固体超强酸与催化剂设计

百分之九十以上的化工生产都离不开催化剂.许多化工新发明的核心秘密就在于新的催化剂.寻找和改进催化剂,是许多化工科研课题追逐的目标.开发工业过程的一个新催化剂,分为许多阶段,常常首先要选择“主剂”.改进一个老催化剂,也要测验种种配方,以找出最好的“助剂”.有时,化工生产的原料变了,催化剂的组分也要调整,以适应新的过程……,这都要进行千百次筛选实验,才能达到上述目的.能不能更科学化、更系统化地寻找催化剂呢?除了要改进研究测     

《催化原理导论（Introduction to Catalysis）》

催化技术是现代化工的关键核心技术之一．随着催化科学与工程技术的不断发展，无论是基础原理、基础概念，还是催化剂研究手段，以及催化剂工业应用与催化剂工程，均出现了大量的新概念、新理论、新方法及其新的催化应用领域．这些新的进展也为高等院校《催化原理》课程的教学带来诸多挑战．同时，加入WTO以来，我国经济、社会全面与国际社会接轨，既懂专业知识，     

生物-化学复合纳米催化剂体系应用基础研究

细胞具有精确、高效的分子合成能力,细胞内复杂的多酶体系具有纳米尺度多层次构建的基本特征,纳米邻近效应、区域化效应、限域效应等是其高效催化的重要基础."去细胞之复杂,取细胞之精华",提取细胞生物催化关键元件,并以化学催化替代其中的局限步骤,模拟细胞内多级结构和纳米效应,设计简单、高效、稳定的生物-化学复合纳米催化剂,有望再现甚至超越细胞的催化能力,为传统工业生物催化提供革新技术.本项目以化学工业可持续发展的需求为导向,重点研究生物-化学复合纳米催化剂构筑及其工业化应用中的重要科学问题,并探索应用于手性化合物制备的工业催化过程.     

从学术论文看我国2008年催化学科基础研究进展

依据我国催化领域的学者在一些重要国际学术刊物上发表的论文, 从能源和化工催化、环境催化、绿色催化、手性催化、有机合成中的多相催化、光催化、催化新材料和催化剂新合成方法、催化活性中心和催化反应机理表征等方面, 简要介绍2008年我国催化学科在基础研究方面所取得的一些进展.     

复合氧化物La_(2-x)(Sr,Th)_xCuO_(4±λ)——一种新型的苯酚羟化催化剂

二酚(邻苯二酚,对苯二酚)是重要的化工原料,二酚生产一直是人们所关注的课题,70年代以前主要采用的一些污染严重的生产过程正被逐渐淘汰。目前,利用过氧化氢和苯酚为原料联产邻苯二酚和对苯二酚,在化工生产中占有重要的地位。常见的催化剂有等。但这些催化剂也具有明显的不足之处,前两者具有均相催化反应本身难以克服的缺点,后者虽具有多相催化过程的优点,但由于此类催化剂难以制取,而且此类催化剂主要反应孔道的孔径较小(<0.9 nm),反应物和生成物难以在孔道中扩散,使得反应速度较慢。当前国际上还正在积极寻找新的催化体系以达到高效无污染生产二酚的目的。     

点亮沸石分子筛的合成之路

正分子筛,顾名思义是可以筛分分子的材料.之所以能筛分分子,其主要原因是此类材料具有奇特的孔道结构.沸石分子筛是一类具有规则孔道的微孔硅铝酸盐晶体,具有优异的催化、吸附分离和离子交换性能,已被广泛应用于石油炼制、石油化工、精细化工和日用化工等与能源和环境密切相关的重要领域.20世纪60年代沸石分子筛用于催化裂化过程被认为是催化裂化的一次革命,也是沸石分子筛用于催化工业的重大突破.由于其独特的择形催化特性,沸石分子筛已成为当前化学工业中最为重要的固体催化剂材料.目前,全世界每年需要数百万吨的沸石分子筛     

环境催化——大气污染控制和预防的化学

以控制和预防大气污染为目的之一的环境催化科学和技术,在90年代有很大的发展.本文阐述了其中八个值得重视的研究方面.它们是富氧条件下消除NO_x的新催化剂和催化反应;消除SO_x及一步法消除SO_x、NO_x的催化途径;催化燃烧替代火焰燃烧以及挥发性有机组分(VOCs)废气的催化氧化;汽油车排气催化净化性能的提高和柴油车排气及黑烟微粒的催化消除;氯氟烃类(CFCs)催化分解和催化合成代用品;C0_2的催化合成利用;臭氧在低层大气中的催化消除;以及无害化催化过程的设计和有害化工路线的改造.     

