介孔催化剂的制备表征及在合成气制低碳醇中的应用

采用真空浸渍法制备了一系列修饰有ZrO_2的介孔Al_2O_3负载的CoCu双金属介孔纳米复合催化剂.对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、N_2吸脱附实验(BET)和H_2-程序升温还原表征(H_2-TPR),系统考察了催化剂的物相结构、比表面积、孔结构以及H_2还原性能.并将催化剂用于合成气制备低碳醇的反应中,发现此催化剂具备良好的CO加氢活性和低碳醇选择性,这主要是由于催化剂具有高比表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分.     

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.     

碳纳米管促进的Co-Cu氧化物基低碳醇合成催化剂的制备研究

用自行制备的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为添加剂,制备一类用于合成气制低碳醇的共沉淀型MWCNTs掺合的Co-Cu催化剂(CoiCuj-x%MWCNTs).催化剂组成的优化结果显示:MWCNTs的添加量及Co、Cu两种金属组分的相对含量(摩尔比)对低碳醇合成(HAS)反应活性和产物选择性的影响显著;MWCNTs的添加量以11%为佳,Co/Cu摩尔比以3∶1为宜.在所制备的Co3Cu1-11%MWCNTs催化剂上,5.0 MPa、573 K、V(H2)/V(CO)/V(CO2)/V(N2)=45/45/5/5和GHSV=10 000 mL/(h.g)的反应条件下,CO的转化率可达39.1%,总(C1~8)醇和二甲醚(DME)的C-基选择性合计达到74.3%,C2~8-醇和DME的时空产率合计达1 072 mg/(h.g);在含氧产物中,S(C2~8-醇 DME)/S(MeOH)=17.8(C-基选择性比),展现其作为燃料油品添加剂的应用前景.催化剂的制备表征研究揭示,氧化态前驱物中高度分散的CuCo2O4尖晶石微晶相的形成对于营造/产生低碳醇合成所需固溶体型双金属CoiCuj催化活性位至关重要;MWCNTs促进的催化剂对氢吸附、活化的优异性能在促进催化剂活性和选择性的提高、以及抑制水煤气变换副反应等方面都可能起重要作用.     

锆基催化剂中碱性位点对合成气制低碳醇性能的影响

合成气制低碳醇涉及C1化学的两个重要问题,C—O键的留存和断裂,在这个过程中碱性位点被证明有利于抑制烃类生成。采用水热法和沉淀法分别制备了具有不同碱量和碱性强度的单斜晶相氧化锆(m-ZrO₂)和四方晶相氧化锆(t-ZrO₂),以其为载体,通过浸渍法制备了Cu/m-ZrO₂和Cu/t-ZrO₂催化剂,探讨了锆基催化剂中碱性位点对合成气制低碳醇性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、N₂吸脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)和FT-IR表征分析了催化剂的构效关系。结果表明,催化剂表面中强和强碱位点有利于总醇产率的提高。单斜晶相ZrO₂(m-ZrO₂)和其催化剂(Cu/m-ZrO₂)表面总碱量高、弱碱位点占比高、与弱碱位点相关的羟基浓度高,醇产物中甲醇占比高。四方晶相ZrO₂     

碳纳米管作为低碳醇合成CoMo-基催化剂的高效促进剂

用自行制备的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为促进剂,制备一类共沉淀型MWCNTs促进Co-Mo-K氧化物基催化剂.实验发现,该类催化剂对CO加氢生成低碳醇显示出高的转化活性和生成C2～9-醇(尤其辛醇)优良的选择性;在所制备的Co1Mo1K0.05-12%MWCNTs催化剂上,5.0 MPa、563 K、V(H2)/V(CO)/V(N2)=60/30/10、GHSV=8 000 mLsTP·h-1·g-cat.-1的反应条件下,C1～9-醇和DME的时空产率合计达308 mg·h-1·g-cat.-1,是相同反应条件下不含碳纳米管的对应物(Co1Mo1K0.05)上这个值(199 mg·h-1·g-cat.-1)的1.54倍;水煤气变换副反应明显地受到抑制;产物碳链偏离Schulz--Flory分布律;在总醇醚产物中,C2～9-醇 DME的质量百分数合计约占95%,展示其作为油品添加剂或代用合成燃料的潜在应用前景.     

