大豆油酯交换制备生物柴油的研究

利用K2CO3和Al2O3制备固体碱催化剂,将它用于大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油.通过实验考察醇油摩尔比,催化剂用量,反应温度和反应时间4个工艺条件对生物柴油产率的影响,最后确定最佳的反应条件为:醇油摩尔比9:1,催化剂用量2%,温度60℃,反应时间4h,在此条件下得到的生物柴油产率为72.3%.     

CCVD法制碳纳米管用Ni-Mg-O催化剂的制备研究

用草酸盐共沉淀法制备一类固溶体型NixMg1-xO纳米催化剂.该类催化剂用于甲烷催化分解合成碳纳米管(CNTs)显示出优良的性能.催化剂的制备优化研究揭示,催化剂的金属元素组成、氧化前驱物的焙烧和还原的温度对催化剂的性能有强烈的影响.在经优化的制备条件(n(Ni)∶n(Mg)=0.5:0.5,焙烧温度873 K,H2-还原温度973 K)下制备的Ni0.5Mg0.5O催化剂上,在经优化的制管反应条件(873 K,甲烷原料气GHSV=5×104mL/(h.g))下,反应2 h的CNTs产物的产率达到14.5 g/g.     

固体超强酸S2O2-8/Fe2O3-ZrO2-La2O3催化制备生物柴油

用沉淀-浸渍法制备固体超强酸S2O2-8/Fe2O3-ZrO2-La2O3催化剂,通过XRD和FTIR对其结构进行表征.将该催化剂用于催化制备生物柴油并考察了反应条件对生物柴油产率的影响.结果表明,当Fe、Zr和La的摩尔比为1∶0.42∶0.075时,催化剂活性最高.其催化制备生物柴油的最佳工艺条件为,催化剂用量为菜籽油质量的2%,醇和油的摩尔比为12∶1,反应温度为220℃,反应时间为10h,产率可达90.3%.催化剂重复使用5次反应时间达50h,产率仍达83%.GC-MS表征表明制得的生物柴油的纯度较高.     

碳纳米管促进Cu-基高效甲醇合成催化剂

用自行制备的碳纳米管（CNTs）作为促进剂，研制出一类高效甲醇合成催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs，评价它们对CO／CO加氢成甲醇的催化活性，并与非CNTs促进的相应体系作对比研究。实现发现，碳纳米管能显著地促进甲醇合成反应活性的提高。在493K，5．0MPa,H2/CO/CO2/N2=62/30/5/3(V/V),GHSV=8000h^-1的反应条件下, Cu6Zn3Al1-Ox-12.5wt%CNTs催化剂上，甲醇的时空产率达1064mgh^-1(g-catal)^-1；产物中甲醇的选择性达98％以上；而在相同的制备和反应条件下、在非促进相应催化剂Cu6Zn3Al1-Ox上，甲醇的时空产率只达729mgh^-1（g-catal)-1.H2-TDP观测揭示，常压下在CNTs材料、以及CNTs促进催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs上，可以吸附存储着数量相当可观、在423－573K温度范围处于可逆吸、脱附的吸附氢物种。这一特性将有助于在甲醇合成反应条件下，营造较高氢稳态的表面氛围，以有利于提高表面加氢反应的速率；与此同时，很可能由于加氢活性的提高，使得碳纳米管促进催化剂上甲醇合成反应所需温度比非促进的相应体系下降15－25K，这在相当大程度上将有利于提高CO的平衡转化率和甲醇合的平衡产率。本文结果表明，碳纳米管对H2优异的吸附、活化及存储性能对于促进其所改进催化剂上甲醇合成反应活性的显著提高，起着关键作用。     

