不同介质中化学还原法制备Co-B非晶态合金及其催化糠醛加氢制备糠醇

采用化学还原法在不同介质中制备了5种Co-B非晶态合金催化剂，反应介质包括水、乙醇以及不同乙醇含量的乙醇－水混合溶液，并以液相糠醛加氢制备糠醇为探针反应考察了其催化性能。结果表明，反应介质对Co-B催化剂的非晶态结构以及金属Co-B间的电子相互作用没有显著影响。这可以解释所有制得的Co-B催化剂均具有几乎100%的糠醇选择性和相同的面积比活性的原因，根据活性位性质保持不变可认为其本征活性相同。但是，随着水－乙醇混合反应介质中乙醇含量增加，制得的Co-B催化剂的质量比活性迅速增加。这可以归因于大量氧化态硼物种的存在造成的表面积迅速增加，因为氧化态硼物种可以作为载体对Co-B非晶态合金粒子起到分散作用。     

制备条件对磷化钼加氢脱硫催化活性的影响

采用程序升温还原方法制得磷化钼(MoP)催化剂,在常压连续微型化反应装置中,以噻吩为模型化合物,对催化剂的加氢脱硫活性进行评价。考察了还原温度、磷钼摩尔比、不同磷源等制备条件对MoP催化活性的影响。实验结果表明,在MoP生成温度区间内,随着还原温度的升高,催化剂活性降低;磷钼摩尔比为1∶1时,噻吩转化率最高,而磷钼摩尔比为1∶2和2∶1时制备催化剂的催化活性相当;采用磷酸二氢铵、磷酸铵以及磷酸为磷源,均可制得磷化钼,而以磷酸二氢铵为磷源时制备磷化钼催化剂的活性最佳。在噻吩加氢脱硫反应条件下反应后,不同磷源制备的磷化钼整体物相均没有发生变化。     

负载型Pd/TiO2和Pd-Ag/TiO2催化剂的乙炔选择性加氢催化性能

利用程序升温还原(TPR)、X-射线衍射(XRD)、CO吸附-红外光谱(CO-IR)、电子顺磁共振(EPR)和微型催化反应评价等手段, 研究了负载Pd/γ-Al2O3, Pd/TiO2和Pd-Ag/TiO2催化剂的结构和乙炔选择性加氢催化性能. 结果表明, Pd/TiO2催化剂具有较Pd/γ-Al2O3催化剂更优良的乙炔选择性加氢催化性能, 这与Pd-TiO2之间的强相互作用密切相关. Pd-TiO2之间的强相互作用不仅使负载型钯金属催化剂具有较高的乙炔加氢催化选择性, 而且具有较高的乙炔加氢催化活性. Pd/TiO2催化剂中添加Ag 组分后, Pd金属可促进Ag+的还原并可能形成Pd-Ag合金, 催化剂的乙烯选择性虽有所增加, 但乙炔转化率和乙烯收率下降.     

γ-Mo_2N催化剂上的乙炔选择加氢

采用固定床连续流动反应器对γ Mo2 N催化剂上的乙炔加氢反应进行了研究 .在 15 0℃的反应温度下 ,乙炔的转化率为 95 % ,乙烯的选择性达到 80 % ,乙烷和丁烯的选择性分别为 4%和 10 % .反应温度和空速的变化对反应产物的选择性没有明显的影响 .在同样的反应条件下 ,钯催化剂上乙炔加氢反应的主要产物是乙烷 ,产物组成随反应温度和空速的变化而变化 .对γ Mo2 N上的乙炔选择加氢生成乙烯的机制进行了解释 ,认为γ Mo2 N表面上滞留的强吸附的碳氢物种可能有利于乙炔高选择性地生成乙烯 .     

