季铵盐相转移催化氧化噻吩脱硫的研究

在验证季铵盐相转移催化氧化噻吩脱硫符合Starks循环模型的基础上推导了噻吩氧化脱硫的反应历程. 反应历程主要包括氧化活性组分从水相向有机相的转移和有机相中的离子反应两个基本阶段, 通过理论计算得到了季铵盐阳离子的萃取平衡常数、阴离子的亲核性以及决定阴阳离子相互作用能的离子有效半径, 筛选出了与实验结果一致的具有良好的相转移催化效果的四丁基溴化铵, 脱硫率最高可达到86.36%; 动力学研究结果表明, 以四丁基溴化铵作为相转移催化剂(PTC), H2O2/HCOOH氧化噻吩脱硫为一级反应.     

环己酮合成实验的改进

对环己酮的合成实验进行了改进。以WO3为催化剂、H2O2为氧化剂、四丁基溴化铵（TBAB）为相转移催化剂,催化氧化环己醇制备环己酮。确定了催化剂、氧化剂和相转移催化剂的用量,并研究了反应温度和时间等条件对反应的影响。     

催化裂化汽油的相转移催化氧化脱硫反应研究

研究了相转移催化应用于催化裂化汽油氧化脱硫反应的循环模型, 并从影响循环效应的主要因素入手, 筛选出了催化氧化效果较好的相转移催化剂四丁基溴化铵和氧化剂过氧甲酸; 动力学研究表明, 以四丁基溴化铵作为相转移催化剂, 过氧甲酸氧化脱除催化裂化汽油中含硫化合物的反应为表观一级反应, 反应的活化能为E_a＝59.39 kJ/mol, 脱硫率可达98.36%.     

Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应-催化剂床层温度分布

在连续流动的固定床反应装置上,考察了Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应中催化剂床层的温度分布。实验在常压、750℃~950℃、2000h-1~20000h-1下进行,研究了外控炉温、空速和进料组成对催化剂床层温度分布的影响。结果表明,催化剂床层中的温度梯度较甲烷部分氧化反应平缓,在CH4/CO2/H2O/O2=50/12.5/12.5/25（摩尔比）、20000h-1下,催化剂床层中入口处温度比炉温高约80℃,出口处温度与器壁温度相当。空速越低,催化剂床层入口处温度(tmax)与炉温之差Δtmax越小(20000h-1时,Δtmax=80℃;2000h-1时,Δtmax=30℃)。当原料气中不含O2时,催化剂床层入口处没有观测到温度骤升的现象。催化剂床层温度分布出现“低谷”现象,温度最低点(tmin)比炉温低30℃~40℃。根据温度分布曲线,大体可将催化剂床层分为三个区域：富氧区、贫氧区和无氧区。富氧区内只发生燃烧反应,贫氧区内发生重整反应和部分氧化反应,无氧区内只发生重整反应。     

活性炭及甲酸催化过氧化氢氧化噻吩脱硫研究

以噻吩代表汽油中的有机硫化合物,将其溶解于正辛烷配制成反应原料,考察了活性炭对噻吩的吸附脱硫情况,研究了质量分数为30％的过氧化氢水溶液为氧化剂,在活性炭和甲酸的催化作用下,反应原料中噻吩氧化脱硫。考察了活性炭的催化性能及反应条件对其催化性能的影响。实验结果表明,30％H2O2-HCOOH-AC（活性炭）三元体系产生的过氧甲酸和羟基自由基能将模型有机硫化合物氧化,噻吩的氧化脱硫率可达到85％以上;活性炭和甲酸的催化氧化性能明显优于单纯使用甲酸催化性能。甲酸浓度、活性炭加入量、过氧化氢初始浓度及温度对噻吩硫的氧化脱除均有影响。     

反应控制相转移催化合成环氧大豆油

以磷钨杂多酸盐作为反应控制相转移催化剂,1,2-二氯乙烷为溶剂,30%H2O2为氧源,研究了中性条件下大豆油的环氧化反应,并考察了各反应条件对环氧化反应的影响。结果表明,在催化剂质量分数为3%,n(H2O2)∶n(双键)=1.2∶1,m(溶剂)/m(大豆油)=3.2,反应温度70℃,反应时间4h时,生成环氧大豆油中的碘值小于0.04g(I)/g,环氧值大于6%,催化剂循环使用5次后不降低催化活性。整个反应过程中,催化剂显示出良好的反应控制相转移催化性能。     