Pd/C的制备条件对丙二烯磷酸选择加氢催化性能的影响

利用浸渍法制备Pd／C催化剂，通过正交试验确定了催化剂的最佳制备条件：浸渍吸附温度313K，吸附时间6．0h，还原剂量10倍于理论用量，还原温度353K，还原介质pH值为8．0，还原时间2．0h．所得催化剂在温度328K、压力0．3MPa、反应时间2．0h的情况下，丙二烯磷酸转化为丙烯磷酸的转化率为52．58％，工业用Pd／C催化剂在同样的反应条件下测得转化率为48．96％．通过正交试验制备的最佳催化剂表现出较好的催化活性，并对催化剂进行了XRD、H2-TPR和比表面测定，初步解释了催化剂活性与结构之间的关系．     

金属卤化物配合物催化芳胺烷硫化反应的研究

以2,4-二胺基甲苯(TDA)和二甲基二硫为原料,以卤化亚铜配合物为催化剂,制备二甲硫基2,4-二胺基甲苯(DMTDA)。考察了工艺参数对制备DMTDA的收率和选择性的影响,适宜的工艺条件是：在常压下反应温度为150℃,反应时间为6h,催化剂与TDA的摩尔比为0．05。由实验还可知配位催化剂失活是由于二甲基二硫与催化剂中的部分配体发生了反应,催化剂配体的流失是催化剂活性降低的主要原因。     

Yb(OTF)3催化2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯甲氧羰基化合成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯

研究了Yb（OTF），催化剂对2，4-二氨基甲苯（TDA）与碳酸二甲酯甲氧羰基化反应合成2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯（TDC）的催化活性，考察了反应温度和反应时间对Yb（OTF），催化活性的影响。在该催化剂的作用下，反应温度453K，反应时间5h时TDA转化率可达100％，TDC的产率达到23、6％，同时考察了Yb（OTF）3催化剂的寿命，经4次重复使用催化剂基本不失活。Ln（OTF）3（Ln=La，Nd，Yb）催化活性的比较表明催化剂Lewis酸性的强弱与TDC的产率成正比。     

碳纳米管负载合成气制低碳醇Co-Mo-K硫化物基催化剂

用自行制备的多壁碳纳米管(CNTs)作为载体,制备一类负载型CNTs促进Co-Mo-K硫化物基催化剂,x%CoiMojKk/CNTs(x%为质量百分数).实验发现,在2.0 MPa、593 K、V(CO):V(H2):V(N2)=45:45:10、GHSV=2 400mLSTP.h-1.g-cat.-1的反应条件下,在11.6%Co1Mo1K0.6/CNTs催化剂上,所观测低碳醇合成的比反应速率达到0.77μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1,是AC和-γAl2O3分别负载各自最佳Co-Mo-K摩尔组成及相应负载量催化剂(50.3%Co1Mo1K0.8/AC和26.1%Co1Mo1K0.8/γ-Al2O3)上这个值(分别为0.23和0.27μmol-CO.s-1.(mmol-Mo)-1)的3.35和2.85倍.对比研究显示,用CNTs代替常规载体AC和-γAl2O3并不引起所负载Co1Mo1K0.6硫化物催化剂上低碳醇合成反应的表观活化能发生明显变化.与AC或-γAl2O3负载的参比体系相比,CNTs负载的催化剂更易于在较低温度下还原活化,并促使工作态催化剂表面催化活性Mo物种(Mo4+)在总Mo量中所占份额明显提高;在另一方面,CNTs负载的催化剂展现出对H2更强的吸附活化能力,有助于在工作态催化剂表面营造较高稳态浓度吸附氢的表面氛围,于是提高了表面加氢反应的速率;这些因素对低碳醇合成反应活性的提高都有重要贡献.     

