醋酸钯和四氯对苯醌催化氧化低浓度煤矿瓦斯制甲醇

利用自制的实验系统进行了醋酸溶液中低浓度瓦斯催化氧化制甲醇研究。实验结果表明,以Pd(OAc)₂为催化剂,反应体系中添加对苯醌或四氯对苯醌可改善甲烷活化环境,四氯对苯醌对瓦斯催化氧化过程的作用效果好于对苯醌。四氯对苯醌用量、反应压力和反应温度对瓦斯催化氧化具有重要影响。甲醇生成量随四氯对苯醌用量、反应压力和反应温度升高而增加。CH₃OH是通过反应过程中产生的H₂O₂与CH₄相互作用形成的。CH₃COOCH₃一部分是由Pd²⁺直接氧化CH₄得到的;另一部分是由CH₃OH与反应溶剂CH₃COOH通过酯化反应形成的。     

过渡金属甲基磺酸盐催化醇的四氢吡喃化反应

以过渡金属甲基磺酸盐［Mn(CH₃SO₃)₂·2H₂O, Cu(CH₃SO₃)₂·4H₂O, Co(CH₃SO₃)₂·4H₂O和Zn(CH₃SO₃)₂·4H₂O］为催化剂,在室温条件下催化醇的四氢吡喃化反应,并对反应条件进行了优化。结果表明：当醇用量为30 mmol,醇和3,4-二氢吡喃摩尔比为1.0 ：1.1,甲基磺酸盐用量为1 mmol,二氯甲烷20 mL时,可高效催化醇的四氢吡喃化反应。与路易斯酸催化活性相比,过渡金属甲基磺酸盐催化醇的四氢吡喃化反应效果最好,催化酚的效果较差。用Mn(CH₃SO₃)₂·2H₂O和Cu(CH₃SO₃)₂·4H₂O催化正丁醇的四氢吡喃化反应,重复使用5次,收率分别为89%和92%。     

钯-高分子载体催化剂对糠醛加氢液相反应的研究

以弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂[D392,-NH₂,D382,-NHCH₃,D301R,-NH(CH₃)₂],强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂[201×7DVB,-NH⁺(CH₃)₃]和弱碱性环氧系阴离子交换树脂(701,-NH₂)为载体制备了3种钯-高分子载体催化剂.考察了反应条件、高分子载体的种类、钯含量和催化剂用量对糠醛催化加氢生成四氢糠醇反应及催化性能的影响.在体积分数为50%的乙醇-水溶液和水中对糠醛常压液相加氢反应,钯-高分子载体(阴离子交换树脂D392,-NH₂,D382,-NHCH₃)催化剂均可使糠醛的加氢反应转化率达100%,生成四氢糠醇的选择性达98%以上,而用金属钯为催化剂的转化率达70%以上,选择性达97%以上.同时用XPS分析了高分子载体催化剂的结构与催化加氢反应性能的关系.     

乙醇制1,3-丁二烯MgO/SBA-15催化剂的制备及其催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法制备了新型负载型MgO/SBA-15催化剂,采用低温N₂吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、²⁹Si核磁共振(²⁹Si NMR)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等表征手段研究了不同MgO负载量(质量分数)对催化剂的结构、物化性能和催化乙醇合成丁二烯反应活性的影响。 研究结果表明,MgO负载量为20%时,所制备的催化剂的活性最好,此时MgO高度分散在载体SBA-15的有序孔道中,形成了Mg-O-Si结构,有利于提高目标产物丁二烯的选择性。 该催化剂在温度350 ℃、进料质量空速2.64 h^-1的反应条件下,可获得最佳催化效果,乙醇转化率最高可达55.8%,丁二烯选择性可达80.2%。 MgO/SBA-15催化剂在乙醇法生产丁二烯工艺中具有潜在的应用前景。     

非对称Schiff碱过渡金属配合物模拟酶催化烯烃环氧化(Ⅰ)

研究了温和条件下以亚碘酰苯为氧源,非对称性的和对称性的Mn(Ⅲ)Schiff碱配合物[Mn(Ⅲ)(CBP－phen－Xsal)Cl,X=H,Cl,Br,NO₂,CH₃,OCH₃]和[Mn(Ⅲ)(CBP－R－CBP)Y,R=CH₂CH₂－,－CH(CH₃)CH₂－,－C₆H₄－;Y=Cl,OCH₃]催化非官能性烯烃苯乙烯、环己烯和α-甲基苯乙烯的环氧化反应.结果表明,非对称配合物Mn(Ⅲ)(CBP－phen－Xsal)Cl是一个良好的催化非官能性烯烃环氧化反应的催化剂体系;中心金属离子Mn(Ⅲ)的电子结合能越小,催化环氧化效果越好;对上述3种烯烃环氧化物最好收率分别达到73％、100％和92％.     

