H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2高效催化Mannich反应合成β-氨基酮衍生物

在室温条件下,采用浸渍法合成的H3PW12O40/Si O2为催化剂,高效催化酮、芳香醛和苯胺的Mannich反应合成系列β-氨基酮衍生物.对新型催化剂H3PW12O40/Si O2的制备条件进行优化,系统地研究了H3PW12O40负载量、焙烧温度、活化时间对催化剂的影响.探讨了H3PW12O40/Si O2对酮、芳香醛和苯胺的Mannich反应的催化活性,系统地研究了反应温度、催化剂用量、反应物的摩尔比等因素对产物收率的影响.实验结果表明:在n(酮)∶n(芳香醛)∶n(苯胺)=1.5∶1.2∶1.0,催化剂的用量占反应物料总质量的8%,反应温度为20℃,反应时间为9 h的最佳条件下,β-氨基酮衍生物的收率在61.2%~77.0%之间.整个反应体系具有条件温和、操作简单、不污染环境和催化剂可重复回收利用等优点.     

基于钨基催化剂的环己醇氧化反应

研究了以过氧化氢为氧化剂,在WO3,Na2WO4*2H2O,Na9[SbW9O33]和自制[CTA]9[SbW9O33]等钨基催化剂的作用下,环己醇选择性氧化制备环己酮的反应,并对反应物的物质的量之比、反应温度、反应时间等进行了优化.发现催化剂[CTA]9[SbW9O33]的活性最高,在80 ℃下, n(过氧化氢)∶n(环己醇)∶n([CTA]9[SbW9O33])为75∶50∶0.06时,反应2 h可使环己醇的转化率达到97.4%,环己酮的选择性为99.7%.     

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。     

钨酸盐/H2O2/[HNMP][HSO4]体系的催化氧化脱硫性能

采用钨酸盐/H2O2/N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐([HNMP][HSO4])体系对模拟燃油和实际燃油进行深度催化氧化脱硫研究。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及热分析仪(TG)对合成的2种Keggin型钨酸盐(烷基硅钨酸铵(Q4Si W)和烷基磷钨酸铵(Q3PW))进行表征。考察不同脱硫体系、不同催化剂、催化剂用量、H2O2用量、反应温度和不同硫化物等对模拟油脱硫效果的影响。结果表明:在反应温度60℃,反应时间4 h,模拟油3 g,[HNMP][HSO4]1 g,n(O)∶n(S)∶n(催化剂)=300∶50∶1,Q4Si W为催化剂条件下,此催化氧化体系对噻吩(TS)、苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)的脱硫率分别为54.2%、87.4%以及99.1%,且重复使用5次,催化氧化性能并未明显降低。     

二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化合成丁醛乙二醇缩醛

采用浸渍法制备了二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化剂H3PW6Mo6O40/TiO2,该催化剂的适宜制备条件为:原料质量比m(TiO2)∶m(H3PW6Mo6O40)=1∶1,水的用量30 mL,浸渍时间12 h,活化温度150℃。以H3PW6Mo6O40/TiO2为催化剂,对以丁醛与乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛的反应条件进行了研究,较系统地研究了丁醛与乙二醇摩尔比、催化剂用量、反应时间对收率影响。实验结果表明,在n(丁醛)∶n(乙二醇)=1.0∶1.4、催化剂用量占反应物料总质量的0.8%、反应时间1.5 h的条件下,丁醛乙二醇缩醛的收率达51.3%.     

稀土元素Ce(La)促进的Pt/β催化剂上正庚烷的临氢异构化

采用共浸渍法制备稀土元素Ce、La修饰的Pt/Hβ催化剂,通过比表面积测定(BET)、X线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂进行表征,在连续流动常压固定床反应器上考察催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能。结果表明:催化剂中Ce或La的引入提高了正庚烷转化率,同时还在很大程度上提高了异构化产物的选择性。CePt/Hβ催化剂的最佳组成为Pt负载量(质量分数)0.4%,n(Ce)∶n(Pt)=5∶1,催化剂在230℃的反应温度下表现出很高的正庚烷转化率(61.5%)和异构化选择性(96.7%),明显高于相应的Pt/Hβ催化剂性能(50.6%和82.4%)。另外,在脱铝β沸石及预先负载杂多酸(磷钨酸)的脱铝Y沸石载体上也发现了Ce或La对其催化性能的促进作用。稀土元素Ce和La通过改善催化剂酸性和Pt分散度而起到了助催化作用。     

