等级孔微孔-介孔Fe2O3/ZSM-5中空分子筛催化材料的制备及催化苄基化性能

ZSM-5分子筛具有极其均匀的孔道结构、 良好的形状选择性和催化活性及耐水热稳定性, 是一种高效、 绿色的固体催化剂, 被广泛应用于石油催化裂化、 精细化工和环境保护等领域. 但其单一的微孔结构大大降低了客体分子的流通扩散性, 导致由大分子参与的芳烃烷基化反应受到极大限制. 本文采用NaOH/四丙基氢氧化铵(TPAOH)混合碱处理微孔ZSM-5, 制备了具备高结晶度、 高比表面积的等级孔微孔-介孔ZSM-5中空分子筛材料, 该材料在保持微孔孔道良好水热稳定性和大量活性中心的同时, 还通过介孔的引入进一步促进反应物及产物的扩散, 使间三甲苯苄基化反应的转化率提高了3.8倍. 通过在等级孔微孔-介孔ZSM-5中空材料上负载Fe, 开发出了具有双功能的等级孔微孔-介孔Fe₂O₃/ZSM-5中空催化剂, 该催化剂在苯的苄基化反应中表现出优异的催化性能, 当Fe负载量(质量分数)为6.67%, 反应温度为75 ℃, 反应时间为15 min时, 转化率高达98.3%, 选择性为81.6%, 最终收率达到80.2%.     

新型多取代3-烯基吲哚的合成

开发了一种以吲哚为起始原料,合成具有多个反应位点的多取代3-烯基吲哚的新方法,合成了9个目标化合物,其中8个为新化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。     

炭吸附Bi2O3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究

利用炭吸附溶胶凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,氧化铋为铋源制备氧化铋含量为10;(质量分数)的纳米Bi2O3/TiO2复合粉体.通过热重/差热仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征.结果表明:炭黑的吸附有效阻止了纳米Bi2O3/TiO2复合粉体在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,制得的粉体颗粒均匀,分散性好,团聚较少,经600℃焙烧的粉体,平均颗粒直径约为18.8 nm,比表面积约为86.52 m2/g.亚甲基蓝紫外光催化反应结果表明,在50 min内亚甲基蓝在Bi2O3/TiO2催化剂上几乎完全分解.     

生态系统中铅的迁移转化特征

用原子吸收光谱法研究铅在生态系统中的迁移转化,结果表明,颗粒态铅在鱼鳃和肌肉的积累,可分别用模拟方程:y=17.7751nx—0.2937和y=5.5927Inx—0.1869来表示。随着时间的延长,水中铅浓度升高很快,铅在水体中很容易净化,铅的沉积、释放、积累、排泄等过程是这样来进行的:铅在水中经沉积进入悬浮物,经积累进入鱼体;由悬浮物的释放可进入水体;由吸附态悬浮物转入鱼体内。鱼体内的铅可以通过排泄进入水体和悬浮物中,从而构成了在生态系统中的迁移转化。     

