镍负载量对邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺Ni/TiO2催化剂性能的影响

 用等体积浸渍法制备了一系列不同镍负载量的负载型Ni/TiO2催化剂,并将其应用于邻氯硝基苯加氢制邻氯苯胺的反应. 采用N2吸附、 X射线衍射、程序升温还原、透射电镜、 H2化学吸附及间歇加压釜式反应器活性评价等方法,考察了镍负载量对Ni/TiO2催化剂的物化性质及邻氯硝基苯加氢反应性能的影响. 结果表明,随着镍负载量的增加, Ni/TiO2催化剂上邻氯硝基苯的转化率逐渐提高; 当镍负载量超过30%时,催化剂的活性和选择性不再明显变化. 当催化剂中镍负载量高于20%时,在温度343 K、 氢压1.0 MPa和催化剂/邻氯硝基苯质量比1/10的条件下反应210 min后,邻氯硝基苯的转化率和邻氯苯胺的选择性均高于99%, 催化剂具有良好的应用前景. 分析表明,影响Ni/TiO2催化剂性能的主要因素为催化剂表面镍晶粒的活性表面积以及载体TiO2与金属镍之间的强相互作用.     

有机合成反应和方法的若干进展

近年来,有机合成技术有很大进步,主要表现在出现了大量新反应和新试剂。它们具有产率好、反应条件温和、选择性和立体定向性高等优点,使有机合成功效大大提高。最近许多结构复杂的天然产物如维生素B_(12)和各种前列腺素的合成可以说与这些新合成手段的使用是分不开的。本文选择其中在有机合成中应用较多,而所需条件又是普通有机实验室中容易办到的一些,作一简单介绍。还原1.新的氢化催化剂过去经常使用的催化剂如亚当斯氧化铂催化剂和兰尼镍等制备都颇麻烦。近年来,发现一些新的催化剂,不但制法远为简便,而且性能上也比过去的更为优越。将氯铂酸在乙醇中用硼氢钠还原,立即生成黑色金属铂沉淀。这样生成的铂作为氢化的催化剂,活性比亚当斯氧化铂催化剂更强。最近,又有报导用三乙基硅烷还原氯铂酸所生成的铂催化剂,性能比用硼氢钠还原生成的更好。将醋酸镍在水中用硼氢钠还原,立即生成黑色粒状物。其组成现还不很清楚,可能是一种硼化镍。其简称为 p-1 Ni,用作氢化催化剂,活性比兰尼镍更强,而且反应时异构化(双键移动)的副作用大为减少。     

漆原镍催化剂用于硝基化合物催化加氢

采用锌粉还原氯化镍制备了漆原镍催化剂,并将其用于催化间二硝基苯加氢制间苯二胺和2,5-二氯硝基苯加氢制2,5-二氯苯胺反应.运用X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱和透射电子显微镜等技术对催化剂进行了表征.考察了锌粉、展开剂和制备温度对催化剂活性的影响,以及压力、溶剂等对加氢反应速率的影响,确定了适宜的催化剂制备条件.结果表明,在间二硝基苯和2,5-二氯硝基苯加氢反应中,漆原镍催化剂表现出很高的活性和选择性,在乙醇溶剂中加入适量的水能够大大提高反应速率,适量的脱氯抑制剂能够有效加快2,5-二氯硝基苯加氢速率并提高2,5-二氯苯胺选择性.漆原镍催化剂重复使用5次后其性能基本保持不变.     

镍钴助催化剂对环烷酸钼催化煤沥青悬浮床加氢反应活性的影响

合成了钼、镍、钴的五种分散型油溶性均相催化剂,选用高压釜反应器进行悬浮床加氢催化反应,控制反应条件在370℃、10 MPa氢压,反应时间4 h,考察环烷酸钼加入量、钼-镍、钼-钴双金属等比例对加氢反应的影响.通过反应结果的液体收率来衡量催化体系的煤沥青加氢催化效果.综合运用了元素分析、ICP-MS、透射电镜、X射线光电...     