Al含量对完全液相法制备Cu-Zn-Al催化剂合成甲醇的影响

采用完全液相催化剂制备工艺,以异丙醇铝为铝源,在固定n(Cu)∶n(Zn)比例下,考察了Al含量对Cu-Zn-Al浆状催化剂合成甲醇的影响,通过X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、氮气吸附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征。研究表明,Al含量对催化剂的催化性能有显著的影响,较多或较少的Al含量都不利于甲醇合成;当n(Cu):n(Zn):n(Al)=2∶1∶0.8时催化剂具有最高的甲醇选择性。增加Al含量有利于提高Cu物种的分散性;当Al含量增加到一定量后,催化剂的比表面积会迅速增加。     

Pd／γ-Al2O3催化剂合成甲基异丁基酮

采用等体积浸渍法制备了Pd/γ-Al2O3催化剂,用于丙酮一步法常压气相加氢制甲基异丁基酮.通过X射线衍射仪(XRD)及比表面积测定仪(BET)表征催化剂.考察了反应温度、氢酮摩尔比和催化剂中Pd含量等工艺条件对转化率和选择性的影响.经筛选,制备的0.5%Pd/γAl2O3催化剂,在反应温度为180℃、H2与丙酮的摩尔比为1.7∶1.0、进料液相空速为3.8h-1的条件下,效果最佳.丙酮转化率达28.0%,MIBK选择性达59.0%.     

铈锆改性镍基催化剂制备及其甲烷三重整性能

文章采用共沉淀法制得铈、锆掺杂氧化铝载体,以浸渍法负载活性组分镍得到Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂,改善了CH4三重整反应的活性和稳定性。用EDS、XRD、BET、H2-TPR分别表征催化剂的组成、物相、比表面积和还原活性。考察了原料气组成n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶0.5∶0.1时,催化剂在750℃、0.1MPa下对CH4三重整的稳定性及积碳性能。结果表明:ZrO2掺杂提高了催化剂的活性和稳定性;CeO2掺杂降低了Ni基催化剂的还原活化温度,且催化剂的稳定性更好;Al/Zr、Ce/Al的原子比分别为8和0.015的10%Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3对CH4三重整的性能最好;反应100h后,催化剂的CH4转化率仍然大于87%,CO2转化率大于89%,积碳量仅为3.8%,催化剂的使用寿命大为延长。     

Ni/Al_2O_3、Co/Al_2O_3和Ni-Co/Al_2O_3催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的性能

利用浸渍法制备Ni/Al2O3、Co/Al2O3、Ni-Co/Al2O3催化剂,考察催化剂对乙醇水蒸气重整反应的催化性能,对催化剂进行x射线衍射(XRD)表征.实验结果表明,Ni/Al2O3催化剂具有较好的低温活性,Co/Al2O3催化剂具有较高的氢气选择性和较低的甲烷选择性,而Ni-Co/Al2O3催化剂表现出良好的催化性能,有较高的低温活性,较高的氢气、二氧化碳选择性,较低的一氧化碳、甲烷选择性,450 ℃时乙醇转化率达到100%, 氢气选择性为79.8%,二氧化碳选择性为91.9%.     

纳米Pd催化剂的制备及其催化苯酚加氢反应

采用浸渍法制备多孔离子共聚物(PICP)负载的纳米Pd催化剂(Pd/PICP),考察Pd/PICP对苯酚选择性加氢反应的催化性能。通过透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)和N2吸附-脱附分析仪等对催化剂进行表征,同时考察催化剂载体、反应溶剂和反应时间对苯酚加氢反应活性的影响。结果表明:Pd/PICP催化剂Pd颗粒粒径为2 nm左右,具有较大的比表面(635 m2/g)和孔体积(1.41 mL/g),在苯酚的还原反应中表现出较高的活性和选择性。在0.1 MPa H2下,n(Pd)∶n(苯酚)=1∶200,反应温度353 K,反应10 h,苯酚的转化率达到99%,环己酮的选择性达到97%,同时催化剂反复使用5次活性几乎没有降低。     

