环氧乙烷吸收溶液合成碳酸乙烯酯管式反应工艺条件

在自行建立的管式反应器上,采用实验室开发的NY-2催化剂,以环氧乙烷(EO)吸收溶液和CO2为原料,进行合成碳酸乙烯酯(EC)连续过程研究.考察液空速、吸收溶液中EC与乙二醇(EG)摩尔比、EC与EO摩尔比、水含量、催化剂用量、反应压力和温度对反应的影响.通过实验研究,确定了较佳的连续反应条件:反应温度为(125±5)℃、反应压力为(3.5±0.5)MPa、催化剂质量分数不小于2%、吸收溶液中水的质量分数少于1.2%、EC与EO摩尔比为5、EG质量分数小于30%、空速小于0.67 h-1.在此条件下,EO的转化率大于98%,EC的选择性大于80%.     

Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2固体酸催化剂上乙酸与烯烃的酯化和叔戊烯与甲醇的醚化

以硅胶为载体,制备了负载型的Cs2.5H0.5PW12O40催化剂,将该催化剂用于乙酸与1-丁烯的酯化反应和叔戊烯与甲醇的醚化反应,考察了其活性组分负载量、载体硅胶性质和焙烧温度对催化剂性能的影响. 研究了催化剂用量、反应温度、反应压力、n(1-丁烯)/n(乙酸)、反应时间等反应条件对酯化反应中乙酸转化率的影响. 与其他类型催化剂的醚化活性进行了对比,并进行了Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂的醚化稳定性实验. 结果表明,以低钠硅胶为载体,在活性组分负载量为40%,焙烧温度为300～400 ℃时制备的Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂具有较高的催化活性. 随着负载量增大,催化剂孔径、孔容和比表面积减小,而催化活性先增加后减小. 在反应温度120 ℃、压力1.5 Mpa、n(1-丁烯)/n(乙酸)比3.0、催化剂用量4%、反应时间7 h的条件下进行酯化反应,乙酸的转化率为87.36%. 在反应温度80 ℃、压力1.0 Mpa、n(甲醇)/n(叔戊烯)比1.1、LHSV为1 h-1的条件下进行醚化反应,叔戊烯的转化率为68.57%. 制备的新型Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂对于乙酸与1-丁烯的直接酯化反应和叔戊烯与甲醇的醚化反应具有良好的活性与选择性,催化剂寿命长. 因此,Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2是一种理想的乙酸与烯烃直接酯化和叔戊烯与甲醇醚化反应的催化剂.     

固体碱催化剂KF/Al2O3催化合成乙二醇丁醚

针对乙二醇丁醚合成中传统催化剂产物后处理工艺复杂、污染环境等缺点,采用浸渍法制备KF/Al2O3负载型固体碱催化剂,催化环氧乙烷(EO)与丁醇反应合成乙二醇丁醚.考察了催化剂前驱体/载体比例、焙烧温度对催化性能的影响.结果表明氟化钾(KF)负载量为30%,焙烧温度为600℃时,催化剂时EO和丁醇反应催化活性最高.对催化剂进行了XRD表征,并采用Hammett指示剂法测定了催化剂的碱强度:pKa＞9.3的总碱量为3.0mmol/g催化剂,碱强度(H_)≥18.4,属中等碱强度催化剂.KF/Al2O3固体碱催化剂用于催化合成乙二醇丁醚最佳工艺条件为:反应温度110℃,反应压力0.20～0.30 MPa,催化剂用量为0.5%(m/m),n(BuOH)∶n(EO)为5∶1,反应时间100～120 min,EO转化率达99.47%.     

锌配合物的制备及对环氧乙烷酯化反应的催化性能

以ZnBr2和四乙基溴化铵(Et4NBr)为原料,通过溶剂热法配位制备了锌配合物催化剂,研究了反应溶剂、加料方式、原料摩尔比、反应时间和反应温度对锌配合物制备收率的影响。较优的制备工艺条件为:乙醇为溶剂、采用反滴加料、n(Zn)∶n(N)=1∶2、制备温度为50℃、反应时间为0.5 h,锌配合物的收率达92.30%。采用X线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)和发射光谱仪(ICP-AES)对锌配合物进行表征。结果表明:不同原料摩尔比制备的锌配合物是不同于原料的新物质,推断出锌配合物的化学式为(Et4N)2ZnBr4。另外,初步探索了锌配合物对环氧乙烷酯化反应的催化性能。结果表明:锌配合物催化剂具有优良的活性,环氧乙烷转化率达95.6%,副产二乙二醇(DEG)选择性不大于1.72%,循环使用5次后催化剂活性无明显下降。     

