用于苯选择加氢的Ru/Al2O3-ZrO2-NiO/堇青石蜂窝整体催化剂

使用浸涂法和氨气吸收沉积法制备了新型用于苯选择加氢的具有蛋壳型分布的Ru/Al₂O₃-ZrO₂-NiO/堇青石蜂窝整体催化剂,且在固定床整体反应器中对其性能进行了测试.该催化剂显示了较优的选择性和稳定性,并且在低的ZnSO₄浓度(0.5%问题)下环己烯产物收率可达24.7%.采用N₂吸附-脱附法,电感耦合等离子体发射光谱,光学显微镜,扫描电子显微镜及能量色散X射线光谱仪等技术研究了影响催化剂性能的因素.结果表明,NiO的引入减少了涂层中的微孔含量,有利于在低的添加剂浓度下提高环己烯选择性.ZrO₂的存在抑制了涂层的烧结,保证涂层在1373K高温焙烧后仍有较大的比表面积.Ru的蛋壳分布、薄的涂层厚度、较少的微孔含量、较大的比表面积和狭窄的孔分布可能是影响整体蜂窝催化剂中该特殊催化行为的重要因素.     

ZnSO4和La2O3作共修饰剂单金属Ru催化剂上苯选择加氢制环己烯

用沉淀法制备了单金属纳米Ru（0）催化剂,考察了ZnSO₄和La₂O₃作共修饰剂对该催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响,并用X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）、透射电镜（TEM）和N₂物理吸附等手段对加氢前后催化剂进行了表征. 结果表明,在ZnSO₄存在下,随着添加碱性La₂O₃量的增加,ZnSO₄水解生成的（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐量增加,催化剂活性单调降低,环己烯选择性单调升高. 当La₂O₃/Ru 物质的量比为0.075 时,Ru催化剂上苯转化率为77.6%,环己烯选择性和收率分别为75.2%和58.4%. 且该催化体系具有良好的重复使用性能. 传质计算结果表明,苯、环己烯和氢气的液-固扩散限制和孔内扩散限制都可忽略. 因此,高环己烯选择性和收率的获得不能简单归结为物理效应,而与催化剂的结构和催化体系密切相关. 根据实验结果,我们推测在化学吸附有（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）_x（x=1,3）盐的Ru（0）催化剂有两种活化苯的活性位：Ru⁰和Zn²⁺. 因为Zn²⁺将部分电子转移给了Ru,Zn²⁺活化苯的能力比Ru⁰弱. 同时由于Ru和Zn²⁺的原子半径接近,Zn²⁺可以覆盖一部分Ru⁰活性位,导致解离H₂的Ru⁰活性位减少. 这导致了Zn²⁺上活化的苯只能加氢生成环己烯和Ru（0）催化剂活性的降低. 本文利用双活性位模型来解释Ru基催化剂上的苯加氢反应,并用Hückel分子轨道理论说明了该模型的合理性.     

纳米Ru-Mn/ZrO2催化剂上苯选择加氢制环己烯

采用共沉淀法制备了一系列不同Mn含量的纳米Ru-Mn催化剂,考察了纳米ZrO₂作分散剂时它们催化苯选择加氢制环己烯的反应性能,并采用X射线衍射、透射电镜、N₂物理吸附、X射线荧光、原子吸收光谱和俄歇电子能谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Ru-Mn催化剂上Mn以Mn₃O₄存在于Ru的表面上.在加氢过程中,Mn₃O₄可以与浆液中ZnSO₄发生化学反应生成一种难溶性的(Zn(OH)₂)₃(ZnSO₄)(H₂O)₃盐.该盐易化学吸附在Ru催化剂表面上,从而在提高Ru催化剂上环己烯选择性起关键作用.当催化剂中Mn含量为5.4%时,环己烯收率为61.3%,同时具有良好的稳定性和重复使用性能.     

Ag/ZrO2催化剂上的1,2-丙二醇选择性气相氧化反应

采用浸渍法制备了一系列Ag/ZrO₂催化剂, 考察了Ag/ZrO₂催化剂对1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的催化性能. 实验结果表明: 在原料气配比为V(N₂)∶V(O₂)＝300∶19, n(O₂)/n(alcohol)＝1.2, 反应物液时空速为3.2 g/(g•h), 反应温度为673 K时, 1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的转化率为95.7%, 选择性为55.3%, 高于传统电解银催化剂. UV-Vis DRS和XPS的研究结果表明: 在Ag/ZrO₂催化剂上存在大量的Ag^＋和Ag_n^δ＋有利于促进催化活性的提高.     

