Keggin结构磷钼钒酸催化苯直接羟基化

采用乙醚反萃取方法制备磷钼钒酸催化剂H3+nPMo12-nVnO40(n=0~5),利用X射线粉末衍射(XRD)、红外(FTIR)以及等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对催化剂进行表征,并以H2O2为氧化剂,考察催化剂对苯直接羟基化反应的催化性能,探讨不同钒原子数目对所制备磷钼钒酸催化活性的影响,研究了反应时间、催化剂用量、H2O2用量等对催化反应的影响.结果表明,合成磷钼钒酸催化剂具有典型的Keggin结构,钒原子取代数目对催化剂的催化活性有明显影响,其中H7PMo8V4O40表现出最高的催化活性,在实验优化条件下,苯直接羟基化为苯酚的收率达到19.5%.     

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。     

Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ-Al2O3的催化性能研究

通过Fe(2 / 3)xNi1-xSO4-P2 O5 /γ -Al2 O3催化剂对 1 -丁烯齐聚反应的催化性能研究 ,考察了催化剂Fe对 (Fe +Ni)的原子分率、焙烧温度、活性组分担载量等催化性能的影响 .结果表明 :Fe0 .5 3Ni0 .2 1SO4复合盐以P2 O5 为助剂的Fe/(Fe+Ni)值为 0 72 ,其担载量为 2 .36mmol/gγ -Al2 O3时催化剂活性最高 .催化剂的最佳活化条件为 4 50℃下非还原气流中活化 4h .     

单核体系电子结构的VSEPR理论研究

价电子对互斥(VSEPR)理论一般用于解释ABn型体系的电子结构,尚未见应用VSEPR理论解释单原子分子或离子电子结构的报道。本文应用VSEPR理论,讨论了Ne、F-、O2-、N3-和C4-等单原子分子或离子的外层价电子对分布。并在所得电子结构的基础上,通过"虚拟反应"的方法解释了H2O、NH3和CH4的键角变化规律。同时通过相关分子案例讨论了VSEPR理论与杂化轨道理论在解释单原子分子或离子结构方面的关联。     

LaNi_(0.5)M_(0.5)Al_(11)O_(19+δ)催化剂上CH_4和CO_2重整反应的研究

在LaNiAl11O19+δ的基础上 ,制备了一系列磁铅石型复合氧化物LaNi0 .5M0 .5Al11O19+δ(M =Mn ,Fe ,Cu ,Co)催化剂 ,并用XRD和TPR对其结构和性能进行了表征 .结果表明 ,不同M原子均可同晶取代Ni原子进入催化剂晶格内部 ,此系列催化剂均具有相同的晶体结构和相似的还原稳定性 .在CO2 重整CH4 制合成气反应过程中 ,还原态复合氧化物LaNi0 .5Co0 .5Al11O19+δ表现出良好的催化活性和稳定性 ,并且与还原态复合氧化物LaNiAl11O19+δ催化活性相当 .在相同的反应条件下 ,催化活性并没有因为催化剂中Ni量的减少而降低 ,由此推测 ,对于此反应来说 ,仅仅只是一部分的Ni起作用     

Fe（2／3）xNi1—xSO4—P2O5／γ—Al2O3

通过Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ－Al2O3催化剂对1－丁齐聚反应的催化性能研究,考察了催化剂Fe对（Fe Ni)的原子分率,焙烧温度,活性组分担载量等催化性能的影响,结果表明：Fe0.53Ni0.21SO4复合盐以P2O5为助剂的Fe(Fe Ni)值为0．72,其担载量为2．36mmol/gγ-Al2O3时催化剂活性最高,催化剂的最佳活化条件为450度下非还原气流中活化4h。     

费托合成反应铁基催化剂的物相定量方法

通过分析氯化钠、氟化钙、Fe3O4和费托合成反应后铁催化剂的物相特征,提出一种测量反应后催化剂Fe3O4物相的定量方法;该方法采用内标法,以内标物NaCl(200晶面)衍射峰和Fe3O4(311晶面)衍射峰作Fe3O4物相定量用的分析峰,采用氟化钙为稀释剂,获得X射线衍射仪的Fe3O4物相内标曲线,从而可以实现反应后催化剂内Fe3O4物相的定量分析。     

La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂的抗积炭性能研究

采用脉冲反应和程序升温氧化反应考察了Ni/MgAl2O4和La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上CD歧化和甲烷催化分解的程度.结果表明,在相同处理条件下,Ni/MgAl2O4催化剂上CD的歧化程度远高于La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂,Ni/MgAl2O4催化剂上甲烷分解产生的积炭量是La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上的4.28倍.利用甲烷处理La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂后,其X光电子能谱(XPS)的C1s谱中NixC的结合能比Ni/MgAl2O4催化剂高.这证实了催化剂中较高正价态镧的存在,使得还原态催化剂的金属镍表面电子向镧上迁移;还原态金属粒子电子浓度降低,使得催化剂上CO歧化和甲烷分解反应的速率降低,从而使催化剂表现出较强的抗积炭能力.     