CO2氧化异丁烷制异丁烯用Pd/V2O5-SiO2催化剂

 利用表面化学反应改性法制备了不同V2O5负载量的V2O5-SiO2表面复合物载体,进而采用等体积浸渍法制备了负载型Pd催化剂. 用N2吸附、 X射线衍射、透射电镜、 X射线光电子能谱、程序升温脱附、化学吸附-红外光谱和微反技术对系列Pd/V2O5-SiO2催化剂的比表面积、晶相结构、价态、异丁烷的化学吸附性能和CO2部分氧化异丁烷制异丁烯的催化性能进行了研究. 结果表明, Pd/V2O5-SiO2催化剂中的钒以V5+形式存在, V5+在催化剂表面形成活性位V=O, 其中 V=O 晶格氧与 i-C4H10分子的-CH3 和-CH 中的H产生化学吸附作用; 催化剂中金属Pd与V4+协同作用使CO2在催化剂上产生了卧式吸附态; 晶格氧参加了催化氧化反应,催化剂中 V5+←→V4+ 的变化构成了催化反应的氧化还原过程. 在525 ℃, CO2/i-C4H10体积比为1和空速为 1200 h-1的条件下,以Pd/25%V2O5-SiO2为催化剂时异丁烷转化率为22.8%, 异丁烯选择性为89.1%.     

水-有机两相体系中Pd(OAc)_2催化的Suzuki反应与2-(4-氯苯基)苯胺的合成

本文报道水-有机两相体系中Pd(OAc)2催化的Suzuki反应与新型农药啶酰菌胺的关键中间体2-(4-氯苯基)苯胺的一种新的合成方法。考察了无机碱和相转移催化剂对反应的影响。考虑到生产效率与生产成本的因素,发现以K3PO4·7H2O为无机碱,四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂,在110℃下反应14h为反应条件,Pd(OAc)2能很好地催化4-氯苯硼酸与2-乙酰氨基溴苯的Suzuki反应,并在相同的条件下考察水相循环使用的情况,发现水相循环使用6次后,水相中的Pd(OAc)2的催化性能没有明显下降。     

四正丁基溴化铵催化氧化柴油中硫化物的研究

研究了相转移催化剂四正丁基溴化铵催化氧化柴油中硫化物的效果。结果表明,较适宜的脱硫条件是:反应时间60 min,柴油/氧化体系质量比1∶1,过氧乙酸/乙酸酐质量比1∶2,四正丁基溴化铵用量为柴油质量的0.1%,反应温度45℃。反复使用氧化体系可使柴油脱硫率达到95.3%。初步探讨了相转移氧化反应机理,认为氧化产物砜的极性是产生脱硫效果的直接原因。     

三维虫孔状介孔纳米粒子Ag2O/Ce0.6Zr0.35Y0.05O2的制备、表征及其对甲烷氧化反应的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 采用改进的共沉淀法合成了高比表面积的虫孔状介孔Ce0.6Zr0.35Y0.05O2(CZY)立方晶相结构的纳米粒子, 用浸渍法制备了Ag2O质量分数为0.2%—4.0%的Ag2O/CZY催化剂, 以XRD, HRSEM, HRTEM/SAED, H2-TPR和XPS等表征手段测定了CZY 和Ag2O/CZY催化剂的物化性质, 考察了其对甲烷氧化反应的催化性能. 结果表明, 质量分数为2.0%的Ag2O/CZY催化剂在空速为50000 h-1、甲烷/氧气摩尔比为1:4和反应温度为600 ℃的条件下, 可使甲烷完全氧化成CO2和H2O, 且基本上消除了在升温、降温过程中甲烷转化率随温度变化的“滞后回线”现象. 可见, Ag2O/CZY的优良催化性能与CZY具有发达的三维虫孔状介孔结构、较大的比表面积、较强的储释氧能力及其稳定活性相Ag2O等因素有关.     

氯化胆碱/草酸型低共熔溶剂氧化脱除模拟油硫化物

通过氯化胆碱和草酸在100℃下搅拌,合成了氯化胆碱/草酸型低共熔溶剂。以氯化胆碱/草酸为催化剂、过氧化氢为氧化剂、咪唑氟硼酸盐离子液体为萃取剂氧化萃取一体法脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、反应时间、氧化剂加入量、萃取剂类型、硫化物类型等因素对脱硫效率的影响。结果表明,当以咪唑氟硼酸盐为萃取剂,n(H2O2)/n(S)=8、反应温度30℃、反应80 min时,二苯并噻吩的脱除率可以达到95%。催化剂重复使用5次后,脱硫率仍然保持在90%。     

