不同载体对负载型氧化钨催化剂在己二酸合成反应中的结构及性能影响

以SBA-15、六角介孔二氧化硅（HMS）和SnO₂为载体,通过浸渍法合成了含钨负载型催化剂,并考察了三种催化剂在环氧环己烷选择氧化制备己二酸反应中的催化性能. 通过X射线衍射（XRD）,透射电镜/场发射透射电镜（TEM/FETEM）,紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）,拉曼（Raman）光谱,X射线光电子能谱（XPS）以及傅里叶变换红外（FTIR）光谱等手段对各种催化剂的结构进行表征. 结果表明,载体与催化剂的性能有密切的关系. 以SnO₂为载体的WO₃/SnO₂催化剂活性最高,其次是WO₃/HMS催化剂,WO₃/SBA-15 催化剂的活性最差.XRD 分析显示WO₃/SnO₂催化剂中氧化钨物种的晶化程度最低,TEM 和XPS 结果表明氧化钨物种在WO₃/SnO₂催化剂表面高度分散并且粒径尺寸很小（约2 nm）,UV-Vis DRS结果表明在WO₃/SnO₂催化剂中存在孤立[WO₄]四面体和低聚态的钨物种,这些物种的存在可能是WO₃/SnO₂催化剂具有高活性的主要原因. 此外,WO₃/SnO₂催化剂可以重复使用多次,6 次反应后己二酸（AA）得率仍然保持在80%以上,说明氧化钨物种与SnO₂载体间存在强烈的相互作用,从而提高了催化剂的稳定性.     

新型WO3/TiO2纳米管催化剂的合成及其在环戊烯选择氧化反应中的 性能研究

采用水热合成法以P25为原料制备了介孔TiO2纳米管, 并根据TEM和XPS表征结果对其形成机理进行了初步分析. 然后, 以制备出的介孔TiO2纳米管为载体, 钨酸铵为钨源, 采用传统浸渍方法制备了介孔WO3/TiO2纳米管催化剂. 利用N2吸附, TEM, XRD, XPS及Raman等手段对固载后的多相催化剂进行了表征, 并研究了催化剂在环戊烯选择氧化制备戊二醛反应中的催化性能. 结果表明, 在介孔20% WO3/TiO2纳米管催化下环戊烯的转化率达97.9%, 戊二醛的选择性高达69.3%. 钨物种以高度分散状态存在于催化剂中, 并与载体间存在着较强的相互作用, 使得钨的溶脱量很小, 脱落的钨对反应几乎没有影响. 另外, 催化剂具有较高的稳定性, 可以重复套用7次. 失活后的催化剂可通过简单焙烧的方式再生.     

新型HPWs@MIL-101催化剂的制备、表征及其催化性能

采用直接合成法将磷钨杂多酸(HPWs)固载到金属-有机骨架材料MIL-101的介孔笼中,制得新型HPWs@MIL-101多相催化剂。利用XRD、N2吸附、扫描电镜(SEM)、XPS、UV-Vis DRS、Raman和FT-IR等手段对该催化剂进行了表征,并研究了其在环戊烯选择氧化制备戊二醛反应中的催化性能。结果表明,磷钨杂多酸高度分散在金属-有机骨架MIL-101的介孔笼中,将磷钨杂多酸固载到MIL-101上后,能够很好地保持磷钨杂多酸的Keggin结构和载体MIL-101的晶体骨架结构。HPWs@MIL-101催化剂的催化性能远高于传统浸渍法制备的催化剂的催化性能,当磷钨杂多酸的负载量为12.5%(w)时,HPWs@MIL-101表现出最优的催化性能,环戊烯转化率高达100%,戊二醛的得率达到78.7%。重复实验表明该催化剂具有较高的稳定性,使用三次后,GA的得率仍然达到74.1%。     

