乙醇在双功能Pd-Cu/分子筛催化剂上气相氧化酯化一步合成乙酸乙酯

研究了乙醇在双功能在Ｐｄ－Ｃｕ／分子筛催化剂上一步合成乙酸乙酯的反应，发现Ｐｄ是氧化活性中心的主组分，Ｃｕ主要对Ｐｄ的氧化功能起调变作用，以减少乙醇浓度氧化副反应，提高酯化选择性，分子筛和酸性强弱对活性，特别是对酯化选择性有明显的影响，酯化要求在较强的酸中心上进行，探讨了氧化活性中心和酸中心的匹配关系以及Ｃｕ对Ｐｄ－的调变作用，提出了乙醇氧化酯化机理。     

ＺｎＯ对Ａｕ-Ｐｄ／ＣｅＯ２催化剂甲醇部分氧化制氢性能的影响

采用沉积沉淀法制备了ＡｕＰｄ双金属催化剂,研究了ＺｎＯ对ＡｕＰｄ／ＣｅＯ２催化剂甲醇部分氧化性能的影响,并运用Ｎ２吸附、ＸＲＤ、ＵＶＶｉｓ、ＴＰＲ、Ｈ２ＴＰＤ和ＣＯＩＲ等手段对催化剂进行了表征．结果表明,ＺｎＯ的引入减少了Ｐｄ活性中心,降低了催化剂的活性,但提高了催化剂Ｈ２选择性和降低了ＣＯ选择性．ＡｕＰｄ／ＺｎＯＣｅＯ２催化剂的ＴＰＲ表明,在约２００℃时开始有部分ＺｎＯ被还原,ＣＯＩＲ显示ＣＯ吸收峰移向低频,这些结果表明ＡｕＰｄ／ＺｎＯＣｅＯ２催化剂中Ｐｄ和Ｚｎ之间发生了相互作用．Ｐｄ和Ｚｎ之间相互作用抑制了Ｐｄ的甲醇分解活性,有利于Ｈ２和ＣＯ２的生成,使Ａｕ-Ｐｄ／Ｚｎ-ＣｅＯ２催化剂表现出较高的Ｈ２选择性和较低的ＣＯ选择性．     

分子筛在乙醇脱水氨化反应中的一些催化行为

研究了常压、300～400℃温度范围内在分子筛作用下乙醇和氨的脱水胺化反应,用IR和TPD技术表征其表面酸性。发现分子筛窗口和孔道减小时,二乙胺和三乙胺生成量下降,氢型和碱金属阳离子交换的ZSM-5具有明显的择形作用。乙醇转化率与分子筛表面酸量有关。分子筛上的L酸中心可能是脱水氨化反应的主要活性中心。分子筛上的B酸中心似乎对副反应更有利。     

电沉积制备钯铂电极上乙醇的电催化氧化

研究了乙醇在碱性介质（１．０ｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＯＨ）中电沉积制备的Ｐｄ／ＧＣ、Ｐｔ／ＧＣ和Ｐｄ．Ｐｔ／ＧＣ电极上的电催化氧化．实验结果表明：由此法制备的钯铂系列合金电极对乙醇的电催化氧化表现出明显的协同效应─—乙醇在含把原子分数ｙｐｂ＝０．３３６的Ｐｄ－Ｐｔ／ＧＣ合金电极上的阳极交换电流密度是其在纯铂电极上的３０多倍．     

单金属双中心Ti-MCM-41分子筛催化剂的光催化性能

 制备了单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂，通过XRD、低温N2吸附－脱附、XPS及原子吸收光谱等对催化剂进行了表征．结果表明，单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂具有良好的长程有序结构和孔结构，其比表面积大于1000m2／g，孔径分布窄，最可几孔径为2．7nm；Ti的电子结合能为458．6eV，介于骨架Ti（选择性氧化活性中心）和非骨架Ti（光催化活性中心）之间．以H2O2和·OH的生成量为基准，考察了Ti－MCM－41对苯羟化反应的催化性能随光照时间、催化剂用量、加水量、反应温度和空气流速等条件的变化，得出了光催化反应的最佳条件．在无外加氧化剂的情况下，单金属双中心Ti－MCM－41上苯的转化率为0．2％，表明其确实具有一定的光催化性能，可实现光催化－选择性氧化的反应－反应耦合．与骨架取代Ti－MCM－41和MCM－41负载TiO2催化剂相比，单金属双中心Ti－MCM－41的催化活性最高．这主要是由于它既具有光催化活性中心，又具有选择性氧化活性中心．     

