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.     

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.     

树脂催化法合成糠醇酯的研究

利用大孔阳离子交换树脂为催化剂，催化合成乙酸糠醇酯，丙酸糠醇酯，丁酸糠醇酯，乙酸四氢糠醇酯，丙酸四氢糠醇酯，丁酸四氢糠醇酯，对影响反应的诸因素进行了讨论。     

树脂催化法合成糖醇酯的研究

利用大孔阳离子交换树脂为催化剂，催化合成乙酸糖醇酯，丙酸糠醇酯，丁酸糠醇酯，乙酸四氢糠醇酯，丙酸四氢糠醇酯，丁酸四氢糠醇酯，对影响反应的诸因素进行了讨论。     

Cu-LaCoO3催化剂选择氢解生物质基糠醇制备1,5-和1,2-戊二醇

高效转化可再生生物质资源制备人类社会必需的燃料和化学品是当前关注和研究的热点之一.生物质基糠醇来源于玉米芯、甘蔗渣、秸秆等农林副产物,价廉易得,是选择氢解合成高附加值1,2-和1,5-戊二醇的理想原料.目前生物质基呋喃衍生物氢解制备二元醇的研究主要集中在Pt,Ru,Rh和Ir等贵金属催化剂,对无Cr非贵金属催化剂的研究甚少.基于纳米Cu催化剂较高的C-O键氢解活性和较低的C-C键裂解活性,以及碱性载体对反应物和反应中间体的稳定作用,我们在前期Cu-Mg3AlO4.5和Cu-Al2O3催化剂催化糠醇氢解研究基础上,以具有一定碱性的ABO3结构的钙钛矿型化合物为载体负载活性Cu开展糠醇氢解研究,深入研究催化剂结构、组成和活性金属价态等对催化剂活性和选择性影响,并研究了催化剂循环使用稳定性.首先我们采用柠檬酸一步络合法制备了一系列具有一定钙钛矿结构的不同Cu负载量(0-20 wt％)的Cu-LaCoO3催化剂以及LaCoO3负载的5 wt％Pt,Ru,Rh和Pd催化剂并考察了它们的糠醇选择氢解制备戊二醇性能.研究发现,在相同活性金属负载量(5 wt％)时,Cu-LaCoO3催化剂具有较优异的呋喃环C-O键氢解活性,而贵金属催化剂倾向于催化呋喃环C=C键加氢饱和.考察不同Cu负载量的Cu-LaCoO3催化剂催化糠醇氢解性能发现,随着Cu负载量的增加,糠醇转化率先升高后降低,在10 wt％Cu负载量时达最高(94.6％),戊二醇总选择性也随Cu负载量的增加先升高后降低,在5 wt％Cu负载量时最高(52.2％),总体以10 wt％Cu负载量催化剂表现出最优异的性能.接着我们考察了反应动力学条件如温度、压力和反应时间以及还原处理条件对10 wt％Cu-LaCoO3催化性能的影响.研究发现适当的高温(～433 K)和高压(6 MPa H2)有利于Cu-LaCoO3催化糠醇氢解制戊二醇,而低浓度氢气(5 vol％)还原有利于1,5-戊二醇的生成,高氢气浓度(纯氢)还原有利于呋喃环加氢饱和的四氢糠醇生成.10 wt％Cu负载量的催化剂经5％H2-95％N2处理后,在413 K和6 MPa H2条件下可取得100％的糠醇转化率以及55.5％的戊二醇总选择性(其中1,5-戊二醇和1,2-戊二醇的选择性之比接近3:1).进一步考察了10 wt％Cu-LaCoO3催化剂的循环使用稳定性,研究发现无论是在高初始转化率(～93.7％)还是低初始转化率(～30.5％)条件下,经多次循环使用后糠醇转化率先升高后基本保持不变,而戊二醇总选择性呈下降趋势,四氢糠醇的选择性逐渐上升.结合XRD,XPS,BET,H2-TPR,CO2-TPD,NH3-TPD和HRTEM等多种表征技术对Cu-LaCoO3催化剂的结构及在糠醇氢解反应中的活性位进行了表征,发现高分散的活性物种、合适的碱性以及部分还原的活性组分均有利于提高催化剂的活性与1,5-戊二醇的化学选择性,高分散的Cu0与部分还原的Co3O4(很可能是CoO)之间的协同催化对于取得较优异的糠醇氢解性能,尤其是较高的1,5-/1,2-戊二醇比例至关重要.     