Keggin类杂多化合物催化环氧化环戊烯的谱学研究

报道了一系列Keggin 类杂多化合物与H₂O₂ (30%)催化氧化环戊烯. 其中两缺位的 [γ-SiW₁₀(H₂O)₂O₃₄](Bu₄N)₄ 的催化活性最好, 环戊烯转化率为90%, 环戊烯环氧化物的选择性为98%. 反应前后的UV-vis, FT-IR分析表明, 反应后催化剂的结构保持, 没有发生降解. 在以磷为中心原子的磷系Keggin 杂多酸复合溴代十六烷基吡啶中, 钼钨混合型的催化活性优于钨磷酸(H₃PW₁₂O₄₀•mH₂O)和钼磷酸(H₃PMo₁₂O₄₀•mH₂O)的. 而在十一种钼钨混合型的含磷杂多化合物H₃PMo_12－nW_nO₄₀•mH₂O中, 当n＝6时的H₃PMo₆W₆O₄₀•mH₂O显示出了最好的活性. 我们采用UV-vis, FT-IR and ³¹P NMR 等谱学方法表征了新鲜的催化剂和处于反应状态下的催化剂. 发现在反应条件H₂O₂ (30%)的量是催化剂的50倍时, H₃PMo₆W₆O₄₀•mH₂O全部降解成数种含磷的物种, 这些含磷物种可能包含反应中最具催化活性的物种. 而在此条件时, 发现H₃PW₁₂O₄₀•mH₂O降解得很少, 只有一种磷钨氧物种生成, 但不是Venturello-Ishii催化体系中的活性物种{PO₄[WO(O₂)₂]₄}^3－.     

W-SBA-15的原位合成及其在环戊烯氧化反应中的催化性能研究

将WO_3物种原位引入介孔分子筛SBA-15的骨架内，首次得到具有选择氧化活性 中心的W-SBA-15分子筛，并用XRD，BET，SEM及TEM等手段进行了表征。该新型催化 剂在环戊烯催化氧化合成戊二醛的反应中表现出优异的催化性能，戊二醛的选择发 生性高达84%，收率亦达到79%，超过所有的负载型含钨催化剂，具有极好的应用前 景。     

面向异丁烷脱氢介孔γ-Al2O3基催化剂的合成及其高催化性能

采用溶剂蒸发自组装法调控载体形貌及孔道结构,成功制备了有序介孔氧化铝载体。以铬氧物种为活性组分,碱金属钾为助剂,采用浸渍法制备负载型催化剂,用于异丁烷催化脱氢反应,研究了反应温度、原料流速、催化剂粒径等因素对催化性能的影响。采用X射线粉末衍射、透射电子显微镜、N₂物理吸附、氢气程序升温还原及热重等表征方法探讨了载体形貌、孔道结构与催化性能的构效关系,结果表明,低温下有利于控制异丙醇铝的水解和缩合及介孔γ-Al₂O₃的研制。与常规的γ-Al₂O₃相比,所制备的介孔γ-Al₂O₃的有更大的比表面积和良好的有序性,在600℃、101.325kPa、GHSV=1 000 h^-1的条件下,10%（w/w）Cr₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂性能最佳,异丁烷的转化率达63.1%,异丁烯的选择性达到85.5%。与传统的催化剂相比,介孔Cr₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂具有大的比表面积,高度分散的活性组分,优良的催化性能和良好的抗积碳能力。     

介孔氧化铝负载Ni-Co氧化物催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以非离子型三嵌段共聚物作为模板剂, 异丙醇铝为氧化铝的前驱物, 采用一锅法合成了一系列介孔氧化铝负载镍氧化物、钴氧化物以及镍-钴双金属氧化物催化剂, 并以介孔氧化铝为载体, 采用浸渍法制备了负载Ni-Co 氧化物催化剂. 采用N₂吸附-脱附、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线粉末衍射(XRD)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)以及激光拉曼光谱(LRS)等技术对催化剂的结构与性质进行表征, 并考察了催化剂的丙烷氧化脱氢反应性能. 结果表明: 一锅法制备的各催化剂均有大的比表面积和规整的孔道结构, 且负载的金属氧化物高度分散; 而浸渍法制备的催化剂, 其载体的介孔结构被破坏并有Co₃O₄晶相生成. 在考察的催化剂中, 一锅法合成的介孔氧化铝负载Ni-Co 氧化物催化剂表现出最佳的丙烷氧化脱氢性能. 在450 °C、C₃H₈:O₂:N₂的摩尔比为1:1:4和空速(GHSV)为10000 mL·g^-1·h^-1条件下, 该催化剂上丙烯产率为10.3%, 远高于浸渍法制备的催化剂上所获得的丙烯产率(2.4%). 关联催化剂表征和反应结果, 讨论了催化剂结构与性能之间的关系.     