Co修饰碳纳米管作为低碳醇合成CoMoK催化剂的高效促进剂

利用化学还原沉积法,制备一类Co修饰的多壁碳纳米管基复合材料(记为y%Co/MWCNT,y%为质量分数),进而用其作为促进剂,制备共沉淀型y%Co/MWCNT促进的Co-Mo-K氧化物基催化剂,CoiMojKk-x%(y%Co/MWC-NT)(x%为质量分数).实验发现,Co对MWCNT的预修饰明显地提高了单纯MWCNT促进的Co-Mo-K催化剂对CO加氢制低碳醇的催化活性.在所制备的Co1Mo1K0.05-12%(4.2%Co/MWCNT)催化剂上,在经优化的两种反应条件(5.0MPa,563 K,V(H2)/V(CO)/V(N2)=60/30/10,GHSV=8000 mL/(h.g)和5.0 MPa,593 K,V(H2)/V(CO)/V(CO2)/V(N2)=60/30/5/5,GHSV=10 000 mL/(h.g))下,C2~9-醇的时空产率分别达294和628 mg/(h.g),分别是单纯MWCNT促进的对应物在其最佳操作条件下这个值(269 mg/(h.g))的1.09和2.33倍;在所制得两种低碳混合醇产物中,C2~9-醇的含量分别达89%和96%(质量分数),并分别以C7-醇和C5-醇为主要醇产物.本文结果表明,Co对MWCNT的预修饰并辅以原料合成气中添加适量CO2对于CO加氢转化率和C2~9-醇时空产率的显著提高起重要作用.     

母体相态对铜基低碳醇催化剂性能的影响

采用活性评价装置，XRD，TPR，SEM和TPD－MS等技术研究了Cu基催化剂的母体相态对其催化性能的影响，结果表明，母体为FC相的催化剂热稳定性好，母体为ML相的选择性好，碱金属的助剂（K）在不同母体催化剂中的作用机理不同，在母体为FC相态的催化剂中，K与载体Al2O3作用，使被Al2O3分散的CuO离析出来，而母体为HZ相或ML相K的存在改变了表面Cu的状态，添加稀土助剂（La)使催化剂表面形成网络结构，提高了热稳定性。     

钼系催化剂催化合成1，2—聚丁二烯的研究进展

介绍了钼系催化剂催化合成1，2－聚丁二烯研究的历史及概况，重点阐述了钼系催化剂各组分之间的相互作用及影响催化剂活性及聚合物分子量的因素（包括催化剂的用量及配比，聚合条件，杂质等），活性中心模型，聚合机理及聚合动力学等方面的内容。展望了钼系催化剂研究的前景。     

一种负载型镍基催化剂上糠醇液相加氢制四氢糠醇的实验研究

针对自制的负载型镍基催化剂,详细研究了糠醇选择催化加氢制备四氢糠醇的反应行为,考察了反应温度、压力、催化剂载量和搅拌速率等诸因素对催化性能的影响规律,进而得到糠醇加氢制备四氢糠醇的适宜操作条件(反应温度170℃、氢气压力4.0MPa、搅拌速率1200r/min、催化剂载量20g/L),此外还浅析了催化剂重复使用情况,为催化剂的工业化应用提供了依据。     

Non-fermentative pathways for synthesis of branched-chain higher alcohols as biofuels

Global energy and environmental problems have stimulated increased efforts towards synthesizing biofuels from renewable resources. Compared to the traditional biofuel, ethanol, higher alcohols offer advantages as gasoline substitutes because of their higher energy density and lower hygroscopicity. In addition, branched-chain alcohols have higher octane numbers compared with their straight-chain counterparts. However, these alcohols cannot be synthesized economically using native organisms. Here we present a metabolic engineering approach using Escherichia coli to produce higher alcohols including isobutanol, 1-butanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol and 2-phenylethanol from glucose, a renewable carbon source. This strategy uses the host's highly active amino acid biosynthetic pathway and diverts its 2-keto acid intermediates for alcohol synthesis. In particular, we have achieved high-yield, high-specificity production of isobutanol from glucose. The strategy enables the exploration of biofuels beyond those naturally accumulated to high quantities in microbial fermentation.     