Ni/MWCNT及镧改性Ni/MWCNT催化CO2甲烷化反应的性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为载体, 通过浸渍法制备了负载型镍催化剂和稀土镧改性的镍催化剂, 并对其二氧化碳甲烷化的催化性能进行了研究. 借助比表面积测试、程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了稀土镧的添加对Ni/MWCNT催化剂结构和表面组成、催化剂还原性能以及CO₂甲烷化反应性能的影响. 结果表明: 稀土镧改性的Ni/MWCNT较Ni/MWCNT催化剂具有更好的CO₂甲烷化活性, 镧组分的加入提高了催化剂表面的镍物种浓度和分散度, 弱化了氧化镍与载体MWCNT之间的相互作用, 促进了氧化镍的还原, 同时提高了表面镍物种的电子密度, 增加了对反应物的吸附能力, 从而提高了其CO₂甲烷化活性. 制备过程中稀土镧的添加次序对催化性能有较明显的影响, 其活性顺序为先浸渍镧后浸渍镍制备的催化剂活性明显好于先浸渍镍后浸渍镧制备的催化剂.     

碳纳米管负载Pt-Sn-B非晶态催化剂催化氯代硝基苯

 用浸渍-化学还原法制备了碳纳米管负载的Pt-Sn-B非晶态催化剂,并采用透射电子显微镜、X射线衍射、选区电子衍射、X射线能谱等表征手段研究了催化剂在碳纳米管表面的存在状态、组成及其非晶性质. 将此催化剂用于三种氯代硝基苯的液相催化加氢反应,结果表明该催化剂具有较好的加氢性能和较高的抑制脱卤性能. 在不添加脱卤抑制剂的情况下,三种氯代硝基苯的转化率均高于99.8%,脱卤率小于1.9%. 而将通用加氢催化剂用于相同的反应时,产物的脱卤率均高于8%. 碳纳米管的特殊结构与表面金属的非晶性质是影响氯代硝基苯加氢性能的主要因素. 讨论了碳纳米管与表面非晶态金属的作用规律及其与催化加氢性能的关系.     

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。     

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.     

羊毛—过渡金属络合物的合成及其选择性催化氢化性能的研究

合成和初步表征了以天然高分子羊毛为载体的羊毛一钯单金属和羊毛－钯－铁双金属络合物催化剂；研究表明，在羊毛－钯络合物催化剂中，引入第二金属能极大地改进它的催化性能，提高其催化选择性，更有效的接近酶催化剂的特征．在常温常压下，以羊毛－钯－铁双金属络合物作催化剂，能顺利地使氯代硝基苯和氯代苯甲醛选择氢化成氯代苯胶和氯代苯甲醇．产率均为１００％，有效地抑制了氰取代基的氢解脱除，络合物催化剂中的钯／铁原子比极大地影响着该类氢化反应选择性，在氯代硝基苯和氯代苯甲醛的氢化反应中，最佳的钯／铁原子比分别为１：３和１５：１，这时反应的选择性均达到１００％，溶剂和温度对氢化反应速度均有一定的影响．     

镧助剂对模拟生物沼气重整制备合成气中Ni/SBA-15催化剂结构和性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体, 采用浸渍法制备了镍质量分数(w)为12.5%, 并且分别添加质量分数(w)为2.5%的镧、铈、镁、钙、锶等助剂的系列Ni基催化剂. 以CH4/CO2体积比为2:1的模拟生物沼气和适量氧气作为原料气, 在常压固定床反应器上评价了催化剂对模拟生物沼气重整制合成气的反应性能. 采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附/脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及H2程序升温还原(H2-TPR)等对催化剂的结构进行了表征. 催化活性评价显示, 添加镧助剂的2.5%La/12.5%Ni/SBA-15催化剂比添加铈、镁、钙、锶等助剂的催化剂具有更高的催化活性, 并且具有很好的稳定性. 因此, 文中着重研究了镧助剂对催化剂结构和模拟生物沼气重整制合成气的反应性能的影响. 结果表明, 镧能明显提高Ni/SBA-15催化剂的表面镍含量, 同时还具有很好的抗积炭作用, 在850 ℃的温度下反应820 h没有发现积炭生成, 这些可能是提高催化剂性能和稳定性的重要因素.     

Hydrogenation of p-Chloronitrobenzene on Nanosized Modified NiMoB Catalysts

NiMoB alloy catalyst has been reported to be a good catalyst for the hydrogenation of p-chloronitrobenzene to p-chloroaniline. The objective of this study was to investigate the effect of additives (Pd, La, Fe and Co) on the catalytic properties of NiMoB in the hydrogenation of p-chloronitrobenzene. The catalysts were prepared by chemical reduction method using sodium borohydride as the reducing agent. The molar ratios of Ni/Mo/B/additives in the starting materials were 0.4/1/3/0.1. The catalysts were characterized by inductively coupled plasma-mass spectrometry, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The catalysts were tested for liquid-phase hydrogenation of p-chloronitrobenzene at 1.2?MPa H₂ pressure and 333–353?K. Adding additives decreased the particle size of modified-NiMoB catalyst, suppressed the growth of the crystalline structure of NiMoB and helped the NiMoB nanocluster maintain its amorphous state. The reaction activity is in the order of the following: Pd-NiMoB?>?La-NiMoB?>?Co-NiMoB?>?NiMoB?>?Fe-NiMoB. Pd itself is the active metal for hydrogenation, but NiPd bimetallic alloy was too active resulting in low selectivity of chloroaniline. The other additives were in the form of hydroxide and acted as a spacer to prevent NiMoB catalysts from sintering and aggregation.     