五乙烯六胺修饰的MCF基吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究

以三嵌段共聚物P123 (EO₂₀-PO₇₀-EO₂₀)为模板剂合成了介孔泡沫氧化硅(MCF)材料. MCF经过五乙烯六胺(PEHA)修饰后用于捕捉CO₂. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)对MCF和MCF-PEHA进行了表征. 结果表明, PEHA对MCF改性后, 并没有破坏MCF载体本身的结构. MCF-PEHA的CO₂吸附量在75℃时达到最大. 随着PEHA含量的增加, MCF-PEHA的CO₂吸附量呈先增大后减小的趋势, 当PEHA含量为70% (w)时, CO₂吸附量达到最大, 为3.55 mmol·g^-1. 水汽促进了吸附剂的CO₂吸附性能. 研究结果还表明, MCF-70吸附剂经过四次吸脱附循环, 吸附性能基本保持不变, 表现出很好的可再生性能.     

不同载体对负载型氧化钨催化剂在己二酸合成反应中的结构及性能影响

以SBA-15、六角介孔二氧化硅(HMS)和SnO2为载体,通过浸渍法合成了含钨负载型催化剂,并考察了三种催化剂在环氧环己烷选择氧化制备己二酸反应中的催化性能.通过X射线衍射(XRD),透射电镜/场发射透射电镜(TEM/FETEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),拉曼(Raman)光谱,X射线光电子能谱(XPS)以及傅里叶变换红外(FTIR)光谱等手段对各种催化剂的结构进行表征.结果表明,载体与催化剂的性能有密切的关系.以SnO2为载体的WO3/SnO2催化剂活性最高,其次是WO3/HMS催化剂,WO3/SBA-15催化剂的活性最差.XRD分析显示WO3/SnO2催化剂中氧化钨物种的晶化程度最低,TEM和XPS结果表明氧化钨物种在WO3/SnO2催化剂表面高度分散并且粒径尺寸很小(约2 nm),UV-Vis DRS结果表明在WO3/SnO2催化剂中存在孤立[WO4]四面体和低聚态的钨物种,这些物种的存在可能是WO3/SnO2催化剂具有高活性的主要原因.此外,WO3/SnO2催化剂可以重复使用多次,6次反应后己二酸(AA)得率仍然保持在80%以上,说明氧化钨物种与SnO2载体间存在强烈的相互作用,从而提高了催化剂的稳定性.     

新型WO3/HMS催化剂的制备及其对环戊烯选择氧化反应的催化性能

 采用草酸络合方法将WO3固载到六方介孔全硅分子筛HMS上,制得新型WO3/HMS非均相催化剂. 利用SEM,TEM,N2吸附,XRD及激光拉曼光谱等手段对催化剂进行了表征,研究了催化剂在环戊烯选择性氧化合成戊二醛反应中的催化性能. 结果表明,在WO3/HMS催化下环戊烯和H2O2的转化率均可达100%,戊二醛的选择性可达72%. WO3以高分散状态存在于催化剂表面. 单次反应后钨的溶脱量(5.5 μg/ml)很小,对反应几乎没有影响. 催化剂具有较高的稳定性,可以重复套用6次. 失活后的催化剂可通过简单焙烧的方式再生.     

Tungsten doped mesoporous SBA‐16 as novel heterogeneous catalysts for oxidation of cyclopentene to glutaric acid

Novel heterogeneous tungsten species in mesoporous silica SBA‐16 catalysts based on ship‐in‐a‐bottle methodology are originally reported for oxidizing cyclopentene (CPE) to glutaric acid (GAC) using hydrogen peroxide (H₂O₂). For all W‐SBA‐16 catalysts, isolated tungsten species and octahedrally coordinated tungsten oxide species are observed while WO₃ crystallites are detected for the W‐SBA‐16 catalysts with Si/ W = 5, 10, and 20. The specific surface areas and the corresponding total pore volumes decrease significantly as increasing amounts of tungsten incorporated into the pores of SBA‐16. Using tungsten‐substituted mesoporous SBA‐16 heterogeneous catalysts, high yield of GAC (55%) is achieved with low tungsten loading (for Si/W = 30, ~13 wt%) for oxidation of CPE. The W‐SBA‐16 catalysts with Si/W = 30 can be reused five times without dramatic deactivation. In fact, low catalytic activity provided by bulk WO₃ implies that the highly distributed tungsten species in SBA‐16 and the steric confinement effect of SBA‐16 are key elements for the outstanding catalytic performance.     