非晶态合金催化剂NiB、NiB/TiO2的制备、表征及其环丁烯砜加氢催化活性的研究

分别采用化学还原法和浸渍还原法制备了系列NiB及NiB／TiO2非晶态合金催化剂，用XRD、ICP、SEM、SAED和DSC等技术对催化剂的物性进行了表征，并将其用于环丁烯砜加氢反应，研究了制备条件(镍硼摩尔比、滴加方式和金属离子浓度)对非晶态合金催化剂加氢活性的影响。结果表明，选择镍硼摩尔比为1：2，Ni^2 浓度为0．1mol／L，采用正滴加方式(将KBH4溶液滴加到Ni(NO3)2溶液中)所制得的NiB非晶态合金催化剂环丁烯砜加氢活性优于RaneyNi催化剂，对于NiB／TiO2负载型非晶态合金催化剂，镍的实际负载量达14．5％时，NiB／TiO2与NiB的环丁烯砜加氢催化活性相当。     

在溶胶-凝胶法制备的MoO3/SiO2催化丙烯的环氧化反应

 以sol－gel法制备了MoO3／SiO2催化剂，并用BET比表面积测定，XRD和FT－IR等手段对催化剂进行了表征；研究了以过氧化氢异丙苯为氧化剂的丙烯一步环氧化反应，考察了催化剂的制备条件和反应条件对丙烯环氧化反应的影响．结果表明，在制备过程中，酸性水解剂对MoO3／SiO2催化剂的分散度、比表面积和催化性能有较大的影响．用HCl溶液作为水解剂制备的催化剂，其性能明显优于用HNO3或HAc作水解剂制备的催化剂．在110℃和0．6MPa的条件下反应2h，过氧化氢异丙苯转化率为89％，环氧丙烷选择性为80％．     

粉末化学镀法制备负载型NiB非晶态合金催化剂

 将Ag2O/MgO分别加入到NiSO4-NH3和NiSO4-乙二胺两种不同的镀液体系中,通过粉末化学镀法制备了NiB/MgO负载型非晶态合金催化剂,并与化学还原法制备的纯态NiB催化剂进行对比. 用XRD,ICP和TEM对催化剂进行了表征,并将它们用于环丁烯砜加氢反应. TEM结果表明,纯态NiB为团聚严重的纳米颗粒,而NiB/MgO催化剂上纳米NiB得到了很好的分散. 环丁烯砜加氢反应结果表明,NiB/MgO的催化活性远高于纯态NiB,尤其是用NiSO4-乙二胺体系制备的NiB/MgO-2的活性高于环丁烯砜加氢工业用Raney Ni催化剂,因而NiB/MgO具有良好的工业应用前景.     

MIL-101(Cr)-NH2负载Pd低温催化糠醛高选择性加氢生成四氢糠醇

随着资源枯竭和环境污染严重问题的凸显,生物质转化的研究越来越多,特别是生物质催化裂解制备生物燃料及高附加值的化学品.糠醛是一种半纤维素酸解的产物,也是生产糠醇、四氢糠醇、2-甲基呋喃、环戊酮等的重要原料.其中四氢糠醇既可以用于生产其他高附加值化学品,也可以用作生物燃料或者燃料添加剂.虽然Pd/MFI,Ni/SiO2,Pd-Ir/SiO2等催化剂均可用于糠醛选择加氢制备四氢糠醇,但是反应通常在高温高压条件下进行.为此我们希望找到一种在温和条件下使用的高效催化剂.MOF多孔材料具有丰富的孔道结构、极高的比表面积、表面可修饰的特点,还可与其他客体发生相互作用,进而影响催化性能.因此本课题组合成了一种含有氨基的MOF材料MIL-101(Cr)-NH2,进一步利用表面氨基吸附Pd的氯酸盐前体,经还原直接制得负载型催化剂Pd@MIL-101(Cr)-NH2,并用于糠醛选择加氢反应.本文采用X射线粉末衍射(PXRD)、热重分析(TG)、N2物理吸附-脱附、透射电镜(TEM)等手段表征了所制的MOFs和催化剂.通过将MIL-101(Cr)-NH2和不同Pd@MIL-101(Cr)-NH2的XRD谱与标准谱图对比,发现MIL-101(Cr)-NH2已成功合成,并在催化剂制备过程中和反应之后仍然保持稳定.TG结果表明,所制备MIL-101(Cr)-NH2在低于350 ℃C时结构不会被破环.MIL-101(Cr)-NH2的比表面积可达到1669 m2g?1,孔容达1.35 cm3g?1,从而为Pd纳米粒子均匀分散在载体上提供了可能性.各Pd@MIL-101(Cr)-NH2样品的TEM照片我们看出,Pd纳米粒子可均匀分散在MIL-101(Cr)-NH2上,粒径为3?4 nm.对比实验表明,氨基与金属的相互作用有利于Pd纳米粒子分散均匀.将Pd@MIL-101(Cr)-NH2用于糠醛选择加氢反应时,在40 ℃C,2 MPa H2的温和条件下,反应6 h后糠醛完全转化为四氢糠醇其选择性接近100%.表现出比文献报导的更加优异的催化性能.这得益于高度均匀分散的Pd纳米粒子,以及催化剂载体与Pd纳米粒子的配位作用和π-π相互作用.结果还表明当高于80℃C反应时,即有副产物生成,进一步提高反应温度会促进环戊酮的生成.可见,Pd@MIL-101(Cr)-NH2所表现的低温高加氢活性对提高四氢糠醇选择性至关重要.     

