中孔分子筛Al/SO42-/Al-MCM-41的合成、表征及催化性能

分别用H2SO4和Al2(SO4)3对中孔分子筛Al-MCM-41进行改性,得到了中孔分子筛SO42-/Al-MCM-41和Al/SO24-/Al-MCM-41。采用X射线多晶衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等测试技术对样品的结构和表面酸性进行了表征。分别用Al-MCM-41、SO24-/Al-MCM-41和Al/SO24-/Al-MCM-41催化合成丙酸香叶酯,比较了三者的催化性能。结果表明,用Al2(SO4)3改性中孔分子筛Al-MCM-41,能得到仍保持着六方介孔结构的中孔分子筛Al/SO24-/Al-MCM-41,其酸性和催化性能比用H2SO4改性得到的SO24-/Al-MCM-41更强;用Al2(SO4)3改性不仅SO24-附着在了分子筛骨架上,而且Al也接枝在了分子筛骨架上。     

六水合三氯化铁催化3-甲基环己酮与丙酮酸乙酯交叉羟醛缩合制备薄荷内酯

用FeCl3·6H2O催化3-甲基环己酮与丙酮酸乙酯交叉羟醛缩合,制得2-(2-氧代-4-甲基环己叉基)丙酸乙酯和7a-羟基薄荷内酯,皂化后用硼氢化钠还原、酸化制得(±)-薄荷内酯,产率为51%。考察了3-甲基环己酮的烯醇式异构化的位置选择性和粗产物中(±)-薄荷内酯与(±)-异薄荷内酯异构体的比例。     

结构化纳米Ziegler-Natta催化剂制备超高分子量聚乙烯

用1,4-丁二醇作为络合沉淀剂,通过再结晶活化法将晶型混乱并具有晶格缺陷的纳米级MgCl2晶粒均匀分散在硅胶表面,形成结构化纳米载体.将此载体用于负载TiCl4得到结构化纳米Ziegler-Natta催化剂.研究了醇镁比对载体形貌的影响,以及结构化纳米催化剂用于乙烯聚合的催化特性和产物特点.乙烯淤浆高压聚合结果表明结构化纳米Ziegler-Natta催化剂可用于制备超高分子量聚乙烯,并且温度对催化剂活性和聚乙烯产物的分子量都有很大的影响,在实验条件下催化剂活性可达到1261 kg PE.(molTi)-1.h-1.10-5Pa-1,超高分子量聚乙烯的黏均分子量可达到5.87×106.SEM、DSC和粒径分析等结果表明,结构化纳米催化剂制备的聚乙烯产物结晶度高,在实验考察条件下最高可达到49.5%,而且产物形貌规整,接近球形,平均粒径在68～69μm之间,利于后续的生产加工.     

可充镁电池正极材料PTMA/石墨烯

本文制备了聚4-甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯(PTMA)/石墨烯纳米复合材料,并报道了其作为可充镁电池正极材料的电化学性能.通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征复合材料的结构和形貌;循环伏安和恒电流充放电测试其电化学性能.粒径10 nm左右的PTMA颗粒分散在具有导电作用的石墨烯表面;在"一代"电解液Mg(AlCl2BuEt)2/四氢呋喃(THF)(0.25 mol L-1)中,22.8mA g-1充放电电流密度下,PTMA/石墨烯复合材料的起始放电容量可达到81.2 mAh g-1.研究结果表明,含有自由基的有机化合物可以作为可充镁电池的一类新型正极材料,可以进一步通过使用具有高氧化分解电压的电解液来提高其放电容量.     

氢气对正丁烷/空气混合物催化着火的热作用和化学作用

通过对正丁烷/氢气/空气混合物在Pt 催化表面的详细反应机理分析, 研究了氢气添加对正丁烷/空气混合物催化着火过程的影响. 研究发现, 在正丁烷/空气混合中添加氢气有助于正丁烷在更低的温度下实现催化着火, 而且不同的氢气添加量对混合物的着火温度和着火过程呈现不同的影响: 当氢气添加量较小时, 氢气的作用主要呈现为热影响; 而当氢气添加量较大时, 氢气的作用主要呈现为化学影响. 这些结果与实验结果是一致的. 本文进一步确定了发挥不同作用的氢气添加量的范围, 并分别对热作用和化学作用情况下的着火启动反应进行了动力学分析.     

