Liquid phase glucose hydrogenation to -glucitol over an ultrafine Ru-B amorphous alloy catalyst

A Ru-B amorphous alloy catalyst in the form of ultrafine particles was prepared by chemical reduction of RuCl₃ with borohydride in aqueous solution, whose amorphous structure was confirmed by XRD, DSC, and SAED. Heating pretreatment resulted in the rapid crystallization and the deep decomposition of the Ru-B amorphous alloy as well as the abrupt decrease in the surface area due to the gathering of small particles at high temperature. XPS spectra revealed that partial electrons transferred from the alloying B to the metallic Ru in the as-prepared Ru-B sample. In comparison with other catalysts, the as-prepared Ru-B amorphous catalyst exhibited excellent activity and perfect selectivity to -glucitol as well as superior lifetime during the liquid phase glucose hydrogenation, showing its potential application in industrial process. The higher activity of the Ru-based catalysts than that of other metal catalysts, such as Co-B and Ni-B amorphous catalysts as well as Raney Ni catalysts, demonstrated that the metallic Ru was more active than both metallic Ni and Co for the glucose hydrogenation. Meanwhile, the Ru-B amorphous catalyst exhibited higher activity than its corresponding crystallized Ru-B and pure Ru powder catalysts, showing the promoting effects of both the amorphous structure and the electronic interaction between the metallic Ru and the alloying B, which was briefly discussed based on the kinetic studies and various characterizations.     

Co-B/SBA-15非晶态催化剂应用于肉桂醛选择性加氢的研究

以介孔材料SBA-15作为载体,采用浸渍法制备Co-B/SBA-15非晶态催化剂,该样品仍然保持SBA-15特有的有序规整孔道结构,Co-B非晶态合金颗粒均匀分布在孔道内壁,采用普通SiO2载体制备的Co-B/ SiO2,Co-B颗粒主要分布在外表面.在肉桂醛选择性加氢制肉桂醇中,Co-B/SBA-15的催化活性和对肉桂醇的最佳得率显著高于Co-B/SiO2,主要归因于活性位的高分散,规整的孔道结构,以及独特的活性位团簇结构和电子态.     

超声辅助化学还原法制备高活性Co-B非晶态合金催化剂

采用超声辅助KBH4化学还原Co(OH)2胶体法制备了粒径均匀的Co-B非晶态合金.在乙腈液相选择性加氢制取乙胺反应中,与传统化学还原法制备的Co-B非晶态合金催化剂相比,该催化剂具有很高的催化活性.这归因于其Co活性位的高度分散、Co活性位对氢的强吸附,以及Co-B非晶态合金间强电子相互作用.     

Co-B/γ-Al2O3非晶态催化剂的制备及其催化乳酸乙酯液相加氢性能

采用浸渍-还原法制备了负载型Co-B/γ-Al₂O₃非晶态合金催化剂, 并将其应用于乳酸乙酯液相加氢制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)反应中, 研究了其催化加氢性能. 采用电感耦合等离子体(ICP)发射光谱仪、X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的性能进行了表征, 考察了制备条件对催化剂性能的影响. 结果表明, 新鲜的Co-B/γ-Al₂O₃催化剂具有非晶态结构, Co-B均匀地分散在载体γ-Al₂O₃上. 随着Co负载量的增加, 催化剂的热稳定性提高, 催化剂表面Co/B原子比增加. 当金属Co理论负载量为30%(质量分数, w)时, Co-B/γ-Al₂O₃催化剂表现出最高的加氢催化性能, 在160 ℃, 氢气压力为6.0 MPa条件下反应9 h, 乳酸乙酯的转化频率(TOF)为1.41 h^-1, 转化率达到93.63%, 1,2-丙二醇的选择性达到96.10%. 催化剂的加氢性能取决于其分散均匀的Co-B纳米粒子、较高的表面Co/B原子比及Co和B之间的电子转移效应.     

Hydrogenation of Cinnamaldehyde to Cinnamyl Alcohol over An Ultrafine Co—B Amorphous Catalyst

A novel Co-B amorphous alloy catalyst in the form of ultrafine particles was prepared by chemical reduction of CoCl2 with aqueous NaBH4, which exhibited excellent activity and selectivity during the hydrogenation of cinnamaldehyde to cinnamyl alcohol in liquid phase. The optimum yield of cinnamyl alcohol was 87.6%, much better than the yield of using Raney Ni, Raney Co and other Co-based catalysts.     