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.     

磷含量对NiMo/γ-Al2O3催化剂活性相结构的影响

采用程序升温还原（TPR）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征手段对共浸渍法制备的不同磷含量NiMo/γ-Al₂O₃催化剂进行了表征,研究了磷含量对NiMo/γ-Al₂O₃催化剂活性相结构的影响。TPR研究表明,磷能够减少四面体配位Mo物种的数量,增加八面体配位Mo物种的数量,促进高活性Ⅱ型"Ni-Mo-S"活性相的形成。HRTEM研究表明,随磷含量的增加,MoS₂颗粒堆积层数增加,催化剂的加氢选择性提高;适量磷能够增加边角位有效Mo原子的分散度(fMo),增加催化剂表面加氢脱硫（HDS）和加氢脱氮（HDN）活性位的数量。上述结论得到了XPS表征的证实：适量磷增加了催化剂表面Mo原子浓度、提高有效助剂比率（PR）和提升比率（Ni/Mo）,相应催化剂表现出最高的HDS和HDN活性;但过高磷含量能够引起MoS₂颗粒过度堆积,片层长度过长,导致活性位数量减少,催化活性降低。     

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 ...     

凹凸棒土负载铂催化剂上对氯硝基苯的高活性高选择性液相加氢反应

分别采用乙醇-异丙醇、H2和NaBH4还原方法制备了凹凸棒土负载铂催化剂(分别标记为Pt/PAL(I)、Pt/PAL(II)和Pt/PAL(III)), 其在对氯硝基苯(p-CNB)的催化选择加氢反应中表现出不同的催化性能. 在Pt/PAL(II)催化剂上, 对氯苯胺(p-CAN)的选择性达到了100%, 并且在p-CNB 完全转化的情况下, 脱氯反应得到了完全的抑制. 在Pt/PAL(I)和Pt/PAL(III)催化剂上, 尽管脱氯反应没有得到完全的抑制, 但也分别得到99.7%和99.9%的p-CAN选择性. Pt/PAL(I)催化剂表现出最高的催化活性,转化频率(TOF)值高达27010 h-1. Pt/PAL(II)和Pt/PAL(III)催化剂表现出稍微低的催化活性, TOF值分别为17193 和24871 h-1. 利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对催化剂样品进行了表征, 结果表明优异的催化性能主要归因于铂粒子尺寸和凹凸棒土载体的影响.     

SiO2负载的Au-Ni双金属催化剂在乙炔选择加氢反应中的应用

负载型Au催化剂在乙炔选择加氢反应中表现出很高的乙烯选择性,但其转化率相对较低.通过添加第二种金属如Pd,Fe,Ag和Cu等,制备双金属催化剂是提高其在加氢反应中催化活性的一种非常有效的手段.其中Au-Pd双金属催化剂是最受关注的体系之一,Pd的加入可以非常显著地提高其催化乙炔选择加氢反应的活性.据文献报道,与Pd同一主族的Ni也具有较好的加氢活性.尽管与Pd相比,Ni很难与Au形成合金,但目前已有Au-Ni双金属催化剂在多种反应中表现出协同效应的报道,如水气变换、CO氧化以及芳香硝基化合物选择加氢等.因此,向Au催化剂中添加Ni也可能提高催化剂在乙炔选择加氢反应中的催化活性.因此,我们采用两步法制备了一系列SiO2负载的具有不同Ni:Au原子比的Au-Ni双金属催化剂,并将其用于乙炔选择加氢反应,发现Au-Ni双金属催化剂在该反应中表现出了显著的协同效应,其活性明显优于相应单金属催化剂的活性.尽管其乙烯选择性略低于单金属Au催化剂,但明显高于单金属Ni催化剂.通过调节还原温度和/或Ni:Au的比例,对催化剂的性能进行了优化.结果显示,当Ni:Au=0.5时,催化剂表现出最优的综合性能,即兼具较高的乙炔转化率和乙烯选择性.为了研究Au-Ni双金属催化剂中金属纳米粒子的结构、组成以及Au-Ni之间的相互作用,我们对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量散射谱(EDS)以及原位红外光谱(DRIFTS)表征.XRD和TEM结果显示,催化剂中的Au-Ni双金属纳米粒子都具有高分散和粒径均匀的特点.通过EDS分析,发现在Au-Ni双金属催化剂中的单个金属纳米粒子同时含有Au和Ni两种元素,尽管每个纳米粒子中Ni:Au的比例有差异.HRTEM结果发现,Au-Ni双金属纳米粒子的晶格间距介于Au(111)和Ni(111)的晶面间距之间,说明在Au-Ni双金属催化剂中有Au-Ni合金形成.原位DRIFTS结果显示,在Au-Ni双金属催化剂中,Au的存在促进了Ni的还原,说明Au与Ni之间存在紧密的相互作用.综上可见,Au和Ni在乙炔选择加氢反应中所表现出的协同效应主要归功于Au-Ni合金的形成,其中金属态Ni起主要的活性作用,而Au的存在则提高了催化剂的乙烯选择性.     

