乙酰丙酸乙酯(ELE)反应中的催化性能进行了研究。结果表明,Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂的性能与其还原性和酸性密切相关。中等粒径的Ru纳米颗粒高度分散在TiO_2载体上以及Ru和TiO_2之间存在的强相互作用使得Ru/TiO_2既具有较高的FAL转化率又能抑制ELE过度加氢反应。由Ru/TiO_2与酸密度高的低硅铝比ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)混合组成的Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂,对FAL和EA转化制ELE具有良好的催化性能,在180°C下反应16 h,FAL转化率达96.7%,ELE收率达76.7%。此外,该双功能Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂也表现出良好的稳定性,重复使用多次后活性无明显降低。     

对苯二甲酸催化加氢反应研究

以活性炭为载体,采用浸渍法制备了Ru/C催化剂,采用XRD、H2-TPR、XPS、SEM和N2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征,并将其用于对苯二甲酸(PTA)催化加氢制备对苯二甲醇(BDM),考察了Ru含量、浸渍液pH和还原温度对催化剂性能的影响.实验结果表明,Ru含量为3.0％(w)、还原温度为350℃、浸渍液pH...     

MOF衍生的高选择性加氢芳香硝基化合物的石墨碳包覆镍催化剂

针对芳香硝基化合物的催化选择性加氢反应,开发可替代贵金属催化剂的低成本、高效非贵金属催化剂,对于芳香胺类化合物的绿色生产具有重要意义。利用简易、可规模化的制备方法,以镍—2,5-吡啶二羧酸金属有机框架为前驱体,热解制备了氮掺杂石墨碳包覆镍纳米催化材料（Ni@CN）。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、元素分析、N2吸脱附等检测手段对Ni@CN的物化性质进行了表征,并对其催化性能进行了评价。结果表明,Ni@CN可在温和条件下（85℃,1.0 MPa H2)高效加氢含取代官能团的芳香硝基化合物生成对应的芳香胺类化合物。对比试验表明,镍纳米颗粒是Ni@CN的加氢活性中心,而石墨碳壳的存在有利于优先吸附硝基官能团。此外,进一步考察了Ni@CN的循环使用性能以及抗硫化物中毒的特性。     

Wisconsin大学开发生物质中间体转化为运输燃料新技术

由James Dumesic等人带领的Wisconsin大学研究人员于2010年2月27日宣布,开发出生物质中间体转化为运输燃料新技术,该工艺过程可将由生物质衍生的碳水化合物产生的中间体γ-戊内酯（GVL）的水溶液,转化成分子范围适当的液体烯烃,可替代采用一体化催化系统的运输燃料,而无需外部氢源或贵金属催化剂。     

油酯加氢脱氧反应机理研究进展

采用可再生资源（如植物油、动物油和废弃油脂等）制备生物柴油是有效解决能源供给问题和化石燃料引发的环境问题的有效途径之一。综述了油脂加氢脱氧（HDO）制得的生物柴油具有的优点及涉及的反应,并详细叙述了催化反应机理。重点介绍了贵金属催化剂（如Rh、Pt、Pd和Ru）和过渡金属Mo和Ni催化剂用于油脂HDO的反应机理,阐述了催化剂中金属种类、载体性质和助剂等对油脂催化HDO反应机理的影响,并对其未来的发展进行了展望。通过对催化剂HDO反应机理的深刻理解,以及对活性组分的优化与组合,能有效调控相应催化剂的HDO反应性能,为生物柴油工业化生产奠定了良好的理论基础。     

CO/CO2催化加氢双功能催化剂新进展

CO/CO2催化加氢制高附加值化学品是降低石油资源依赖、实现碳减排的有效途径。近年来国内外科学家致力于开发新型双功能催化剂,将传统F-T合成催化剂或甲醇合成催化剂分别与H-ZSM-5、SAPO-34等酸性分子筛耦合,实现了CO/CO2催化加氢一步制低碳烯烃、汽油、芳烃等化学品。围绕耦合不同反应,设计高效双功能催化剂,调控产物分布是碳一资源化学利用的关键。综述了“氧化物-分子筛”双功能催化剂发展近况,不同活性组分组合方式、空间距离对CO/CO2选择转化制高附加值化学品反应性能的影响,展望了双功能催化剂发展方向。     

微乳液法制备纳米催化剂及其在加氢反应中应用的研究进展

综述了微乳液法制备纳米粒子、纳米催化剂及其应用方面的研究进展。介绍了超临界微乳液法制备纳米催化剂的特点;重点介绍了微乳液法制备纳米催化剂在不饱和键加氢、芳烃加氢和碳氧化合物加氢反应中的应用,微乳液法制备的纳米催化剂在加氢反应中表现出了较高的催化性能;并提出微乳液法制备纳米催化剂发展的需要解决的问题。     

苯选择加氢制环己烯的研究进展

综述了 Ru催化剂上苯液相选择加氢制环己烯的研究进展 ,着重介绍了化学混合法制备的 Ru催化剂的特征及对苯液相选择加氢制环己烯的影响     

DMO经两种反应路径加氢制乙醇催化剂研究进展

煤基合成气经草酸二甲酯（DMO）加氢制乙醇（EtOH）是合成气间接制EtOH的一条重要路径。在DMO加氢反应过程中,同时存在经乙二醇（EG）中间体加氢制EtOH和经乙酸甲酯（MA）中间体加氢制EtOH两种不同的反应路径。分析了两种不同反应路径的特点,并总结了DMO加氢制EtOH两种不同反应路径所用催化剂及其影响EtOH选择性的关键因素。DMO经EG中间体加氢制EtOH的反应路径通常需要较高的反应温度和多活性位点协同催化,可从载体结构、制备方法以及添加助剂3个方面对常用的Cu基催化剂的催化活性进行调控。DMO经MA中间体加氢制EtOH的反应温度相对较低,常用催化剂以过渡金属碳化物（Mo基和Fe基）为主,但仍存在催化剂加氢能力不足的问题。所总结内容有助于加深对DMO加氢制EtOH两条路径的系统认识,并为未来合理设计和制备高稳定、低成本的DMO加氢制EtOH的催化剂提供参考。     

Ru/氢氧化物催化剂制备表征及液相苯选择加氢反应研究

制备了Ru/La(OH)3、Ru/Mg(OH)2、Ru/TiO2·nH2O、Ru/AlOOH等几种氢氧化物负载型催化剂,使用XRD、XPS对催化剂进行了表征,并研究了其在苯液相选择加氢反应中的应用.结果表明,该类催化剂在没有添加剂修饰的情况下即具有较高的苯选择加氢选择性,远高于浸渍法制备的相应氧化物负载的催化剂.在Ru/La(OH)3催化剂上最高环己烯摩尔收率达到24%、选择性为40%.无机添加剂硫酸锌对反应性能的影响随载体变化而变化.对Ru/AlOOH催化剂,在4.0 g硫酸锌作用下,环己烯摩尔收率可达到35.8%.     

糠醛催化加氢制糠醇催化剂的研究进展

糠醛通过选择性催化加氢可制得糠醇,糠醇是重要的有机化工原料且用途非常广泛。文中阐述了近年来糠醛催化加氢制糠醇催化剂的制备、改性和催化性能方面的研究进展,指出了今后糠醛催化加氢制糠醇催化剂的研究方向。