单原子分散贵金属催化剂的光化学合成新策略

正如何提高贵金属催化剂的原子利用率和反应活性是贵金属催化研究中的核心问题.理论上,贵金属分散的极限是以单原子的形式担载在载体上,使每个原子都能成为反应的活性中心,从而实现100%原子利用率.但由于单原子的表面能很高,极易团聚,导致目     

新型固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2的酯催化性能研究

利用低温方法制备了S2O82-/TiO2固体超强酸催化剂,研究了该催化剂在乙酸和异戊醇酯化反应中的催化活性和稳定性。观察了焙烧温度(、NH4)2S2O8溶液浸渍浓度对催化剂催化性能的影响,以及催化剂用量、醇酸比、反应时间、反应温度等因素对酯化率的影响。结果表明:在450~500℃焙烧和用1.00mol/L的(NH4)2S2O8浸渍所得的S2O82-/TiO2对酯化反应具有良好的催化活性,反应的最佳醇酸摩尔比为1.2∶1,催化剂用量为反应物料总量的1.0%,反应时间1.5h,反应温度110~120℃,酯化率可达95%。     

LaNi0.5M0.5Al11O19＋δ催化剂上CH4和CO2重整反应的研究

在LaNi0.5M0.5Al11O19 δ的基础上,制备了一系列磁铅石型复合氧化物LaNi0.5M0.5Al11O19 δ（M＝Mn,Fe,Cu,Co)催化剂,并用XRD和TPR对其结构和性能进行了表征。结果表明,不同M原子均可同晶取代Ni原子进入催化剂晶格内部系列催化剂均具有相同的晶体结构和相似的还原稳定性,在CO2重整CH4制合成反应过程中,还原态复合氧化物LaNi0.5M0.5Al11O19 δ表现出良好的催化活性和稳定性,并且与还原态复合氧化物LaNi0.5M0.5Al11O19 δ催化活性相当。在相同的反应条件下,催化活性并没有因为催化剂中Ni量的减少而降低,由此推测,对于此反应来说,仅仅只是一部分的Ni起作用。     

单原子催化剂在环境催化中的应用

单原子催化剂是金属以单原子形式负载到载体表面的一种新型催化剂.由于独特的电子结构、几何构型及最大化的原子利用率,单原子催化剂在多种重要催化反应中展现了优异的活性和选择性,其应用和机理研究成为研究的热点和前沿.文章主要综述了近年来单原子催化剂的发展过程、制备方法及其在环境催化领域中的应用,并在文献的基础上做了一定的展望.     

V-Mg-O催化剂用于丁烷氧化脱氢制丁二稀和丁烯

制备了用于丁烷氧化脱氢制丁二稀的V Mg O催化剂 .m(V2 O5) / m(MgO)、催化剂焙烧温度对转化率和选择性有较大的影响 ,2 4 V Mg O催化剂具有较高的活性和C4 (C4 H8和C4 H6)选择性 ,当反应温度为 873K、原料气组成为n (C4 H10 ) /n (O2 ) /n (N2 ) =4/ 8/ 88时 ,收率达到 32 % .降低原料气中氧气分压 ,可以提高C4 选择性 ,但转化率降低 ;升高反应温度 ,可以提高转化率和收率     

单原子合金催化剂热稳定性的反应力场分子动力学研究

通过反应力场(ReaxFF)模型分子动力学模拟,研究了负载模型和掺杂模型单原子催化剂(分别记为M_1/Cu(111)和M_1@Cu(111),M=Pt,Ni,Ag,Fe)的热稳定性.模拟结果显示:对于M_1@Cu(111)掺杂模型,Pt(Ni,Fe)_1@Cu(111)的稳定性远高于Ag_1@Cu(111),温度大于500K时依旧可以保持稳定.而负载模型M_1/Cu(111)除了Fe_1/Cu(111)以外,其余模型在100～500K的温度范围中均无法保持稳定,单个金属原子会在Cu(111)表面迁移并相互聚集最终形成纳米颗粒.同时发现,随着温度的升高,Fe不同于其他金属单原子的烧结过程,会向亚表层扩散,进入合金体相.此外,还优化了Cu/Pt/H/O的力场参数,并研究了H_2气氛对单原子催化剂(SAA)催化剂模型表面稳定性的影响,发现H_2气氛的存在导致M_1@Cu(111)模型稳定性降低.理论模拟结果发现M_1/Cu(111)型SAA催化剂即使在低温下也不是一个很好的候选催化剂,而多数M_1@Cu(111)型催化剂在较高温度下依旧可以保持稳定.     