稀土Th修饰的Co-B非晶态合金催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

采用化学还原法制备了Th修饰的Co-B非晶态合金(Co-Th-B)并应用于液相肉桂醛选择性加氢制肉桂醇,Co-Th-B的活性和选择性显著高于非修饰Co-B,其中最佳,Th修饰量为10%,此时肉桂醇得率可达81.4%,且能够多次重复使用.结合系统表征,初步讨论了催化剂的构效关系以及Th对催化性能的促进作用.     

壳聚糖表面修饰的SiO2负载Ni-B非晶态合金的制备及催化性能

以壳聚糖(CS)对SiO2进行表面修饰, 采用浸渍还原法制备了负载型Ni-B非晶态合金催化剂(Ni-B/CS/SiO2), 并采用XRD、FTIR、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、BET、XPS、TEM、SAED等表征方法研究了催化剂的非晶性质、原子组成、尺寸分布及粒径大小等. 考察了催化剂对糠醇加氢制四氢糠醇反应的催化性能, 并与没有壳聚糖修饰的Ni-B/SiO2催化剂及Raney Ni催化剂进行了对比. 结果表明, 加入壳聚糖制得的Ni-B/CS/SiO2催化剂的活性组分Ni-B团簇粒径更小, 表面活性组分浓度更高, 催化活性更高.     

锌对非晶态Co-B合金的改性及催化肉桂醛加氢为肉桂醇的研究

采用KBH4还原法制备了非晶态Co-B和Co-Zn-B催化剂,以肉桂醛选择加氢制肉桂醇为探针反应,研究了Zn对Co-B非晶态催化剂的修饰改性作用,并采用XRD、DSC、XPS、和H2-TPD对催化剂进行了表征.研究表明,少量的Zn没有改变Co-B催化剂的非晶结构,但提高了催化剂主体的热稳定性,其中1%的Zn可使Co-B非晶态催化剂主体结晶放热峰提高12K,并在665K出现新的H2脱附峰,说明催化剂因掺入锌形成了新的氢吸附中心,锌在催化剂中以金属态和氧化态两种形式存在.催化剂的整体均衡而局部电子分布不均衡的缺陷势结构增强了对肉桂醛分子C=O双键O原子的侧链偶合吸附与金属氧化物的金属离子对羰基的极化作用协同活化了肉桂醛的C=O双键,提高了催化剂对C=O双键的加氢选择性.加氢反应工艺条件及催化剂寿命研究表明,适宜的反应温度为413K,氢压为2.5MPa,反应时间为3.0h,肉桂醇的最高产率可达84.0%,并具有较好的催化稳定性.     

壳聚糖修饰的NiB非晶态合金的制备及表征

以壳聚糖(CS)为稳定剂, 采用化学还原法制备了非负载型NiB非晶态合金催化剂(NiB-CS); 并用 X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等表征方法研究了催化剂的非晶性质、原子组成及粒径大小等. 考察了催化剂对糠醇加氢制四氢糠醇反应的催化性能, 并与没有壳聚糖保护的NiB催化剂进行了对比. 结果表明, 加入壳聚糖制得的NiB-CS催化剂的活性组分NiB粒径更小, 表面活性组分浓度更高, 催化活性更高.     

Co－B非晶态合金超细微粒催化剂的研究

Ｃｏ－Ｂ非晶态合金超细微粒催化剂的研究姚凯文，范以宁，陈懿，李新生（南京大学化学系，南京２１００９３；中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室，大连１１６０２３）关键词非晶态，超细微粒，钴基合金，硼合金，一氧化碳，加氢非晶态合金超细微粒兼有...     

超细Co-B非晶态合金的制备及其催化乙腈加氢性能

报道了 一种用 于乙腈加 氢的 新 型 复合 型 催化 剂 超细 Ｃｏ Ｂ 非 晶 态合 金（ 粒 径 ６０ ｎ ｍ左右） , 其催 化性能显 著优于 其它 Ｃｏ 基催 化剂． 以此代替 工业用 Ｒａｎｅｙ Ｎｉ , 不 仅可 提高 对乙 胺的选择性 ,而且可 显著减轻 环境污 染． 通 过一系列 表征,讨 论了乙腈 在催化 剂活性位 的吸附 模式及催化加氢 反应机 理,由此对 其催化 性能与催 化剂结 构的关系 进行了说 明．     

Ni含量对Co_(1-x)Ni_xB催化水解放氢性能的影响(英文)

