负载型钯催化剂在选择加氢反应中的应用

介绍了国内外关于负载型Pd催化剂在苯酚和α,β-不饱和醛选择加氢反应中的研究进展。叙述了添加助剂、改变载体及提高分散度等改性方法对Pd催化剂在苯酚选择性加氢制环己酮反应中催化性能的影响;不同方法修饰的Pd催化剂对α,β-不饱和醛类化合物中C=C键和C=O键催化加氢性能的区别。认为负载型Pd基催化剂对于许多不饱和化合物的液相加氢都具有很高的活性及选择性。研究方向主要有H2来源、离子液体固载化等,以使反应条件尽可能温和、催化剂易分离、易回收,并进一步提高其稳定性。     

氮化碳负载钯催化剂催化苯酚加氢制环己酮

为了开发苯酚加氢制环己酮高效催化剂,将脲在550 ℃高温聚合,制备了片层状氮化碳催化剂载体g-CN;负载钯纳米粒子后,得到Pd/g-CN催化剂。采用红外光谱、X射线粉末衍射、透射电镜和X射线光电子能谱对催化剂进行表征。将Pd/g-CN催化剂用于催化苯酚水相加氢,考察了不同载体和反应温度对催化性能的影响,并对催化剂重复使用性能进行研究。结果表明,载体g-CN含有大量的含N基团,能有效稳定金属纳米粒子,从而获得粒径较小、分散较好的Pd纳米粒子;同时,g-CN具有较强碱性,有利于苯酚的吸附,可提高苯酚的反应速率和环己酮选择性。采用负载Pd质量分数2%的Pd/g-CN催化剂,在反应温度80 ℃、反应压力0.1 MPa、n(Pd)∶n(苯酚)=0.02、苯酚1 mmol、水3 mL和反应时间3 h条件下,苯酚可完全转化,环己酮选择性高达99%。Pd/g-CN催化剂制备工艺简单,原料价廉,催化性能优异。     

Pd/KL催化剂高效催化苯酚选择性加氢制环己酮的研究

以KL分子筛为载体,采用浸渍法制备了Pd/KL负载型催化剂,对比了不同载体的钯负载型催化剂的苯酚选择性加氢反应及反应条件等对其催化活性和产物选择性的影响。结果表明,催化剂载体性质对该反应的催化性能具有较大的影响,载体表面碱性较强时,催化剂表现出更高的催化活性;由于KL分子筛载体中特殊的阳离子分布(孔道中必须存在K⁺),使分子筛表面呈碱性,因此表现出优异的催化性能。在反应温度为60℃、反应时间为6 h时,其苯酚转化率可达96. 1%,环己酮选择性达到94. 4%。     

离子液体及负载型钯催化剂在加氢反应中的研究进展

离子液体是在小于100℃条件下呈液态的盐,易溶解,热稳定性、催化性强,被誉为绿色溶剂与催化体系,现已得到了广泛应用。负载型钯催化剂具有表面积大,金属分散性,热稳定性强的特点,不过价格昂贵且目标产物选择性不高、反应机理不稳定。对此,就离子液体与负载型钯催化剂在加氢反应中的应用展开分析。     

乙烯基乙炔选择加氢制丁二烯工艺研究

采用硝酸钯二水化合物(Pd(NO_3)_2·2H_2O)通过等体积浸渍法制备负载型Pd催化剂,在其催化下,乙烯基乙炔(MVA)选择加氢制丁二烯;研究负载型Pd催化剂的制备工艺以及MVA选择加氢制丁二烯的工艺条件,并对催化剂的催化性能及加氢效果进行表征。结果表明:以氧化铝(α-Al_2O_3)为载体,负载Pd质量分数为0.08%,还原温度400℃时,制备的负载型Pd催化剂(Pd/α-Al_2O_3)结晶良好,对载体结构的影响不明显,催化剂的孔结构比较均匀,对MVA选择加氢反应的催化性能好;在MVA选择加氢催化剂评价装置上,在Pd/α-Al_2O_3催化下进行MVA选择加氢反应,较佳工艺条件为反应温度30℃、MVA空速100 mL/(h·g)、炔氢比1.2,反应的主要产物为丁二烯,MVA转化率达到50%,丁二烯选择性达到85%。     

