金属离子对Ru-Pt/γ-Al2O3催化剂上对氯硝基苯选择加氢反应的影响

 采用混合醇还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Ru-Pt/γ-Al2O3双金属催化剂,考察了其催化对氯硝基苯(p-CNB)选择加氢反应的性能,探讨了反应温度、压力、第三金属离子的种类、添加量及添加方式对反应的影响. 结果表明,以Ru-Pt/γ-Al2O3为催化剂,在1.0 MPa和50 ℃的条件下反应1 h,p-CNB的转化率可达48.2%,生成对氯苯胺(p-CAN)的选择性为87.3%. 在反应体系中添加适量的Fe3+或Sn4+离子时,在相同的反应条件下,p-CNB的转化率和p-CAN的选择性分别提高到100%和99.0%. Fe3+或Sn4+的添加量及添加方式对p-CNB的转化率有较大的影响,加入Fe2+,Co2+和Ni2+离子也有利于提高催化剂的活性和选择性. Ru-Pt/γ-Al2O3催化剂体系对其它氯硝基苯的加氢反应也有明显的催化作用.     

活性炭负载Pt-Fe双金属催化剂催化对氯硝基苯选择性加氢

采用浸渍还原法制备了活性炭负载Pt-Fe双金属催化剂(Pt-Fe/AC),考察了其催化对氯硝基苯加氢性能。 与Pt/AC催化剂比较,该催化剂对催化对氯硝基苯加氢表现出高活性和优异的抑制脱氯性能,在乙醇为溶剂、催化剂Pt_0.003-Fe_0.04/AC(下标为元素在催化剂中的质量分数)用量为0.02 g/g对氯硝基苯、1 MPa H₂和30 ℃条件下反应150 min,对氯硝基苯完全转化为对氯苯胺,而且即使在较高的反应温度和H₂压力下,脱氯反应也得到了完全抑制。 采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对Pt-Fe/AC催化剂进行了表征。 结果表明,Pt、Fe高度分散在活性炭上,Pt与Fe之间的相互作用对纳米Pt粒子的电子结构有一定的调变作用,使纳米Pt处于缺电子态,减弱了Pt与对氯苯胺苯环之间的电子反馈,这可能是Pt-Fe/AC对催化对氯硝基苯加氢表现出高活性和优异的抑制脱氯性能的主要因素。     

手性修饰的介孔树脂材料负载铂催化剂上丙酮酸乙酯的不对称氢化反应

采用氯铂酸和二氯四氨合铂为前体通过浸渍法分别制备了介孔树脂材料FDU-14负载的质量分数为5%的铂催化剂Pt/FDU-14, 并利用XRD, TEM, N₂气吸附和CO化学吸附等手段对催化剂进行了表征. 考察了经过手性分子辛可尼定修饰后的Pt/FDU-14催化剂在丙酮酸乙酯不对称氢化反应中的催化性能. 以氯铂酸为前体制备的Pt/FDU-14催化剂因其具有较小的铂粒子和较高的分散度而表现出较高的活性, 乙酸溶剂中的初始活性(TOF)可以达到21902 mol/(mol?h); 而以二氯四氨合铂为前体制备的Pt/FDU-14催化剂则具有较强的手性诱导能力, 乙酸溶剂中(R)-(+)-乳酸乙酯的光学选择性可以达到81.4% e.e.. 更重要的是, 由于FDU-14具有较强的疏水性, Pt/FDU-14催化剂在水溶剂中也表现出较高的催化性能, 并且还可以重复使用10次以上.     

微乳液法制备Pt/ZrO2催化剂及其催化加氢活性研究

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）/正丁醇/环己烷/H2PtCl6微乳液体系,以N2H4.H2O为还原剂,ZrO2为载体,制备Pt/ZrO2催化剂。以对氯硝基苯（p-CNB）选择加氢反应为探针,考察微乳液组成及载体焙烧温度对Pt/ZrO2催化剂催化活性的影响。由TEM、XRD对载体和催化剂进行表征。结果表明,采用微乳...     

组合纳米Pt/C催化剂的邻氯硝基苯加氢性能

通过金属有机化合物Pt2(dba)3(dba为二亚苄基丙酮)分解的方法,制得了可溶性纳米Pt颗粒.采用透射电子显微镜对其观察发现,调节氧气分解压力可以摔制Pt颗粒的大小.将可溶性Pt纳米颗粒负载于活性炭上,制得了粒径可控的Pt/C催化剂.该催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应时,表现出非常高的催化性能.在氢气分解压力为2.0 MPa时制备的0.5%Pt/C,其Pt纳米粒径为2.8 nm左右,在不加脱卤抑制剂、反应温度为60℃和氧气压力为1.0 MPa的条件下,脱卤率为1.6%,TOF达到39.8s-1.     

