自组装型Pt/γ-Al2O3催化剂用于低温去除挥发性有机物

分别通过自组装法(AS)和浸渍法(WI)制备得到纳米催化剂Pt/γ-Al₂O₃-AS和Pt/γ-Al₂O₃-WI, 并用于评价甲苯、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯等易挥发性有机物(VOCs)的氧化性能. 通过各种表征手段探究了催化剂形态、结构及表面性质与催化剂氧化活性的关系. 结果表明, Pt/γ-Al₂O₃-AS在低温下即可实现VOCs的完全氧化. 在气体浓度(体积分数)为1000×10^-6, 空速为18000 mL·g^-1·h^-1的条件下, 甲苯、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯被Pt/γ-Al₂O₃-AS催化剂完全氧化的温度分别为130、135、145、215℃, 展现出了优异的氧化性能, 且具有很好的稳定性. 该催化剂较高的比表面积、较小的Pt纳米粒径、较好的Pt纳米颗粒分散度、更好的低温还原效果及丰富的表面羟基是具有较高催化活性的重要因素.     

组合型Pt3Sn/Al2O3催化剂用于芳香硝基化合物一锅法合成N-烷基芳胺

采用吸附法制备了组合型Pt₃Sn/Al₂O₃双金属催化剂, 将该催化剂用于芳香硝基化合物原位液相加氢一锅法合成N-烷基芳胺. 研究表明, 在503 K, 空速为7.5 h^-1, 水体积分数为5%时, 1%(质量分数)Pt₃Sn/Al₂O₃催化剂具有较高的催化性能, 硝基苯的转化率为100%, N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺的总选择性为98.2%. 同时,该催化剂对原位液相加氢烷基化反应具有一定普适性, 本文研究的14 种芳香硝基化合物与低级脂肪醇反应,均具有较高的N-烷基化产率.     

高效组合型Pt-Fe/C 催化剂用于肉桂醛选择性加氢反应

采用有机金属化合物Pt2(dba)3(dba为二亚苄基丙酮)还原分解法制得均匀分布的Pt纳米颗粒(粒径在2.0nm左右),直接吸附到经预处理的Fe/C载体上,即得到了组合型Pt-Fe/C催化剂.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和能量散射X射线谱(EDS)等技术表征了催化剂表面Pt颗粒大小分布,Pt、Fe化学态和催化剂表面元素等.将该组合型催化剂用于肉桂醛(CAL)选择性加氢反应,获得了良好的效果,其催化活性比浸渍法制备的Pt/C催化剂高1倍以上.在60°C、2.5h、4.0MPaH2反应条件下,1%(w,质量分数)Pt-1.5%(w)Fe/C催化剂肉桂醛加氢转化率为99.2%,肉桂醇(COL)选择性达到85.0%.     

高效组合型 Pd/C 催化剂用于 Suzuki 偶联反应

 采用有机金属 Pd2(dba)3 (dba 为二亚苄基丙酮) 还原分解法制得均匀分布的 Pd 纳米颗粒 (粒径为 3~6 nm) 混合液, 并用活性炭直接吸附得到了组合型 Pd/C 纳米催化剂. 采用透射电子显微镜、X 射线光电子能谱和 X 射线衍射等手段测定了催化剂表面 Pd 颗粒大小分布、晶型和化学态等. 将该催化剂用于 Suzuki 碳-碳偶联反应, 其催化活性比浸渍法制备的 Pd/C 催化剂高 2 倍以上. 以溴代芳烃为底物时, 在 80 oC 下 0.5 h 后偶联产物收率可达 98% 以上. 以邻氯硝基苯为底物时, 在 110 oC 下 1 h 后偶联产物收率可达 64%; 延长反应时间, 产物收率可达 90% 以上.     

