CO2催化氢化催化剂及其反应机理综述

研究二氧化碳资源化利用技术将对电厂CO₂减排工作具有重要意义。综述了基于催化氢化思想的CO₂转化催化剂及其反应机理,其主要涉及铜、镍、锌等过渡金属和钌、铱、钯等贵金属。现有催化氢化CO₂转化技术研究主要集中于研究与开发高活性催化剂,分析与推测反应机理,提高产物产率及选择性,优化反应体系结构与条件等方面。高活性催化剂如双金属合金,过渡金属催化体系将是未来CO₂催化氢化领域主要的研究方向之一。各催化剂催化氢化CO₂反应机理较为复杂,值得深入研究。随着经济、环保、节能等新型CO₂催化氢化技术的开发及研究的深入,电厂CO₂减排及资源化工业应用也将成为可能。     

多晶硅行业生产节能有效途径探讨

为了进一步降低多晶硅企业的生产成本,提高其市场竞争力,针对目前国内外改良西门子法生产多晶硅的主要装置工艺进行了考察。通过对多晶硅生产中工艺装置的能耗分析,从能量耦合利用、能量回收综合利用和新高效节能工艺的角度出发,提出采用多效精馏、还原热能综合利用系统和冷氢化工艺来代替原有多晶硅的生产工艺。结果表明:通过采取上述措施后,能够大幅度降低多晶硅行业的生产成本,为今后再建多晶硅企业和挖潜改造提供一定的指导作用。     

中孔碳负载铂催化剂制备及其催化3,4-二氯硝基苯加氢反应

以糠醇为碳源,在酸性中孔模板剂MSU-S上缩合,合成具有中孔结构碳材料(MC),通过浸渍法合成Pt/MC催化剂。采用XRD、BET、SEM和TEM等手段对MC和Pt/MC进行表征,MC富含中孔,有效分散Pt纳米粒子并在反应过程中稳定Pt。研究Pt/MC对3,4-二氯硝基苯催化加氢反应的催化性能,在3,4-二氯硝基苯 1 mmol、催化剂用量100 mg、乙醇5 mL、反应温度30 ℃、常压氢气和反应时间6 h条件下,3,4-二氯硝基苯转化率达100%,3,4-二氯苯胺选择性达99.7%,Pt/MC重复使用5次,催化性能保持不变。     

环戊二烯加氢制环戊烯的工艺条件优化研究

以环戊二烯为原料,使用PdCl3为催化剂,甲苯为溶剂,采用间歇式高压反应釜,常温条件加氢制备环戊烯。采用正交实验对环戊二烯加氢过程进行研究,确定了反应温度、催化剂用量、压力、反应时间等因素对加氢过程的影响。优化工艺条件为:反应温度25℃,催化剂比例1.0%(m/m),压力1.5 MPa,反应时间4 h,此时环戊烯的收率达85.5%。     

Cooperatively enhanced catalytic properties of Ti@Al(100) near-surface alloy for aluminum hydrogenation

We have carried out detailed first-principles studies of the catalytic properties of Ti@Al(100) near-surface alloy. The single Ti atom, (0,2) Ti–Ti pair, and [0,2] Ti doping domain have better catalytic performances. These species doped in the top surface can develop back-bonding interaction with H₂ to catalyze the splitting, which however on the other hand hinder the dissociated H atoms to diffuse. Doped in the subsurface, they can also enhance hydrogen interaction on aluminum to catalyze H₂ splitting. The activation energies are 0.80, 0.68, and 0.48 eV for Ti atom, (0,2) pair, and [0,2] doping domain, respectively. Without Ti–H bond, the dissociated H atom could diffuse away with small energy cost. The structural expansion induced by titanium doping, the lower electronegativity of Ti, and the more valence electrons of Ti may cooperatively facilitate the charge transfer from the above Al atoms to H₂ molecule, accounting for the enhanced splitting properties.     

剩余碳四催化加氢生产乙烯裂解料

以天津1Mt大乙烯MTBE装置的剩余碳四(C4)和氢气为原料,通过催化剂固定床反应器,在起始温度室温,操作压力2.0～2.4MPa,氢油比H2/C4=为1.05,体积空速2.4～18h-1,进料烯烃质量分数18.8%的反应条件下,将剩余C4中的烯烃加氢完全转化为饱和烷烃,生成的C4烷烃是优质乙烯裂解料,可以部分缓解天津1Mt大乙烯装置裂解料短缺的问题,研制的低温非贵金属Mo-Ni催化剂有很好的加氢性能,并能再生使用。     

碳五石油树脂加氢脱氯的研究

采用固定床式微反评价装置进行C5石油树脂加氢脱氯反应,考察了反应条件对脱氯效果的影响。最佳反应条件是:反应温度230～245℃、反应压力8.0～9.0MPa、液体空速2～4h-1,氢油体积比200～400,进料浓度10%(树脂/环己烷),在此条件下氯元素脱除率可以达到90%以上。     

反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基丙醛的合成

以反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛为原料,经Wittig、加氢、酸解反应合成反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基丙醛,总收率71.5%。目标化合物经1 H NMR、13 C NMR、IR和GC-MS表征。探讨了加氢的机理及反应的最佳条件,加氢实验结果表明:以Raney-Ni/MgSO4为催化剂,甲苯乙醇为反应溶剂,当反应温度为35℃,压力为0.5MPa时,反应效果最佳。加氢后粗产物经甲苯甲醇重结晶后用无水甲酸重复酸解两次,原料能酸解至0.01%以下。该合成路线中加氢及酸解反应的突破,推广了反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基丙醛在双环己基液晶单体合成领域中的广泛应用。     

介孔碳负载钌催化癸二酸选择性加氢制备10-羟基癸酸

以Ru-Sn/MC为催化剂,研究癸二酸为液相催化加氢制备10-羟基癸酸反应工艺。结果表明,以水为溶剂,癸二酸水溶液浓度1.0%,催化剂用量为癸二酸质量的10%,NaOH与癸二酸摩尔比为0.5∶1,反应压力为5MPa,反应温度为230℃。在优化工艺条件下,癸二酸的转化率为84.8%,10-羟基癸酸的选择性为66.4%。     

反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛的合成新方法

以顺/反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲酸为起始原料,经酰氯化、加氢及异构化反应制得反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛。较佳合成工艺条件为:四氢呋喃为反应溶剂,Pd/CaCO3为催化剂,m(Pd/CaCO3)∶m[顺/反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲酰氯]=0.3∶1,反应温度为20℃,反应时间为12h,顺/反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛收率为90%,纯度为94.8%(GC);甲醇和二氯甲烷为反应溶剂,m[顺/反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛]∶m(KOH)=1∶0.1,反应温度为0～5℃,反应时间为1h,反-4-(反-4-正丙基环己基)-环己基甲醛收率为86.9%,纯度为95.5%,总收率为78.2%。产物结构经1 HNMR、IR及GC-MS确认。