手性修饰的介孔碳材料MPC-61负载铂催化剂上α-酮酸酯的不对称氢化反应

采用氯铂酸乙醇溶液和氯铂酸水溶液为前体,通过浸渍法制备了介孔碳材料MPC-61负载Pt质量分数分别为4%和10%的Pt/MPC-61催化剂,并利用XRD,TEM,N2吸附-脱附和CO化学吸附等手段对催化剂进行了表征.考察了经过手性分子辛可尼定修饰后的Pt/MPC-61催化剂在丙酮酸乙酯不对称氢化反应中的催化性能.以氯铂...     

氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究

复相金属催化剂中的载体效应研究具有重要意义。我们以结构不同的氧化铁载体吸附"非保护型"Pt金属纳米簇制备了具有相同Pt纳米簇的Pt/Fe_3O_4、Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3催化剂,考察了其在无溶剂条件下(本体条件)催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性氢化反应的性能,发现三种铂/氧化铁催化剂的催化选择性远高于商购铂/碳催化剂,Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3的催化选择性明显高于Pt/Fe_3O_4,而Pt/Fe_3O_4的催化活性较Pt/α-Fe_2O_3高50%。铂/氧化铁对不同卤代硝基苯的本体选择性氢化反应表现出优良的催化性能,相应卤代苯胺产物的选择性均可达到99%以上。考察了温度、氢气压力对Pt/Fe_3O_4催化o-CNB本体氢化性能的影响。本工作为理解氧化铁负载金属纳米簇催化剂的特殊催化性质,进而发展高效金属纳米簇基催化体系提供了新的基础。     

Pt/ZnO 在室温水相无碱条件下绿色催化苯甲醇选择性氧化

醇类化合物选择性氧化是有机合成中一个非常重要的反应, 在精细化工领域具有重要应用. 而以水为绿色溶剂, 分子氧为绿色氧化剂实现醇类化合物选择性氧化是绿色化学领域的一大挑战. Pt 催化剂由于其优异的活化氧气和 C-H 键的能力在该反应中得到了广泛应用. 但是, 常规的 Pt 催化剂通常需要在较高温度和较高氧气压力以及加碱的条件下才能发挥作用, 从而引起了催化剂腐蚀等一系列问题. 从绿色化学角度出发, 进一步优化 Pt 催化剂, 让其能够在室温无碱条件下以空气为氧化剂选择性氧化醇类合成羰基化合物具有重要的研究价值和应用前景.本文通过化学还原法制备了 Pt/ZnO 催化剂, 系统研究了该催化剂在水相无碱条件下选择性氧化苯甲醇生成苯甲醛反应中的催化性能. X 射线电子衍射和透射电镜等结果表明, Pt 颗粒较小(3.2 ± 0.3 nm), 均匀分散在 ZnO 载体上; X 射线光电子能谱表明 ZnO 载体能够稳定 Pt 纳米颗粒表面的 Pt0物种. 上述催化剂在水相苯甲醇选择性氧化反应中, 在室温下即可催化空气高选择性氧化苯甲醇到苯甲醛 (选择性>99%), 并表现出比 Pt/SiO2, Pt/Al2O3, Pt/TiO2, Pt/Ca(Mg)-ZSM-5 等催化剂更为优异的催化活性. 这可归结于 Pt 和 ZnO 之间的协同作用. 该协同作用通过动力学实验和密度泛函理论计算 (DFT)得到了证实. 氧分压实验表明, 在以空气为氧化剂时, O2的活化并不是限制 Pt/ZnO 催化活性的关键因素, 而动力学同位素效应实验则证实了苯甲醇的 C-H 键活化是整个反应的决速步骤. 通过构建不同的理论模型, 分别计算了 Pt/ZnO 界面处以及纯 Pt 位点上苯甲醇选择性氧化的反应过程. 结果表明, 苯甲醇和氧气分子倾向于分别在 ZnO 和 Pt 上进行吸附, 随后由吸附的氧气分子来活化苯甲醇中的 C-H 键, 进而生成苯甲醛和水. 而当 ZnO 不参与苯甲醇的吸附活化时, 整个反应的活化能会大大提高, 表明 ZnO 和 Pt 之间的协同作用对于整个反应至关重要. 此外, Pt/ZnO 表现出非常优异的稳定性, 循环使用 4 次后, 催化剂结构以及催化活性没有显著变化.进一步向 Pt/ZnO 催化剂中引入少量 Bi 元素对 Pt 的电子结构进行修饰, 可以将 Pt/ZnO 的催化活性提高 3 倍. 所制备的 Pt/Bi-ZnO 复合物是目前报道的相同条件下催化苯甲醇选择性氧化反应转化频率 (45.1 h-1)最高的催化剂.     

