碳修饰SBA-15型分子筛在乙炔氢氯化反应中的应用

聚氯乙烯(PVC)是使用最广泛的塑料制品之一,氯乙烯单体(VCM)被应用于合成聚氯乙烯。由于中国贫油、多煤的资源结构,乙炔氢氯化反应被广泛应用于合成氯乙烯单体。本研究以碳修饰的SBA-15型分子筛为载体制备1%Au Cl3/C-SBA-15催化剂,该催化剂对于乙炔氢氯化反应的反应条件如下:反应温度为180℃,体积空速为150h-1,HCl与C2H2的填充比为1.15。通过透射电镜、比表面积测试仪、傅里叶红外仪和拉曼光谱仪等对该催化剂的结构特征和表面形貌进行表征,结果表明:碳被成功地掺杂在SBA-15表面;碳层的存在明显提高了催化剂在乙炔氢氯化反应中的催化活性,并且延长了催化寿命,1%Au Cl3/4C-SBA-15的乙炔转化率可以达到90%。采用X射线衍射(XRD)、比表面积测试法(BET)以及热重分析(TGA)分析催化剂的失活原因,结果表明Au3+被还原成AuO、金颗粒的团聚以及积碳是引起催化剂失活的主要原因。     

Pd/MC催化剂的制备及其对苯甲醇氧化制备苯甲醛的催化性能

采用浸渍法在介孔碳(MC)上负载Pd制备Pd/MC催化剂。采用X线衍射仪(XRD)、比表面积仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及H2程序升温脱附法(H2-TPD)对Pd/MC进行表征。考察Pd/MC水相催化氧化苯甲醇制备苯甲醛的性能。结果表明:MC具有良好的介孔结构及高比表面积;Pd纳米颗粒在MC表面高度分散并稳定;Pd/MC具有较高的氧化还原性。在优化反应条件苯甲醇1 mmol、n(Pd)/n(苯甲醇)=0.001、水4 mL、反应温度80℃、反应时间12 h、常压O2下,苯甲醇转化率达到99.6%,苯甲醛选择性为100%。催化剂重复使用5次,催化剂活性基本不变。     

Au-基催化剂的制备及其在乙炔氢氯化反应中的催化活性

电石乙炔法生产氯乙烯工艺中汞排放会造成严重的环境污染,而乙炔氢氯化反应是工业合成氯乙烯的重要化学反应过程。为寻找适用于氯乙烯生产中高活性的非汞催化剂,本文采用等体积浸渍法,浓HCl为溶剂,制备不同配比不同价态的Au催化剂,以解决在该反应中Au Cl/AC催化剂转化率低、失活快等问题。实验结果表明:在反应条件为C2H2空速360 h-1、温度130℃、VHCl:VC2 H2=1.15时,Au Cl/AC活性较低,且失活较快。当加入第二组分Au Cl3或Au0后,随着加入量的增加,催化活性和稳定性得到明显提高,并且当nAu Cl3∶nAu Cl=2∶1时,催化剂的活性和稳定性最好。上述结果可为研制环境友好、催化活性高、选择性强、寿命长、易于处理的非汞催化剂提供一定的参考。     

Au-K/C催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能

采用过量溶液浸渍法制备了用于乙炔氢氯化反应的Au-K/C催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET表征。分析结果表明,Au-K/C催化剂活性组分在载体表面高度分散。在常压固定床反应器中,通过考察温度、空速和反应物配比对Au-K/C催化剂活性的影响,得到了基于Au-K/C催化剂的乙炔氢氯化反应的优化条件,即:反应温度170℃,乙炔空速120 h-1,原料配比VHCl/VC2H2=1.10。在该条件下,对Au-K/C催化剂连续进行120 h的活性考察,结果显示催化剂活性无明显降低,乙炔转化率大于96.0%,氯乙烯选择性不低于99.5%。     