甲醇羰基化反应中镍-活性炭催化剂的研究

使用活性炭载体上的负载型金属镍催化刺,常压甲醇羰基化合成醋酸,可以在少量促进剂碘代甲烷存在下进行。本文探讨了催化剂还原活化方法、催化剂组分和反应条件对羰基化反应的效应。实验结果表明,在适当反应条件下,反应产物醋酸得率可这65%以上,羰基化产物可大于70%,同时反应中产生某些副产物甲烷,二甲醚和CO_2等。这一类型的催化剂可望在甲醇羰基化反应中得到实际应用。     

取代苯甲醇和取代苯酚活性的分子拓扑研究

基于原子的核外价电子数、成键电子数、原子直接键连的成σ键的氢原子数目和最高主量子数,定义了一种原子点价公式,构建了分子连接性指数,研究了取代苯甲醇对黑曲霉幼虫抑制活性,取代苯酚对小鼠肝细胞色素P-450转化为P-420活性与分子连接性指数的相关性.结果表明,二阶项和三阶项分子连接性指数具有良好的结构选择性和活性相关性.     

载体酸催化下富马酸二乙酯合成的研究

以马来酸酐和乙醇为原料，首次采用载体酸催化剂合成富马酸二乙酯，产物收率达９６％以上．纯度９７％左右．     

3-甲基吡啶氨氧化催化剂的研究进展

按3-甲基吡啶氨氧化催化剂的活性组分和载体不同进行分类,介绍了各类催化剂的发展状况;根据相关文献推测3-甲基吡啶氨氧化的催化反应机理,并结合该机理探讨了催化剂中各组分之间的相互作用;最后,对3-甲基吡啶氨氧化催化剂的发展进行了展望.     

手性膦配体催化剂在不对称合成中的应用研究

本文详细介绍了手性膦配体催化剂在不对称羰基化、芳基化、烷基化、硅氢化中的催化反应,并提出了研究手性膦配体催化剂的方向和存在的主要问题.     

一步法合成碳酸二甲酯的研究

采用活性炭负载无机碱金属氢氧化物,制备新型负载催化剂,实现由二氧化碳、甲醇和环氧丙烷一步法合成碳酸二甲酯,并重点研究了反应条件对催化剂性能的影响.结果表明,以活性炭为载体,氢氧化钠为前驱体,负载量15 %,焙烧温度为600 ℃,反应初始压力为4 MPa的反应条件下甲醇和环氧丙烷的转化率分别为28.1 %和99.9 %,碳酸二甲酯(DMC)和丙二醇(PG)的选择性达到最高,分别为39.8%和40.5%.     

复配型杂多酸催化合成富马酸二甲酯

以富马酸和甲醇酯化合成了富马酸二甲酯(DMF),比较了各类催化剂的性能,选择磷钼酸/对甲苯磺酸复配型杂多酸作为最优催化剂,进行单因素探索实验,确定了最佳反应条件:醇酸物质的量比为6:1,催化剂用量为富马酸质量的4%,反应时间为2 h.收率为90%以上.结果表明该复配型杂多酸催化酯化反应时间短、收率高、催化性能好,对设备...     

苯酚烷基化反应的Y型分子筛催化剂研究

以Y型分子筛为固体酸催化剂,分别从催化剂的改性、制备因素和反应参数,对文题进行了研究。结果表明:在引入相同金属阳离子后。随着Na~+交换度的提高,总酸量减小,催化活性降低;当焙烧温度为550℃时,催化剂的总酸量、比表面积和催化活性均为最高;在常压、175℃、气体空速2000h~(-1)、叔丁醇/苯酚=1.2∶1(mol)条件下,苯酚转化率为69%,对叔丁基苯酚选择性达85%。