磺酸功能化的离子液体型钨磷酸盐的合成及其对乙二醇单乙醚醋酸酯合成的催化性能研究

以吡啶、1,3-丙磺酸内酯和Keggin结构的钨磷酸为原料,合成了磺酸功能化的离子液体型钨磷酸盐催化剂[PyPS]nH3-nPW12O40.xH2O(n=1,2,3).用IR、UV-vis、熔点测定、1H NMR、元素分析、TG-DTA等手段对其结构、组成和性质进行了表征,并将其用于催化乙二醇单乙醚与醋酸的酯化反应,考察了催化剂的循环使用情况.结果表明,该类催化剂不仅具有高的催化活性和100%的选择性,而且在此反应中可实现反应控制相转移和催化剂的自动分离,重复使用6次后乙二醇单乙醚的转化率仍可达80%,是一类高效的环境友好催化剂.     

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。     

新型N,N′,O,O′-Salen Mn(III)催化剂的制备及在烯烃环氧化反应中催化性能的研究

通过邻胺基苯酚与二醛或二酮反应制备了4种新型的N,N′,O,O′-Salen配体,再利用配体与Mn(Ac)2·2H2O配位反应合成新型Salen-Mn催化剂C1,C2,C3,C4,用FT-IR,UV-Vis和配位滴定法等方法对催化剂进行了表征;利用高斯03软件（Hartree-Fock/3-21G）对各种配体的结构进行了优化;考察了4种催化剂在环氧化反应中的催化性能.从催化结果可以看出：新型催化剂的催化活性与结构有关,其中新型催化剂C1与传统催化剂C5结构相似,在环氧化反应中都具有良好的催化活性,而新型催化剂C2,C3,C4的催化活性相对弱很多.     

SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化合成丙二醇单甲醚乙酸酯

采用光还原沉积法制备了SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化剂,考察了其在丙二醇单甲醚乙酸酯合成反应中的催化活性。用XRD对催化剂结构进行了表征,结果显示催化剂经过酸化后的晶体结构并没有发生改变,Au颗粒均匀地分散在TiO_2表面。使用SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化剂,以合成丙二醇单甲醚乙酸酯为探针反应,研究了反应温度、酸醚物质的量比、催化剂用量对反应平衡转化率的影响。实验结果表明,其最佳反应条件为反应温度413 K,酸醚物质的量比3:1,催化剂用量3%(w)。     

La2O3—Ni／MgAl2O4催化剂的抗积炭性能研究

采用脉冲反应和程序升温氧化反应考察了Ni/MgAl2O4和La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上CO歧化和甲烷催化分解的程度。结果表明,在相同处理条件下,Ni/MgAl2O4催化上CO的歧化程度远高于La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂,Ni/MgAl2O4催化剂上甲烷分解产生的积炭量是La2O3-Ni/MgAl2O4催化剂上的4．28倍。利用甲烷处理La2O3-Ni/MgAl2O4催化上,其X光电子能谱（XPS）的C1s谱中的NixC的结合能比Ni/MgAl2O4催化剂高。这证实了催化上中较高正价态镧的存在,使得还原态催化剂的金属镍表面电子向镧上迁移;还原态金属粒子电子浓度降低,使得催化剂上CO歧化和甲烷分解反应的速率降低,从而使催化剂表现出较强的抗积炭能力。     

水液相下依达拉奉与超氧阴离子自由基反应的密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD(solvation model density)模型方法,研究水液相下依达拉奉(Eda)消除超氧阴离子自由基(O■)的反应机理.结果表明：Eda消除O■的反应有3个通道,分别是O■抽H原子、 O■加成到不饱和C和单电子从Eda向O■转移;O■抽H反应的最低能垒为12.2 kJ/mol, O■加成反应的最低能垒为110.2 kJ/mol,单电子从Eda向O■转移的能垒为408.5 kJ/mol,抽H反应最具优势.水液相下Eda消除O■的反应主要在抽H通道实现,因此Eda可作为O■自由基清除剂.