不饱和醛选择性加氢高效催化剂的研究

不饱和醛的选择性加氢作为一类重要的精细化学品加工转化过程,在香精香料、药物食品生产、农产品加工等领域具有广泛应用。但是目前所应用催化剂的反应活性仍有待提高,需对催化剂进行进一步调控。本文总结了提高催化剂加氢选择性的三种策略,包括：改变金属活性位点的电子性质、增强金属活性位点与亲电位点之间的协同作用和利用结构效应来改变催化剂对于C=O键或C=C键的吸附能力和加氢活性。概括了氢源种类、反应溶剂、反应温度和氢气压力等反应条件对催化性能的影响。并归纳了不饱和醛选择性加氢有关的密度泛函理论计算、反应的动力学模型及反应中的构效关系。最后,讨论了不饱和醛选择性加氢催化剂面临的问题和挑战,并提出了可行的解决方案。     

金鸡纳碱衍生物修饰的负载钌催化剂催化芳香酮不对称加氢

以金鸡纳碱衍生物作为手性修饰剂,研究了三苯基膦(tpp)稳定的1.0%Ru/γ-Al2O3催化剂催化芳香酮多相不对称加氢,考察了稳定剂种类、修饰剂种类、金属负载量、溶剂、碱添加剂种类等因素对不对称加氢反应的影响.结果表明,金鸡纳碱衍生物对1.0%Ru/γ-Al2O3/2tpp催化剂具有较好的修饰作用,在优化的反应条件下苯乙酮及其衍生物加氢反应的对映选择性达78%～98%,2-乙酰基噻吩加氢反应的对映选择性可达80%,2-乙酰基呋喃加氢反应的对映选择性可达75%.     

L-氨基酸衍生物修饰的Ru/γ-Al_2O_3催化芳香酮不对称加氢研究

以系列L-氨基酸衍生物作为手性修饰剂,研究了三苯基膦(tpp)稳定的1.0%Ru/γ-Al2O3催化剂催化芳香酮多相不对称加氢,考察了稳定剂种类、修饰剂种类、金属负载量、底物浓度、温度、压力等因素对不对称加氢反应的影响。结果表明,L-氨基酸衍生物对1.0%Ru/γ-Al2O3/2tpp催化剂具有较好的修饰作用,在优化反应条件下芳香酮加氢反应的对映选择性达33%-81%,苯乙酮加氢反应的对映选择性可达70%。     

载Mo和Ni-Mo酚醛树脂基活性炭加氢催化转化羰基硫的研究

将水溶性酚醛树脂与金属盐溶液混合形成均相体系,依次通过减压蒸馏、固化、炭化、活化和预硫化处理制备负载金属硫化物的活性炭脱硫剂;研究其对羰基硫（COS）的加氢转化催化活性,考察了担载金属的种类、担载量、反应温度、反应时间和COS入口浓度等因素对催化反应的影响。研究结果表明,水溶性酚醛树脂是制备催化剂炭载体的理想前驱体;Ni Mo双组分催化剂对COS的加氢催化转化活性明显高于Mo单组分催化剂;在金属硫化物/活性炭催化剂上,COS的催化加氢过程属于内扩散控制,加氢反应气氛中一定浓度含硫组分的存在是抑制催化剂失硫及维持其催化活性的必要条件。     

Asymmetric Hydrogenation of Aromatic Ketones Catalyzed by Cinchona-and PPh3-Modified RuRh/y-Al2O3

以金鸡纳碱衍生物作为手性修饰剂,研究了三苯基膦稳定的1.0%Ru＋0.2%Rh/γ-Al2O3催化剂催化芳香酮多相不对称加氢,考察了修饰剂种类及浓度、碱添加剂种类及浓度、溶剂、氢气压力等因素对不对称加氢反应的影响.结果表明,金鸡纳碱衍生物对1.0%Ru＋0.2%Rh/γ-Al2O3-tpp催化剂具有较好的修饰作用,在优化反应条件下苯乙酮加氢反应的对映选择性高达84%.     

金鸡纳碱衍生物修饰的负载钌-铑双金属催化剂催化芳香酮不对称加氢

以金鸡纳碱衍生物作为手性修饰剂,研究了三苯基膦稳定的1.0%Ru+0.2%Rh/γ-Al2O3催化剂催化芳香酮多相不对称加氢,考察了修饰剂种类及浓度、碱添加剂种类及浓度、溶剂、氢气压力等因素对不对称加氢反应的影响.结果表明,金鸡纳碱衍生物对1.0%Ru+0.2%Rh/γ-Al2O3-tpp催化剂具有较好的修饰作用,在优化反应条件下苯乙酮加氢反应的对映选择性高达84%.     

羧酸加氢反应机理及催化剂的研究进展

生物质衍生羧酸化合物的加氢反应是生产生物质化学品的重要过程之一.我们从羧酸分子加氢反应机理与加氢催化剂两个方面进行概述,着重介绍了第VIII族金属,尤其贵金属作为活性金属的羧酸加氢反应机理,以及不同催化剂对羧酸加氢反应途径的影响.此外,还介绍了羧酸水相加氢反应中Ru基催化剂的研究进展.     