Zn4Si2O7(OH)2H2O盐修饰的纳米Ru催化剂催化苯选择加氢制环己烯

利用沉淀法制备了纳米Ru催化剂,在ZnSO₄存在下考察了Na₂SiO₃·9H₂O和二乙醇胺作反应修饰剂对Ru催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响,并用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光光谱(XRF)和透射电镜-能量散射谱(TEM-EDS)等物理化学手段对加氢前后Ru催化剂进行了表征。结果表明,在水溶液中Na₂SiO₃与ZnSO₄可以反应生成Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐、H₂SO₄和Na₂SO₄,化学吸附在Ru催化剂表面上的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐起着提高Ru催化剂环己烯选择性的关键作用。Na₂SiO₃·9H₂O量的增加,生成的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐逐渐增加,Ru催化剂的活性降低,环己烯选择性逐渐升高。向反应体系中加入二乙醇胺,它可以中和Na₂SiO₃与ZnSO₄反应生成的硫酸,使化学平衡向生成更多的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐的方向移动,导致Ru催化剂环己烯选择性增加。当Ru催化剂与ZnSO₄·7H₂O、Na₂SiO₃·9H₂O和二乙醇胺、分散剂ZrO₂的质量比为1.0:24.6:0.4:0.2:5.0时,2 g Ru催化剂上苯转化73%时环己烯选择性和收率分别为75%和55%,而且该催化剂体系具有良好的重复使用性和稳定性。     

Zn4Si2O7(OH)2H2O盐修饰的纳米Ru催化剂催化苯选择加氢制环己烯

利用沉淀法制备了纳米Ru催化剂, 在ZnSO₄存在下考察了Na₂SiO₃·9H₂O和二乙醇胺作反应修饰剂对Ru催化剂催化苯选择加氢制环己烯性能的影响, 并用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光光谱(XRF)和透射电镜-能量散射谱(TEM-EDS)等物理化学手段对加氢前后Ru催化剂进行了表征。结果表明, 在水溶液中Na₂SiO₃与ZnSO₄可以反应生成Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐、H₂SO₄和Na₂SO₄, 化学吸附在Ru催化剂表面上的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐起着提高Ru催化剂环己烯选择性的关键作用。Na₂SiO₃·9H₂O量的增加, 生成的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐逐渐增加, Ru催化剂的活性降低, 环己烯选择性逐渐升高。向反应体系中加入二乙醇胺, 它可以中和Na₂SiO₃与ZnSO₄反应生成的硫酸, 使化学平衡向生成更多的Zn₄Si₂O₇(OH)₂H₂O盐的方向移动, 导致Ru催化剂环己烯选择性增加。当Ru催化剂与ZnSO₄·7H₂O、Na₂SiO₃·9H₂O和二乙醇胺、分散剂ZrO₂的质量比为1.0:24.6:0.4:0.2:5.0时, 2 g Ru催化剂上苯转化73%时环己烯选择性和收率分别为75%和55%, 而且该催化剂体系具有良好的重复使用性和稳定性。     

Pd-Cu/γ-Al2O3催化苯乙炔选择性加氢反应

为了提高苯乙炔加氢反应中的苯乙烯选择性, 本文采用“胶体-等体积浸渍”两步法制备了Pd-Cu/γ-Al₂O₃双金属催化剂. 利用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、CO脉冲化学吸附、N2物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等技术表征了Pd-Cu/γ-Al₂O₃的结构性质, 考察了Cu/Pd 摩尔比、Pd负载量以及金属引入顺序对Pd-Cu/γ-Al₂O₃催化苯乙炔选择性加氢性能的影响. 结果表明, 与Pd/γ-Al₂O₃单金属催化剂相比, Pd-Cu/γ-Al₂O₃的苯乙烯选择性大幅度提高, 尤其是当Pd负载量为0.3%(w), 且Cu/Pd摩尔比为0.6时, Pd-Cu/γ-Al₂O₃表现出优异的加氢选择性; 在0.1 MPa和40 ℃下, 当苯乙炔转化率为90%时, 双金属催化剂的苯乙烯选择性可达95%; 当转化率达到99%以上时, 苯乙烯选择性仍保持在82%左右. 分析表明, Pd-Cu/γ-Al₂O₃中形成了Pd-Cu合金, 但是两种金属间不存在电子转移, Cu对Pd的几何效应才是导致Pd-Cu/γ-Al₂O₃苯乙烯选择性增加的主要原因.     

