Ce助剂对V/SiO_2催化CO_2氧化乙苯脱氢性能的影响

通过N2吸附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)和热重分析(TGA)等多种表征手段和催化反应性能评价,研究了铈助剂的添加对V/SiO2催化CO2氧化乙苯脱氢性能的影响.结果表明,Ce助剂不仅提高了催化剂活性组分分散性和氧化还原性能,抑制了钒物种的深度还原,而且增强了催化剂碱性和CO2吸附能力,减缓了积炭生成,从而显著提高了V-Ce/SiO2对CO2氧化乙苯脱氢反应的催化活性和稳定性.在本实验中,V(0.8)-Ce(0.25)/SiO2催化剂表现出最佳的催化性能,苯乙烯(ST)收率可达55.6%,选择性为98.5%,反应12 h后,催化剂活性基本不变,与惰性N2气氛比较,CO2明显促进了乙苯脱氢反应,归因于CO2能保持催化剂表面钒物种的高价态.     

纳米二氧化钒薄膜的制备及红外光学性能

采用双离子束溅射方法在Si3N4/SiO2/Si基底表面沉积氧化钒薄膜, 在氮气气氛下热处理获得二氧化钒薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了热处理温度对氧化钒薄膜晶体结构、表面形貌和组分的影响, 利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对二氧化钒薄膜的红外透射性能进行了测试分析. 结果表明, 所制备的氧化钒薄膜以非晶态V2O5和四方金红石结构VO2为主, 经400 ℃、2 h热处理后获得了(011)择优取向的单斜金红石结构纳米VO2薄膜, 提高热处理温度至450 ℃, 纳米结构VO2薄膜的晶粒尺寸减小. FT-IR结果显示,纳米VO2薄膜透射率对比因子超过0.99, 高温关闭状态下透射率接近0. 小晶粒尺寸纳米VO2薄膜更适合在热光开关器件领域应用.     

双溶剂浸渍法制备VOX/MCF催化剂及丙烷选择氧化

采用双溶剂法制备了负载型氧化钒类催化剂(VOx/MCF),N2物理吸附、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、程序升温脱附、程序升温还原等系统研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙烷选择氧化反应中的催化性能.结果表明,由双溶剂法制备的VOx/MCF催化剂具有较好的催化活性,且在氧化钒负载量基本一致的前提下,双溶剂法制备的VOx/MCF催化剂比普通浸渍法制备的VOx/MCF具有更高的催化活性,这与双溶剂法的制备过程可以使得钒物种尽可能进入载体内表面,有利于氧化钒的较好分散有关,而高度分散的氧化钒物种,正是丙烷选择氧化反应的活性中心.     

胺功能化的拟薄水铝石纳米颗粒负载的Mn-V复合物:高效的烯烃环氧化催化剂（英文）

将具有高比表面积和表面高度羟基化的拟薄水铝石纳米颗粒与3-(3甲氧基硅烷)-正丙胺进行共价结合而官能团化,再用于负载硫酸氧钒和六羰基钼络合物。所得样品采用红外光谱、粉末X射线衍射、热重-差热分析、X射线光电子能谱、元素分析、电感耦合等离子体和透射电镜等技术进行了表征,并用于顺-环辛烯的环氧化反应中,优化了诸如溶剂和氧化剂等反应条件.反应过程采用气-液色谱进行监测.重复使用实验表明,该纳米催化剂可重复使用多次,并保持顺-环辛烯接近完全环氧化.所得到的优化反应条件也成功用于其它的取代烯烃的环氧化反应中.     