CNT表面修饰对Pt/CNT在邻氯硝基苯加氢反应中催化性能的影响

用乙二醇还原法制备了碳纳米管(CNT)负载的铂催化剂(Pt/CNT).考察了CNT化学修饰与物理修饰对催化剂的影响.CNT化学修饰采用H2SO4-HNO3氧化法,物理修饰采用十二烷基硫酸钠(SDS)吸附法.用X射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子发射光谱、H2程序升温脱附、傅里叶变换红外光谱和元素分析对Pt/CNT催化剂进行了表征,并以邻氯硝基苯选择加氢为探针反应考察了Pt/CNT的催化性能.结果表明,化学修饰与物理修饰都能在CNT表面引入一定数量的活性位,有助于促进Pt异相成核,提高Pt的分散性,进而提高催化剂的活性.SDS在一定浓度下可形成特定结构的胶束,导致形成特定形貌的Pt纳米粒子.     

Fe3O4修饰的Pt-Ru/C纳米催化剂的制备及其在无溶剂条件下邻氯硝基苯选择性加氢的催化性能

采用浸渍法制备了一系列Pt/Ru质量比不同的Fe₃O₄修饰的Pt-Ru/Fe₃O₄/C催化剂, 运用透射电镜(TEM)、能量弥散X射线谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)等手段对Pt-Ru/Fe₃O₄/C一系列催化剂进行了表征, 并考察了Pt/Ru质量比不同对催化剂Pt-Ru/Fe₃O₄/C在无溶剂条件下催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性加氢制备邻氯苯胺(o-CAN)催化性能的影响. 研究结果表明, 催化剂的催化活性和对目标产物的选择性跟活性组分Pt、Ru比例有关. 随着Pt/Ru比例的减小, 目标产物o-CAN的选择性有所升高, 然而反应物o-CNB的转化率有所下降. 当Pt/Ru的质量比为2时, o-CNB的转化率降为76.5%, 而目标产物o-CAN的选择性仍然为100%. 与此同时, 我们还对Pt-Ru/Fe₃O₄/C催化剂高的催化活性和目标产物的高选择性可能的原因进行了分析.     

Effect of rare earths on selective hydrogenation of p-chloronitrobenzene over PtMOx/CNTs catalysts

The effect of rare earths(Sm,Pr,Ce,Nd and La)on the hydrogenation properties of p-chloronitrobenzene(CNB)over Pt/CNTs catalyst was studied in ethanol at 303 K and normal pressure.The results exhibited that the hydrogenation of p-CNB could be carded out over PtMOx/CNTs catalysts.Both catalytic activities and yields of p-chloroaniline(CAN)were all improved.PtCeOx/ CNTs catalyst exhibited the best catalytic activity(TOF was 0.47 s~(-1))and the highest yield of p-CAN(97.5 mol%).PtCeOx/CNTs (1.0 wt%)catalyst ...     

Ag(I)与Co(II)离子对阳极析氧过程的电催化作用

Influence of Ag(Ⅰ), Co(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) ions on oxygen anodic evolution at Pt and Ti/Pt/PbO2 electrodes was investigated in surphuric acid solutions. The oxygen evolution reaction at Ti/Pt/PbO2 electrode in surphuric acid solutions is characterized by two linearφ~ lgi relationships. At low c.d. it is close to 2.303RT/(1+β)F, whereas at high c.d. it is close to 2.303RT/βF. In the presence of Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution the Tafel slope of oxygen evolution tends to be low, 2.303RT/(1+β)F (withβ=0.5). However, the oxygen evolution reaction at Pt electrodes in H2SO4 or CoSO4﹢H2SO4 solutions is characterized by one linearφ~ lgi relationship. The Tafel slope is close to 2.303RT/βF. In the presence of Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution the Tafel slope of oxygen evolution tends to be low, 2.303RT/(1+β)F. The oxygen anodic evolution reactions are catalyzed by Ag(Ⅰ), Co(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution. When Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) was mixed with Co(Ⅱ), a promising catalyst for oxygen anodic evolution with higher catalyst activity than either of them alone was found. A comparison of the PbO2 electrode and the Pt electrode has also been given.     