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。     

高(111)晶面暴露的Pd纳米颗粒的制备与表征及其加氢性能

通过液相氢气还原法,在不同温度下制备出了不同（111）晶面占比的Pd单晶纳米颗粒,用活性炭吸附制备成Pd/C纳米催化剂。通过透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换（FFT）、X射线衍射（XRD）表征证实了低温下制备的Pd纳米颗粒具有较高的（111）晶面占比。氢氧脉冲滴定（H₂-O₂）和H₂-程序升温脱附（H₂-TPD）结果显示,上述催化剂表面吸附氢气量与其Pd（111）晶面占比呈线性关系。此外,该系列Pd/C催化剂具有相似的粒径4.3 nm以及较窄的尺寸分布,相近的孔隙参数和Pd负载量,从而可对比（111）晶面比例差异对其加氢性能的影响。3个探针反应（苯乙烯、环己烯和对硝基甲苯的加氢反应）的实验结果表明,相比于低（111）晶面暴露比例的Pd/C催化剂,含有高（111）晶面暴露比例的Pd/C催化剂显示出更高的加氢活性,且Pd（111）晶面比例与氢气消耗速率呈一定的线性关系,这归因于H₂优先吸附于Pd（111）晶面促进了活性氢原子的形成。基于以上分析,高（111）晶面暴露的Pd基催化剂有利于加氢性能的提高。     

原位液相催化加氢法合成N-乙基苯胺和N，N-二乙基苯胺

以硝基苯为原料,Pt/γ-Al2O3为催化剂,乙醇水溶液为溶剂和氢供体,采用原位液相加氢一步法合成了N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺.采用低温N2吸附-脱附、电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射、程序升温化学吸附和透射电子显微镜等对Pt/γ-Al2O3催化剂进行了表征,并考察了所制备催化剂的原位液相加氢性能.结果表明,在温度为503K、压力为5.0MPa、空速为3.2h-1、溶剂水含量为30%以及硝基苯浓度为8%的反应条件下,在Pt/γ-Al2O3催化剂上原位液相加氢合成N-乙基苯胺及N,N-二乙基苯胺有较好的结果,硝基苯转化率达到100%,N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺的总收率达到99.5%.讨论了硝基苯原位液相加氢合成N-乙基苯胺和N,N-二乙基苯胺的反应机理.     

氯仿—苯—正丁醇三元体系加压相平衡研究

本文根据氯仿、苯、正丁醇有关二元体系测数据统一关联所得的能量参数关联式，用Ｗｉｌｓｏｎ方程对氯仿－苯－正丁醇三元体系在１０１－３０３ＫＰａ压力下的汽液平衡作了预测，并与本工作的实测数据比较，二者符合良好。实验结果表明，这三元体系与氯仿－苯－乙醇体系的汽液相平衡行为具有相似的规律。     

非晶态铁基固体碱催化剂的酯交换性能

通过化学还原法和共沉淀法分别制备了非晶态和晶态的FeCeOx/SiO2固体碱催化剂。与晶态的FeCeOx/SiO2相比,非晶态的FeCeOx/SiO2催化剂对梨醇酯与甲醇的酯交换活性显著提高。通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)结合选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO2-TPD和NH3-TPD等对催化剂进行表征。结果表明催化剂的活性与其碱性密切相关,非晶态FeCeOx/SiO2显示出相对于晶态FeCeOx/SiO2更强的碱性。使用非晶态FeCeOx/SiO2催化剂进行梨醇酯酯交换反应,在130℃下反应10 h,梨醇酯的转化率达到95%,异戊烯醇的选择性达到96%。在重复使用10次后,催化剂活性基本不变。对新鲜的和套用10次后的FeCeOx/SiO2催化剂进行X射线衍射分析,表明该催化剂在套用10次后仍未晶化,证实其具有良好的稳定性,说明该催化剂在非均相催化酯交换反应中具有应用价值。     

组合型Pt/TiO_2催化剂用于低温催化甲苯完全氧化

将均匀分布的纳米Pt粒子直接吸附到TiO2载体上,即制得了组合型Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-AS).与浸渍法制备的Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-WI)比较,Pt/TiO2-AS催化剂在催化甲苯完全氧化反应中表现出了很好的催化性能,甲苯转化率为100%时的反应温度低至150°C,而且即使在较高甲苯浓度和较高气体空速下,该催化剂也能保持较好的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)及傅里叶变换红外(FTIR)光谱等对两种Pt/TiO2催化剂的结构和表面性能进行了表征.结果表明组合型Pt/TiO2-AS催化剂粒径小(2.5 nm),活性组分主要以Pt0形式存在且分布在载体表面,而且载体表面Ti―O键活化使催化剂具有较强的催化氧化能力.另外,活性中心的价态变化(Pt0→Ptδ+)是导致Pt/TiO2-AS催化剂失活的主要原因.