苯甲酸气相加氢制苯甲醛的反应机理研究

通过改变苯甲酸和苯甲醛催化加氢的氢气流量、预还原时间、反应温度来研究苯甲酸催化加氢的反应机理,为取代苯甲酸催化加氢的理论研究提供参考模型,同时也为加氢催化剂的设计和工艺条件的选择提供实验理论依据.副产物甲苯主要是来自于主产物苯甲醛的进一步加氢反应,而少部分来自于苯甲酸双氧空位吸附.研究表明,苯甲酸单氧空位催化加氢符合M.v.K机理,而苯甲醛的深度加氢和苯甲酸的双氧空位加氢并不完全符合M.v.K机理.根据催化剂层三段反应的分析,可将反应器设计成漏斗状或在上、中、下三层中采用不同粒径的催化剂,达到同时提高苯甲酸转化率和苯甲醛选择性的目的.     

负载型铂基催化剂在肉桂醛选择加氢中的研究进展

肉桂醛作为一种典型的α, β-不饱和醛,其选择加氢常被用作模型反应来研究催化剂的构效关系.然而,如何获得兼具高活性及高选择性的催化剂具有很大的挑战.铂基催化剂由于具有较高的活性常被用作肉桂醛选择加氢的催化剂,但是,传统方法制备的负载型单金属铂基催化剂,无论是对C=C双键加氢还是C=O双键选择性均不高.近年来,研究人员从电子效应、协同效应以及空间效应等出发,设计合成了一系列高性能负载型铂基催化剂用于肉桂醛的选择加氢.本文将对近3年负载型铂基催化剂在肉桂醛选择加氢中的进展进行归纳和总结,并对催化剂的构效关系进行分析和梳理,希望为进一步合理设计高催化性能的铂基催化剂提供一些借鉴.     

加氢还原法制备高纯度仲辛醇

以负载型铜、镍催化剂为加氢催化剂 ,液相加氢还原粗仲辛醇中的 2 辛酮制备高纯度仲辛醇。分析了催化剂的制备方法、类型及加氢反应条件对催化剂活性的影响。实验结果表明 ,镍催化剂的加氢活性较高 ,加氢反应条件相对缓和。在适当的加氢条件下 ,采用浸渍法制备的镍催化剂和采用共沉淀法制备的铜催化剂的加氢活性相当 ,2 辛酮的加氢转化率均可达 98%以上 ,加氢产物中仲辛醇的纯度达 98%～ 99% ,2 辛酮含量可降至 0 .2 %以下。负载型镍、铜催化剂具有良好的活性稳定性 ,是制备高纯度仲辛醇的高效、高选择性催化剂 ,具备一定的工业开发潜力。     

VAH型气相醛加氢催化剂在正丙醇装置上的工业应用

介绍了VAH型气相醛加氢催化剂在淄博诺奥化工有限公司4万t/a丙醇装置上的首次工业应用.控制催化剂装填过程,避免催化剂出现破损现象,确保各列管压差均为35～50 kPa;严格控制催化剂还原过程中氮气中的氢气浓度,确保了催化剂还原彻底且不出现飞温.装置开工顺利,产品完全达标,催化剂表现出很好的加氢活性和选择性,VAH型醛加氢催化剂成功实现在丙醛加氢制丙醇装置上的工业应用.     

俄罗斯减压渣油超临界萃取残渣的催化加氢反应研究

以高压反应釜为反应器、环己烷为溶剂,选用分子筛、金属及合金3大类共6种催化剂,对俄罗斯减压渣油超临界萃取所得残渣的非催化及催化加氢反应进行研究.结果表明,采用NKF-β型和Y型分子筛作为催化剂,残渣加氢反应产物中芳烃的相对含量超过55%;采用金属Fe、Ni以及合金Co-Fe、Pd-C作为催化剂,残渣加氢反应产物中正构烷烃的相对含量超过70%;除采用Fe和Pd-C作为催化剂的残渣加氢反应产物之外,在其他各组产物中均检测到少量含氧化合物,而在以NKF-β型分子筛作为催化剂的加氢反应产物中还检测出含氮化合物.针对各组加氢反应产物中化合物相对含量的差异,推测了残渣在不同类型催化剂作用下可能存在的反应途径.     

丁二烯选择性加氢催化剂制备因素研究进展

FCC等装置所产少量丁二烯对 C4馏分的进一步加工利用有很大妨碍 ,采用选择加氢除去丁二烯是经济可行的办法 ,因此 ,对催化剂的研究具有实用性和必要性 .文中简要介绍了丁二烯选择性加氢催化剂的历史和现状 ,分析了丁二烯催化加氢的反应机理 ,研究了催化剂制备过程中催化剂载体、活性前身物、制备方法、制备条件和后加工过程对催化剂物性和催化加氢反应性能的影响 ,指出 Pd基双金属催化剂是该领域的最新发展趋势 .     