Pd/WO_3-RGO纳米催化剂对甲酸氧化的电催化性能

采用表面修饰技术将WO_3晶粒引入到氧化石墨烯(GO)表面,通过硼氢化钾还原法制备了载钯催化剂Pd/WO_3-RGO.对催化剂进行了结构和形貌表征,并考察了该催化剂对甲酸氧化的电催化性能.结果表明,Pd/WO_3-RGO催化剂由石墨烯、单斜态WO_3和立方面心Pd晶粒组成,Pd颗粒均匀分散在载体上;使用Pd/20%WO_3-RGO催化剂电极时的甲酸氧化最大峰电流密度大幅增加,是Pd/RGO催化剂电极甲酸氧化峰电流密度的2.5倍;Pd/WO_3-RGO催化剂稳定性大大增强,且具有更加优异的抗CO中毒能力;Pd晶粒与WO_3晶粒的相互交叠有利于它们之间的催化协同效应,增强催化剂的催化性能.     

Screening of MgO——and Ce02-Based Catalysts for Carbon Dioxide Oxidative Coupling of Methane to C2＋ Hydrocarbons

The catalyst screening tests for carbon dioxide oxidative coupling of methane (CO2-OCM)have been investigated over ternary and binary metal oxide catalysts.The catalysts are prepared by doping MgO-and CeO2-based solids with oxides from alkali(Li2O),alkaline earth (CaO),and transition metal groups (WO3 or MnO).The presence of the peroxide (O2^2-)active sites on the Li2O2,revealed by Raman spectroscopy,may be the key factor in the enhanced performance of some of the Li2O/MgO catalysts.The high reducibility of the CeO2 catalyst,an important factor in the CO2-OCM catalyst activity,may be enhanced by the presence of manganese oxide species. The manganese oxide species increases oxygen mobitity and oxygen vacancies in the CeO2 catalyst.raman and Fourier Transform Infra Red (FT-IR)spectroscopies revealed the presence of lattice vibrations of metal-oxygen bondings and active sites in which the peaks carresponding to the buld crystalline structures of Li2O,CaO,WO2 and MnO are detected.The performance of 5%MnO/15?O/CeO2 catalyst is the most potential among the CeO2-based catalysts,although lower than the 2%Li2O/MgO catalyst.The 2%Li2O/MgO catalyst showed the most promising C2 hydrocarbons selectivity and yield at 98.0%and 5.7%,respectively.     

Experimental investigation of fluidized-bed reactor performance for oxidative coupling of methane

Performance of the oxidative coupling of methane in fluidized-bed reactor was experimentally investigated using Mn-Na2WO4/SiO2,La2O3/CaO and La2O3-SrO/CaO catalysts.These catalysts were found to be stable,especially Mn-Na2WO4/SiO2 catalyst.The effect of sodium content of this catalyst was analyzed and the challenge of catalyst agglomeration was addressed using proper catalyst composition of 2%Mn2.2%Na2WO4/SiO2.For other two catalysts,the effect of Lanthanum-Strontium content was analyzed and 10%La2O 3-20%SrO/CaO catalyst was found to provide higher ethylene yield than La2O3/CaO catalyst.Furthermore,the effect of operating parameters such as temperature and methane to oxygen ratio were also reviewed.The highest ethylene and ethane (C2) yield was achieved with the lowest methane to oxygen ratio around 2.40.5% selectivity to ethylene and ethane and 41% methane conversion were achieved over La2O3-SrO/CaO catalyst while over Mn-Na2WO4 /SiO2 catalyst,40% and 48% were recorded,respectively.Moreover,the consecutive effects of nitrogen dilution,ethylene to ethane production ratio and other performance indicators on the down-stream process units were qualitatively discussed and Mn-Na2WO4/SiO2 catalyst showed a better performance in the reactor and process scale analysis.     