SiO_2负载磷钨钒杂多酸杂化材料的制备及其氧化脱硫性能的研究

利用磷酸氢二钠、偏钒酸纳和钨酸钠为原料,合成了具有Keggin结构的磷钨钒杂多化合物(H5PW10V2O40),并与1-丁基-3-甲基咪唑溴(BmimBr)离子液体反应生成一种杂多酸杂化材料([Bmim]5PW10V2O40)。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和紫外可见光谱(UV-vis)对所合成的杂多酸杂化材料进行表征。结果表明,[Bmim]5PW10V2O40具有咪唑阳离子基团和Keggin型杂多阴离子基团的结构特征,并且两种基团之间存在相互作用。以SiO_2为载体制备负载型的杂多酸杂化材料催化剂[Bmim]5PW10V2O40/SiO_2,以H2O_2作为氧化剂,考察该催化剂对模拟油中DBT的氧化性能,并优化氧化反应条件,在反应温度40℃,O/S物质的量比为3.0的条件下,反应50min,模拟油品中的DBT的转化率可以达到100%。催化剂可以通过离心法分离,经过干燥之后,可以循环使用至少七次,而对DBT的氧化活性没有降低。     

负载型金基催化剂Au/Fe(OH)3催化苯乙烯环氧化反应

用共沉淀法制备了Au/Fe(OH)3催化剂, 以叔丁基过氧化氢为氧化剂, 考察焙烧温度和金担载量等对苯乙烯环氧化反应的影响. 结果表明, 催化剂的焙烧温度、金担载量对苯乙烯环氧化反应有较大影响. 在室温下直接合成的质量分数为4.67%的Au/Fe(OH)3催化剂对苯乙烯环氧化反应显示了很好的催化活性, 于80 ℃反应3 h苯乙烯的转化率达到84.1%, 环氧苯乙烷的选择性达到71.5%. 通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和Mössbauer分析, 发现催化剂的催化活性与金的价态及铁的化学存在状态有很大关系. 离子态Au3+与载体Fe(OH)3的协同作用对苯乙烯环氧化反应显示出很好的催化活性.     

双功能金属有机骨架材料的制备及催化烯烃环氧化性能

采用转动水热晶化的合成方式, 以ZnO为锌源制备了锌钴金属有机骨架(ZnCo-MOF)双功能催化剂材料; 利用X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外光谱(FTIR), 扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了催化剂的形貌、 结构和组成. 该催化剂材料在微波加热辅助催化α-蒎烯和α-甲基苯乙烯双烯烃的空气环氧化反应中, 在不加任何引发剂或共还原剂条件下, 能够高转化率、 高选择性地得到环氧化物. 使用转动水热晶化法(110 r/min转速)合成的ZnCo-MOF催化剂拥有最佳的催化活性, 在对α-蒎烯和α-甲基苯乙烯进行催化环氧化反应时分别得到86.3%和99.8%(摩尔分数)的转化率, 对应的环氧化物的选择性分别达到93.8%和94.3%.     

钒/钛复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢

 采用改进的酸催化溶胶-凝胶法制备了以TiO2为基体的钛基复合氧化物催化剂, 并将该催化剂用于低温下二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应. 采用X射线衍射、 表面物理吸附、 X射线光电子能谱和热重-质谱等分析手段对反应前后的催化剂进行表征. 结果表明, 催化剂在一定反应条件下具有较好的催化活性. 催化剂失活原因主要是反应过程中产生了积炭和高价钒被还原成低价钒. 反应过程中产生的积炭可以通过空气氧化消除,再生后的催化剂其活性基本上能得到恢复.     

碱土金属改性V/K-γ-Al2O3催化剂环己烷氧化脱氢性能的研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了以V和K为主活性组分、碱土元素为助剂的催化剂M-3%V-6%K/γ-Al2O3(M=Mg、Ca、Sr、Ba),考察了该催化剂在环己烷氧化脱氢制环己烯反应中的催化活性,并采用X射线衍射(XRD)、N2吸附(BET)、氢-程序升温还原(H2-TPR)、氨-程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)方法对催化剂进行了理化表征.H2-TPR和NH3-TPD的表征结果显示碱土助剂的添加会影响催化剂的氧化还原能力和酸性;XPS表征结果表明碱土金属的添加影响了催化剂上钒物种和氧物种的组成,其中添加助剂Ca和Ba后,催化剂上钒钾物种的相对浓度升高,且催化剂表面晶格氧物种的含量增加.活性评价结果表明经碱土助剂Ca和Ba修饰后的3%V-6%K/γ-Al2O3催化剂均具有较好的催化性能,在425℃反应时环己烯的选择性均达56%以上;催化剂也表现出较好的催化稳定性和再生性能.     