Cu2O/SiC高效催化卤代芳烃与酚类的Ullmann偶联反应

卤代苯与酚类化合物反应制取二芳基醚是现代有机合成中的一个重要反应.传统的二苯醚合成方法是铜催化卤代苯与酚类化合物的Ullmann型C-O偶联反应,但是这种方法需要苛刻的反应条件.后来,人们发现了Pd(0)和Cu(Ⅰ)基催化剂,但是前者成本较高,且需要使用昂贵的配体,因此其应用受到了限制,而铜作为一种成本较低的催化剂受到了越来越多的关注.铜催化剂可以分为均相和非均相两大类.均相铜催化剂使用的是铜盐,并且需要加入配体,成本较高,且不易分离和循环利用.非均相铜催化剂研究较多的是CuO,Cu2O及Cu纳米颗粒,其中Cu2O纳米颗粒催化剂对Ullmann型C-O偶联反应具有很高的催化活性,但是它在潮湿的空气中容易被氧化,因此需要寻找一种合适的载体防止Cu2O纳米颗粒被氧化.SiC具有优良的化学稳定性及导电导热性能,并且作为载体己经成功应用到很多热催化及光催化反应中.本文以高比表面积的SiC为载体,以二乙二醇作为溶剂和还原剂,采用传统的两步液相还原法制备了Cu2O/SiC催化剂,并通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和H2程序升温还原等方法对Cu2O/SiC催化剂进行了表征.SEM和TEM结果表明,Cu2O纳米颗粒均匀分散在SiC表面,同时上述表征结果都表明Cu在SiC上主要以Cu2O的形式存在.将制备的Cu2O/SiC催化剂用于催化卤代芳烃与酚类的Ullmann C-O偶联反应中.以碘苯和苯酚的Ullmann C-O偶联反应为模型实验,考察了反应温度、反应时间、溶剂、碱的种类及用量和催化剂用量等条件的影响,得到了碘苯与苯酚UllmannC-O偶联反应的最优反应条件为:卤代芳烃14 mmol,酚类14 mmol,1.0当量的Cs2CO3,Cu2O/SiC(5 wt％) 10 mg,四氢呋喃10mL,在Ar气氛下150℃反应3h.在该条件下,二苯醚收率达到97％,转化频率(TOF)高达1136 h-1.Cu2O/SiC催化剂对Ullmann C-O偶联反应具有很好的普适性,并且对Ullmann C-S偶联反应也表现出很高的活性,TOF高达1186h-1.以碘苯和苯酚的Ullmann C-O偶联反应为基准实验,对催化剂的循环稳定性进行了考察.Cu2O/SiC催化剂五次循环后二苯醚的收率从97％降低至64％,这主要是由于活性组分Cu2O的流失所致.     

双金属氰化络合物及其催化的聚合反应

本文综述了双金属氰化络合物及其催化的环氧化物参与的聚合反应研究。双金属氰化络合物是由其内界金属M^Ⅱ通过氰基与外界金属M^Ⅰ连接形成的含 M^Ⅱ-C≡N-M^Ⅰ 桥键的三维网络状无机高分子(M^Ⅰ一般为Zn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺和Ni²⁺等二价金属离子,M^Ⅱ一般为Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Co³⁺和Ni²⁺等过渡金属离子)。外界金属M^Ⅰ一般被认为是催化反应的活性中心金属。该类催化剂早期被用于催化环氧化物开环聚合,并逐步发展成为合成中高分子量、低不饱和度聚醚多元醇的极高效催化剂。近年来该类催化剂被用来催化环氧化物/环状酸酐共聚、环氧化物/CX₂(X≡O,S)共聚和环氧化物/环状酸酐/CO₂三元共聚反应合成聚酯、聚碳酸酯、聚(醚-碳酸酯)、聚硫代碳酸酯和聚(碳酸酯-酯)等具有生物降解性的聚合物。尤其对氧化环己烯(CHO)与CO₂(或酸酐)共聚,锌-钴双金属氰化络合物表现出了极高的催化活性和选择性。结合本研究组十多年的研究结果,本文讨论了双金属氰化络合物催化活性中心的可能结构和催化机理,提出了双金属氰化络合物催化聚合的共性难题和解决这些问题的方向。     