氯化锰在过氧化叔丁醇氧化甲苯中的催化性能

为制备无氯苯甲醛,从5种含锰化合物中筛选出Mn Cl2为催化剂,试验研究了无溶剂条件下过氧化叔丁醇氧化甲苯制备苯甲醛的反应。考察了催化剂用量、反应时间、反应温度、过氧化叔丁醇用量等因素对苯甲醛收率的影响。结果表明:在Mn Cl2催化下,过氧化叔丁醇对甲苯呈现出较好的氧化性能,n(甲苯)∶n(过氧化叔丁醇)=5,n(Mn Cl2)/n(甲苯)=0.01,65℃下反应8 h,苯甲醛的选择性保持在74.0%以上。     

负载型钒-钛体系催化剂合成反式-1,4-聚异戊二烯

研究了复合负载型钒催化剂VCl3/MgCl2·SiO2-Al(i-Bu)3-TiCl4/MgCl2·SiO2体系合成反式-1,4-聚异戊二烯的基本规律.当采用单体-Al-V-Ti的加料顺序时,温度为50 ℃,最大催化剂效率可达10～11 kgTPI/gV.结果表明最佳工艺条件为:n(Al)/n(V)/n(Ti)=10:1:0.5,n(V)/n(Ip)=1～2.60×10-4,反应温度50 ℃.温度和时间对聚合产物的结构无影响,所得产物的反式-1,4结构含量均大于95%.     

氢型β沸石负载磷钨酸在金刚烷合成中的应用

采用过量浸渍法制备了一系列的氢型β沸石(Hβ)负载磷钨酸(PW),用于桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化合成金刚烷(ADH)反应.X射线衍射(XRD)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)等表征方法对催化剂进行表征.表征结果表明:PW在Hβ表面呈高度分散状态,10% PW/Hβ具有最大的酸量.对异构化反应中的焙烧温度、反应温度、时间、初压、溶剂用量和催化剂用量等工艺条件进行了考察,得出在适宜的操作条件下即催化剂10% PW/Hβ焙烧温度350℃、反应温度240℃、n(环己烷)/n(endo-TCD)=5、m(催化剂)/m(endo-TCD)=0.8、初压0.8MPa、反应时间3 h,endo-TCD转化率达到99.3%,金刚烷的收率达到22.4%.     

新型双酚铋配合物的合成及其在CO_2与环氧烷耦合反应的催化性能

合成了3种双酚铋配合物,并以4-二甲氨基吡啶(DMAP)为助催化剂利用其催化CO2与环氧丙烷(PO)进行耦合反应.系统探讨了催化剂用量、温度、CO2压力和时间对反应的影响,得出了最佳的反应条件为:反应物用量r(PO∶Cat∶DMAP)=1000∶2∶1,反应温度130℃,CO2压力2 MPa,反应时间5 h.在最佳条件下,双酚配体上取代基为吸电子的氯离子时催化活性最好.合成的环状碳酸酯的产率达90%以上,产物的选择性均达到100%.     

城市污泥衍生催化剂上NH3选择性催化还原NOx

以污水厂剩余污泥为原料,以氯化锌和硝酸铁为活化药剂,制备了新型碳质催化剂,主要制备步骤包括化学活化、浸渍、热解和洗涤.通过扫描电镜、BET表面积和热重分析对催化剂进行了表征分析.结果显示,催化剂表面具有丰富的孔结构,BET比表面积可达307 m2/g或更大.考察了它们在NH3选择催化还原NOx中的催化活性,同时考察了n(Zn2 )/n(Fe3 )、热解温度、氧气体积分数对催化剂活性的影响.实验结果表明:控制n(Zn2 )/n(Fe3 )为1∶0.5,750℃热解制得的催化剂活性最好,在反应温度400℃时最高NOx转化率可达98.3%;催化反应在氧气体积分数为15%,温度350~450℃条件下进行较好.     

铑催化的还原胺化合成一级胺

采用浸渍法制备Rh/CeO2催化剂。通过粉末X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附分析、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对催化剂的性能进行表征。以苯甲醛和乙酸铵的还原胺化反应为模板反应,考察Rh/CeO2催化剂的催化性能。结果表明:Rh/CeO2催化剂具有多孔结构,且其在醛的还原胺化反应中表现出较高的活性和选择性。在反应温度为50℃、H2压力为0.1 MPa、乙醇作溶剂、n(乙酸铵)∶n(苯甲醛)∶n(Rh/CeO2)=50∶10∶0.1时,苯甲醛的转化率为100%,苄胺的产率为88%。催化剂重复使用5次后,依旧可以保持较高的催化活性。在优化条件下,系列苯甲醛均可选择性地还原胺化得到相应一级胺。     

TiO2-ZrO2复合催化剂上乙烯的光催化降解

采用溶胶 -凝胶技术制备了系列TiO2 -ZrO2 复合催化剂 ,运用X -射线粉末衍射和低温N2 吸附测定表征了其结构性质 .考察了制备方法、ZrO2 添加量及焙烧温度等对反应活性的影响 .结果表明 ,以锆的无机盐为前驱体采用混胶法制备的TiO2 -ZrO2 复合催化剂的光催化活性最佳 ,TiO2 催化剂中ZrO2 粒子的引入能增大光催化剂的比表面积、抑制TiO2 晶相转变和促使UiO2 晶粒细化 ,从而提高了催化剂光催化降解乙烯的活性和抗失活稳定性 ,但ZrO2 含量增加时其光催化反应的矿化率降低 .     