Ag/ZrO2催化剂上的1,2-丙二醇选择性气相氧化反应

采用浸渍法制备了一系列Ag/ZrO₂催化剂, 考察了Ag/ZrO₂催化剂对1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的催化性能. 实验结果表明: 在原料气配比为V(N₂)∶V(O₂)＝300∶19, n(O₂)/n(alcohol)＝1.2, 反应物液时空速为3.2 g/(g•h), 反应温度为673 K时, 1,2-丙二醇选择性氧化合成丙酮醛反应的转化率为95.7%, 选择性为55.3%, 高于传统电解银催化剂. UV-Vis DRS和XPS的研究结果表明: 在Ag/ZrO₂催化剂上存在大量的Ag^＋和Ag_n^δ＋有利于促进催化活性的提高.     

苯选择加氢制环己烯Ru-Co-B/ZrO2催化剂的研究

对苯选择加氢制环己烯催化剂的研究,关键是选择性,这方面已经有不少文献报道[1,2],但具有工业应用价值的甚少。此外,载体也是影响环己烯选择性的一个重要因素。本文用化学还原法制备了Ru Co B/ZrO2催化剂,研究了助剂Co和载体ZrO2含量及还原剂对苯选择加氢制环己烯催化性能的影响。1　实验部分1 1　催化剂制备分别用KBH4和甲醛作还原剂,采用化学还原法制备出Ru Co B/ZrO2和Ru Co/ZrO2催化剂。其中RuCl3·xH2O和过渡金属Co盐分别作为活性组分和助剂的前体,纳米级ZrO2作分散剂,所得催化剂为黑色固体粉末。1 2　催化剂性能测试F…     

碱土金属氧化物改性ZrO2催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇

采用浸渍法制备了碱土金属氧化物CaO,SrO或BaO改性的ZrO₂酸碱双功能催化剂,借助X射线衍射、低温N₂物理吸附、NH₃和CO₂程序升温脱附等手段表征了催化剂的结构、织构以及表面酸碱性质,并考察了其催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇的反应性能.结果表明,碱土金属氧化物的引入显著调变了催化剂表面的酸性和碱性中心,进而对1,4-丁二醇转化率和3-丁烯-1-醇选择性产生重要影响.其中,CaO改性的ZrO₂样品中形成了大量的Ca-O-Zr结构,在ZrO₂表面形成大量碱性位点的同时,保持了较高的酸密度;而SrO和BaO改性的样品中生成了相应的锆酸盐,ZrO₂表面的酸密度呈现不同程度的下降.因此,CaO/ZrO₂催化剂表现出最优的催化活性和3-丁烯-1-醇选择性,350℃时,3-丁烯-1-醇收率最高,达60.5%.催化剂表面的酸碱协同作用是选择性合成3-丁烯-1-醇的关键因素.     

苯部分加氢制环己烯新型Ru-B/MOF催化剂

制备了多种金属-有机骨架(MOF)材料,采用浸渍-化学还原法制备了非晶态Ru-B/MOF催化剂,考察了它们在苯部分加氢反应中的催化性能.催化性能评价结果表明,这些催化剂的初始反应速率(r0)顺序为Ru-B/MIL-53(Al)Ru-B/MIL-53(Al)-NH2Ru-B/UIO-66(Zr)Ru-B/UIO-66(Zr)-NH2Ru-B/MIL-53(Cr)Ru-B/MIL-101(Cr)Ru-B/MIL-100(Fe),环己烯初始选择性(S0)顺序为Ru-B/MIL-53(Al)≈Ru-B/MIL-53(Cr)Ru-B/UIO-66(Zr)-NH2Ru-B/MIL-101(Cr)Ru-B/MIL-53(Al)-NH2Ru-B/UIO-66(Zr)≈Ru-B/MIL-100(Fe).催化性能最好的Ru-B/MIL-53(Al)催化剂上的r0和S0分别为23 mmol·min-1·g-1和72%.采用多种手段,对催化性能差异最为显著的Ru-B/MIL-53(Al)和Ru-B/MIL-100(Fe)催化剂的物理化学性质进行了表征.发现MIL-53(Al)载体能够更好地分散Ru-B纳米粒子,粒子的平均尺寸为3.2 nm,而MIL-100(Fe)载体上Ru-B纳米粒子团聚严重,粒径达46.6 nm.更小的粒径不仅能够提供更多的活性位,而且也有利于环己烯选择性的提高.对Ru-B/MIL-53(Al)催化剂的反应条件进行了优化,在180°C和5 MPa的H2压力下,环己烯得率可达24%,展示了MOF材料用作苯部分加氢催化剂载体的良好前景.     