固体超强酸S2O2-8/Fe2O3-ZrO2-La2O3催化制备生物柴油

用沉淀—浸渍法制备固体超强酸S₂O^2-₈/Fe₂O₃-ZrO₂-La₂O₃催化剂，通过XRD和FTIR对其结构进行表征。将该催化剂用于催化制备生物柴油并考察了反应条件对生物柴油产率的影响。结果表明，当Fe、Zr和La的摩尔比为1∶0.42∶0.075时，催化剂活性最高。其催化制备生物柴油的最佳工艺条件为，催化剂用量为菜籽油质量的2%，醇和油的摩尔比为12∶1，反应温度为220℃，反应时间为10h，产率可达90.3%。催化剂重复使用5次反应时间达50h，产率仍达83%。GC-MS表征表明制得的生物柴油的纯度较高。     

固体碱MgO/ZrO2催化大豆油制备生物柴油

采用共沉淀法制备固体碱催化剂MgO/ZrO2,并以此催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察MgO含量和催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,以及优化酯交换反应的工艺条件,结果表明:在MgO质量分数为15%、焙烧温度700℃、反应时间3 h、反应温度60℃,醇油物质的量比12∶1和催化剂用量为大豆油质量的3%的条件下,生物柴油的产率可以达到82%以上。该催化剂对酯交换反应具有较高的催化活性和较好的稳定性。     

催化裂解法制备大孔径碳纳米管

Ni-Cu-Al催化剂中加入少量碳酸钠,催化裂解甲烷制备了大孔径碳纳米管,碳纳米管的产量为2.4g/g.cat。用这种方法制备的碳纳米管的内径约为20 nm~60 nm,外径约为40 nm~80nm。用扫描电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)研究了碳纳米管的形貌和微结构。分析结果表明:用这种方法制备的碳纳米管不仅内径较大而且石墨化程度较高。碳酸钠的加入引起了甲烷转化率和碳产率的轻微下降。实验结果表明:碳酸钠是一种温和的毒物,它能影响Ni-Cu-Al催化剂的催化活性,导致大孔径碳纳米管的生成。文中还讨论了大孔径碳纳米管的生长机理。     

含过渡金属分子筛催化环己醇与空气氧化制备环己酮

分别采用离子交换法、水热合成法和干胶转化晶化法,将非贵过渡金属引入到分子筛中合成出含过渡金属的分子筛催化剂,并将其应用于以空气为氧化剂、多相催化环己醇合成环己酮的反应中,探索高效、环保、廉价的绿色催化氧化反应体系.研究结果表明,采用水热合成法制备的含钴分子筛(CoAlPO-5)在催化空气氧化环己醇制备环己酮的反应中表现出优异的催化活性,通过考察反应温度、空气流速、反应时间、催化剂用量等探索了最佳催化反应条件是:反应温度为100℃、空气流速为40mL/min、反应时间为8h、催化剂用量为100mg时,环己醇转化率可达到38.2%,环己酮选择性达到95.8%.     

F/HY催化剂用于挂式四氢双环戊二烯的制备

采用室温过量浸渍法,制备不同F用量改性的HY分子筛催化剂。采用氨程序升温脱附法(NH3-TPD)、X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对催化剂的结构及酸性质进行表征,并在桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)制备挂式四氢双环戊二烯(exo-TCD)的反应中考察催化剂的催化性能。结果表明:最适宜的反应条件为以1.0%F/HY为催化剂,活化温度300℃,反应温度240℃,催化剂与原料质量比0.25∶1,溶剂环己烷与endo-TCD的摩尔比10∶1,初始压力1.0 MPa,反应时间1.5 h。最优条件下桥式四氢双环戊二烯的转化率达到92.6%,挂式四氢双环戊二烯的收率达到了59.4%。失活的催化剂可以通过550℃高温焙烧再生,其活性变化不大。     

{P8W48}-轮型多金属氧酸盐的合成及氧化催化性能

六缺位Dawson型钨磷酸盐K12H2P2W12O48·24H2O在NaAc-HAc缓冲溶液中发生自聚,形成了Na21[Na12H7P8W48O184]·70H2O(简写为Na-P8W48)轮型化合物.利用单晶X射线衍射、IR和XRD对Na-P8W48进行了表征,在该化合物的轮内12个活性位均被Na+占据.以环己醇氧化合成环己酮为模型反应,探讨了{P8W48}的氧化催化性能.考察了不同物料比、催化剂用量、反应时间、温度及催化剂的溶解性对反应的影响.结果表明,当环己醇/H2O2的摩尔比为1∶2.2,环己醇/{P8W48}(以W计)的摩尔比为200∶1,80℃反应3h,环己酮产率最高,在均相体系时产率可达93%,是环己醇氧化合成环己酮的优良催化剂.     