金鸡纳碱衍生物修饰的负载铱催化剂催化芳香酮不对称加氢

以金鸡纳碱衍生物作为手性修饰剂, 研究了三苯基膦稳定的Ir/SiO₂催化剂催化芳香酮多相不对称加氢. 通过电感耦合等离子体原子发射发谱(ICP-AES)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X 射线光电子能谱(XPS)、Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积测试等固体表面分析手段对负载铱催化体系进行了表征; 利用红外(IR)光谱、固体核磁共振(NMR)等分析手段初步表征了负载铱多相催化体系中手性修饰剂-金属-稳定剂在载体上的相互作用; 利用“均相与多相催化体系的对比”、“催化剂稳定性实验”、“汞中毒实验”等方法阐明了手性修饰的负载铱催化体系是多相催化体系. 还考察了稳定剂种类、修饰剂种类、金属负载量、溶剂、碱添加剂种类等因素对不对称加氢反应的影响. 结果表明, 金鸡纳碱衍生物对Ir/SiO₂催化剂具有较好的修饰作用, 在优化反应条件下苯乙酮及其衍生物加氢反应的对映选择性为52%-96%, 4-乙酰基吡啶、2-乙酰基噻吩及2-乙酰基呋喃加氢反应的对映选择性可分别达到74%、75%及63%.     

第十三届全国均相催化学术讨论会第一轮通知

一、会议介绍由中国化学会催化委员会均相催化专业委员会主办,中国科学院兰州化学物理研究所和苏州大学材料与化学化工学部联合承办的第十三届全国均相催化学术讨论会定于2013年9月25-27日在美丽的苏州举行.本届会议是全国均相催化和相关领域专家学者的一次聚会,将全面展示两年来我国在这些领域取得的研究成果,交流和讨论均相催化发展的新趋势和所面临的机遇与挑战,以推动我国均相催化领域的研究和相关产业向更高的目标迈进.     

Pt 含量对Co@Pt/C核壳结构催化剂性能的影响

采用两步还原法制得Co@Pt/C核壳结构催化剂, 其中Co与Pt 的总质量分数为20%. 通过改变金属前驱体的用量, 制备了不同Co:Pt 原子比的Co@Pt/C 催化剂, 以20% (w) Co@Pt(1:1)/C 与20% (w) Co@Pt(1:3)/C 表示. 采用透射电镜(TEM)、光电子射线能谱分析(XPS)、循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)等方法考察了其结构与性能, 并与实验室早先制备的40% (w) Co@Pt/C 催化剂进行了比较. 自制20% Co@Pt(1:1)/C 与20% Co@Pt(1:3)/C 催化剂的金属颗粒直径约为2.2-2.3 nm, 在碳载体上分散均匀, 粒径分布范围较窄, 电化学活性比表面积(ECSA)分别为56 和60 m²·g^-1, 均超过商用催化剂20% Pt/C(E-tek) (ECSA=54 m²·g^-1). 20%Co@Pt(1:1)/C 与20% Co@Pt(1:3)/C 的半波电位相较于40% Co@Pt(1:1)/C 和40% Co@Pt(1:3)/C 均向正向移动, 表现出更好的氧还原(ORR)催化活性, 并有望降低催化剂的成本, 在质子交换膜燃料电池领域表现出良好的应用前景.     

稀释蒸汽中Na+及积炭对甲醇制丙烯催化剂性能影响

考察了稀释蒸汽中Na⁺及积炭对甲醇制丙烯(MTP)催化剂物理化学性质和催化性能影响, 及离子交换后催化性能. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光(XRF)光谱、N₂吸附-脱附、程序升温氨脱附(NH3-TPD)和热重(TG)分析等方法对失活和再生催化剂进行了表征, 并在101325 Pa、470℃ 和甲醇空速(WHSV)为1.0-3.0 h^-1的反应条件下, 采用连续流动固定床微型反应器考察其催化甲醇制丙烯性能. 结果表明: MTP反应970 h后的催化剂晶体结构和形貌没有受到明显破坏, 但稀释蒸汽中Na⁺极易扩散至催化剂表面,部分取代H质子的位置, 从而使催化剂酸性逐渐下降而中毒失活; 另外, MTP催化剂表面的积炭导致分子筛微孔堵塞是造成其失活的主要原因, 可通过烧炭再生过程消除, 而水蒸汽脱铝对催化剂性能的影响缓慢但更严重. 用再生和离子交换处理后, Na⁺中毒催化剂MTP反应性能基本完全恢复. 在470 h反应过程中, 甲醇转化率保持在99%以上, 丙烯选择性大于46%, 且随着反应时间的延长, 丙烯选择性逐渐升高、乙烯选择性逐渐下降.     

EDTA对活性炭的功能化处理及其对炭载Pd催化剂电催化性能的影响

采用乙二胺四乙酸(EDTA)对活性炭进行功能化处理, 研究了其对表面基团、炭载Pd 纳米粒子结构及Pd催化剂电催化性能的影响. 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)表征表明, EDTA处理在炭表面引入了含氮基团. X射线粉末衍射(XRD)光谱、透射电镜(TEM)和电化学测试结果显示, 活性炭经EDTA处理后, 负载的Pd粒子粒径虽有所增大, 但由于炭载体与Pd粒子相互作用的增强, Pd利用率增加, 催化剂对甲酸氧化的活性和稳定性均显著提高. 电化学阻抗谱(EIS)分析进一步揭示, 甲酸在该催化剂电极上的电氧化反应具有较低的电荷传递电阻.