钒钼杂多酸盐相转移催化环戊烯氧化制备戊二醛

设计合成了一系列含高价态钼、钒等金属的杂多酸类相转移催化剂,用于催化环戊烯(CPE)氧化制备戊二醛的反应,筛选出催化活性最优的咪唑基钼钒酸盐催化剂[C₄H₉N₂C₃H₃(CH₃)]₅VMo₇O₂₆,并对溶剂种类、H₂O₂用量、催化剂用量、反应温度、时间等进行了条件优化.在优化的反应条件[V(乙酸乙酯)∶V(水)=4∶1,n(Cat.)∶n(H₂O₂)∶n(CPE)=1∶170∶41.6,50℃,6 h]下,得到了88.7%的环戊烯转化率和62.1%的戊二醛选择性,并且催化剂在经过7次循环使用后仍能保持较高的催化活性.     

磷钼酸盐作为反应控制相转移催化剂催化氧化醇

以磷钼酸盐[C₇H₇N(CH₃)₃]₃{PO₄[MoO(O₂)₂]₄}为反应控制相转移催化剂, 用过氧化氢水溶液为氧化剂, 在液相选择性氧化醇制备醛的反应中, 发现该催化剂具有良好的催化活性. 在H₂O₂与醇的物质的量比为0.75的条件下, 产物中未检测到任何副产物, 基于H₂O₂的醇转化率最高达到95.2%. 反应结束时, 催化剂以沉淀的形式析出, 回收率不低于78%. 以苯甲醇的氧化为探针反应, 详细考察催化剂的反荷阳离子和溶剂种类对反应控制相转移现象和催化活性的影响. 结果表明, 选择 [C₇H₇N(CH₃)₃]^＋作为反荷阳离子和乙腈为溶剂, 体系出现了反应控制相转移催化的特征. 催化剂循环使用三次, 在保持较高回收率的同时其催化活性无明显降低, 说明该催化剂具有良好的稳定性.     

二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物的合成及催化乙烯聚合

报道了3个β-羟亚胺配体(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)OH(1a), (2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C·(Ph)CH₂C(Ph)₂OH(1b)和(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)OH(1c)及其二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)O]₂TiCl₂(2a), [(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(Ph)₂O]₂·TiCl₂(2b)和[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)O]₂TiCl₂(2c)的合成, 并对其结构进行了表征. 在助催化剂甲基铝氧烷(MAO)作用下, 以化合物2b为主催化剂, 研究了Al/Ti摩尔比、 反应时间、 温度和聚合压力等对乙烯聚合的影响, 发现该催化体系在较宽的反应条件下均可得到很高分子量的聚乙烯, 熔点均在140℃左右. 以化合物2a~2c为主催化剂对乙烯进行催化聚合, 发现在β碳位上取代基的立体位阻对催化剂活性有很大影响. 当化合物2b上引入2个苯基取代基时, 催化剂显示出最佳催化活性.     

巯基乙酸酯官能团修饰的铁氢化酶模拟化合物的合成及表征

对铁氢化酶活性中心进行化学模拟将有可能产生出新型的产氢催化剂.本文利用Sonogashira偶联反应,合成了一种巯基乙酸酯官能团修饰的铁氢化酶活性中心模拟化合物[Fe₂(CO)₆(-μadt)C₆H₄C≡CC₆H₄O(CH₂)₅SC(O)CH₃-4](7),将巯基乙酸酯官能团引入到铁氢化酶活性中心,为进一步制备新型的固载化产氢材料奠定了基础.电化学研究表明,化合物7具有明显的催化产氢特征,在电化学条件下可以催化醋酸放出氢气.     

SBA-15负载钒氧化物催化剂上甲烷选择氧化反应

对SBA-15负载的钒、钼、钨氧化物催化的甲烷选择氧化反应性能进行了比较,发现VO_x/SBA-15催化剂优于MoOx/SBA-15和WOx/SBA-15催化剂.针对钒氧化物催化剂,考察了不同钒源、不同载体以及少量P元素的添加对催化性能的影响,结果表明以SBA-15为载体的催化剂的性能好于MCM-41和Cab-O-Sil为载体的催化剂;与V₂O₅,VO(C₂O₄)相比,NH₄VO₃是制备性能良好的VO_x/SBA-15的钒源;在VO_x/SBA-15中,添加少量P元素后,HCHO的选择性有一定程度的提高.XRD,N₂物理吸附、UN-Raman和H₂-TPR表征结果表明,负载量低于3 wt%时,钒组分可能主要以高分散的单核的VO_x物种存在,我们推测该物种对甲烷选择氧化制甲醛起关键作用.     