磷化过程对MoP催化剂醋酸加氢合成乙醇性能的影响

制备了系列磷化钼催化剂用于醋酸加氢合成乙醇活性评价,并采用XRD、XPS和SEM等技术对催化剂进行表征。结果表明,催化剂除含有MoP外,还有MoP_2O_7和MoO_2等物种,催化醋酸生成乙醇的活性物种是MoP,或者是MoP与MoP_2O_7、MoO_2协同起催化作用。磷化温度一定程度上影响催化剂的形成和活性组分的分布,磷化温度太低,MoP形成量少,磷化温度太高,MoP发生团聚和烧结,磷化温度为650℃时制备的催化剂活性最高。磷钼物质的量比为1.0时催化剂的乙醇合成性能最高。     

密度泛函理论计算研究表面应力对钯催化乙炔选择性加氢活性与选择性的影响（英文）

在石油催化裂解过程中,除了生成乙烯、丙烯及丁烯等烯烃,还会产生部分炔烃.目前工业上通常采用炔烃选择性加氢转化为对应的单烯烃,以除去其中炔烃.由于产品烯烃中的炔烃等杂质含量需极低,这就对用于加氢催化剂的活性和选择性提出了很高的要求,即催化剂需要选择性吸附炔烃并加氢,而不损失其中的烯烃.经过前期大量的基础研究工作,目前工业中炔烃选择性加氢应用最广泛的催化剂是负载型钯基催化剂.然而,单独的钯金属选择性并不理想,因而对其选择性以及活性进行调控成为了当前关注的研究课题.本文采用密度泛函理论计算结合微观反应动力学模拟手段,研究了钯金属表面应力存在条件下的活性与选择性,以及形成次表层物种的可能性和形成后的活性与选择性.研究发现,改变钯金属的晶格参数与表面应力,反应物、表面反应中间体和产物的吸附能都会产生相应的变化,且吸附能与晶格参数的变化存在线性关系,晶格参数越大,吸附越强.利用表面反应过渡态能量与初始态能量之间的线性关系,相应的乙炔加氢生成乙烯的反应速率可以通过微观反应动力学模拟得到.结果显示,不同晶格参数的钯催化剂催化乙炔加氢生成乙烯的反应活性位于相应火山型曲线的强吸附侧,即减弱乙炔和氢的吸附强度可提高乙烯的生成速率.在此基础上,本文研究了不同表面应力的钯催化剂在次表面吸附不同覆盖度碳原子和氢原子的情况,发现晶格参数越大越有利于碳原子和氢原子在次表面的吸附.同时,研究发现在次表面碳掺杂的条件下,不同表面应力条件下的钯催化剂的活性均有所增强.此外,由于乙烯在所有研究的钯催化剂表面脱附比进一步加氢容易,因而乙烯都可以选择性生成.     

γ-Mo2N催化剂上的乙炔选择加氢

 采用固定床连续流动反应器对γ－Mo2N催化剂上的乙炔加氢反应进行了研究．在150℃的反应温度下,乙炔的转化率为95％,乙烯的选择性达到80％,乙烷和丁烯的选择性分别为4％和10％．反应温度和空速的变化对反应产物的选择性没有明显的影响．在同样的反应条件下,钯催化剂上乙炔加氢反应的主要产物是乙烷,产物组成随反应温度和空速的变化而变化．对γ－Mo2N上的乙炔选择加氢生成乙烯的机制进行了解释,认为γ－Mo2N表面上滞留的强吸附的碳氢物种可能有利于乙炔高选择性地生成乙烯．     

具有特殊结构和电子性质的PdAu/Al2O3催化剂上蒽醌加氢反应性能

通过改变Pd和Au的负载顺序合成了一系列具有不同结构和电子性质的PdAu双金属催化剂, 并用于蒽醌加氢反应. 其中通过先负载Au后负载Pd的顺序制得的Pd/Au/Al₂O₃催化剂, 其加氢效率可高达14.27 g·L^-1.X射线衍射、透射电子显微镜、H₂程序升温还原和X射线光电子能谱等分析表征结果显示, Pd/Au/Al₂O₃催化剂中分散在Au颗粒表面的Pd纳米颗粒具有独特的爆米花结构, 其表面零价态的单质Pd含量最多, 而这种表面零价态的单质Pd是蒽醌加氢反应中的关键活性组分. 此外, Au的加入可有效抑制副反应的发生, 减少降解产物的生成, 从而大大提高了催化选择性.     

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.     