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。     

单分散氮掺杂的碳纳米球负载钯催化氯代硝基苯加氢反应

高效钯炭催化剂的研制是卤代硝基苯选择性加氢还原制备卤代苯胺工艺取得突破的关键。以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体、钯为活性组分,采用浸渍法制备出负载型的Pd/CN-x(x代表碳基载体的焙烧温度),并对其催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺反应的性能进行了研究。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)技术对Pd/CN-x催化剂的形貌、结构及表面化学性质进行了表征分析。考察了不同温度下制备出的碳氮材料负载钯催化剂对氯代硝基苯选择性加氢还原反应活性和选择性的影响。研究结果表明,以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体能够实现金属Pd颗粒的均匀分散,因而催化剂表现出优异的催化加氢性能。其中,Pd/CN-600催化剂表现出100%的3-氯硝基苯转化率,同时对3-氯苯胺的选择性高达76.9%。此外,载体表面含氮官能团影响活性Pd组分的有效分散,进而影响3-氯苯胺的选择性。     

Ni-Cu-Ce-B/γ-Al_2O_3对苯酚选择性加氢制备环己酮的催化性能研究

以NiCl_2、Cu(NO_3)_2、Ce(NO_3)_3为原料,采用等体积浸渍法和KBH4还原法制备Ni-Cu-Ce-B/γ-Al_2O_3催化剂,研究了其催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应性能。考察了反应温度、反应压力、反应时间、液时空速、氢气/苯酚体积比、催化剂用量、不同助剂对反应活性和选择性的影响,通过正交实验筛选出了最佳的反应条件。结果表明,在反应温度为150℃、反应压力为1.0 MPa、反应时间为1.5 h、液时空速为2.0 h~(-1)、氢气/苯酚体积比为50/1时,反应活性达48.21%,反应选择性达29.16%。助剂Cu、Ce的加入和催化剂显碱性都有利于生成环己酮。     

钯、铂催化剂在硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚反应中的比较

制备了一系列不同金属粒径的活性炭负载钯、铂催化剂,用于硝基苯液相催化加氢合成对氨基苯酚反应.采用N2-物理吸附、联碱滴定和TEM等表征手段对活性炭载体及其负载钯、铂催化剂进行表征.结果表明,对氨基苯酚选择性与钯、铂活性组分的金属粒径存在紧密的内在联系,说明活性炭负载钯、铂催化剂对于硝基苯液相催化加氢合成对氨基苯酚的反应...     

Pd/C-ZnCl_2复合催化体系催化苯酚加氢制备环己酮的研究

研究了Pd/C-ZnCl_2复合催化体系催化苯酚选择性加氢制备环己酮,考察了催化剂种类、溶剂种类、催化剂用量、Pd/C与ZnCl_2的质量比、反应温度、反应时间、反应压力等反应条件对苯酚加氢反应的影响。结果表明,最佳反应条件为苯酚0.1 g,复合催化体系Pd/C-ZnCl_2(质量比为3:1) 0.08 g,反应温度100℃,氢气压力为1.0 MPa,反应时间5 h,溶剂二氯甲烷10 mL。在上述反应条件下,苯酚转化率接近100%,环己酮的选择性达97.8%。     

Pd/C-ZnCl_2复合催化体系催化苯酚加氢制备环己酮的研究

研究了Pd/C-ZnCl_2复合催化体系催化苯酚选择性加氢制备环己酮,考察了催化剂种类、溶剂种类、催化剂用量、Pd/C与ZnCl_2的质量比、反应温度、反应时间、反应压力等反应条件对苯酚加氢反应的影响。结果表明,最佳反应条件为苯酚0.1 g,复合催化体系Pd/C-ZnCl_2(质量比为3:1) 0.08 g,反应温度100℃,氢气压力为1.0 MPa,反应时间5 h,溶剂二氯甲烷10 mL。在上述反应条件下,苯酚转化率接近100%,环己酮的选择性达97.8%。     

制备条件对钯/陶瓷膜催化剂性能的影响

将钯纳米颗粒负载于陶瓷膜表面制备钯/陶瓷膜催化剂,并用于对硝基苯酚催化加氢反应中,考察了陶瓷膜孔径,硅烷偶联剂KH550溶剂及其浓度和改性时间,钯盐浸渍浓度、温度及时间以及还原温度对膜催化剂催化性能的影响.结果表明,采用孔径为200 nm 的氧化铝陶瓷膜,在6g/L的硅烷偶联剂KH550溶液中浸渍48 h,然后在40℃的浓度为0.030 mol/L乙酸钯溶液中浸渍20 h,最后采用水合肼在0℃还原30 min,得到的钯/陶瓷膜催化剂在对硝基苯酚催化加氢反应中显示了较好的催化性能,其加氢速率达15.5 mol/(h·m2).     