Oxidative coupling of methane over （Na2WO4＋Mn or Ce）/SiO2 catalysts： In situ measurement of electrical conductivity

The effects of manganese oxide or ceria promoters on the performance of Na2WO4/SiO2 catalysts for oxidative coupling of methane (OCM) are reported. The OCM reaction was performed in a continuous-flow microreactor at 800 ℃, atmospheric pressure and under GHSV = 13200 ml gC-1at h-1. Catalysts were characterized by in situ conductivity measurement, FT-IR spectroscopy, XRD, SEM and temperature programmed reduction analysis. Manganese oxide promoted Na2WO4/SiO2 is considered as one of the active and selective ca...     

Screening of MgO- and CeO_2-Based Catalysts for Carbon Dioxide Oxidative Coupling of Methane to C_(2+) Hydrocarbons

The catalyst screening tests for carbon dioxide oxidative coupling of methane (CO2-OCM) have been investigated over ternary and binary metal oxide catalysts. The catalysts are prepared by doping MgO- and CeO2-based solids with oxides from alkali (Li2O), alkaline earth (CaO), and transition metal groups (WO3 or MnO). The presence of the peroxide (O2-2) active sites on the Li2O2, revealed by Raman spectroscopy, may be the key factor in the enhanced performance of some of the Li2O/MgO catalysts. The high reducibility of the CeO2 catalyst, an important factor in the CO2-OCM catalyst activity, may     

规整中孔TiO2微球的均相沉淀合成及其在环戊烯氧化反应中的应用

TiO2作为重要的功能性环保无机材料, 因具有特殊的光电性质和物化性能而广泛应用于介(压)电材料、涂料及催化等领域[1～3]. 戊二醛(Glutaraldehyde)是一种重要的精细化学品, 但其生产工艺复杂、条件苛刻. 邓景发等[4]成功开发了以环戊烯为原料, 双氧水为氧化剂, 均相钨酸为催化剂的新型一步法合成路线, 工艺操作简单, 降低了生产成本. 但由于均相催化剂分离复杂, 其固载化方法正在研究中[5～7]. 本文以TiCl4为前驱体, 在均相醇-水热体系中首次合成了高比表面积和规整中孔结构的TiO2微球(约3.6 μm), 其外壳约100 nm, 空隙壳层约300 nm. 考察了制备条件对TiO2微球结构的影响, 并采用孔分布, XRD, SEM及TEM等手段对该TiO2微球进行了表征, 同时考察了TiO2微球负载的WO3催化剂在环戊烯催化氧化合成戊二醛中的反应行为, 并与其它载体进行了比较.     

Magnetic nanoparticles entrapped in siliceous mesocellular foam: a new catalyst support

γ-Fe(2)O(3) nanoparticles were formed inside the cage-like pores of mesocellular foam (MCF). These magnetic nanoparticles showed a uniform size distribution that could be easily controlled by the MCF pore size, as well as by the hydrocarbon chain length used for MCF surface modification. Throughout the entrapment process, the pore structure and surface area of the MCF remained intact. The resulting magnetic MCF facilitated the immobilization of biocatalysts, homogeneous catalysts, and nanoclusters. Moreover, the MCF allowed for facile catalyst recovery by using a simple magnet. The supported catalysts exhibited excellent catalytic efficiencies that were comparable to their homogeneous counterparts.     

CO2 气氛下 MCF 负载氧化钒催化剂上乙苯脱氢反应

 以介孔氧化硅泡沫 MCF 为载体合成了一系列负载型氧化钒催化剂 (V 含量为 2%?10%). 采用 N2 吸附、X 射线衍射和 H2 程序升温还原对 V/MCF 催化剂的结构和织构性质进行了表征, 并评价了催化剂在 CO2 气氛下的乙苯脱氢性能. V/MCF 催化剂具有较高的乙苯脱氢活性, 其中 V 含量为 6% 的催化剂具有最高的反应活性. V/MCF 催化剂的乙苯脱氢活性显著高于 V/MCM-41, 这是由于前者具有较高的可还原性以及较好的扩散性能. CO2 气氛下的乙苯转化率明显高于 N2 气氛下的, 这归因于 CO2 与乙苯发生氧化脱氢, 并通过逆水煤气变换反应在线除去脱氢反应生成的氢.