铂负载二氧化钛光催化剂在单波长下苯乙炔高选择性加氢（英文）

苯乙烯是一种非常重要的化工原料,它是工业上生产聚苯乙烯、树脂和丁苯橡胶的重要单体,而苯乙烯单体中经常含有苯乙炔杂质,影响苯乙烯的聚合性能,因此研究苯乙炔选择性加氢生成苯乙烯具有十分重要的工业意义.传统的热催化苯乙炔加氢反应会用到易燃易爆的氢气,引起操作的危险性,因此,开发具有环境友好型的加氢反应体系具有很重要的意义.光催化加氢反应利用光生电子强的还原能力,还原质子产生活性的氢物种加氢,相较于传统的热催化使用氢气作为加氢源加氢,能够在温和的条件下实现高选择性加氢.基于此,本文利用Pt/TiO2作为光催化剂,甲醇作为加氢源实现了在385 nm单波长光照下苯乙炔的高选择性加氢.首先,我们利用光沉积的方法将Pt负载在TiO2的表面,通过透射电子显微镜图像和紫外可见吸收光谱表征了负载在TiO2表面Pt的颗粒分布和光学性质.结果表明负载的Pt的颗粒大约在5 nm左右,Pt的负载改变了TiO2在可见光区的吸收性能.XPS结果显示,通过光沉积得到的Pt的价态为金属态和氧化态共存.光催化苯乙炔加氢实验表明,Pt/TiO2催化剂在室温常压条件下不仅具有高的苯乙炔光催化转化率,当光照达8 h后,苯乙炔完全转化,而且在6 h之内苯乙烯选择性保持在91.3%,具有高的苯乙烯选择性.通过对负载的Pt的含量进行了优化,筛选出当Pt的负载量为1 wt%时,苯乙炔的转化率最高.为了对比,利用传统热催化的方法氢气作为加氢源进行了苯乙炔加氢实验,结果发现,使用氢气作为加氢源时,虽然苯乙炔的转化率为100%,但产物是过加氢的产物乙苯.这主要是因为在光催化反应过程中,TiO2导带上的电子迁移至Pt颗粒上,导致Pt的电子密度增加,Pt颗粒表面高的电子密度有利于加氢中间产物苯乙烯的脱附,因此,在光催化加氢过程中不会发生过加氢反应,具有高的苯乙烯选择性.同时,扩展实验表明,Pt/TiO2光催化剂对其他类型的炔烃加氢也具有高的选择性,表明Pt/TiO2光催化炔烃加氢具有普适性.由此可见,光催化炔烃加氢未来将成为一种环境友好而高效的方法.     

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.     

甲醇为氢源的连续化催化转移加氢合成芳胺

开发了一种温和高效的以甲醇为氢源,以Ru-Fe双金属催化剂催化的硝基芳烃连续化转移加氢方法。采用浸渍法制备Ru-Fe双金属催化剂,通过电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD）、氢气程序升温还原(H₂-TPR)对催化剂进行表征。结果表明催化剂具有较小的粒径和较好的分散性。在Ru-Fe双金属催化剂上,成功实现了硝基芳烃与甲醇在无外加氢源条件下的连续化转移加氢合成芳胺。通过对反应条件的调控,成功得到了一系列产率较高的胺类化合物。特别地,该方法对不饱和基团(醛基、羰基或炔基)取代的硝基芳烃的加氢表现出优异的选择性和转化率。     

Ni/HZSM-5催化剂的结构及其催化山梨醇水相加氢合成烷烃性能

采用浸渍法制备了Ni/HZSM-5双功能催化剂,考察了焙烧温度对催化剂结构及其催化山梨醇水相加氢合成C5～C6烷烃性能的影响.结果表明,在金属中心和酸性载体的协同作用下,通过山梨醇中C-O键加氢和异构化高选择性合成了C5～C6烷烃.经500°C焙烧的Ni/HZSM-5催化剂上山梨醇水相加氢的活性最高,山梨醇转化率为62.0%,戊烷和己烷的总选择性为76.4%,其中异己烷选择性达45.4%.对催化剂进行N2物理吸附、X射线衍射、NH3程序升温脱附和H2程序升温还原等表征后发现,经500°C焙烧催化剂的有效比表面积和孔体积均明显增大,HZSM-5负载的硝酸镍分解成较小晶粒的NiO,表面酸量适中,且Ni物种与载体相互作用较强,较易被H2还原,Ni还原度达100%.这是其催化活性最高的原因.     