CO和NO在Rh2-V/SiO2催化剂上共吸附的红外光谱

应用CO和NO吸附态原位红外光谱方法研究了还原态Rh2／SiO2，Rh2－V／SiO2催化剂上的活性中心铑的状态和助剂钒的作用. Rh2催化剂用Rh2（CO）4Cl2化合物制备. 在还原Rh2／SiO2催化剂上，CO吸附出现四个红外吸收峰：2085，2028cm－1（孪生态吸附RhⅠ（CO）2），2060cm－1（线式吸附RhⅡCO），1867cm－1（桥式吸附RhⅢ2CO）．在还原Rh2－V／SiO2催化剂上，CO在RhⅡ和RhⅢ中心上的吸附峰大大减弱，可以解释为Rh°向钒离子转移电子生成了带正电荷的铑中心（Rhδ＋）；同时RhⅠ（CO）2键能增加，降低了孪生CO被NO置换的程度。     

螯合树脂研究(ⅩⅢ)——以聚硫醚为主链的氨基吡啶树脂的合成及吸附性能

聚环硫氯丙烷与各种氨基吡啶在二乙烯三胺存在下反应,合成了3种主链为聚硫醚、侧链带有吡啶基氨基的新型螯合树脂。它们对贵金属具有优良的吸附性能和高的吸附选择性。并通过X射线光电子能谱初步探讨了树脂对金属离子的螯合作用。     

Pt-CeO2/SiO2催化剂用于室温湿空气中CO氧化反应

开发室温CO氧化催化剂的主要挑战是CO自中毒和慢的表面动力学,同时湿气的存在也可导致催化剂失活.本文开发了高活性CeO2促进的Pt基催化剂4%Pt-12%CeO2/SiO2,用于室温湿气(湿度10%?90%,25°C)中CO氧化反应,在低CO浓度(<500 ppm)和高CO浓度(>2500 ppm)时,CO转化率高于99%.优化了催化剂制备变量,如Pt和CeO2负载量、CeO2沉积方法、CeO2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件.采用CO/H2化学吸附、O2-H2滴定、X射线衍射和BET比表面积测定表征了催化剂的表面特性,并将其与催化剂活性相关联.结果表明,CeO2沉积方法对催化剂活性影响显著,当用浸渍法沉积CeO2时,所得催化剂的反应速率(5.77μmol/g/s)比用沉积沉淀法(1.96μmol g?1 s?1)或CeO2嫁接法(1.31μmol g?1 s?1)制得催化剂的高3倍.O2-H2滴定结果表明,当用浸渍法沉积CeO2时,CeO2和Pt的紧密结合导致了催化剂的高活性.催化剂载体的选择也非常重要,硅胶负载的催化剂活性(5.77μmol g?1 s?1)是氧化铝负载的(1.05μmol g?1 s?1)5倍.当反应受内扩散控制时,催化剂载体的粒径和孔结构影响非常大.另外,CeO2和Pt前驱体的干燥和焙烧条件对催化剂活性的影响至关重要.当Pt和CeO2含量分别大于2.5和15 wt%时,所得催化剂在室温条件下活性高(TOF>0.02 s?1),稳定性好(反应15 h,CO转化率≥99%).     

Surface properties of Ni-Pt/SiO2 catalysts for N2O decomposition and reduction by H2

The surface properties of bimetallic Ni-Pt/SiO2 catalysts with variable Ni/Ni + Pt atomic ratio (0.75, 0.50, and 0.25) were studied using N2O decomposition and N2O reduction by hydrogen reactions as probes. Catalysts were prepared by incipient wetness impregnation of the silica support with aqueous solutions of the metal precursors to a total metal loading of 2 wt %. For both model reactions, Pt/SiO2 catalyst was substantially more active than Ni/SiO2 catalyst. Mean particle size by TEM was about the same (in the range 6-8 nm) for all catalysts and truly bimetallic particles (more than 95%) were evidenced by EDS in the Ni-Pt/SiO2 catalysts. CO adsorption on the bimetallic catalysts showed differences in the linear CO absorption band as a function of the Ni/Pt atomic ratio. Bimetallic Ni-Pt/SiO2 catalysts showed, for the N2O decomposition, a catalytic behavior that points out an ensemble-size sensitive behavior for Ni-rich compositions. For the N2O + H2 reaction, the bimetallic catalysts were very active at low temperature. The following activity order at 300 K was observed: Ni75Pt25 > Ni25Pt75 approximately Ni50Pt50 > Pt. TOF values for these catalysts increased 2-5 times compared to the most active reference catalyst (Pt/SiO2). The enhancement of the activity in the Ni75Pt25 bimetallic catalysts is explained in terms of the presence of mixed Ni-Pt ensembles.