The Modifiable Character of a Novel Ru-Fe-B/ZrO2 Catalyst for Benzene Selective Hydrogenation to Cyclohexene

A novel Ru‐Fe‐B/ZrO₂ catalyst for the selective hydrogenation of benzene to cyclohexene was prepared by the chemical reduction method. A yield of cyclohexene of 57.3% was achieved at benzene conversion of 80.6% on this catalyst. The activity and yield of cyclohexene were higher than those studied previously. The structural characterizations of the catalyst were performed by TEM‐SAED, XRD, and N₂‐physisorption. Moreover, cyclohexene selectivities on this catalyst increased and the activities decreased with the increase of the ZnO dosages, however, the activities increased and cyclohexene selectivities decreased with the increase of the H₂SO₄ dosages. Different feeding manners of H₂SO₄ or ZnO exerted definitely influence on the performances of this catalyst, but the degrees of influence were different due to the character of chemisorptions. Furthermore, the activity and cyclohexene selectivity on the catalysts could be reversibly modified by adding H₂SO₄ or ZnO into reaction slurry, which provides an easy method to recover the activity and selectivity of Ru‐Fe‐B/ZrO₂ catalysts during the process of producing cyclohexene. And the modifiable mechanisms involved were speculated.     

Effect of transition metals (Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu) on selective hydrogenation of cinnamaldehyde over Pt/CNTs catalyst

Summary The effect of transition metals (Cr, Mn, Fe, Co, Ni and Cu) on the selective hydrogenation of cinnamaldehyde (CMA) to the corresponding semi-hydrogenated product over Pt/CNTs catalyst has been studied in ethanol at 343 K under 2.0 MPa H₂ pressure. PtNi/CNTs catalyst shows good catalytic activity and selectivity of C=C bond hydrogenation, 68.4% for conversion of CMA and 97.0% for selectivity of hydrocinnamaldehyde (HCMA). PtCo/CNTs catalyst shows good catalytic activity and selectivity of C=O bond hydrogenation, 91.3% for conversion of CMA and 88.2% for selectivity of cinnamylalcohol (CMO).     

反应修饰剂ZnSO4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了反应修饰剂ZnSO₄和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响。结果表明,反应修饰剂ZnSO₄可以与Ru-Zn催化剂中助剂ZnO反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐。随反应修饰剂ZnSO₄浓度增加,（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐量的逐渐增加,Ru-Zn催化剂活性逐渐降低,环己烯选择性逐渐升高。因为（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐中的Zn²⁺可以使Ru变为有利环己烯生成的缺电子的Ru^δ+物种,而且还可以占据不适宜环己烯生成的强Ru活性位。但当反应修饰剂ZnSO₄浓度高于0.41 mol·L^-1后,继续增加ZnSO₄浓度,由于Zn²⁺水解浆液酸性太强,可以溶解部分（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,Ru-Zn催化剂活性升高,环己烯选择性降低。但环己烯选择性却略微降低,这是由于ZnSO₄溶液中大量的Zn²⁺可以与生成的环己烯形成配合物,稳定生成的环己烯,抑制生成的环己烯再吸附到催化剂表面并加氢生成环己烷。在ZnSO₄最佳浓度0.61 mol·L^-1下对Ru-Zn催化剂预处理15 h,Ru-Zn催化剂中助剂ZnO可以与ZnSO₄完全反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,在该催化剂上25 min苯转化68.2%时环己烯选择性和收率分别为80.2%和54.7%。而且该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性能。     