V2O5/MO-Al2O3（M = Mg，Ca，Sr，Ba）催化剂用于正丁烷催化氧化脱氢反应

采用浸渍法制备了不同V2O5担载量的V2O5/MO-Al2O3(M = Mg, Ca, Sr, Ba)催化剂,钒物种的前驱体为偏钒酸铵.对制备的催化剂进行了一系列表征,并对催化剂上正丁烷选择性氧化脱氢制取丁烯进行了反应研究.表征结果(包括比表面积、X射线衍射、傅里叶红外光谱、氢气程序升温还原和拉曼光谱)显示,不同碱土金属元素掺杂的催化剂显示不同的钒价态信息和催化性能.其中掺杂Ca, Sr, Ba的催化剂,正钒酸盐相很难被还原,因此催化剂的氧化还原循环难以建立,导致以上三种催化剂在正丁烷氧化脱氢反应中活性较低.然而, Mg掺杂的催化剂却显示出较高的催化活性和选择性.实验结果表明：在Mg掺杂的载体上担载5% V2O5的催化剂上600°C时可获得高达30.3%的正丁烷转化率和64.3%的烯烃总选择性.这与V2O5担载量为5%时,在获得高度分散的钒氧化合物物种时可使MgO晶相稳定存在密切相关.     

氯代苯胺液相催化加氢合成环己酮

提出了一种催化降解氯代苯胺高选择性合成环己酮的技术.在La修饰Pd/Al2O3催化剂作用下,通过催化加氢的方法实现了由多氯代苯胺(2,4,6-三氯苯胺和2,4,-二氯苯胺)高选择性地合成环己酮(不含环己醇).在优化的反应条件下,2,4,6-三氯苯胺加氢生成环己酮的转化率和选择性分别为100%和98.6%(没有检测到环己醇);2,4,-二氯苯胺加氢生成环己酮的转化率和选择性均为100%.氯代苯胺在Pd/La-Al2O3催化剂表面首先发生加氢脱氯/N-甲基化等反应生成苯胺、N-甲基苯胺和N,N-二甲基苯胺等中间产物,随后这些中间产物发生苯环加氢、氨基水解/醇解等反应得到环己酮;氯代苯胺上Cl元素的存在和体系中水的含量是影响环己酮选择性的重要因素.     

咪唑修饰硅胶配位固载锰(Ⅲ)卟啉对环己烷空气氧化的催化作用

应用3-氯丙基三甲氧基硅烷和咪唑成功地对硅胶表面进行了修饰,并通过咪唑基纵轴配位方式固载了四苯基锰(Ⅲ)卟啉.在无任何外加溶剂及共还原剂的条件下,应用此高分子金属卟啉作为催化剂,选择性地催化空气氧化环己烷为环己酮和环己醇.研究结果表明,与未固载金属卟啉相比,固载金属卟啉具有更高的催化活性和催化选择性,反应具有更高的酮醇比,催化剂的稳定性有了较大的提高,便于回收和重复使用.另外还探讨了载体在此催化体系中对催化性能的影响.     