分子筛改性对一步法合成二甲醚的影响

采用浸渍法制备了MgO、CaO、ZnO改性的HZSM 5分子筛,并以改性HZSM 5为脱水剂与JC207甲醇合成催化剂组成双功能催化剂,在固定床反应器上考察了其对一步法合成二甲醚影响。结果表明,适量碱性氧化物的引入,引起分子筛表面的B酸中心（强酸中心）向L酸中心（弱酸中心）转变,而弱酸和中强酸中心是甲醇脱水生成二甲醚的活性中心,强酸中心会造成二甲醚进一步脱水生成烃类副产品,所以改性后产物中二氧化碳和烃类的选择性下降,二甲醚选择性升高。这种趋势在CaO/HZSM 5脱水剂上表现的更为明显。     

HZSM-5沸石上酯化反应的研究

以醋酸和乙醇的酯化为典型反应,讨论了一系列HNaZSM-5沸石的阳离子交换度对酯化活性和选择性的影响,并与不同交换度的HNaZSM-5沸石的TPD酸性测定结果进行了关联。考察了不同温度焙烧的HZSM-5对酯化活性和选择性的影响,并与不同温度焙烧的HZSM-5沸石吸附吡啶的红外光谱进行了关联。结果表明,酯化反应既可以在B酸中心上进行,亦可以在L酸中心上进行;而乙醇分子间脱水主要是在B酸中心上进行。有机胺中毒实验的结果证明,酯化反应主要是在HZSM-5沸石的内表面上进行的。     

分子筛催化剂上正十六烷的临氢异构化反应

 对分子筛催化剂上正十六烷的临氢异构化反应进行了研究，考察了不同分子筛催化剂的活性和选择性，并对临氢异构化反应的产物分布进行了分析．在此基础上，对正十六烷的临氢异构化反应机理进行了初步探讨．结果表明，正十六烷在中孔分子筛催化剂上的临氢异构化反应主要在分子筛外表面和孔口进行，分子筛的择形作用对异构选择性的影响有限．这与一般情况下低分子量正构烷烃在择形分子筛上的临氢异构化反应有所不同．临氢异构化反应的异构选择性主要取决于催化剂酸性组分的酸性质，弱酸和中等强度的酸对异构化反应有利，而催化剂的活性则由酸性组分中B酸中心的数量和加氢组分的活性共同决定．     

一氧化碳氧化的钯催化剂研究：Ⅱ.催化剂性能表征

分别用Ｘ－光电子能谱，Ｘ－射线衍射，氢氧滴定及红外光谱对催化剂Ｐｄ／α，δ－Ａｌ２Ｏ３进行了表征。结果表明：催化剂的活性组份Ｐｄ是以氧化钯ＰｄＯ和氯氧化钯Ｃｌ－Ｐｄ－Ｏ－Ａｌ两种形式存在，当催化剂经８００℃高温焙烧后，绝大部分Ｃｌ－Ｐｄ－Ｏ－Ａｌ转化为ＰｄＯ高温促进ＰｄＯ烧结，活性中心减少，从而解释了催化剂Ｐｄ／α，δ－Ａｌ２Ｏ３经高温焙烧后活性降低的原因。     

电沉积制备钯铂电极上乙醇的电催化氧化

研究了乙醇在碱性介质（１．０ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ）中电沉积制备的Ｐｂ／ＧＣ、Ｐｔ／ＧＣ和Ｐｄ－ｐｔ／ＧＣ电极上的电催化氧化,实验结果表明：由此法制备的钯铂系列合金电极对乙醇的电催化氧化表现出明显的协同效应－乙醇的含钯原子分数ｙｐｄ＝０．３３６的ｐｄ－ｐｔ／ＧＣ合金电极上的节极交换电流密度是其在纯铂电极上的３０多倍。     