Effect of the detonation nanodiamond surface on the catalytic activity of deposited nickel catalysts in the hydrogenation of acetylene

A comparative study is performed of the catalytic activity of nanosized nickel deposited on detonation synthesis nanodiamond (DND) and coal (C_SUG) produced by burning sugar and crystalline quartz in the hydrogenation of acetylene. Nanosized nickel is obtained through the thermal decomposition of nickel formate under a dynamic vacuum. The catalysts are studied by means of scanning electron and transmission electron microscopy, X-ray fluorescence, IR-spectroscopy, X-ray diffraction, and pulse microcatalytic method. It is shown that Ni/DND is an active catalyst of acetylene hydrogenation, considerably surpassing Ni/quartz and Ni/C_SUG. The apparent activation energy of the hydrogenation of acetylene is calculated, and the region of the reaction are determined for all catalysts. It is found that the influence of the structure and nature of a functional coating of nanodiamond on the catalytic activity of Ni/DND deposited catalyst in the hydrogenation of acetylene. The ability of Ni/DND to hold active hydrogen is detected.     

Ni-Mo2N/SiO2复合纳米催化剂的制备及其对四氢萘加氢的催化活性

采用程序升温氮化法制备了Mo2N/SiO2,在此基础上负载Ni盐,制备了Ni-Mo2N/SiO2复合纳米催化剂,并考察了催化剂对四氢萘加氢的催化活性.结果表明,与Ni2Mo3N/SiO2及Ni/SiO2催化剂相比,Ni-Mo2N/SiO2复合催化剂具有较高的催化活性.采用"分离床"方法研究了Ni和Mo2N对四氢萘加氢活性的影响.通过X射线粉末衍射、透射电镜、氢吸附、元素分析和比表面积测定等技术对Ni-Mo2N/SiO2催化剂进行了表征.结果表明,与Ni/SiO2催化剂相比,Ni-Mo2N/SiO2复合催化剂中Ni的分散度并未提高;催化活性的提高归因于Ni与Mo2N在四氢萘加氢中的协同作用.氮化物的引入增加了芳烃吸附活性位的数目.提出了四氢萘在Ni-Mo2N/SiO2催化剂上的可能加氢机理.     

以壳聚糖为介质的Ni-B非晶态合金倩胀石墨的制备及其催化加氢性能

以膨胀石墨担载壳聚糖，采用金属诱导化学镀法制备了负载型Ni—B非晶态合金催化剂．通过X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和选区电子衍射等技术研究了壳聚糖对Ni-B催化剂非晶性质、组成、形貌、粒径及分散度的影响．以环丁烯砜加氢制环丁砜和对氯硝基苯加氢制对氯苯胺为探针反应，考察了壳聚糖对负载型Ni-B非晶态合金催化剂催化性质的影响，讨论了壳聚糖用量及水溶性壳聚糖的相对分子质量对催化剂性质的影响．结果表明，壳聚糖介质的引入能够提高活性组分的分散度，减小活性组分的粒径，从而明显提高了催化剂的催化加氢活性．当壳聚糖在载体表面形成单层分散时催化剂活性最高．分子质量相对较低的水溶性壳聚糖有利于生成粒径小、分散性好和催化活性高的Ni—B非晶态合金催化剂．