耐水性共功能化介孔SBA-15的制备及其在甘油与乙酸酯化反应中的应用

通过后嫁接法合成了一系列耐水性的丙烷磺酸和正辛基共功能化的介孔SBA-15催化剂.采用BET、XRD、FT-IR、TG、TEM及酸碱滴定的方法对催化剂进行了结构性能表征,并将其应用在丙三醇和乙酸的酯化反应中.Octyl-PrSO₃H-SBA-15由于较高的酸量以及极好的耐水性而在丙三醇和乙酸酯化反应中取得了100%的丙三醇转化率和89.9%的甘油二乙酸酯和三乙酸酯收率.对影响丙三醇转化率和产物选择性的反应温度、反应时间、催化剂量及反应物比例等进行了讨论.通过向反应体系中加入一定量额外的水对功能化的催化剂的耐水性进行了考察.催化剂Octyl-PrSO₃H-SBA-15具有比PrSO₃H-SBA-15更好的耐水性能,并且对该催化剂Octyl-PrSO₃H-SBA-15在循环使用9次以后,其催化活性基本保持不变.     

固体超强酸ZrO_2/S2O_8~(2-)催化合成肉桂酸甲酯

研究了在固体超强酸ZrO2/S2O2-8催化下,肉桂酸与甲醇作用合成肉桂酸甲酯的工艺.考查了催化剂的用量、酸醇摩尔比、反应时间及催化剂的性能对反应的影响.最佳反应条件为∶n(肉桂酸)∶n(甲醇)=1∶10,m(肉桂酸)∶m(催化剂)=3∶1,反应温度90～95℃,反应时间5h,酯化率为95.7%.     

介孔分子筛SBA-15-SO3H催化合成油酸甲酯

在成功合成出含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO3H的基础上，用于油酸与甲醇的酯化反应，考察该催化剂的催化性能，结果表明：在高级脂肪酸的酯化反应中，SBA-15-SO3H催化剂的活性高于沸石分子筛，与等摩尔数的硫酸的活性接近。考察了反应条件对SBA-15-SO3H催化剂性能的影响，得到油酸与甲醇酯化反应的最佳条件：反应温度60 ℃，甲醇与油酸的原料比为2∶1（摩尔），催化剂与原料比为1.5∶35（重量）。最后对催化剂的稳定性进行了考察，反应结果认为该催化剂在重复使用过程中活性未发生明显变化，反应前后的XRD分析结果认为，SBA-15-SO3H具有较高的水热稳定性。     

Preparation, Characterization and Catalytic Performance of La-SO42-/SBA-15 in Esterification of Acetic Acid with n-Butanol

La-SO42-/SBA-15 was synthesized with various amounts of lanthanum via incipient-wetness impregnation.Characterization was done by X-ray diffraction(XRD), transmission electron micrographs(TEM), nitrogen adsorption,FTIR spectroscopic analysis, thermogravimetric analysis, and the total amount of acidity of catalyst was estimated by TPD of NH3. The results indicate that lanthanum has been incorporated into SBA-15 molecular sieve. The prepared materials(La-SO42-/SBA-15) keep the highly ordered mesoporous two-dimensional hexagonal structure and do not change the mesoporous channel structure of the support SBA-15. The catalyst showed best catalytic activity in the synthesis of n-butyl acetate. The optimum conditions of the esterification by orthogonal experiments were studied: the molar ratio of n-butanol to acetic acid 1:1.2, the amount of catalyst 7.5%, reaction time 80 min. The yield of n-butyl acetate could reach 93.2% under the optimum conditions. The catalyst was recyclable, cost effective and environmental friendly.     

表面含磺酸基的介孔分子筛催化剂SBA-15-SO3H的制备及其催化性能

采用直接和后合成两种方法制备出含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO₃H,用XRD和红外光谱分析制备过程中催化剂结构和组成的变化.结果表明,两种方法制备出的含磺酸基的催化剂都保持了SBA-15分子筛的完整晶体结构,并含有质子酸中心-SO₃H;固体核磁共振表征结果证明,两种方法都使MPTMS存在于分子筛的表面;用N₂吸附-脱附测定了它们的比表面积、孔径和孔容;TGA分析认为,MPTMS在分子筛表面的热稳定性大于300℃,酸碱滴定结果说明,直接法获得的催化剂的酸中心多于后合成法.酯化反应结果表明,直接法合成的催化剂比后合成法具有更高的稳定性,且简便、快捷、高效.     