Cu-LaCoO_3催化剂选择氢解生物质基糠醇制备1,5-和1,2-戊二醇（英文）

高效转化可再生生物质资源制备人类社会必需的燃料和化学品是当前关注和研究的热点之一.生物质基糠醇来源于玉米芯、甘蔗渣、秸秆等农林副产物,价廉易得,是选择氢解合成高附加值1,2-和1,5-戊二醇的理想原料.目前生物质基呋喃衍生物氢解制备二元醇的研究主要集中在Pt,Ru,Rh和Ir等贵金属催化剂,对无Cr非贵金属催化剂的研究甚少.基于纳米Cu催化剂较高的C-O键氢解活性和较低的C-C键裂解活性,以及碱性载体对反应物和反应中间体的稳定作用,我们在前期Cu-Mg_3AlO_(4.5)和Cu-Al_2O_3催化剂催化糠醇氢解研究基础上,以具有一定碱性的ABO_3结构的钙钛矿型化合物为载体负载活性Cu开展糠醇氢解研究,深入研究催化剂结构、组成和活性金属价态等对催化剂活性和选择性影响,并研究了催化剂循环使用稳定性.首先我们采用柠檬酸一步络合法制备了一系列具有一定钙钛矿结构的不同Cu负载量(0-20 wt%)的Cu-LaCoO_3催化剂以及LaCoO_3负载的5 wt%Pt,Ru,Rh和Pd催化剂并考察了它们的糠醇选择氢解制备戊二醇性能.研究发现,在相同活性金属负载量(5 wt%)时,Cu-LaCoO_3催化剂具有较优异的呋喃环C-O键氢解活性,而贵金属催化剂倾向于催化呋喃环C=C键加氢饱和.考察不同Cu负载量的Cu-LaCoO_3催化剂催化糠醇氢解性能发现,随着Cu负载量的增加,糠醇转化率先升高后降低,在10 wt%Cu负载量时达最高(94.6%),戊二醇总选择性也随Cu负载量的增加先升高后降低,在5 wt%Cu负载量时最高(52.2%),总体以10 wt%Cu负载量催化剂表现出最优异的性能.接着我们考察了反应动力学条件如温度、压力和反应时间以及还原处理条件对10 wt%Cu-LaCoO_3催化性能的影响.研究发现适当的高温(～433 K)和高压(6 MPa H_2)有利于Cu-LaCoO_3催化糠醇氢解制戊二醇,而低浓度氢气(5 vol%)还原有利于1,5-戊二醇的生成,高氢气浓度(纯氢)还原有利于呋喃环加氢饱和的四氢糠醇生成.10 wt%Cu负载量的催化剂经5%H_2-95%N_2处理后,在413 K和6 MPa H_2条件下可取得100%的糠醇转化率以及55.5%的戊二醇总选择性(其中1,5-戊二醇和1,2-戊二醇的选择性之比接近3:1).进一步考察了10 wt%Cu-LaCoO_3催化剂的循环使用稳定性,研究发现无论是在高初始转化率(～93.7%)还是低初始转化率(～30.5%)条件下,经多次循环使用后糠醇转化率先升高后基本保持不变,而戊二醇总选择性呈下降趋势,四氢糠醇的选择性逐渐上升.结合XRD,XPS,BET,H_2-TPR,CO_2-TPD,NH3-TPD和HRTEM等多种表征技术对Cu-LaCoO_3催化剂的结构及在糠醇氢解反应中的活性位进行了表征,发现高分散的活性物种、合适的碱性以及部分还原的活性组分均有利于提高催化剂的活性与1,5-戊二醇的化学选择性,高分散的Cu~0与部分还原的Co_3O_4(很可能是CoO)之间的协同催化对于取得较优异的糠醇氢解性能,尤其是较高的1,5-/1,2-戊二醇比例至关重要.     