采用化学还原法以乙醇为溶剂在冰水浴中合成了一系列Co1-xNixB合金催化剂,研究了该系列合金不同Ni含量对NaBH4水解放氢性能的影响.X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示Co1-xNixB合金是纳米非晶态颗粒.放氢测试表明Co1-xNixB具有很高的催化活性.放氢速率先随着Ni含量的增加而增大,并在x=0.15时放氢速率达到最大值,然后随x值的增加而减小.298K时Co0.85Ni0.15B合金催化碱性硼氢化钠水解的最大放氢速率可达4228mL·min-1·g-1,CoB和Co0.85Ni0.15B合金催化放氢的活化能分别为34.25和31.87kJ·mol-1.因此以乙醇为溶剂合成的Co1-xNixB合金具有较高的催化活性.     

Ni-Co-B非晶态合金催化剂用于氯代硝基苯液相加氢制氯代苯胺

 用化学还原法制备了 Ni-Co-B 非晶态合金催化剂,并采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射、X射线衍射、X射线能谱和差热-热重分析等表征手段研究了催化剂的非晶性质和原子组成等. 将此催化剂用于邻氯硝基苯和 3,4-二氯硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明,当Co/(Co+Ni)=0.5 (摩尔比)时, Ni-Co-B 催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能. 在不加脱卤抑制剂的情况下,两种氯代硝基苯的转化率均接近100%, 脱卤率分别为1.12%和0.42%, 优于使用 Ni-B 和 Co-B 非晶态合金催化剂时的结果. 还讨论了将Co引入到 Ni-B 非晶态合金催化剂时对其性能的影响.     

羟基硅酸镁纳米管负载非晶态Co-B催化环己烯氢甲酰化

采用浸渍化学还原法制备羟基硅酸镁纳米管(MgSNTs)负载非晶态钴硼催化剂(Co-B/MgSNTs)。应用X衍射技术(XRD),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱仪(XPS),元素分析(ICP)和比表面积(BET)分析等手段对催化剂进行了表征。研究了催化剂对于环己烯氢甲酰化反应的催化活性及循环使用。研究结果表明,具有高比表面积(250 m2·g-1)、较强耐受性和稳定性的MgSNTs可以有效的分散金属粒子,防止活性中心团聚和流失,催化环己烯的转化率为75.8%,醛的选择性为65.8%,实验重复3次以上,催化剂依然保持良好的催化活性和选择性。     

Co-B非晶态合金催化肉桂醛液相选择性加氢制备肉桂醇的研究

本文首次报道Co-B非晶态合金催化剂应用于肉桂醛（CMA）液相选择性加氢制备肉桂醇（CMO），考察了催化活性、CMO选择性及其得率以及不同湿度预处理的影响。实验发现，Co-B非晶态合金催化剂的催化活性和对CMO的选择性显著优于Raney Co等催化剂，加热晶化后导致其催化活性显著下降而对CMO的选择性略有升高，根据XRD，SEM，XPS，BET等一系列的表征，初步讲座了Co-B催化剂催化性能与催化剂结构的关系。     

Cr-free Co-Cu/SBA-15 catalysts for hydrogenation of biomass-derivedα-,β-unsaturated aldehyde to alcohol

Cr-free bi-metallic SBA-15-supported Co–Cu catalysts were examined in the conversion of bio-mass-derived α-, β-unsaturated aldehyde (furfural) to value-added chemical furfuryl alcohol (FOL). Co–Cu/SBA-15 catalysts with a fixed Cu loading of 10 wt% and varying Co loadings (2.5, 5, and 10 wt%) were prepared by the impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray dif-fraction, N2 sorption, H2 temperature-programmed reduction, scanning electron microscopy, ener-gy-dispersive X-ray spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, CO chemi-sorption, and inductively coupled plasma mass spectrometry. The influence of different reaction parameters such as temperature, pressure, catalyst dosage, and furfural concentration on the cata-lyst performance was evaluated. Relative to catalysts supported on amorphous silica, the current SBA-15-supported Co–Cu catalysts displayed higher performance, attaining a furfural conversion of 99% and furfuryl alcohol selectivity of 80%. The catalytic reactions were conducted in a 100-mL autoclave at 170 °C and 2 MPa H2 pressure for 4 h.     