硼、钾改性KX沸石上甲苯和甲醇的侧链烷基化反应

研究了硼、钾改性ＫＸ沸石催化剂的甲苯侧链烷基化反应性能。结果表明,硼和钾同时改性可显著地提高甲苯侧链烷基化反应活性,Ｈ３ＢＯ３和ＫＯＨ在催化剂样品浸渍过程中形成了不同化学计量比的碱金属硼酸盐,该硼酸盐在沸石上作为新的碱性中心而有利于醇的催化脱氢。实验发现,各样品的甲苯侧链反应产物收率与异丙醇分解产物丙酮选择性之间有较好的关联。此外,酸碱中毒试验也进一步证实碱性位在反应中起主要作用     

多级孔Fe-HBeta分子筛的合成及其催化性能探究

采用软模板法一步合成了一系列铁同晶取代的多级孔Beta分子筛(nFe-HBeta,n=Fe/Al),并通过等体积浸渍法制备出系列Ni基催化剂(10Ni/nFe-HBeta)。结果表明,系列nFe-HBeta均为结晶度高、孔道结构丰富的片状结构。异质铁原子的引入在降低介孔相有序度的同时,促使沸石颗粒粒径下降,中强酸性位点数量显著减少。对于10Ni/nFe-HBeta催化剂而言,骨架铁与NiO之间存在协同作用,可增强活性组分Ni与载体间的作用力,提高活性金属Ni的分散度,降低NiO颗粒粒径。在乙醇水蒸气重整催化反应中,铁元素的引入可规避酸性位以抑制乙醇脱水反应,同时加强CO和CH_4的水蒸气重整反应,有效提高H_2选择性。其中,10Ni/0.15Fe-HBeta催化剂在500℃时,H_2选择性高达72.15%,C_2H_5OH转化率为99.6%,反应12 h后的积炭量仅为4.3%。     

氧化镧催化剂上甲烷氧化偶联—不同制备方法的比较

本文研究了５种不同制法的Ｌａ＿２Ｏ＿３对甲烷氧化偶联的催化性能，其Ｃ＿２选择性和Ｃ＿２收率的相对顺序为：Ｌａ＿２Ｏ＿３（１）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（２）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（４）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（５）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（３）。并运用ＸＲＵ、ＸＰＳ、ＣＯ＿２－ＴＰＤ、ＮＨ＿３－ＴＰＤ和ＩＰＡ转化反应等技术分别对催化剂的体相结构和表面性质，表面酸碱性进行了测定。结果表明，由于制备方法的不同，导致了Ｌａ＿２Ｏ＿３晶体表面结构的差异，这是影响催化性能的主要原因。同时还发现，催化剂的活性和Ｃ＿２选择性与表面酸碱性存在着相依性，Ｌａ＿２Ｏ＿３表面的总碱位数与总酸位数的比值，与其催化性能有较好的直接对应关系。     

负载型金催化剂催化乙醇选择氧化反应

选择不同氧化物(Al2O3,SiO2,TiO2,MgO)和H-ZSM-5分子筛作为载体,以尿素为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了一系列负载型金催化剂.采用X射线衍射、电感耦合等离子体发射光谱、程序升温还原、NH3程序升温脱附和透射电镜等技术对催化剂样品进行了表征,并测定了催化剂对乙醇选择氧化反应的催化性能.选择Au/Al2O3催化剂,考察了金负载量、反应条件(温度、压力、时间)和添加剂对乙醇选择氧化反应的影响.结果表明,所制备的Au/Al2O3催化剂的金负载率较高,金粒子较小(3～4 nm)且分布均匀.载体对金催化剂催化乙醇氧化反应有显著影响,主要产物为乙醛、乙酸乙酯和缩醛.以TiO2为载体时,乙醇转化率较高.以Al2O3为载体时,乙酸乙酯选择性较高;少量碱性添加剂可抑制缩醛的生成,并可提高乙醇转化率和乙酸乙酯选择性.在优化的条件下,乙醇转化率可达4.7%,乙酸乙酯选择性可达93.5%.     