Chemoselective hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol to 1,5-pentanediol over Ir-MoOx/Si02 catalyst

In this work, MoOx promoted Ir/SiO2 catalysts were prepared and used for the selective hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol （THFA） to 1,5-pentanediol in a continuous flow reactor. The effects of different noble metals （Ir, Pt, Pd, Ru, Rh）, supports and Ir contents were screened. Among the investigated catalysts, 4 wt%Ir-MoOx/SiO2 with a Mo/Ir atomic ratio of 0.13 exhibited the best catalytic performance. The synergy between Ix particles and the partially reduced isolated MoOx species attached on them is essential for the excellent catalytic performance of Ix-MoOx/SiO2. The catalyst exhibited a better hydrogenolysis efficiency of THFA with the selectivity of 1,5-pentanediol of 65%-74% at a conversion of THFA of 70%-75% when the initial THFA concentration is ranging from 20 wt% and 40 wt%. And higher system pressure was also in favor of the conversion of THFA. During a stability test, the conversion of THFA and 1,5-pentanediol yield over Ix-MoOz/SiO2 decreased with reaction time, which can be explained by the leaching of Mo species during the reaction.     

Chemoselective hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol to 1,5-pentanediol over Ir-MoOx/SiO2 catalyst

In this work, MoO_x promoted Ir/SiO₂ catalysts were prepared and used for the selective hydrogenolysis of tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA) to 1,5-pentanediol in a continuous flow reactor. The effects of different noble metals (Ir, Pt, Pd, Ru, Rh), supports and Ir contents were screened. Among the investigated catalysts, 4 wt%Ir-MoO_x/SiO₂ with a Mo/Ir atomic ratio of 0.13 exhibited the best catalytic performance. The synergy between Ir particles and the partially reduced isolated MoO_x species attached on them is essential for the excellent catalytic performance of Ir-MoO_x/SiO₂. The catalyst exhibited a better hydrogenolysis efficiency of THFA with the selectivity of 1,5-pentanediol of 65%–74% at a conversion of THFA of 70%–75% when the initial THFA concentration is ranging from 20 wt% and 40 wt%. And higher system pressure was also in favor of the conversion of THFA. During a stability test, the conversion of THFA and 1,5-pentanediol yield over Ir-MoO_x/SiO₂ decreased with reaction time, which can be explained by the leaching of Mo species during the reaction.     

MoO3/SiO2催化甘油脱水氢转移还原制备烯丙醇

采用浸渍法制备了MoO3/SiO2催化剂,采用粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附、NH3程序升温脱附及吸附吡啶傅里叶变换红外光谱等手段对催化剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了催化剂负载量、反应温度、甘油浓度、空速等条件对MoO3/SiO2催化甘油制备烯丙醇反应性能的影响.结果表明,在MoO3的负载量(质量分数)为1%,330℃、常压、40%(质量分数)甘油水溶液和空速为200 h-1的反应条件下,甘油转化率、烯丙醇选择性及时空收率分别可达92.1%,34.8%和6.0 mmol.g-1.h-1.     

聚氧乙烯月桂醚在含醇的非水体系中的热力学性质的微量量热法研究

对于非离子表面活性剂聚氧乙烯月桂醚(Brij-35)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/长链醇(庚醇,辛醇,壬醇,癸醇)体系,利用滴定微量量热仪测定了胶束形成过程的热功率-时间曲线.根据热力学理论,测定了临界胶束浓度和胶束形成热(ΔHmθ),计算了热力学函数(ΔGmθ和ΔSmθ).讨论了温度、醇中的碳原子数、醇的浓度与临界胶束浓度和热力学函数之间的关系.结果表明:聚氧乙烯月桂醚(Brij-35)/DMF/长链醇体系:(1)在含有相同浓度的各种醇的体系中,ΔHmθ和ΔSmθ的值随着温度的升高而增大;CMC,ΔGmθ的值随着温度的升高而降低;(2)在相同温度及相同浓度的醇体系中,CMC,ΔHmθ,ΔGmθ和ΔSmθ的值都随着醇中碳原子数的增加而降低;(3)在相同温度及相同醇的体系中,CMC,ΔHmθ,ΔSmθ和ΔGmθ的值随着醇的浓度的增加都减小.     