三氯化钌催化下环己烷和环己醇在离子液体中的氧化反应研究

在三氯化钌催化下,使用叔丁基过氧化氢在离子液体中可将环己烷和环己醇氧化为环己酮,结果表明环己醇的氧化具有较高的转化率和选择性．离子液体(bmim)^ PF6^-和催化剂三氯化钌均有一定的重复使用性．     

The Mechanism Study on the Catalytic Synthesis of 2,6‐Dimethylphenol from KA‐Oil and Methanol over Magnesium Oxide Catalysts

Catalytic synthesis of 2,6‐dimethylphenol from KA‐oil (a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone) and methanol was achieved by using magnesium oxide‐supported chromium oxide catalysts in one step. At higher conversion (> 90%), dimethylphenol was formed in high yield (>60 %). The activity of Cr/MgO catalysts depended on the concentration of chromium. The yield of 2,6‐dimethylphenol was also affected by the composition of the ratio of cyclohexanol to cyclohexanone in KA‐oil. Cyclohexanol and cyclohexanone reacting with methanol under the same conditions indicated that pure cyclohexanol or cyclohexanone is less reactive than their mixture, KA‐oil. The adsorption properties of cyclohexanol and cyclohexanone on the surface of Cr/MgO determined by FT‐IR spectroscopy suggest that cyclohexanone is easily reduced to cyclohexanol by the hydrogen which formed in the reaction, and then further reacted with methanol to form 2,6‐dimethyphenol.     

聚合物微球固载的催化剂TEMPO在分子氧氧化环己醇过程中的催化特性

醇氧化为羰基化合物是有机合成工业中最重要的化学转变之一,在实验室研究和精细化工生产中都占有非常重要的地位.使用传统的化学计量强氧化剂(如CrO3, KMnO4, MnO2等),不但成本高及反应条件苛刻,还会产生大量污染环境的废弃物.因此,需要大力发展高效、绿色化的醇转变为羰基化合物的氧化途径.以2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)为催化剂,分子氧为氧化剂,可在温和条件下绿色化地实现醇的氧化转变.该催化氧化作用的实质是TEMPO经过单电子氧化过程转化为相应的氮羰基阳离子,该阳离子是一个具有强氧化性的氧化剂,可将伯醇和仲醇分别快速地、高转化率、高选择性地氧化为对应的醛或酮.然而,目前使用的TEMPO大多为均相催化剂,虽然表现出良好的催化活性和选择性,但反应后难以分离回收,不能再循环使用,严重制约着这一催化体系的发展.本文将TEMPO化学键合在聚合物载体上,在非均相催化剂的作用下,以期实现环已醇的分子氧氧化,将其转变为环已酮.首先采用悬浮聚合法,制备了交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,该聚合物微球表面含有大量环氧基团,为实现TEMPO的固载化提供了条件.以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-OH-TEMPO)为试剂,使CPGMA微球表面的环氧基团发生开环反应,从而将TEMPO键合于微球表面,制得了固载有TEMPO的聚合物微球TEMPO/CPGMA.将此非均相催化剂与Fe(NO3)3组成共催化体系,应用于分子氧氧化环己醇的催化氧化过程,深入考察了该共催化体系的催化性能,并探索研究了催化氧化机理,考察了主要条件对催化氧化反应的影响.结果表明,共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3可以有效地催化分子氧氧化环己醇的氧化过程,将环己醇转化为唯一的产物环己酮,显示出良好的催化选择性.助催化剂Fe(NO3)3化学结构中的Fe3+离子和NO3–离子两种物种均参与催化过程,共同发挥助催化剂的作用,伴随着两种价态铁物种Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的转变以及NO3–与NO2–之间的转变,固载化的氮氧自由基TEMPO不断地转变为氮羰基阳离子,该氧化剂物种使环己醇的氧化反应不断地循环进行.对于共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3的使用,适宜的反应条件为TEMPO与Fe(NO3)3的摩尔比为1：1,55°C,通入常压O2.反应35 h,环己酮的转化率可达到44.1%.因此,在温和条件下,使用固载化的TEMPO,有效地实现了环己醇向环己酮的转化.此外,固载化催化剂TEMPO/CPGMA在循环使用过程中表现出良好的重复使用性能.     