油脂加氢催化剂研究进展

油脂加氢可增加油的氧化稳定性和保存期限,是改变油脂物理、化学性质的常用方法,也是油脂工业中非常重要的一个催化过程.我们从催化剂的种类以及加氢反应机理等方面综述了油脂加氢催化剂的研究进展,并对新型加氢催化剂及工艺进行了概述,最后对未来催化剂改进和工艺发展提出了看法.     

人工固碳技术—热催化还原CO_(2)催化剂的研究进展北大核心CSCD

选择性加氢在功能材料合成和化学产品提纯等化工领域中有非常重要的应用,并且近年来为减少温室效应的影响,将CO_(2)催化选择性加氢转化成其他有应用价值的物质成为研究热点之一。其中热催化是应用较为广泛、易得到多种目标产物并且获得产品收率较高的方法。目前,利用CO_(2)多相热催化加氢制得甲烷、甲醇、轻烯烃等多种高价值的燃料和化学品已取得了一定进展,但仍存在一些难点问题,其中制备高效催化剂是催化加氢反应的关键问题之一。一直以来,研究人员致力于解决催化剂的活性和选择性问题,通过助剂掺杂和加入功能性载体对催化剂进行改性。针对这些问题,本文简要介绍了CO_(2)催化加氢的研究背景,总结了近5年来热催化CO_(2)加氢制得甲烷、甲醇、轻烯烃产品过程中使用催化剂的种类及对加氢反应的影响,期望为CO_(2)多相催化加氢中新型催化剂的开发提供参考。     

CO_(2)加氢制甲酸理论研究及高效铁基催化剂设计北大核心CSCD

CO_(2)加氢制甲酸由于需同时活化惰性氢气及CO_(2)而富有挑战性,同时此过程原子经济性100%,具有很好的理论和现实研究价值,但文献中报道的活性较好的催化剂均为贵金属催化剂.为了开发活性更高的用于CO_(2)加氢制甲酸的铁基催化剂,我们采用理论计算方法研究了12种不同种类的PNP-Fe(PNP=2,6-(二-叔丁基-磷甲基)吡啶)化合物催化CO_(2)加氢制甲酸的过程.理论研究结果表明,CO_(2)加氢制甲酸反应过程包括H2活化及CO_(2)插入金属氢键两个步骤,H_(2)活化过程是整个反应的速控步骤.催化剂吡啶环上进行P原子取代可以显著降低H_(2)活化能垒.基于以上发现,我们设计了一种新颖的高效铁基催化剂,使用此催化剂催化CO_(2)加氢制甲酸反应,速控步骤能垒只有85.6 kJ/mol,催化活性与贵金属的比较接近.我们研究的12种铁基催化剂速控步骤能垒范围为85.6~126.4 kJ/mol,显示了配体良好的调控催化活性能力.     

以草酸为电子给体在Pt-TiO2上光催化生成氢

 以草酸为电子给体,研究了在Pt－TiO2上光催化生成氢的反应．草酸的存在明显促进了生成氢的反应;二氧化钛负载Pt也明显提高了反应速率,Pt的最佳负载量为w（Pt）＝0．5％．草酸浓度对氢生成反应的影响符合Lang－muir关系式．最佳pH值为2～4．     

污染物甲醛为电子给体Pt/TiO2光催化制氢

研究了甲醛为电子给体在Pt/TiO2上光催化生成氢的反应。甲醛经光催化降解产生CO2和甲酸，甲酸可进一步被氧化；甲醛的光催化降解与放氢同时发生，催化剂的最佳Pt负载量为0．5％，甲醛浓度对反应的影响，表观上符合Langmuir-Hinshelwood关系式；碱性条件有利于该反应；在甲醛浓度较低时，甲醇的存在能部分地提高放氢速率，并讨论了可能的反应机理。     

无氧条件下Pt/TiO2光催化重整降解一乙醇胺水溶液制氢

以一乙醇胺（以下简称乙醇胺）为电子给体,在无氧条件下进行了Pt/TiO2光催化重整制氢的研究.详细讨论了诸多因素如催化剂表面Pt化学状态、Pt担载量、溶液pH值、乙醇胺溶液浓度等对产氢效率的影响,并用XRD、HNMR、XPS等进行了深入表征,探讨了Pt/TiO2光催化重整降解乙醇胺和产氢的反应, 实验表明,利用所制备的光催化剂, 可实现在消除水中有机污染物的同时制取氢气的目标.催化剂表面的Pt以Pt0的化学状态存在, 有利于析氢;溶液pH值和浓度的变化对产生速率也有一定的影响.同时发现Pt/TiO2光催化重整乙醇胺制氢反应的最佳条件是:Pt的最佳担载量约为0.5％～1.0％;乙醇胺溶液最佳浓度约为0.05 mol•L－1;最佳溶液pH值范围为4～10;氨基取代的羰基类化合物是其主要中间产物.     