反应修饰剂ZnSO_4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了反应修饰剂ZnSO_4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响。结果表明,反应修饰剂ZnSO_4可以与Ru-Zn催化剂中助剂Zn O反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐。随反应修饰剂ZnSO_4浓度增加,(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐量逐渐增加,Ru-Zn催化剂活性逐渐降低,环己烯选择性逐渐升高。因为(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐中的Zn2+可以使Ru变为有利环己烯生成的缺电子的Ruδ+物种,而且还可以占据不适宜环己烯生成的强Ru活性位。但当反应修饰剂ZnSO_4浓度高于0.41 mol·L-1后,继续增加ZnSO_4浓度,由于Zn2+水解浆液酸性太强,可以溶解部分(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐,RuZn催化剂活性升高,环己烯选择性降低。环己烯选择性略微降低,是由于ZnSO_4溶液中大量的Zn2+可以与生成的环己烯形成配合物,稳定生成的环己烯,抑制环己烯再吸附到催化剂表面并加氢生成环己烷。在ZnSO_4最佳浓度0.61 mol·L-1下对Ru-Zn催化剂预处理15 h,Ru-Zn催化剂中助剂Zn O可以与ZnSO_4完全反应生成(Zn(OH)2)3(ZnSO_4)(H_2O)盐,在该催化剂上25 min苯转化68.2%时环己烯选择性和收率分别为80.2%和54.7%。而且该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性能。     

The catalytic activity of copper/nickel supported on mesoporous aluminum catalyst towards cyclohexene epoxidation in continuous reactor

The intent of the study is to attain a high selectivity rate and stable interaction between metals in any heterogeneous catalyst. Cyclohexene is extremely valuable in industrial domains such as the synthesis of perfumes and nylons, and the mesoporous alumina was upstretched with a various ratio of bimetal copper (10%) and nickel (5%, 10%, 15%, and 20%) under wet impregnation procedures by the mesoporous aluminum catalyst. This impregnation of a metal and catalyst was used to assess the highest conversion and selectivity of cyclohexene to cyclohexanol. This catalytic nature was validated by analyzing the crystal structure and size using the X-ray diffraction technique. The functional group is identified using FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), while the surface area is assessed using BET (Brunauer-Emmet-Teller). HR-TEM (transmission electron microscopy) is used to validate the morphology of catalysts and their surface layers; HR-SEM (Scanning Electron Microscopy) is used to highlight and assess microparticles; and NH₃TPD (Temperature-Programmed Desorption) is used to measure the overall acidity of the catalyst. The catalytic performance was proved by the yield achieved by varying parameters such as temperature, pressure, WHSV⁻¹, reaction time, and solvents, which yielded over 98.5% in both cyclohexene conversion and selectivity. In the conversion of the product, H₂O₂ performs as an oxidant, and acetonitrile serves as a solvent at constant mild conditions of 90 °C and 20 bar pressure. Furthermore, even after seven successive runs with the Al₂O₃/Cu (10%)-Ni (15%) mixture, remarkable reusability was attained despite a minor decline in cyclohexanol selectivity. The effective impregnation of copper and nickel into supported mesoporous Al₂O₃ produced a long-lasting, stable hybrid nanostructure with excellent stability and no metal leaching. The current synthesis protocol's advantages and qualities include its efficiency, cost-effectiveness, ecological sustainability, and comfort of synthesis with readily available components.     

Epoxidation of cyclohexene with H2O2 over efficient water‐tolerant heterogeneous catalysts composed of mono‐substituted phosphotungstic acid on co‐functionalized SBA‐15

A series of Keggin‐type heteropolyacid‐based heterogeneous catalysts (Co‐/Fe‐/Cu‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15) were synthesized via immobilized transition metal mono‐ substituted phosphotungstic acids (Co‐/Fe‐/Cu‐POM) on octyl‐amino‐co‐functionalized mesoporous silica SBA‐15 (octyl‐NH₂‐SBA‐15). Characterization results indicated that Co‐/Fe‐/Cu‐POM units were highly dispersed in mesochannels of SBA‐15, and both types of Brønsted and Lewis acid sites existed in Co‐/Fe‐/Cu‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 catalysts. Co‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 catalyst showed excellent catalytic performance in H₂O₂‐mediated cyclohexene epoxidation with 83.8% of cyclohexene conversion, 92.8% of cyclohexene oxide selectivity, and 98/2 of epoxidation/allylic oxidation selectivity. The order of catalytic activity was Co‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 > Fe‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 > Cu‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15. In order to obtain insights into the role of ‐octyl moieties during catalysis, an octyl‐free catalyst (Co‐POM‐NH₃‐SBA‐15) was also synthesized. In comparison with Co‐POM‐NH₃‐SBA‐15, Co‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 showed enhanced catalytic properties (viz. activity and selectivity) in cyclohexene epoxidation. Strong chemical bonding between ‐NH₃⁺ anchored on the surface of SBA‐15 and heteropolyanions resulted in excellent stability of Co‐POM‐octyl‐NH₃‐SBA‐15 catalyst, and it could be reused six times without considerable loss of activity.