CH4三自热重整制合成气催化剂的制备与性能

以稀土氧化物(CeO2、La2O3)为助剂对Ni/类水滑石催化剂进行改性,用于CH4三自热重整反应,旨在改善催化剂的活性和稳定性。以共沉淀法先制得铈(镧)掺杂的镁铝类水滑石(LDHs),焙烧后再以浸渍法负载镍活性组分得到Ni/LDHs前驱体,再焙烧得到NiO/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂。用ICP-AES进行Ni、Mg、Al元素分析,BET法测试催化剂比表面积,XRD表征催化剂物相,H2-TPR表征催化剂活性中心。考察了原料气组成为n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶1.8∶0.1时催化剂在750℃、0.1MPa条件下CH4三自热催化重整的稳定性及积炭性能。结果表明,制得的Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂中,Ni组分以NiO形式存在于催化剂表面,能降低催化剂还原活化温度;在催化剂中掺杂CeO2(La2O3)对其活性有一定程度的调控作用,且能够很好地改善催化剂的抗积碳性能;当Ni的质量分数为10%、Al与Mg的质量比为1.7时,催化活性较好,750℃、0.1 MPa时,CH4转化率达到92.3%,CO2转化率达到98.3%;反应100 h后,Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂上的CH4转化率仍可维持在75%以上。     

Zr-Mn-Fe/Al_2O_3的低温脱硝性能

采用浸渍法用ZrOCl2.8H2O,Mn(NO3)2.6H2O和Fe(NO3)3.9H2O制备了Zr-Mn-Fe/Al2O3复合催化剂.通过调节质量分数分别为2%,5%和10%金属元素锰和锆的负载量制备了不同的催化剂,测试了其在NH3条件下的低温脱硝活性,研究了不同组分配比和氧气含量对催化剂脱硝性能的影响.通过在载体上分别单独负载Mn,Fe和Zr来探究脱硝过程中起主要作用的催化活性组分.实验结果表明,在体积分数φ(NO)=0.05%,摩尔比n(NH3)∶n(NO)=1∶1和φ(O2)=3.6%的条件下,制备的催化剂5Zr-5Mn-10Fe/Al2O3表现出很高的催化活性,在180℃时脱除效率超过了98%,是一种良好的低温SCR催化剂.Mn在脱硝过程中是主要的活性组分,而Zr和Fe是助催化组分.此外,在反应过程中通入一定的氧气,可以明显提高NO的脱除效率,能促进NO的转化.     

H6P2W9Mo9O62·24H2O催化清洁氧化环己酮合成己二酸

通过水热法合成新型Dawson结构磷钨钼杂多酸催化剂,对催化剂进行FT-IR、TG-DTA表征,并用于催化30%H2O2氧化环己酮制备己二酸.通过正交实验确定了优化工艺条件,并探讨了反应机理.结果表明,当n(环己酮)∶n(过氧化氢)∶n(草酸)∶n(催化剂)=100∶400∶1.00∶0.15,反应温度100℃,反应时间5h,进行3次平行实验,己二酸平均收率为71.6%,纯度为99.7%.经蒸发浓缩,催化体系可重复使用5次,收率为50.3%.     

SiO_2负载钴取代磷钼钒杂多酸盐催化氧化环己烷反应

采用超声波浸渍法制备系列负载型Dawson钴取代磷钼钒杂多酸盐,用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、比表面积测定等方法对催化剂进行表征,并将其用于催化环己烷选择氧化制备环己醇与环己酮的反应中.考察负载量、反应温度、时间以及过氧化氢用量对反应活性的影响.结果表明,3mol/L盐酸处理的硅胶在超声波浸渍条件下,催化剂CoH7P2Mo15V3O62/SiO2有较好活性.在温度75℃、环己烷用量0.1mol、35%CoH7P2Mo15V3O62/SiO20.3g、反应时间10h、w(H2O2)=50%的过氧化氢用量13.6g(0.2mol)时环己烷的转化率达到56.22%,环己醇和环己酮(简称KA油)总收率达到17.19%.     