聚乙二醇支载1,2,3-三唑化合物的合成

以聚乙二醇作为可溶性聚合物载体,得到了聚乙二醇支载的的邻叠氮苯甲酸酯,与炔酯发生1,3-偶极环加成反应后,以KCN作为解脱剂,从聚乙二醇上解脱得到1,2,3-三唑化合物,具有较好的产率,经红外、核磁及元素分析等检测,所得数据与其结构相符.     

介孔TiO2固体超强酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了纳米TiO2固体超强酸催化剂和介孔TiO2固体超强酸催化剂，表征了催化剂的物化性能．研究了浓硫酸和固体超强酸催化剂催化合成环己酮乙二醇缩酮的催化性能，系统考察了酮和醇物质的量的比、催化剂用量、反应时间等因素对产品收率的影响．试验表明，介孔TiO2固体超强酸是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂，在n（酮）：n（醇）=1：1．5，催化剂用量1．0g，环己酮用量20．66mL，带水剂环己烷用量20mL，反应时间2h的优化条件下，环己酮乙二醇缩酮的收率可达82．1％．     

固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-WO3催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了固体超强酸催化剂SO4^2-/TiO2-WO3并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮，探讨了SO4^2-/TiO2-WO33对缩酮反应的催化活性，较系统地研究了酮醇物质的量比，催化剂用量，反应时问诸因素对产品收率的影响。实验表明：SO4^2-/TiO2-WO3是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂，在n(酮)：n(醇)=1：2．0，催化剂用量为反应物料总质量的0．25％，环己烷为带水剂，反应时间1．0h的优化条件下，环己酮乙二醇缩酮的收率可达85．8％。     

Theoretical study of partial oxidation of ethylene by vanadium trioxide cluster cation

Density functional theory （DFT） study of reaction between vanadium trioxide cluster cation （VO3^＋） and ethylene （C2H4） to yield VO2^＋ ＋ CH3CHO （acetaldehyde） and VO2CH2^＋ ＋ HCHO （formaldehyde） is carried out. Structures of all reactants, products, intermediates, and transition state in the reaction have been optimized and characterized. The results show unexpected barriers in the reaction due to the existence of a η^2-O2 moiety in the ground state structure of VO3^＋. The initial reaction steps combining ethylene adsorption, C=C activation and O-O cleavage are proposed as rate limiting processes. Comparison of reactions of VO3^＋ ＋ C2H4 with VO3 ＋ C2H4 and VO2^＋ ＋ C2H4 in the previous studies is made in detail. The results of this work may shed light on the understanding of C=C bond cleavage in related heterogeneous catalysis.     

乙二醇的合成工艺的研究分析

主要介绍了目前国内外乙二醇的合成工艺路线,并对部分路线的优缺点做了表述。     

γ-Al2O3催化剂上乙醇脱水制乙烯的实验研究

考察了低浓度乙醇在固定床管式反应器中活性氧化铝上催化脱水生成乙烯的反应行为。研究了反应温度、进料流率、乙醇浓度等因素对反应行为的影响规律。结果表明，在410～440℃范围内催化剂对主反应的选择性随着温度的升高而升高，在达到一定的温度后趋于稳定。乙醇转化率对温度并不敏感，而随空速的增大而降低。催化剂选择性随着进料流率增大而增大，之后稳定在99.5%以上。在进料流率小于1mL/min时乙醇转化率高于85%，乙烯收率均在80%以上。当利用低浓度乙醇作原料时，乙醇转化率随乙醇浓度增大而增大，催化剂选择性维持稳定。最终选定的适宜工艺条件：温度420℃左右，进料流率1.0mL/min左右。     

二取代乙烯顺反异构体键能和稳定性的CNDO／2研究

对ＸＣＨ－ＣＨＸ（Ｘ＝Ｆ,Ｃｌ,Ｏ）顺反异构体进行了ＣＮＤＯ／２量子化学计算。结果表明,当Ｘ－Ｆ,Ｃｌ时,顺式异构体比反式的稳定,而当Ｘ＝Ｏ时,则是反式的异构体比顺式的稳定。