加氢还原法制备高纯度仲辛醇

以负载型铜、镍催化剂为加氢催化剂，兴相加氢还原仲辛醇中的2－辛酮制备高纯度仲辛醇。分析了催化剂的制备方法、类型及加氢反应条件对催化剂活性的影响。实验结果表明，镍催化剂的加氢活性较高，加氢反应条件相对缓和。在适当的加氢条件下，采用浸渍法制备的镍催化剂和采用共沉淀法制备的铜催化剂的加氢活性相当，2－辛酮的加氢转化率均可达98％以上，加氢产物中仲辛醇的纯度达98－99％，2－辛酮含量可降至0．2％以下，负载型镍、铜催化剂具有良好的活性稳定性，是制备高纯度仲辛醇的高效、高选择性催化剂，具备一定的工业开发潜力。     

重油加工产品加氢改质催化剂及反应工程基础研究

该报告借助高分辨透射电镜、扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)、X射线光电子能谱(XPS)和激光拉曼光谱等先进表征手段,深入研究汽柴油加氢改质催化剂活性相组成、结构、形貌与其加氢性能的关系,阐明载体性质、制备方法和活化过程对催化剂中活性相形成的影响规律,发展降低杂原子脱除苛刻度的新型催化材料和制备方法,研制系列汽、柴油加氢改质催化剂。以大幅增加汽油产品中的异构烷烃含量(提高汽油辛烷值)和适度增加芳烃含量(提高汽油辛烷值)、降低柴油产品中的芳烃含量(提高十六烷值)和增加异构烷烃含量(降低柴油凝点)为目标,研制了将汽油中的烯烃和柴油中的直链烷烃定向转化为异构烷烃、饱和柴油中芳烃的催化材料,发展其改性方法,开发出具有超深度脱硫、脱氮和芳烃加氢选择性开环和实现石油烃类定向转化的系列催化剂。研究了汽柴油中含硫、含氮化合物与烯烃、芳烃在催化剂活性位上的竞争吸附-反应机理,辅之以加氢改质反应的热力学研究,建立了汽柴油加氢改质过程中杂原子化合物和烃类化合物的化学反应网络和动力学模型,并借以分析反应工艺配置、催化剂级配方式以及操作条件对汽、柴油加氢改质过程的影响,确定适合加氢改质目标的工艺流程配置和催化剂级配方式。采用冷模试验与热模实验相结合的方式,系统考察催化剂尺寸、几何构型、装填方式和反应器构型、级联方式对汽柴油加氢改质过程操作性能的影响,建立加氢改质工艺和反应器的设计放大方法。     

负载型催化剂微纳结构调控关键技术创新及产业化

负载型催化剂是活性组分均匀分散,并负载在特定载体上的催化剂,是催化加氢行业实现化工产品高值化和绿色化的核心要素.浙江新和成股份有限公司与浙江大学联合开展基础理论和技术应用研究,从微纳尺度进行精准设计、制备,开发了一系列具有自主知识产权的高性能加氢催化剂,攻克了多类加氢反应对催化剂微纳结构个性需求的难题,成功实现"负载型催化剂微纳结构调控关键技术创新及产业化".该项目荣获2020年度浙江省技术发明奖一等奖.     

过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究进展

由于过渡金属磷化物具有独特的结构,在加氢脱硫反应中显示了优异的催化活性.因此,稳定高活性的过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究成为一个新的趋势.本文阐述了过渡金属磷化物催化剂的结构、制备及其加氢脱硫催化性能,概述了助剂对过渡金属磷化物催化剂加氢脱硫活性的影响.开发更易合成、活性更高的过渡金属磷化物催化剂仍是今后研究的重点.     

The influence of the metal net charge of non-metallocene early transition metal catalyst on the ethylene polymerization activity

The net charges on central metals of a serial non-metallocene early transition metal catalysts （FI catalyst） with similar steric hindrance were caculated with MM-QEq （molecular mechmism-charge equilibration） method and associated with ethylene polymerization activities of these FI catalyta. It was found that the activity increased with the net charge on metal if ignoring the influence of the steric hindrance. In other words, introduction of strong and/or more electron-withdrewing groups onto the Iigand of FI catalyst would enhance the activity of the catalyst. This conculsion gave a direction to designing new FI catalyst with higher activity.     

焦炉煤气在透氧膜反应器中的重整机理

通过实验设计和透氧量测定研究焦炉煤气(coke-oven-gas,COG)或天然气中的甲烷在透氧膜反应器中的部分氧化重整途径,提出反应器内的"重整-透氧"机理模型.在由混合导体和催化床构成的透氧膜反应器中,催化床主要实现甲烷裂解和催化重整的功能,在膜表面处的催化金属微粒完成了还原性气体的"吸附—溢流—氧化"过程,进而强化混合导体内部的氧离子传导.     