用于PEMFC的介孔碳担载铂氧化钨电催化剂的制备与表征

利用介孔碳作为载体,制备介孔碳担载Pt-WO3复合催化剂应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极.以苯为碳源,采用气相沉积法复制介孔SiO2 Al-SBA-15模板结构合成石墨化介孔碳Cg,采用浸渍法制备无定形介孔碳CMK-3.通过分步沉积,将Pt和WO3担载到介孔碳载体上,采用比表面分析(BET)、X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安法以及单电池极化性能测试对介孔碳担载的复合催化剂进行表征.结果表明:介孔碳作为催化剂载体,其孔道结构有助于催化剂的均匀分散,从而提高催化剂的电催化剂活性.由于石墨化介孔碳的导电性能高于无定形介孔碳,因此Pt-WO3/Cg比Pt-WO3/CMK-3具有更好的电极催化活性.     

负载型磷钨酸铯在FCC中醚化反应研究

制备了负载型磷钨酸铯（Cs2.5H0.5PW12O40/Sio2）固体酸醚化催化剂，考察了载体性质，制备条件对催化剂性能的影响，并考察了工艺条件对叔碳烯烃转化率的影响，研究结果表明，大孔硅胶是Cs2.5H0.5PW12O40的适宜载体，硅胶的钠含量越低，制备的Cs2.5H0.5PW12O40/Sio2催化剂的活性越高，制备的Cs2.5H0.5PW12O40/Sio2催化剂均具有较强的酸性，催化活性以及良好的稳定性，是一种理想的醚化催化剂，在温度为80℃，压力0.8MPa。空速1h^-1，n（甲醇）/n（叔碳烯烃）比=1.1的反应条件下，叔碳烯烃转化率达到56.54%。     

不同载体的固体酸催化剂对糠醛渣水解制乙酰丙酸催化性能的影响

首先用一步法合成了一种介孔分子筛,然后分别以常规微孔分子筛ZSM-5、介孔分子筛SBA-15以及自制分子筛为载体制备了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂.以糠醛渣为原料,研究了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂对纤维素水解制乙酰丙酸催化性能的影响,在相同的反应条件下自制载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)催化剂显示了较好的催化性能.在优化的反应条件下,反应温度在220℃、反应时间60 min、固体酸用量10%左右、液固比15∶1,自制载体催化剂乙酰丙酸收率可以达到72.3%.     

Al-MCM-41固载离子液体催化-合成长链烷基苯

 为了合成高效的固体催化剂,离子液体被引入到介孔分子筛中。采用水热合成法制备了Al-MCM-41介孔分子筛,并浸渍离子液体制备出一种固载化催化剂。通过FT-IR、TG、N₂吸附-脱附等方法进行表征,分析其晶型结构,成功将离子液体固载到Al-MCM-41介孔分子筛上。通过对工艺条件的考察和正交实验设计,确定了最佳反应条件。当苯烯摩尔比为8:1、反应温度为200℃、空速1.5h^-1、压力3MPa时,反应的转化率和选择性综合达到最佳,Al-MCM-41固载离子液体催化剂的烯烃转化率为95.32%。     

SO_4~(2-)/Zr-MCM-48和SO_4~(2-)/Al-MCM-48的制备及催化性能

水热法合成出M-MCM-48(M=Al,Zr)介孔分子筛,通过浸渍法用H2SO4对M-MCM-48进行修饰,得到SO42-/M-MCM-48固体酸催化剂.采用XRD、N2吸附—脱附和NH3-TPD等方法对样品进行表征,并通过苯酚与叔丁醇烷基化反应考察了所制备固体酸催化剂的催化性能.结果表明:经H2SO4修饰后得到的SO42-/M-MCM-48样品仍然具有MCM-48典型的立方介孔结构,但其比表面积略有降低,介孔有序性均下降.烷基化反应结果表明:SO42-/Zr-MCM-48催化剂显示出最高的催化活性,SO42-/Zr-MCM-48对苯酚的转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性要明显高于SO42-/Al-MCM-48,在反应温度为140℃时苯酚转化率高达91.6%.     