Pd/Fe_2O_3金属催化剂的制备及其催化还原邻氯硝基苯的研究

本文采用浸渍法制备了一系列负载型金属催化剂,进一步考察了它们催化邻氯硝基苯加氢反应的催化性能。研究表明:以纳米Fe_2O_3为载体所制得的Pd/Fe_2O_3金属催化剂用于邻氯硝基苯催化加氢反应具有较高的反应活性和选择性,反应转化率达90%以上,其中邻氯苯胺的选择性也达到90%以上。     

ZnAl水滑石负载钯催化剂的制备及催化性能

采用离子交换-还原法制备了系列锌铝水滑石负载钯催化剂Pd/ZnAl-LDH,通过XRD、TEM和ICP对该系列催化剂进行了表征,并对其在低毒溶剂乙醇或水中苯甲醇氧化反应的催化性能进行了详细考察。研究结果表明,反应溶剂、Pd负载量、氧气压力、反应时间等对催化剂的催化性能有很大的影响,当Pd负载质量分数为2%,反应压力为0.2MPa时,Pd/ZnAl-LDH在乙醇溶剂中表现出最佳的催化性能,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性可分别达到93.3%和93.6%。     

制备工艺对负载型Pd催化剂催化加氢性能的影响

介绍了Pd催化剂催化加氢反应的机理,以及Pd催化剂在工业加氢反应中的应用现状和研究进展。重点讨论了负载型Pd催化剂的制备方式、载体、助催化剂等因素对其催化加氢性能的影响,以期为新型负载型加氢Pd催化剂的研究和开发提供参考。     

非均相催化一步合成碳酸二苯酯反应工艺的研究

采用钯负载的La0.62Pb0.38MnO3钙钛矿催化体系氧化羰化合成碳酸二苯酯。考察了固相催化剂的制备工艺,液相溶剂和助剂、气相压力、组成对该多相催化反应的影响。研究表明：柠檬酸络合物法制备的载体所对应的催化剂催化活性优于共沉淀法和微乳液法,应用沉淀法负载活性成分优于浸渍法,H2PdCl2作为活性Pd源较Na2PdCl4好;苯醌、氢醌、二氯甲烷是该反应体系的良好助刺和溶剂;在压力一定的条件下,控制O2的分压可使DPC收率达到最佳化。加入溶剂二氧甲烷和助剂苯醌,当溶剂与苯酚的质量比达到5：1时,DPC的产牵可达到20%。     

二氧化硅负载壳聚糖席夫碱钯催化苯乙酮加氢反应的研究

以二氧化硅为载体,制备了负载壳聚糖席夫碱钯催化剂,利用XRD、IR等方法对催化剂进行分析,并以苯乙酮为模型化合物,研究了该催化剂的羰基催化加氢还原为亚甲基的催化性能,考查了反应时间、反应温度、催化剂用量、溶剂等因素对催化反应的影响。结果表明,以常压氢气为还原剂,在温和条件下,该催化剂表现出了强的羰基催化加氢催化性能和高的还原为亚甲基的选择性,当催化剂用量为0.2 g,以乙醇为溶剂,氢气流量为45 mL/min,313 K下搅拌反应5 h,0.5 mL的苯乙酮催化加氢转化率和乙苯选择性都达到100%。     

选择性催化加氢合成3,4-二氯苯胺的Pd/C催化剂研究

研究了Pd/C催化剂表面金属钯平均粒径对3,4-二氯硝基苯催化加氢反应选择性的影响，发现金属钯平均粒径越大，脱氯副反应越不明显，加氢选择性越高。采用浓硝酸预处理的活性炭负载钯催化剂虽然能够增大表面金属钯平均粒径，粒径分布却较宽，不利于加氢选择性的提高。使用饱和EDTA·2Na溶液预处理活性炭后，在钯负载量降低的情况下，可以达到活性炭载体表面金属钯大粒径、狭窄的分布，实现了在不添加脱氯抑制剂的情况下高选择性合成3,4-二氯苯胺。     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。     

Pd/CMK-3催化加氢制备邻氨基苯酚研究

采用浸渍还原法在CMK-3介孔炭上负载Pd制备Pd/CMK-3催化剂,考察了Pd/CMK-3水相催化加氢邻硝基苯酚钠制备邻氨基苯酚钠的催化性能。结果表明:当Pd负载量为5%,反应温度为338 K,反应压力为1 MPa时,邻硝基苯酚钠的转化率达到100%,邻氨基苯酚钠的选择性高于99.5%,邻氨基苯酚收率为98.0%。采用XRD、BET、SEM和TEM对于催化剂进行了表征,结果表明:CMK-3具有良好的介孔结构以及较高的比表面积,Pd纳米颗粒在CMK-3表面高度分散且具有较好稳定性,因此具有更高的催化加氢活性。