模拟轻质油品的氧化脱硫

以正庚烷为溶剂，苯并噻吩（BT）、二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）作为模型含硫化合物组成模拟轻质油品，在H2O2-HCOOH氧化体系中对模拟轻质油品氧化脱硫进行了研究。考察了氧化剂用量、氧化温度、氧化时间及芳烃、烯烃、含氮化合物的存在等因素对BT、DBT脱除的影响。实验结果表明：在反应温度60 ℃，H2O2∶S＝7∶1（mol/mol）,H2O2∶HCOOH＝1∶1（v/v）,反应时间在40 min的条件下，4,6-DMDBT能全部脱除, DBT、BT的脱除率分别为96% 、58%。向油品中添加芳烃、烯烃、含氮化合物等对BT、DBT的脱除均有不同程度的影响。     

吡啶类离子液体萃取-氧化脱除含硫化合物

制备了N-丁基吡啶四氟硼酸盐离子液体([BPy]BF₄), 考察了其对含有噻吩和二苯并噻吩的模型油萃取脱硫的效果. 在此基础上以离子液体为萃取剂, 以过氧化氢(质量分数30%)为氧化剂, 研究了其对模型油进行萃取-氧化脱硫的效果, 结果表明, 当V([BPy]BF₄)∶V(Oil)∶V(H₂O₂)=1∶1∶0.4时, 在55 ℃下进行萃取-氧化脱硫30 min, 噻吩和二苯并噻吩的脱硫率分别达到78.5%和84.3%; 将该萃取-氧化体系应用于实际汽油体系, 脱硫率达到56.3%; 对使用过的离子液体进行再生处理, 重复使用4次脱硫率无明显变化.     

相转移催化应用于催化裂化汽油氧化脱硫的研究

随着人们环境保护意识的增强及原油硫含量的增大, 生产满足环境保护要求的清洁燃料是全球炼油工业的发展趋势, 燃料油脱硫显得越来越重要. 在众多的脱硫方法中, 选择性氧化脱硫技术以其工艺条件温和, 脱硫效果明显等特点, 受到了炼油行业的极大关注[1~3], 但脱硫率偏低(30％), 其关键是水相氧化剂与含硫化合物的有效混合. 本文将相转移催化应用于催化裂化(FCC)汽油的氧化脱硫中, 并对脱硫的工艺和机理进行了研究.     

功能化酸性离子液体催化柴油氧化脱硫的研究

以功能化酸性离子液体为催化剂,30%双氧水为氧化剂,将加氢柴油中的含硫化合物氧化为相应的砜类物质,并用N-甲基吡咯烷酮（NMP）萃取一次。同时考察了反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对氧化脱硫反应的影响,得出最佳反应条件为,3mL油样（硫的质量分数为200×10-6）、1.5g酸性离子液体、 0.3mL H2O2、 25℃,3.5h、VNMP/Vdiesel=1∶1,脱硫率可达到86.7%,柴油硫的质量分数仅为25×10-6左右,反应结束后,可通过简单的倾倒将油样和催化剂分离,重复使用5次,其催化活性变化不大。     

FCC汽油模型化合物光催化氧化脱硫的研究

以噻吩的二甲苯溶液作为FCC汽油的模型化合物, 双氧水为氧化剂, 研究了在光催化作用下, 双氧水体积分数、 高速均质时间和二氧化钛的加入量等工艺条件对脱硫率的影响, 在适宜条件下, 模型化合物的脱硫率可达到80%以上. 以FCC汽油为实际体系, 在适宜的光催化条件下, 脱硫率可达到59%. 分析结果表明, 含硫化合物的氧化产物为更高极性的物质.     

Ni2P/HZSM5上噻吩加氢脱硫性能研究

采用程序升温还原方法制备了Ni2P/HZSM5催化剂。用X射线衍射 (XRD)、低温N2吸附（BET）、扫描电镜(SEM)等技术对催化剂样品的物相、比表面积、形貌等性质进行了表征。在连续微反系统中测定了Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫催化活性；研究了Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比对催化剂的物相及性能的影响，考察了空速、反应温度、反应压力等操作条件对催化剂上噻吩加氢脱硫性能的影响。实验结果表明，Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫反应具有较高的活性和稳定性。随着Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比的增加，催化剂的活性和稳定性先升高后降低。反应温度和体积空速对Ni2P/HZSM5催化剂的噻吩加氢脱硫性能有较明显的影响，反应压力和进料氢油比的影响相对较小。