基于介孔氧化硅的光响应固体碱催化剂的构筑

采用直接合成法将氨基作为碱性位引入介孔氧化硅MCM-41,进而通过后嫁接法在载体孔口处引入光响应基团4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基脲基)偶氮苯(AB-TPI),制备智能光响应固体碱催化剂Azo-NH_2-MS。所制备的固体碱催化剂可以有效地通过可见光/紫外光的照射实现对催化反应的控制。利用核磁共振氢谱仪(~1H NMR)、X线粉末衍射仪(XRD)、N_2吸附和透射电子显微镜(TEM)等对所制备的MCM-41、氨基功能化的MCM-41和Azo-NH_2-MS进行表征。结果表明:MCM-41以及功能化后的材料均显示出较好的介孔结构;AB-TPI负载量为3.9%的Azo-NH_2-MS在紫外光照射后,通过有效碳数法计算反应物的转化率为68.0%,在可见光照射后的转化率为42.0%,该催化剂在不同光照条件下的转化率差值百分比为61.4%,表现出良好的光响应催化性能。     

Au/CeNaY催化剂的制备、表征及其水汽变换反应性能

对Na Y分子筛进行Ce4+交换改性,获得Ce Na Y载体,继而负载Au制备一系列Au/Ce Na Y催化剂。采用电感耦合等离子光谱分析仪(ICP-OES)、N2物理吸附仪、X线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和H2程序升温还原(H2-TPR)等方法对负载纳米Au催化剂进行表征,并考察催化剂的水汽变换反应活性。结果表明:随着载体中Ce4+含量增加,催化剂的Au负载量逐渐提高,比表面积和孔容显著下降,且纳米Au颗粒均匀地分散于分子筛载体上。Au/Ce Na Y比Au/Na Y具有更高的水汽变换反应活性,且Au/Ce Na Y催化剂的反应活性随载体中的Ce4+含量的增加而提高。在350℃时,Au/Na Y的反应活性为2.6 mol/(mol·h),而Au/Ce Na Y的反应活性高达33.2 mol/(mol·h)。     

磺化MCM-41介孔固体酸的合成、表征及其催化乙酰丙酸乙酯化性能

以硅酸乙酯为硅源、十六烷基溴化铵为模板剂,室温常压下便捷地合成了MCM-41介孔分子筛,进而以硫酸为磺化剂,不同水热条件下制得系列磺化介孔固体酸MCM-41-SO3H.利用TG、XRD、FT-IR、TEM-EDX等手段对所得材料进行了表征.采用碱滴定法测定其酸密度,并且以乙酰丙酸乙酯化反应为探针反应,评价其催化性能.结果表明,尽管水热磺化处理在一定程度上降低了MCM-41的介孔规整性,所制备的MCM-41-SO3H介孔固体酸仍较好地保持了MCM-41的介孔结构;水热时间和温度影响其酸密度,进而影响催化活性,其中磺化温度180℃、磺化时间21h制得的催化剂活性最高,乙酰丙酸转化率达到74.4%,并显示出较好的循环稳定性能.     

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%.     

介孔氧化铝催化Knoevenagel反应的活性研究

制备一种具有比表面积大(812 m2/g)的介孔氧化铝,并通过XRD、N2吸附脱附实验及TEM等手段对该介孔氧化铝的孔结构性质进行了表征.以苯甲醛和丙二腈的反应作为媒介,研究该介孔氧化铝对于Knoevenagel反应的催化性能.结果表明,当催化剂量为0.03 g、反应时间3 h和反应温度55℃时,苯甲醛的转化率可以达到98%,证明了该介孔氧化铝对于Knoevenagel反应有着良好的催化性能.     