不同载体负载的钴基费-托合成催化剂性能研究

考察了碳纳米管与传统氧化物作为载体负载的钴基催化剂用于费-托合成反应的性能.采用等体积浸渍法制备了钴基催化剂,并对催化剂进行了TPR、TEM、H2-化学吸附等表征分析.结果表明,Co/SiO2和Co/CNTs催化剂具有较低的还原温度且Co/SiO2催化剂还原峰较狭窄.TEM的结果显示Co/γ-Al2O3催化剂和Co/CNTs催化剂中的钴颗粒粒径分布范围较宽,而Co/SiO2催化剂的钴颗粒粒径分布较为均匀,这是导致其还原峰温范围不同的原因之一.费-托合成反应结果显示Co/CNTs催化剂和Co/γ-Al2O3催化剂具有比Co/SiO2催化剂更高的一氧化碳转化率,而Co/γ-Al2O3和Co/SiO2催化剂具有比Co/CNTs催化剂更高的C5＋选择性和较高的α值.     

固体碱催化剂上碳酸甲乙酯的洁净合成

制备了氧化镁、氧化钙及镁铝复合金属氧化物3种固体碱催化剂，对不同温度下3种催化剂上碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯反应的催化性能进行了考察，并推测了固体碱催化剂上碳酸二甲酯与碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯的反应机理．结果表明，镁铝复合金属氧化物对该反应具有最优的催化活性，在回流温度下、反应时间为4h、碳酸二甲酯与碳酸二乙酯摩尔比为1：1的条件下，碳酸甲乙酯收率可达45．8％．采用X射线衍射，CO2程序升温脱附对催化剂进行表征．X射线衍射谱图显示镁铝复合金属氧化物中以MgO、Al2O3晶相为主，同时存在少量的MgAl2O4物种．CO2程序升温脱附曲线表明酯交换反应主要在弱碱活性住上进行．     

合成水杨酸苯酯催化剂的研究

研究了在一水硫酸氢钠、一水硫酸氢钠一硫酸复合催化剂存在的条件下,由水杨酸、苯酚合成水杨酸苯酯。探讨了一水硫酸氢钠、一水硫酸氢钠一硫酸复合催化剂用量、水杨酸与苯酚的配比、反应温度和反应时间等因素对催化合成水杨酸苯酯收率的影响。实验结果表明,反应温度135℃,反应时间3.5 h和3 h,水杨酸与苯酚配比为1∶1.25和1∶2,催化剂用量分别为水杨酸用量的0.25倍和0.04倍,在最佳合成条件下,产品平均产率达80.93%和77.44%,产品纯度为98.84%。     

制备条件对LaMnO3催化氧化碳黑活性的影响

通过改变煅烧温度、煅烧时间和前驱体溶液pH值,在不同条件下用溶胶凝胶法制备了LaMnO3钙钛矿型催化剂。使用BET、XRD等实验手段对催化剂进行了表征测试,利用热重分析仪对催化剂催化氧化碳黑的活性开展了程序升温氧化实验研究,并用Coats-Redfern方法进行了反应动力学分析。实验结果表明,煅烧温度对LaMnO3钙钛矿催化剂的形成起到关键作用,973K煅烧的催化剂可以获得最大的反应活性;煅烧时间对钙钛矿的形成也有一定影响,煅烧超过6h的催化剂活性较高;前驱体溶液pH值呈碱性时,可以获得最大的催化剂表面积以及表面活性位密度,从而提高催化剂的整体活性。