超高稳定性的等级孔碳负载高分散铜基选择性加氢催化剂

负载型Pd,Pt,Au等贵金属催化剂由于具有较高活性而被广泛应用于选择性加氢催化领域,但资源稀缺、价格昂贵等问题严重制约了其在催化领域的长远发展.目前大量研究结果表明,非贵金属催化剂也具有较高的选择性催化加氢能力,在已被报道的非贵金属加氢催化剂中,铜基催化剂由于在选择性加氢反应中表现出较高加氢选择性和活性引起了人们的广泛关注.然而,早期研究的负载型铜基催化剂普遍存在催化稳定性较低的问题,所以提高铜基催化剂的使用寿命成为了问题关键.本文以铜基有机金属框架HKUST-1作为合成目标催化剂的前驱体,首先探究了水热合成条件对HKUST-1合成结构完整性及结晶度的影响,再通过精确调控HKUST-1的原位碳化过程,利用金属有机框架高温分解自还原行为,成功制备出了等级孔碳负载的高分散铜基催化剂,并将所制备的催化剂应用于1,3-丁二烯选择性加氢反应中.扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸脱附、傅里叶红外吸收光谱、X射线光电子能谱等技术用来表征了碳化前后催化剂载体结构的变化,铜粒子尺寸、价态及其在载体中分布的变化.文中也深入探究了以上因素对催化剂选择性催化加氢性能的影响.研究表明:120℃水热合成18 h能获得尺寸在15μm左右,结晶度高且形貌规整的HKUST-1前驱体.随后通过合理地控制金属有机框架分解过程,可实现对碳载体的等级孔结构和活性铜纳米粒子的分散程度的精确调控,获得高效等级孔载体结构和高分散铜位点的催化剂.不仅如此,通过一步碳化自还原HKUST-1制备的等级孔碳负载Cu的催化性能表现出对碳化温度高度的关联性.其催化活性随碳化处理温度的升高呈现先增强后减弱的趋势,但所有获得的催化剂对单烯烃都具有很高的选择性(>98%).特别地,本文发现在600℃碳化合成的催化剂在低温75℃反应可实现对1,3-丁二烯的100%转化,对丁烯的选择性为100%.同时,该催化剂在恒温75℃下持续反应120 h以上,其对丁二烯转化率和对丁烯选择性依然保持100%,表现出了超高的催化稳定性和潜在的商用价值.本文展示了通过简单地调控金属有机骨架的碳化过程是获得具有优异选择性催化加氢性能的铜基催化剂的有效途径.     

一步液滴法合成酸性和孔道属性可调的硅铝酸盐载体及其Pd基催化剂的性能研究

通过一步液滴法在不同的反应溶剂体系下制备了一系列无定形硅铝酸盐载体, 并进一步制备出Pd基负载型多孔催化材料, 探究了反应溶剂极性和反应物Si/Al比对载体材料和催化剂的影响, 实现了通过一步液滴法调控硅铝酸盐酸性和孔道属性. 结果表明, 在极性较小的反应溶剂体系中制得了富含介孔的无定形硅铝酸盐载体材料, 并且通过改变Si/Al比可实现载体材料的酸性、 比表面积及孔道尺寸的调控, 比表面积和总酸量分别达到349.6 m²/g和1.389 mmol/g. 由于该载体材料高的比表面积及丰富的介孔孔道, 所制得的Pd基负载型多孔催化材料的Pd金属分散性达到了63.17%, 在硝基苯加氢反应中实现了99.75%的转化率和94.62%的选择性, 在苯甲醇氧化反应中表现出40.61%的转化率及38.09%的选择性, 远远优于利用商用载体合成的 Pd/Al₂O₃催化材料. 这种简单有效的合成方法使得按照目标催化反应的类型来设计高效催化剂成为可能.     

非金属元素掺杂及三维花状多级结构对介孔TiO_2可见光催化性能的促进作用

分别以尿素和葡萄糖为氮源和碳源,在温和条件下合成了具有三维花状多级结构的氮/碳掺杂二氧化钛.研究了非金属元素掺杂及三维花状多级结构对介孔TiO_2可见光催化性能的促进作用,结果表明,二者在增强TiO_2在可见光区域的吸收和提高TiO_2材料的光催化活性方面起到了协同促进的作用.     

多级孔催化剂的合成及应用(英文)

系统总结了多级孔分子筛、多级孔金属氧化物和多级孔碳基材料等多级孔催化剂材料的研究进展, 主要阐述了多级孔催化剂材料已有的制备方法及其在催化领域中的应用.     

金属有机骨架高温自还原制备高性能等级孔碳负载Co基催化剂

以钴基金属有机框架为前驱体, 利用一步高温碳化自还原法, 通过精确调控碳化过程, 实现等级孔道结构及钴纳米颗粒分散性的可控调节, 制备出高催化活性及产物选择性的等级孔碳负载Co基催化剂. 研究发现, 600 ℃碳化后的催化剂为具有高比表面积的等级孔道结构和高分散的钴纳米颗粒, 在选择性催化1,3-丁二烯加氢反应中, 丁二烯完全转化温度低至60 ℃, 对应丁烯的选择性高达61%, 实现了低温高选择性催化加氢.