高选择性苯乙酮加氢Ni-Sn-B/SiO2非晶态催化剂的制备及表征

采用化学还原法制备了一系列三元非晶态Ni-Sn-B／SiO2催化剂,并考察了Sn含量对催化剂的苯乙酮选择加氢制备苯乙醇反应的活性及选择性的影响,同时对Sn改性前后的催化剂进行了系统的表征．XRD结果表明,Sn物种在催化剂表面高度分散,没有改变催化剂的非晶态结构．SEM结果也表明Sn的修饰并不改变非晶态合金的特征形貌．在苯乙酮加氢反应中,当Sn／SiO2=10wt％时,羰基加氢产物苯乙醇的得率可高达97．5％,且苯环加氢产物仅为0．5％,显示了良好的羰基加氢选择性．结合XPS结果,我们将该催化剂优异的催化性能归因于非晶态合金独特的电子结构、活性组分的高度分散及催化剂中Sn氧化物对羰基的选择性活化．     

CO和H2在非晶态合金Ni-B、Co-B催化剂上的吸附及其作用的TPD-MS研究

ＣＯ和Ｈ_２在非晶态合金Ｎｉ－Ｂ、Ｃｏ－Ｂ催化剂上的吸附及其作用的ＴＰＤ－ＭＳ研究张菊,郑小明,周烈华（杭州大学催化研究所,杭州,３１００２８）关键词非晶态Ｎｉ（Ｃｏ）－Ｂ合金,Ｈ_２、ＣＯ吸附,ＴＰＤ－ＭＳ非晶态合金作为一种新型催化材料在加氢反应中表...     

低结晶度AuPt-Ru/CNTs合金异质结作为高效多功能电催化剂

催化剂的活性与其结构紧密相关,研究催化剂的构效关系以及可控合成高效电催化剂, 并探究其催化机制, 一直是科学研究的核心。贵金属铂是优异的电解水析氢的催化剂, 同时也是直接醇燃料电池阳极氧化的良好催化剂,而贵金属钌是优异的电解水析氧催化剂。这些与燃料电池及氢能相关的重要反应催化剂,可通过合成Pt、Au及Ru的合金催化剂, 通过应力效应、电子效应及团簇效应, 可有效提高金属催化剂的活性, 并实现多功能电催化性能。本文报道了可控合成低结晶度的AuPt-Ru合金异质结,并通过元素扫描分析及X射线衍射分析确认其结构。该催化剂表现出了非常优异的电催化氧化乙醇活性, 其归一化到Pt的质量活性达到了为21.4 A·mg^-1_Pt, 远远高于对照组样品AuPt及RuAuPt混合相催化剂及文献报道样品。催化剂同样表现出了非常好的乙醇氧化稳定性, 但是其活性的衰减与其Ru组分的流失紧密相关。我们同时通过电化学原位红外光谱,研究了该催化剂乙醇氧化中间产物, 分析了其反应机理。该催化剂同样表现出了优异的碱性电解水析氢及析氧催化活性,其析氢电流10 mA·cm^-2对应的过电位为30 mV, Tafel斜率为45 mV·dec^-1, 优于AuPt及RuPtAu对照组样品。该催化剂优异的电化学性能主要归结于其低结晶度和异质结及其伴随的应力效应及团簇效应。本报道提供了一种可控合成具有异质结结构的金属合金催化剂, 突出了其对实现多功能、 高性能合金电催化剂的重要性。     

Ni-Co-B非晶态合金催化肉桂醛常压加氢制3-苯丙醛的研究

采用化学还原法制备了一系列Ni-Co-B非晶态合金催化剂, 通过调变金属盐混和液中Ni^2＋/Co^2＋的比例, 可制得不同Co含量的Ni-Co-B非晶态合金. 用ICP, BET, XRD, TEM, SAED, DSC, XPS和H₂-TPD对其组成、结构、粒子大小、表面形貌和表面电子态进行了系列表征, 并以肉桂醛常压加氢制苯丙醛作为探针反应, 考察了所制备的Ni-Co-B非晶态合金的催化性能. 结果表明, Ni-Co-B非晶态合金中Ni为活性中心, Co的引入可显著增加其催化活性. 由于催化测试中金属总量固定为1.0 g, 因此增加Ni-Co-B中Co的含量具有正负两方面的效应. 一方面, 由于Ni活性位数目的减少加氢活性降低; 另一方面, Co对Ni活性中心具有协同作用, 有利于增加合金的无序度、金属-类金属间相互作用、表面Ni含量和电子相互作用, 从而提高催化活性. 最佳Co与(Ni＋Co)摩尔比含量的范围为0.2～0.5.