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。     

Pt/Nd2O3-WO3/ZrO2催化甘油氢解制1,3-丙二醇

制备不同Nd2O3质量分数的2％ Pt/Nd2O3-WO3/ZrO2催化剂.通过N2物理吸附,NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO脉冲吸附等方法表征催化剂的物理化学性质.用固定床连续流动反应器考察催化剂对甘油氢解制1,3-丙二醇反应的催化性能.结果表明,引入Nd2 O3提高了催化剂的H2吸附量,进而提高了催化剂的催化活性;焙烧温度对催化剂性能有重要影响.在4 MPa、130℃、质量分数为60％甘油水溶液进料、液体体积空速(LHSV)0.25 h-1反应条件下,2％ Pt/0.25NdWZ (700,450)催化剂催化甘油氢解反应,甘油转化率为75.2％,1,3-丙二醇产率达28.9％,产物中n(1,3-丙二醇)/n(1,2-丙二醇)达到21.9.     

铂含量对微乳液法负载铂固体超强酸的特性及异构化性能的影响

采用反相微乳液法负载Pt制备出一系列Pt含量不同的Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3(Pt-SZA)固体超强酸催化剂,采用FT-IR、BET、TPR、TG-DTA、XRD和TEM等手段对催化剂进行表征,并考察Pt含量对正戊烷异构化催化活性的影响。结果表明,微乳液法制备的Pt-SZA-0.1催化剂中Pt粒子的粒径为4.5 nm,且其粒径分布较为均一,适量Pt的加入可以增加SZA催化剂的酸强度,提高催化剂的比表面积和热稳定性,降低还原温度;在反应温度230℃、反应压力2.0 MPa、氢烃摩尔比4∶1、质量空速1.0 h-1时Pt-SZA-0.1催化剂的异戊烷产率可达60.8%,选择性为95.2%。     

多壁碳纳米管促进的甲苯加氢脱芳高效Pt基催化剂

开发了一类以CNTs-γ-Al2O3复合材料为载体的高效催化甲苯加氢脱芳的Pt基催化剂.实验结果表明,适量添加少量的CNTs能显著提高Pt基催化剂催化甲苯加氢脱芳的活性.经组分优化的1.0%(质量分数)Pt/8%CNTs-γ-Al2O3催化剂上,在2.0MPa、363K、V(C7H8)∶V(H2)=1∶6.7、1 035L/(h·g)的反应条件下,甲苯转化率可达85.9%,时空收率为501.7g/(h·g),分别是相同条件下γ-Al2O3、CNTs、γ-Al2O3(商品)和SiO2负载催化剂上相应值(458.9、445.1、435.8和406.3g/(h·g))的1.09、1.13、1.15和1.24倍.进一步,联合多种谱学表征技术对催化剂进行表征,探讨CNTs对促进催化剂催化芳烃加氢的作用本质.研究结果表明,以CNTs-γ-Al2O3为载体的工作态Pt基催化剂上甲苯加氢脱芳的表观活化能与系列常规载体负载的参比体系上的相应值基本一致,表明少量CNTs的添加并不改变催化反应途径,但却提升了工作态催化剂表面具有催化活性的Pt0物种在表面总Pt量中所占比例;与γ-Al2O3负载的参比体系相比,CNTs-γ-Al2O3负载的Pt基催化剂增强的催化加氢活性可能源于CNTs对氢的适度吸附、活化及溢流性能.     

铜配合物催化环氧乙烷合成碳酸乙烯酯

借助于铜配合物的多相催化作用,研究环氧乙烷(EO)和CO2一步合成碳酸乙烯酯(EC)的反应,探索制备催化剂的溶剂种类、制备温度、回流时间对催化剂催化活性的影响以及反应温度、反应压力等因素对反应过程的影响.实验结果表明,以无水乙醇为溶剂,80～90 ℃制备温度下,回流60 min制备的CuBr2(NY)2配合物催化剂催化活性最高.最佳反应工艺条件为:反应原料中添加EC(n(EC)/n(EO)=5.5±0.5)时,催化剂质量分数为2%～2.5%,反应温度为(110±10) ℃,反应压力为(3.5±0.5) MPa,n(H2O)/n(EO)=0.5.在此条件下,EO的转化率达到98.16%,EC的选择性达到87.64%.