复合氧化物La2-x(Sr,Th)xCuO4±λ——一种新型的苯酚羟化催化剂

<正>二酚(邻苯二酚,对苯二酚)是重要的化工原料,二酚生产一直是人们所关注的课题,70年代以前主要采用的一些污染严重的生产过程正被逐渐淘汰。目前,利用过氧化氢和苯酚为原料联产邻苯二酚和对苯二酚,在化工生产中占有重要的地位。常见的催化剂有等。但这些催化剂也具有明显的不足之处,前两者具有均相催化反应本身难以克服的缺点,后者虽具有多相催化过程的优点,但由于此类催化剂难以制取,而且此类催化剂主要反应孔道的孔径较小(<0.9 nm),反应物和生成物难以在孔道中扩散,使得反应速度较慢。当前国际上还正在积极寻找新的催化体系以达到高效无污染生产二酚的目的。     

钛硅分子筛固定床催化环己酮肟的绿色合成

采用挤条成型的方法,通过添加造孔剂、黏结剂和水,制备了3种典型钛硅分子筛(Ti-MOR,Ti-MWW和TS-1)的成型催化剂,并研究了以H2O2为氧化剂,成型催化剂催化环己酮液相氨氧化反应的固定床工艺过程.首先考察了钛硅分子筛粉末在环己酮氨氧化间歇反应中的催化活性,发现3种钛硅分子筛的催化性能是Ti-MORTS-1Ti-MWW.其后在固定床连续反应器上,比较了这3种成型钛硅催化剂的催化性能,结果表明,Ti-MOR比TS-1和Ti-MWW表现得更为优异,这与间歇反应结果一致.另外,系统地考察了影响成型Ti-MOR分子筛催化该反应活性和肟选择性的因素.在最优化反应条件下成型Ti-MOR催化剂表现出非常出色的催化性能,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别高于95%和99%.成型Ti-MOR催化剂在固定床连续反应的寿命评价实验中,可以实现连续运行360 h,环己酮的转化率保持在95%,肟的选择性高于99%,H2O2残留量为3%.积炭和部分活性位Ti的流失是造成催化剂失活的主要原因,失活的Ti-MOR通过在空气中823 K焙烧可以有效再生,再生催化剂的催化性能约为新鲜催化剂的80%,但对环己酮肟的选择性仍维持在99%以上.     

蛋白质的半导体性质与生物催化作用

一引言催化作用,一方面和现代化学工业有着密切的联系,绝大部分的有机和无机化学工业过程都是借助于催化剂来实现的;另一方面,它又和生命现象有着密切的关系,在生物体中进行的化学过程,如呼吸、消化、蛋白质合成、光合作用,绝大部分都是借助于生物催化剂——酶来实现的。把生物催化剂和现有的工业催化剂作一番比较,我们就可     

化工过程强化与微反应技术——构筑高效、节能、清洁的未来化工厂的新技术

化工过程强化正在孕育化学工业的变革化学工业与我们的生产和生活密切相关,医药、农药、塑料、橡胶、涂料、汽油、柴油等都是化学工业制造的。传统化工给人的印象是高耸塔群林立,刺激气味迎面扑鼻,粉尘液滴四处飞溅,能耗高且对环境的污染怵目惊心。不过,化工过程强化技术的出现     

非碳化策略制备氧还原电催化剂

非贵金属碳基氧还原催化剂是当前热门的燃料电池催化剂,而传统制备过程中,需要经过高温(>700°C)碳化过程来提高材料的导电性和催化活性.高温碳化过程中,材料结构可能发生不可预测性的改变甚至重构、催化活性位不清晰、难以控制等问题,给催化过程中的反应机制、失活机理与宏量制备等带来重大挑战.本文系统地介绍了利用非碳化策略构筑新型氧还原催化材料的制备与应用,尽管非碳化法策略仍处于婴儿发展期,但正在发挥着重要推动作用,为活性位点、催化机理研究带来新的机遇.     

《纳米催化技术》

<正> 本书是将新型纳米催化技术、纳米尺度催化材料及其合成技术、纳米结构催化材料及其合成技术、纳米催化剂表征技术、纳米催化剂设计以及应用等方面重要学术问题的探讨与该学科前沿研究动态等有机融合,同时,将纳米催化技术与人类未来能源、材料、化工、环境、生物技术等领域的可持续发展密切关联,在作者大量前期探索性研究基础上精心编著而成.本书特色在于:催化基础与前沿并重,学术问题与应用关联,结构特色明显,体系新颖独     

催化剂选择原理的研究——Ⅰ.关于评定催化剂活性的方法问题

催化反应在化学工业中占着首要地位,但迄今适用于某一反应的催化剂,还都是靠经验方法来选择的。因此,科学地选择催化剂的问题是化学科学中迫待解决的问题之一。为了解决这个问题,首先要能科学地阐明催化剂的活性。影响催化剂活性的因素很多,但可概括为几何的(晶格常数、晶体结构、反应分子在催化剂上的定位、表面积及活化中心等)和能量的(活化能、键能等)二类,许多催化理论只强调了其中某一因素的作     