Catalytic Oxidation of CO and Benzene over Metal Nanoparticles Loaded on Hierarchical MFI Zeolite

In order to obtain highly active catalytic materials for oxidation of carbon monoxide and volatile organic compounds (VOCs), monometallic platinum, copper, and palladium catalysts were prepared by using of two types of ZSM-5 zeolite as supports—parent ZSM-5 and the same one treated by HF and NH₄F buffer solution. The catalyst samples, obtained by loading of platinum, palladium, and copper on ZSM-5 zeolite treated using HF and NH₄F buffer solution, were more active in the reaction of CO and benzene oxidation compared with catalyst samples containing untreated zeolite. The presence of secondary mesoporosity played a positive role in increasing the catalytic activity due to improved reactant diffusion. The only exception was the copper catalysts in the reaction of CO oxidation, in which case the catalyst, based on untreated ZSM-5 zeolite, was more active. In this specific case, the key role is played by the oxidative state of copper species loaded on the ZSM-5 zeolites.     

Study of methanol and isobutanol coupling over acid catalysts

The coupling of methanol and isobutanol was carried out over selected acid catalysts. An amorphous silica-alumina, a zeolite and aluminas were tested as catalysts of the coupling. The correlation between the catalysts acidity and their activity and selectivity was studied. The catalytic tests were carried out in a fixed-bed flow microreactor working on line with a gas-chromatograph. The acidic properties of the catalysts were followed by IR studies of pyridine adsorption. The results obtained proved that the strength and the concentration of acid sites on the catalysts surface effected the alcohols conversion to ethers. It was found that the undesirable dehydration of isobutanol to isobutene was catalyzed by stronger acid sites than those required for the etherification reaction. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Oxidative Esterification of Methacrolein to Methyl Methacrylate over Supported Palladium Catalyst

Methyl methacrylate (MMA) is an important monomer, widely used for producing acrylic plastics, polymer dispersions for paints and coatings. Traditional acetone cyanhydrin (ACH) method involves toxic hydrogen cyanide and a large quantity of ammonium bisulf…     

Esterification reaction using solid heterogeneous acid catalysts under solvent-less condition

The preparation of di-2-ethylhexylphthalate (DOP) via esterification reaction of phthalic anhydride by 2-ethylhexanol in the presence of solid acidic catalysts has been investigated. The used catalysts were natural zeolite, synthetic zeolites (ZEOKAR-2, ASHNCH-3), heteropolyacid H₄Si(W₃O₁₀)₄ and sulfated ZrO₂. The reactions were carried out under solvent-less conditions. It was observed that sulfated ZrO₂ has higher reactivity and efficiency among the investigated catalysts. In the next part of the work, important plasticizers and ester base oils have prepared through esterification reaction of anhydrides and acids by alcohols in the presence of sulfated zirconia.     

Sn-Al-β分子筛酸性在葡萄糖转化反应中作用的固体NMR研究

制备了一系列具有不同酸性质的β分子筛催化剂, 通过固体核磁共振(NMR)探针分子技术对其酸性质进行了表征, 并考察了其催化葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的性能. 吸附三甲基磷的³¹P NMR实验结果表明, 含有骨架Sn以及Al原子的Sn-Al-β催化剂同时具有Br?nsted与Lewis酸性. 通过2-¹³C-丙酮探针分子区分出 3种酸强度的Br?nsted酸位, 其中一种酸强度接近“超强酸”, 可能是由于空间邻近的Br?nsted酸位和Lewis酸位发生协同作用产生的. 葡萄糖转化为乙酰丙酸甲酯的催化反应结果表明, 相比于分别只含有Lewis酸位和Br?nsted酸位的Sn-β和Al-β样品以及两者的物理混合样品, Sn-Al-β分子筛催化剂具有高催化活性与产物选择性, 这主要是由于Br?nsted酸位和Lewis酸位的协同作用产生了强Br?nsted酸位, 这种强Br?nsted酸位进一步导致了更高的催化活性.