气-固相光催化分解硫化氢制氢

利用气-固相反应初步考察了几种常用半导体光催化剂在无氧条件下分解硫化氢产氢的活性.在研究的TiO2,CdS,ZnS,ZnO和ZnIn2S4等催化剂中,ZnS具有较高的光催化产氢活性.在ZnS上担载贵金属Ir可明显提高产氢速率,在ZnS制     

Pt/TiO2光诱导催化重整乙醇制氢

对无氧条件下Pt/TiO2光诱导催化重整乙醇制氢进行了系统的研究，结果表明，乙醇的光催化重整制氢反应受催化剂表面化学状态，反应体系的pH值，浓度的影响较大，而受反应体系温度的影响较小，在运动XRD，XPS，HNMR等技术手段对催化剂和反应产物进行表征，分析的基础上，提出了无氧条件下乙醇光催化重整制氢可能的反应机理。     

曙红-碳纳米管-NiO光催化体系的构建及光催化还原水制氢性能

构建了曙红-碳纳米管-NiO(Eosin Y-MWNTs-NiO)光催化体系, 利用氢气还原法对其进行了活化, 然后使用三乙醇胺作为牺牲剂考察了其可见光催化还原水制氢性能. 研究结果表明, 氢气活化后的Eosin Y-MWNTs-NiO是一个高效的可见光催化剂. 其光催化还原水析氢的速率可达344 μmol·g-1·h-1. 其中, 氢气活化对催化剂的活性具有重要影响, 未活化的Eosin Y-MWNTs-NiO光催化体系的活性仅为活化后的光催化体系的1/10. 此外, 还研究了溶液pH值和催化剂用量对催化体系活性的影响. 在此基础上, 对Eosin Y-MWNTs-NiO的光催化机制进行了初步探讨.     

C-N-S-TiO2光催化剂的制备、表征及其性能

以钛酸四丁酯为钛源、功能生物小分子胱氨酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法同步合成了C-N-S-TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、FT-IR和DRS等测试技术对样品的结构及物化性能进行了表征。XRD和DRS分析表明,共掺杂抑制了TiO2晶粒的生长,提高了晶相转变温度,且C-N-S-TiO2样品的吸收带边明显"红移",光吸收范围一直延长至800 nm左右。XPS分析结果显示,C-N-S-TiO2样品表面产生了杂质能级,C、S元素分别取代部分晶格Ti4+以CO23-和S6+形式存在;而N峰呈宽化状态,以O—Ti—N和Ti—O—N键存在,且样品表面羟基含量明显增加。以罗丹明B染料为模型污染物,考察了该催化剂的可见光催化活性。结果表明,与P25 TiO2比较,C-N-S-TiO2光催化剂活性得到改进,C-N-S-TiO2光催化剂在470～800 nm波长下辐射120 min后对罗丹明B的降解率可高达83%。     

微米级大孔结构二氧化钛的光催化活性

以溶胶-凝胶法合成了具有微米级大孔孔道结构的锐钛矿晶型TiO₂, 以紫外光催化降解染料罗丹明B (RhB)考察了大孔结构材料的光催化活性. 对比研磨粉碎后失去大孔结构的材料的光催化活性, 我们发现在相同的实验条件下, 大孔结构的TiO₂并不具有更好的光催化效果, 即对于本文所合成的大孔结构TiO₂, 单纯的微米级大孔的形貌对材料的光催化活性没有明显的促进作用, 而更多的TiO₂外表面受到紫外光照射是促进光催化效果的直接原因. 由于研磨后样品颗粒尺寸不均匀, 为了避免颗粒大小不均匀对光催化活性的影响, 我们又用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚丙烯酸(PAA)为模板合成了形貌均匀尺寸不同的微球, 并证明了粒子尺寸越小催化效果越好.     

罗丹明B敏化TiO2可见光分解水产氢研究

通过低温煅烧处理罗丹明B和P25(TiO₂)的混合物一步合成了罗丹明B敏化的TiO₂复合光催化剂。X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征结果显示,低温煅烧处理未改变P25的晶相结构和形貌。紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征表明,罗丹明B和P25之间发生了强的相互作用,荧光光谱表征结果证实低温煅烧处理导致的强相互作用有利于电子从罗丹明B向P25传输。可见光光催化分解水实验结果表明,250℃下煅烧处理得到的复合光催化剂具有最佳的产氢速率,可达到65.1 μmol/(g·h),是相同光催化反应条件下罗丹明B和P25物理混合光催化剂的1.8倍。     

几种低碳醇在Pt／TiO2上的光催化产氢速率的研究

主要考察了无氧条件下低碳醇（甲、乙、丙醇）在Pt/TiO2表面光催化重整反应制氢。深入探讨了几种低碳醇与其放氢速率的构-效关系,提出了低碳醇在Pt/TiO2光催化剂表面吸附态的模型。