Oxidation of cyclohexylamine by air to its oxime

The oxidation of cyclohexylamine was studied over tungsten, molybdenum and vanadium oxides containing catalysts supported on silica, γ-alumina or hydrotalcite in the temperature range 170°C–230°C. Depending on the catalyst and reaction conditions, the main products of the reaction are cyclohexanone oxime, cyclohexylidenecyclohexylamine or cyclohexanone. About 70% selectivity of cyclohexanone oxime formation at about 20% conversion of cyclohexylamine is obtained over tungsten catalysts. The activity of the tested catalysts usually passes through a maximum and, then, gradually decreases with time on stream. The deactivation of the catalyst is caused by the formation of tar products on the catalyst surface. The mechanism of oxidation involves formation of oxygen species on the catalyst surface which oxidizes cyclohexylamine.     

Oxidations by the system ‘hydrogen peroxide-[Mn2L2O3][PF6]2 (L=1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane)-carboxylic acid’. Part 10: Co-catalytic effect of different carboxylic acids in the oxidation of cyclohexane, cyclohexanol, and acetone

Hydrogen peroxide oxidation of cyclohexane in acetonitrile solution catalyzed by the dinuclear manganese(IV) complex [LMn(O)₃MnL](PF₆)₂ (L=1,4,7-trimethyl-1,4,7-triazacyclononane, TMTACN) at 25 °C in the presence of a carboxylic acid affords cyclohexyl hydroperoxide as well as cyclohexanone and cyclohexanol. A kinetic study of the reactions with participation of three acids (acetic acid, oxalic acid, and pyrazine-2,3-dicarboxylic acid, 2,3-PDCA) led to the following general scheme. In the first stage, the catalyst precursor forms an adduct. The equilibrium constants K₁ calculated for acetic acid, oxalic acid, and 2,3-PDCA were 127±8, (7±2)×10⁴, and 1250±50 M⁻¹, respectively. The same kinetic scheme was applied for the cyclohexanol oxidation catalyzed by the complex in the presence of oxalic acid. The oxidation of cyclohexane in water solution using oxalic acid as a co-catalyst gave cyclohexanol and cyclohexanone, which were rapidly transformed into a mixture of over-oxidation products. In the oxidation of cyclohexanol to cyclohexanone, varying the concentrations of the reactants and the reaction time we were able to find optimal conditions and to obtain the cyclohexanone in 94% yield based on the starting cyclohexanol. Oxidation of acetone to acetic acid by the system containing oxalic acid was also studied.     

Oxodiperoxo tungsten complex-catalyzed synthesis of adipic acid with hydrogen peroxide

An amphiphilic oxodiperoxo complex of tungsten using 8-quinolinol (QOH) as ligand has been synthesized and characterized by elemental analyses, gravimetry, chemistry titration, TG/DSC, IR and UV-vis spectroscopy. Oxidation of cyclohexene, cyclohexanol, cyclohexanone, cyclohexene oxide and 1,2-cyclohexane-diol to adipic acid in one-step was conducted by this complex catalyst using 30 wt.% hydrogen peroxide in the absence of organic solvent and phase-transfer catalyst. The effect of the reaction conditions on the oxidation of cyclohexene was studied by varying the amount of the catalyst, reaction temperature, reaction time and the amount of hydrogen peroxide. The results showed that oxodiperoxo tungsten complex with QOH as ligand could achieve 89.8% yield of adipic acid at 90°C by refluxing for 20 h.     

The kinetics of the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone on a modified copper-magnesium catalyst

Conclusions Studies on the dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone on a copper-magnesium catalyst have shown that modification of the catalyst through the introduction of calcium has no effect on the reaction kinetics.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya, No. 3, pp. 519–521, March, 1981.     

A highly efficient oxidation of cyclohexane over VPO catalysts using hydrogen peroxide

A highly efficient oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone is accomplished over calcined vanadium phosphorus oxide (VPO) catalysts in a relatively mild condition using hydrogen peroxide under a nitrogen atmosphere.