IM-5分子筛在Ni-Cu催化剂甲烷热裂解制氢反应中的作用研究

甲烷热裂解制氢并生成高附加值的纳米碳材料,被认为是极具发展前景的氢气生产途径,但高性能催化剂的研发仍存在诸多挑战.我们选择多种载体(TS-1、 IM-5、 Y、介孔SiO₂、 γ-Al₂O₃、 CNTs),采用浸渍法制备Ni-Cu负载催化剂,通过低温N2吸附-脱附、 XRD、 SEM和H₂-TPR等系列表征方法对样品进行分析,考察不同载体对催化剂甲烷裂解制氢和纳米碳材料的影响.实验结果发现,分子筛载体独特的孔道结构有利于金属颗粒的分散,能有效避免反应中界面效应导致的催化剂失活,可提高催化剂反应活性并延长反应寿命,也显著提高了其碳产率.其中以IM-5分子筛为载体的催化剂表现最佳,在反应温度为700℃时, NiCu/IM-5催化剂甲烷转化率高达80%,氢气选择性达100%,反应400 min后活性未见明显降低. NiCu/IM-5催化剂碳产率高达1 446 g_C/g_cat,是NiCu/SiO₂催化剂的5.7倍, NiCu/γ-Al     

MCM-41负载ZrCl4催化喹啉衍生物的合成研究

喹啉衍生物在生物、医药及精细化学品中有重要的应用。本文以MCM-41负载ZrCl4(ZrCl4/MCM-41)为价廉、无毒及可循环使用的催化剂,以芳香胺和正丁醛为原料,采用"一锅法"合成了一系列2,3-二取代喹啉衍生物,当反应条件为n(苯胺)∶n(正丁醛)=1∶3、40℃下反应5h时,3-乙基-2-丙基喹啉的收率为71%,同时生成N-丁基苯胺的收率为10%。复合催化剂ZrCl4/MCM-41至少可以重复使用3次。     

通过调变SAPO-11的孔道和酸性制备高选择性加氢裂化/异构化催化剂北大核心CSCD

为了制备一种高选择性生产生物航空煤油的加氢异构化/加氢裂化催化剂,分别研究了酸和碱改性对分子筛SAPO-11的结构性质和酸性质的影响.当采用适当的磷酸浓度(0.3 mol·L^(-1),样品X2)时,样品具有良好的结晶度(64%)、外比表面积(204 m^(2)·g^(-1))和介孔体积(0.412 cm^(3)·g^(-1)),且均远高于对比样品.而最佳氢氧化钠浓度(0.5 mol·L^(-1),样品Y4)也显示出样品良好的结晶度、外比表面积和介孔体积(分别为77%、169 m^(2)·g^(-1)、0.416 cm^(3)·g^(-1)).通过XRD、NH3-TPD、SEM和IR对催化剂进行了详细的表征.Py-IR分析结果表明,样品的Bro¨nsted酸位点经过磷酸修饰和碱修饰后转化为Lewis酸位点.采用正十六烷对催化剂的加氢裂化/异构化性能评价表明,磷酸改性和碱改性可以提高正十六烷的转化率和产物的异正比,原因是酸碱处理提供了优化的外比表面积、介孔度和酸性质.对于长链正构烷烃的催化反应而言,增加分子筛的介孔度,也就是增加了分子筛的外比表面积,这减少了传质阻力,有助于增加长链烷烃与活性催化位点接触的频率,从而显著提高了Pt/SAPO-11对正十六烷的加氢异构化/加氢裂化能力,提高了生物航空煤油组分的产率.     

气相色谱法在苯甲酸乙酯合成实验中的应用

苯甲酸乙酯合成实验是有机化学实验的重要内容,传统的判断反应终点的方法是依靠观察反应的水珠挂壁现象和反应时间来确定,只能定性判断,不能定量、准确地描述反应进行的程度。利用气相色谱仪分别采用内标法和外标法对反应进行监测,定量地判断终点,使学生借助现代的科学仪器加深对反应原理的理解。     

Fe基催化剂的酸性调控及其对加氢脱硫反应路径选择性的影响

以Fe作为主活性金属、Zn作为助活性金属,制备了Y型分子筛改性的Fe基加氢脱硫(HDS)催化剂。采用低温氮气物理吸附、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和吡啶红外(Py-IR)等表征方法对改性前后Fe基催化剂的形貌、孔结构、分散性、还原性、电子缺陷结构以及酸性等变化进行了研究,并使用固定床反应器对Fe基催化剂的HDS性能进行了评价。结果表明,Y型分子筛的引入提供了Br?nsted(B)酸中心,使得Fe基催化剂的脱硫率提高了10.7%-34.1%。同时,B酸中心提高了催化剂的直接脱硫(DDS)反应路径的选择性。此外,B酸中心在促进DDS反应路径选择性增加的同时,抑制了预加氢脱硫(HYD)反应路径中四氢二苯并噻吩(THDBT)和六氢二苯并噻吩(HHDBT)更进一步的深度加氢,从而在保证脱硫率提升的同时又降低了氢耗。其根本原因可能是Y型分子筛的引入增强了催化剂的酸性,特别是B酸中心和活性金属之间的相互作用促进了电子转移,从而调节了Fe物种的...     

碱改性ZSM-11分子筛及其催化裂化增产烯烃性能

通过晶种辅助法合成ZSM-11分子筛,并对其进行碱处理从而制备了改性样品ZSM-11-AT.采用XRD、 N₂吸附和脱附、 XRF、 TEM、 NH₃-TPD和Py-IR等表征手段对样品ZSM-5、 ZSM-11和ZSM-11-AT的物化性质进行了表征和对比分析,发现改性样品ZSM-11-AT的比表面积、孔隙结构和酸性质均得到了改善.采用固定床反应装置对样品的催化裂化性能进行了评价,对样品ZSM-5、 ZSM-11和ZSM-11-AT的反应物转化率和产物分布进行了对比研究.结果表明, ZSM-11和ZSM-11-AT在烯烃乙烯和丙烯产率方面优于ZSM-5.与ZSM-11相比, ZSM-11-AT的催化性能得到了进一步的提高.     

用二茂锆配合物一锅法合成1,1’-二取代联烯

二氯二茂锆(Cp_2ZrCl_2)与乙基溴化镁(EtMgBr)反应生成二乙基二茂锆(Cp_2ZrEt_2),再与1,4-二烷氧基-2-丁炔反应形成锆杂环戊烯,经过烷氧基在锆原子上的消除直接得到1,1′-二取代联烯(端联烯)。或者Cp_2ZrCl_2与正丁基锂(n-BuLi)反应生成二丁基二茂锆(Cp_2ZrBu_2),再与α-烯烃反应形成锆杂环戊烷,然后与1,4-二烷氧基-2-丁炔反应形成锆杂环戊烯,经过烷氧基在锆原子上的消除得到端联烯。上述反应合成端联烯的收率都比较高,这为构造端联烯衍生物提供了一种简单实用的方法。     

氯化锆催化芳胺和正丁醛合成喹啉衍生物

以ZrCl4为催化剂,芳胺和醛为原料,采用"一锅法"合成了喹啉衍生物;考察了空气、催化剂用量、原料比例以及芳胺的取代基等因素对反应收率的影响;利用高分辨质谱和核磁共振谱(1 H NMR、13 C NMR)表征了产物的分子结构.结果表明,以苯胺和正丁醛为原料时,3-乙基-2-丙基喹啉的收率可达65%,同时生成27%的N-丁基苯胺;工艺经改进后,反应条件温和、操作简便、催化剂用量少、产物收率高.