典型介孔硅基固体酸催化剂的新进展

无机酸在化学化工领域有着广泛应用,由此带来的诸多环保与安全问题已经引发了国内外科学和产业界的高度重视,创制高效固体酸催化剂替代无机酸成为当前研究的重点和热点.与其他固体酸催化剂相比,硅材料耐酸性强、具有良好的孔隙率,其组成、物理化学性质及形貌等均可调控,被认为是一类理想的固体酸载体.将活性组分负载至硅材料载体上,创制高效硅基固体酸催化剂,一方面,通过调控硅材料载体形貌结构,促进活性组分的分散,提升传质效果;另一方面,硅基固体酸催化剂环境友好,符合绿色化学发展的要求,且催化剂经多次循环利用活性无明显降低,具有重要的应用价值.本文概述了近年来通过形貌控制制备介孔硅基固体酸催化剂及其在催化领域应用的新进展,为创制新型固体酸催化剂提供了新的思路.     

非金属碳基纳米催化材料研究进展

催化反应在石油与化学工业占有重要的地位,而传统的金属基催化材料由于储量有限、稳定性差、环境污染等问题,在工业上的大规模使用正受到多种限制性挑战.近年来随着绿色化学和可持续化学发展的推动,非金属碳基纳米催化材料及其应用研究引起了国内外广泛关注,成为当前能源、材料、化工等领域的热点方向.本文简要介绍了碳基纳米材料结构与催化的关系,重点综述了近5年非金属碳基纳米催化材料设计与其在液相反应、气相反应和光电催化等反应中的应用基础研究进展,并结合本课题组研究工作,从反应工程学的角度对当前非金属碳基纳米催化的问题和未来前景作了展望.     

乙烷选择氧化生成醛类含氧化合物催化剂的研究进展

乙烷部分氧化生成醛类含氧化合物是低碳烷烃选择氧化中较难于进行的反应过程, 与乙烷选择氧化制乙烯、制乙酸相比, 以醛类为目的产物的乙烷选择氧化催化过程的研究报道并不多. 本文综述了可以用于乙烷选择氧化生成醛类含氧化合物的催化体系和催化反应机理的最新研究进展, 涉及体相的和负载的金属氧化物催化剂、高分散隔离活性位催化剂及用于乙烷气相氧化和光转化的催化剂等.     

锆双组元氮化物的制备及加氢脱硫性能

高比表面(通常BET比表面大于100 m~2·g~(-1)的γ-Mo_2,作为一种具有广阔应用前景的催化新材料,近年来引起了催化界的极大关注.在烃类加氢反应中γ-Mo_2N的催化活性可与Rh,Pd,Pt等贵金属催化剂相比拟.尤其是对石油馏分的深度脱硫、脱氮、脱氧更具特色.前人的研究结果表明这种催化剂的活性及选择性与催化剂的比表面密切相关.然而,高比表面氮化物的制备一直阻碍着这一新型、高效催化剂新材料的迅速发展.如何在缓和条件下合成出大剂量、高比表面的氮化物,并使其具有优异的催化性能就成为这类催化剂的关键所在.本文利用双组元过渡金属化合物与NH_3的程序升温氮化气固反应,合成出较大剂量、高     

化学工程与生命科学

化学工程是随着化学工业的发展,而在二十世纪初出现的一个新的学科分支,直到五十年代末期,化学工程主要是以研究化工单元操作为基本内容.随着科学技术的突飞猛进,近十多年来,化学工程也在不断发展,其发展趋势具有两个明显的特点:一是深入研究过程机理,力求建立过程的模型,用数学的概念、方法描述过程,以电子计算机为工具,寻求过程的定量或半定量的规律;二是摆脱学科分科的约束,与其他学科相互渗透、相互影响、相互促进,逐渐在边缘领域出现新的生长点.如将化学工程和数学、物理等,应用于医学和生物学,从而产生了“生物医学工程”,这是近15～20年中出现的新学科,是工程科学和生命科学相结合的边缘学科.著名科学家冯元桢曾预言,不久的将来,生物医学工程就象当年的航空火箭工程     

杂多酸与催化

凡能源、材料、环境治理等涉及化学反应速度问题的对象,无不需要考虑催化技术可能发生的重要作用.所以工业催化技术正在成为一门有广阔服务面的跨行业技术,研究活动十分活跃.《杂多酸与催化》一文就杂多酸作为新型高效催化剂的研究和应用情况作了较全面的综合报道.相信本文对开发工业催化剂工作者不无裨益.