基于杨梅单宁制备Pt/SiO_2-C催化剂及其对肉桂醛选择性催化加氢性能

以天然植物多酚杨梅单宁(BT)改性的SiO2为载体,经吸附Pt4+、Na BH4还原和碳化处理制得Pt/SiO2-C催化剂.对所制备的催化剂进行了表征,并考察了催化剂对肉桂醛液相选择性催化加氢的性能.结果表明,由于杨梅单宁分子的分散稳定作用,使碳化过程中纳米Pt粒子粒径适度增长且保持高度分散.碳化温度影响杨梅单宁的脱除效果、纳米Pt粒子晶型与粒径,以及载体的比表面积与孔径,最终影响肉桂醛催化加氢性能.500℃碳化处理得到的Pt/SiO2-C-500催化剂的催化性能最佳,在乙醇为溶剂,323.25 K和2MPa氢压条件下,肉桂醛6 h转化率为82.98%,生成肉桂醇的选择性达到91.33%,表现出较高的催化活性和选择性.同时,该催化剂重复使用5次后其催化活性仍为第一次反应活性的81.18%,体现出优良的重复使用性.     

钠对苯甲醛加氢合成苯甲醇催化剂Cu/SiO2的修饰作用影响活性

采用浸渍法引入不同含量的钠元素对Cu/SiO₂催化剂进行了改性, 并对苯甲醛加氢合成无氯苯甲醇反应进行了研究. XRD, H₂-TPR, BET, IR等表征分析结果表明: 经钠元素修饰后的催化剂并没有改变CuO的晶相结构, 但增强了活性组分和载体间的相互作用, 使CuO的还原温度得到提高; 催化剂表面的酸量和酸强度随钠元素修饰量的增加而显著降低; 钠的最佳负载量为1.0% (w), Na-Cu/SiO₂催化剂能够有效抑制副产物甲苯的生成, 显著地提高产物苯甲醇的高温选择性.     

负载型Ni-B非晶态合金催化剂的表征

作为一种新型的催化加氢材料 ,非晶态合金具有高的活性及选择性 ,近年来引起了人们的注意［１］．尤其将非晶态合金负载化 ,可以提高其表面积和热稳定性 ,抑制非晶态合金的晶化 ,增加了非晶态合金催化剂的工业应用前景．文献已报导了对负载型非晶态合金催化剂的制备、化学及结构修饰、催化性能、催化剂的失活及抗硫性能的研究［２,３］．应该说 ,相比于淬冷法和化学还原法制备的超细微粒非晶态合金 ,负载化有效地提高了非晶态合金的热稳定性．但是 ,当负载型非晶态合金催化剂应用于催化反应时 ,仍存在着结构逐渐变化的过程［４］．本文以Ｎ…     

Evaluation of furfurylamines as curing agents for epoxy resins

Epoxy resin adhesives are widely used because of their strength, versatility, and ability to bond a variety of substrates. Furfurylamines represent a potential, new class of epoxy curing agents. Furfuryl amine (FA), tetrahydrofurfuryl amine (THFA), and 5,5′-methylenebis-2-furanmethanamine (DFA) were studied as possible epoxy curing agents. The utility of FA and THFA are limited by their volatility at the temperatures needed to effect cure of diglycidyl-ether of bisphenol A (DGEBA) based epoxy resins. DFA is a very effective epoxy curing agent with the ability to cure DGEBA at rates similar to that of standard epoxy curing agents such as liethylenetriamine.     

中空SiO_2纳米微球的制备与表征

在乙醇/氨水介质中,将SiO2包覆在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)微粒表面,利用一步法得到了中空纳米二氧化硅微球;研究了影响中空纳米二氧化硅微球形成的主要因素,并探讨了中空纳米SiO2微球的可能形成机理.结果表明,在一定的反应时间下,当氨水用量为0.6 mL、温度为70℃时,可以获得空心结构的SiO2纳米微球;通过控制四乙基原硅酸盐(TEOS)的量可以调节微球的包覆层厚度.     

Furfuryl alcohol polymerisation by iodine in methylene chloride

Furfuryl alcohol (FA) was polymerised by iodine in methylene chloride to give a coloured, amorphous and branched polymer. Structure of FA polymers obtained with iodine have no significant differences according to the IR and NMR spectra respect to those obtained by using Brönsted or Lewis acids as initiators. Changes on the experimental conditions, such as the presence of air, iodine concentration or reaction temperature, did not lead to an increase in the linear structure of the polymer. On the contrary, an increase in the iodine concentration or in the temperature produces a highly crosslinked polymer. DSC of the polymer indicates that remaining groups are able to undergo further exothermic reactions and crosslinking. A mechanism of polymerisation was proposed to explain all the above features.