SBA-15-functionalized sulfonic acid confined acidic ionic liquid: a powerful and water-tolerant catalyst for solvent-free esterifications

Incorporating a hydrophobic Br?nsted acid ionic liquid (HBAIL) inside the nanospaces of SBA-15-Pr-SO(3)H led to a hydrophobic super Br?nsted acid catalyst, which showed excellent catalytic performance in direct esterification of alcohols and carboxylic acids at ambient temperature under solvent-free conditions.     

硅烷偶联剂改性SBA-15固载Keggin型杂多酸催化合成柠檬酸三丁酯

以3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MEMO)表面改性的介孔分子筛SBA-15为载体,制备了一系列介孔分子筛/硅烷偶联剂@杂多酸复合催化剂SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵+,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5),并利用FTIR、P-XRD、TEM、N2吸附-脱附对其结构进行表征。以SBA-15/MEMO@HnXW12O40(X=P⁵⁺,Si⁴⁺,B³⁺;n=3,4,5)为负载型杂多酸催化剂对柠檬酸三丁酯的催化合成进行研究,分别考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间对催化合成柠檬酸三丁酯酯化率的影响,并获得合成柠檬酸三丁酯的最佳工艺条件。结果表明:当负载型硅钨酸催化剂的负载量为50%、催化剂用量为3.8%、酸醇摩尔比为1∶4、反应温度为140℃、反应时间为6 h、环己烷用量为5 mL时酯化率可达97.56%,重复使用7次后酯化率仍可达62.67%。     

Preparation, Characterization and Catalytic Performance of La-SO4/SBA-15 in Esterification of Acetic Acid with n-Butanol

La-SO42-/SBA-15 was synthesized with various amounts of lanthanum via incipient-wetness impregnation. Characterization was done by X-ray diffraction（XRD）, transmission electron micrographs（TEM）, nitrogen adsorption, FTIR spectroscopic analysis, thermogravimetric analysis, and the total amount of acidity of catalyst was estimated by TPD of NH3. The results indicate that lanthanum has been incorporated into SBA-15 molecular sieve. The prepared materials（La-SO42-/SBA-15） keep the highly ordered mesoporous two-dimensional hexagonal structure and do not change the mesoporous channel structure of the support SBA-15. The catalyst showed best catalytic activity in the synthesis of n-butyl acetate. The optimum conditions of the esterification by orthogonal experiments were studied： the molar ratio of n-butanol to acetic acid 1：1.2, the amount of catalyst 7.5%, reaction time 80 min. The yield of n-butyl acetate could reach 93.2% under the optimum conditions. The catalyst was recyclable, cost effective and environmental friendly.     

NaHSO4·H2O催化合成苯甲酸甲酯

以 Na HSO4 · H2 O催化苯甲酸与甲醇的酯化反应 ,合成了苯甲酸甲酯。研究结果表明 ,Na HSO4 · H2 O具有较高的催化活性。考察了苯甲酸 /甲醇摩尔比、催化剂用量及反应时间对酯产率的影响。在优化反应条件 [n(苯甲酸 )∶n(甲醇 )∶n( Na HSO4 ·H2 O) =1∶ 2∶ 0 .2 9,回流8h]下 ,苯甲酸甲酯产率达 85.3 %。     

乙酸选择性加氢制乙醇反应性能研究

在固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、乙酸(HAC)液体进料空速、H_2/HAC(总气体空速GHSV或H_2流量)对乙酸选择性加氢制乙醇反应的影响,研究了乙酸转化率、产物选择性、乙醇时空收率的变化规律,验证了自主开发催化剂的稳定性。结果表明,副产物的选择性受反应条件的影响,选择合适的反应条件可以抑制乙酸乙酯和丙酮的生成。原料与催化剂床层接触时间小于5s时,可以避免发生乙酸加氢分解脱羰反应生成甲烷气相产物,也避免了乙醇的进一步反应生成乙烷。在反应温度为280℃,反应压力为2.5 MPa,乙酸进料液时空速为0.72 h~(-1),H_2/HAC(mol ratio)为16的条件下,乙酸乙酯选择性为6%。900 h长周期实验表明,自主开发催化剂具有较好的工业应用前景。