疏水性SBA-15-SO_3H介孔固体酸催化合成偏苯三酸三辛酯

以SBA-15、3-巯丙基-三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷为原料,利用后合成法制备了正辛基三甲氧基修饰的疏水性SBA-15-SO_3H介孔固体酸(C_8H_(17)-SBA-15-SO_3H).通过XRD、TEM、BET和NH_3-TPD对其结构、酸强度进行表征.该介孔固体酸在制备偏苯三酸三辛酯中的催化活性大于SBA-15-SO_3H.正交试验结果表明,210℃,偏苯三酸酐和2-乙基己醇的摩尔比为1∶4,C_8H_(17)-SBA-15-SO_3H用量为反应原料总质量的4%,反应5h,反应的酯化率为97.40%.该催化剂重复使用8次后,酯化率仍保持在92.2%.     

介孔钨铝复合氧化物载铂催化剂催化甘油氢解反应

以Al(OH)_3为铝源,用分步浸渍-焙烧法制备介孔钨铝复合氧化物负载铂催化剂。在连续流动固定床反应器中,考察催化剂催化甘油氢解制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)的催化性能与稳定性。通过N2物理吸附、X线衍射(XRD)方法表征反应前后催化剂的结构。结果表明:介孔钨铝复合氧化物负载铂催化剂的平均孔径为16 nm,催化剂在甘油氢解反应中呈现良好的催化活性。催化剂焙烧温度、反应温度、甘油质量空速(WHSV)及甘油水溶液浓度等因素变化对1,3-丙二醇产率及甘油转化率有较大影响。在160℃、4 MPa、60%甘油水溶液进料、甘油质量空速为0.25 h~(-1)、H_2与甘油摩尔比为100∶1的条件下,介孔钨铝复合氧化物负载铂催化剂催化甘油氢解反应,甘油转化率为54.1%,1,3-丙二醇的产率与选择性分别为26.2%与50.3%。催化剂长期稳定性良好。     

载体对Au催化剂乙醇部分氧化制氢性能的影响

采用共沉淀制备方法分别制备Au/Al2O3、Au/ZnO、Au/CeO2、Au/Fe2O3催化剂,考察不同载体对乙醇部分氧化制氢性能的影响,并用XRD、H2-TPR、H2-TPD等对各催化剂的晶相结构、表面还原性、吸附性能等进行表征,考察载体对Au催化剂的活性和选择性的影响.结果表明,载体对Au催化剂的催化性能与H2的...     

Au/γ-Al2O3催化剂上高浓度甲醇催化消除反应的研究

采用沉积沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,并进行了BET、SEM等表征.对高浓度甲醇蒸汽进行催化消除反应.探讨了载体粒径、金含量和活化气体(O2、N2、H2)对催化剂性能的影响.结果表明:载体粒径不同的催化剂表面积不同,不同的活化气体对反应产物有很大影响.在O2活化的最佳催化剂Au(2.0%)/γ-Al2O3(0.4-0.5 mm)上浓度为86.3 g/m3的甲醇的最低全转化温度是170℃,产物中CO2和甲醚的选择性分别为99.7%和0.3%,达到国家安全排放标准.图1,表3,参16.     

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.     

连续催化湿式过氧化降解丙烯腈研究

以金属Mn和Ce的硝酸盐为活性组分的前驱物,以介孔分子筛SBA—15为载体,浸渍焙烧法制备了负载型催化剂MnOx/SBA—15、CeOx/SBA—15及MnOx—CeOx/SBA—15;并以H2O2为氧化剂,在温和条件下连续催化湿式过氧化处理丙烯腈废水,采用元素分析仪测定N含量。结果表明,MnOx-CeOx/SBA—15催化剂表现出较好的催化活性和稳定性。实验选择了连续流固定床反应装置,考察了反应温度、进料流量、催化剂投加量、H2O2投加量等因素对N去除率的影响。由实验得出,在150℃,进料流量25 mL/min,催化剂投加30g/L,H2O2投加5%时,模拟废水的N去除率大于75%。