甲醇为氢源的连续化催化转移加氢合成芳胺

开发了一种温和高效的以甲醇为氢源，以Ru-Fe双金属为催化剂的硝基芳烃连续化转移加氢方法。采用浸渍法制备Ru-Fe双金属催化剂，通过电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD）、氢气程序升温还原(H₂-TPR)对催化剂进行表征。结果表明催化剂具有较小的粒径和较好的分散性。在Ru-Fe双金属催化剂上，成功实现了硝基芳烃与甲醇在无外加氢源条件下的连续化转移加氢合成芳胺。通过对反应条件的调控，成功得到了一系列产率较高的胺类化合物。特别地，该方法对不饱和基团(醛基、羰基或炔基)取代的硝基芳烃的加氢表现出优异的选择性和转化率。     

高分散 Ru/MMT 催化剂的制备及其催化喹啉加氢性能

 通过简单的离子交换法制备出高分散的蒙脱土 (MMT) 负载 Ru 催化剂, 采用 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、程序升温还原和高分辨透射电子显微镜等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 金属 Ru 在蒙脱土层间高度分散, Ru 的平均粒径约 2 nm. 在喹啉加氢反应中, 该催化剂显示出很高的反应活性和选择性. 在 2 MPa 和 60 °C 的温和条件下, 以水为溶剂时, Ru/MMT 催化喹啉加氢生成 1,2,3,4-四氢喹啉的选择性高于 96.4%, 喹啉转化率达 99.2%. 当温度升高到 140 °C、压力增加到 3 MPa 时, 不需要补加催化剂就可以将喹啉一步加氢生成十氢喹啉, 选择性高达 98.1%.     

MoP/Al2O3 as a novel catalyst for sulfur‐resistant methanation

We reported γ‐alumina supported molybdenum phosphide (MoP) catalysts as a novel catalyst for sulfur‐resistant methanation reaction. The precursors of the catalyst were prepared by impregnation method and the effect of reduction temperatures (550 °C, 600 °C, 650 °C) of the precursors for sulfur‐resistant methanation was examined. The results indicated catalyst obtained by lower reduction temperature delivered better sulfur‐resistant methanation performance. Meanwhile, the influence of H₂/CO ratios and H₂S content was also investigated. The results indicated that high H₂/CO ratio and low H₂S content was favorable for methanation of MoP catalysts. The catalysts were characterized by N₂ adsorption–desorption, XRD, XPS and TEM. The results confirmed that the MoP phase was formed on all the catalysts and the physicochemical properties of the samples influenced the performance for sulfur‐resistant methanation.     

Kinetics of the Hydrogenation of Pinane Hydroperoxide to Pinanol on Pd/C

The liquid-phase hydrogenation of pinane hydroperoxide (PHP) to pinanol on a Pd/C catalyst at 20–80°C and hydrogen pressures of 1–11 atm was studied. It was found that the rate of hydrogenation decreased with PHP concentration. The rate of PHP hydrogenation dramatically increased as the pressure of hydrogen was increased in a range of 2.5–3 atm. A mechanism was proposed for the hydrogenation of PHP. According to this mechanism, the step of hydrogen activation (homolytic or heterolytic addition) depends on the redox properties of the catalyst surface (the ratio between adsorbed PHP species and H₂). It was found that pinanol can be prepared with high selectivity by the hydrogenation of PHP on a Pd/C catalyst under mild conditions.     

炭包覆氧化铝负载镍催化剂的制备和表征及其催化加氢性能

以炭包覆A12O3(CCA)为载体,采用等体积浸渍法制备了17%Ni/CCA催化剂,采用热重-差示量热扫描、扫描电镜、X射线光电子能谱、N2物理吸附、H2程序升温还原和X射线衍射等手段对样品进行了表征,并用于粗1,4-丁二醇加氢反应中.结果表明,炭的引入显著改变了Al2O3的表面性质、负载Ni的存在形态以及金属.载体间...