高温催化燃烧技术及其核催化剂的研制

高温催化燃烧技术作为一项环境友好的能源利用方式下得到世界各国的广泛重视,催化燃烧器设计与燃烧催华化剂研制领域不断取得新进展。本文通过考察负载型Pd催化剂和烧绿石型复氧化物催化剂的物化学特性与催化反应动力学特征,探讨了改良现有催化剂体系反应性能的有效途径。     

硫酸铝钾催化乙酸正丁酯的合成

以正丁醇和冰乙酸为原料,采用硫酸铝钾作催化剂合成醋酸正丁酯.考察了催化剂用量、原料配比和反应时间等因素对反应的影响.确定了硫酸铝钾催化合成乙酸正丁酯的较优条件:酸醇摩尔比为1:1,催化剂用量为乙酸质量的8.33%,反应时间1h,酯化率可达97.7%.     

硫酸铝钾催化乙酸异戊酯的合成

以异戊醇和冰乙酸为原料,采用硫酸铝钾作催化剂合成醋酸异戊酯。考察了催化剂用量、原料配比和反应时间等因素对反应的影响。确定了硫酸铝钾作为催化剂的较优合成条件:酸醇摩尔比为1:1,催化剂用量为乙酸质量的16.7%,反应时间90min,酯化率可达97.6%。     

85%H_2O_2的催化分解性能试验

高浓度过氧化氢是一种理想的绿色氧化剂,近年来在航天领域受到了广泛的重视.它的分解速度直接影响固液火箭发动机的各项性能,因此,过氧化氢的催化分解研究是固液火箭发动机研究的重要一环.文章主要针对85%过氧化氢-低密度聚乙烯固液火箭发动机氧化剂过氧化氢催化剂的催化分解进行了研究,并通过固液发动机试验结果,从理论上分析了影响过氧化氢分解效率的因素.结果表明,200目镀银镍网具有良好的催化能力,在镀银镍丝催化网涂覆适当的添加剂可以迅速分解过氧化氢,用85%过氧化氢对镀银镍网进行预处理可提高催化剂的初始启动性能,改进氧化剂喷嘴的结构设计可减少催化网的"通道效应"并减善过氧化氢积存状况.     

V2O5/TiO2片状催化剂上NH3选择性还原NOx反应传质情况研究

在固定床反应器中对片状V₂O₅/TiO₂催化剂上NH₃选择性催化还原NO_x 的反应体系进行了传质对反应影响的研究。V₂O₅/TiO₂催化剂上NH₃选择性催化还原NO_x 的反应为1级反应,内扩散对反应速率和NO_x 转化率的影响显著。NO_x 转化率可以表示为空速和其它参数的显函数并获得单一的解析解。实验与模型结果相一致,模型能够较好的反映转化率的变化趋势,为SCR反应器的优化设计提供理论依据。     

Role of support in photothermal carbon dioxide hydrogenation catalysed by Ni/CexTiyO2

Nickel was supported on varied ratios of ceria-titania mixed oxides(Ni/Ce_xTi_yO_2) to evaluate the role the support plays in photothermal carbon dioxide hydrogenation to produce methane. In a batch photothermal reactor system, Ni/CeO_2 achieved the highest conversion rate, reaching a conversion of 93% in approximately60–90 min. To decouple the influence of light and heat, the CO_2 hydrogenation was examined in an in-house designed photothermal reactor, whereby heat can be applied externally. Decoupling experiments revealed that heat from the thermalisation by light was the main driving force for the reaction. In addition, the conversion and temperature profile of the different catalysts revealed that the catalyst performance was governed by catalyst reducibility. H_2-TPR analyses showed that the Ni became more readily reducible with increasing Ce O_2 content,suggesting that the oxide plays a role in activating the Ni. The reduction temperature of the nickel catalyst(following a reduction and passivation process) was below 200 °C, which meant that the inherent heating temperature of the photothermal reactor was sufficient to initiate Ni/CexTiyO_2 catalyst activity. The exothermic methanation reaction was then able to heat the system further, ultimately reaching a temperature of 285 °C. The ancillary rise in temperature promotes further nickel reduction and methane formation, leading to a "snow-ball"effect. The findings demonstrate that, to achieve a "snow-ball" effect in a photothermal system, designing a catalyst which is easy to reduce, active for CO_2 hydrogenation, and capable of converting light to heat for its initial activation is critical.     

Regulating the steric effect at the zero-dimensional interface

The regulation mechanism of a zero-dimensional interface towards a catalytic reaction in the setting of a single-atom catalyst has been elusive to researchers. In a recent article published in Journal of the American Chemical Society, Zeng and Zhou et al. differentiated the electronic and steric effects on the oxygen evolution reaction at two distinct zero-dimensional interfaces. The steric interaction resulted in the desired adsorption behavior of intermediates at the interface, which lowered the energy barrier to the rate-determining step (RDS) and thus facilitated the oxygen evolution reaction. For the first time, this work validated the impacts of electronic and steric effects on the atomic interface of catalysts by delicately designing the anchoring site of single atoms on the support. The elegant design concept presented in this work pushes the research field of interface engineering to the atomic level and blazes a trail for the rational development of high-performing catalysts.     

构建工科学生“实践-科研-企业”平台

认为基础的专业实验能够培养学生的动手能力,设计性实验能够培养学生的动脑能力。设计性实验重点在培养学生设计实验的能力和数据处理及模拟分析方面。应该根据学生的能力和特点采取灵活有效的方式。