铜纳米粒子负载于钴纳米片的双金属催化剂催化CO选择性加氢

使用赖氨酸作为表面活性剂模板, 合成了Cu纳米粒子负载于Co纳米片的双金属催化剂Cu/Co. 与常规的Cu-Co双金属纳米颗粒催化剂相比, Cu/Co催化剂对CO选择性加氢反应表现出特殊的结构效应, 提高了CO转化率和高级醇选择性, 降低了甲烷选择性. Cu/Co催化剂中, Cu(111)面与Co(100)面相互作用的功能化界面有利于深入研究金属-金属的相互作用. 这种双金属催化剂可以将模型催化剂和现实催化应用联系起来, 将有助于获得对合成气转化制高级醇反应机理的本质认识.     

FeNiO_x和LiOH催化剂体系上乙醇转化到丁醇（英文）

随着生物发酵技术的进步和化学转化方法的发展,全球乙醇产量迅速增加.然而,乙醇存在能量密度低、吸水、对发动机腐蚀性高等缺点,其在汽油中的添加量有限,一般低于15%,这严重限制了乙醇产业的发展.与此相比,丁醇具有更高的能量密度和汽油添加量,是一种更加理想的油品添加剂.因此,乙醇催化转化为丁醇是连接高乙醇产量和优质丁醇需求的桥梁,具有重要的学术和应用价值.在过去的几十年里,均相催化剂、复合氧化物催化剂、羟基磷灰石及金属促进的氧化物催化剂迅速发展,但是仍存在乙醇转化率低、丁醇选择性差和催化剂不能循环等问题.乙醇催化转化为丁醇是一个Guerbet反应,乙醇首先脱氢生成乙醛,乙醛通过缩合、脱水生成巴豆醛,巴豆醛通过加氢得到丁醇.反应中主要涉及氢转移活性位和羟醛缩合活性位.因此,本文中我们根据催化反应机理,筛选了不同金属氧化物和碱催化剂体系,分别用于乙醇脱氢、巴豆醛加氢和乙醛缩合、脱水反应.结果发现,在FeNiOx和LiOH催化体系中,乙醇转化率和丁醇选择性最好.通过优化反应温度、反应时间、金属氧化物和碱量等条件,在493 K反应釜中反应24 h,得到28%的乙醇转化率、71%的丁醇选择性和超过90%的C4-C8高碳醇选择性,达到了部分均相贵金属催化剂上的反应结果.在FeNiOx和LiOH催化体系中,FeNiOx具有较强的磁性,便于磁性分离,循环八次后仍具有较高的催化活性,展示出优异的稳定性.LiOH可以通过蒸馏分离,循环三次没有明显失活,但有少量Li2CO3生成,其可以通过焙烧的方式恢复.通过穆斯堡尔谱、氢气吸附、XPS等表征和条件实验发现,FeNiOx中存在金属态的镍、铁和不同氧化态的铁物种,其能促进乙醇的脱氢和后续巴豆醛的加氢,起到氢转移的作用.LiOH具有合适的酸碱性,能够促进乙醛的羟醛缩合,并加速乙醇转化.在两者协同作用下,乙醇转化率和丁醇选择性都有显著提高.这一研究策略对此反应中新型催化剂的开发和反应机理的认识都具有重要的推动作用.     

Cu/ZrO2催化剂上乙醇水蒸气重整反应的研究Ⅱ反应条件的影响

采用沉淀法或醇凝胶法、浸渍法制备Cu/ZrO2催化剂,在常压微型固定床石英管反应器上进行乙醇水蒸气重整反应,采用程序升温还原（TPR）技术表征催化剂的还原特性。考察了催化剂还原温度、反应温度、水醇比、空速等对反应的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,在300℃～500℃,随反应温度升高,乙醇转化率增大,H2选择性下降。不同还原温度对转化率的影响不是很大,对于H2选择性,300℃、400℃还原的催化剂优于500℃还原的催化剂。高水醇比有利于提高转化率和H2选择性。随空速增大,转化率和H2选择性呈现下降的趋势。8%Cu/ZrO2催化剂在400℃或450℃反应22h显示出良好的稳定性。     

K-CuZrO2催化剂上乙醇制备2-戊酮的研究

制备了不同Cu含量的K-CuZrO2催化剂.以乙醇缩合制备2-戊酮为探针反应,考察了催化剂的催化性能并对反应机理进行了探索;采用BET、XRD、H2-TPR、CO2-TPD、TEM以及XPS等表征技术对催化剂的体相结构、性质进行了研究.结果表明,当Cu含量为9％时,乙醇转化率达到极大值(99.5％),这是由于此时催化剂...     

复合金属氧化物催化剂用于甘油氧化制丙烯酸的研究进展

随着化石燃料的短缺及其利用所产生的环境问题,可再生生物质资源逐渐成为生产燃料以及化学品的重要来源。近年来,甘油作为生物柴油生产的主要副产物受到了人们的广泛关注,利用其生产高附加值产品以及开发相关的转化技术也成为了国内外学者研究的热点。在诸多转化技术中,甘油选择性氧化制丙烯酸展现出了广阔的发展前景,对该反应尤其是催化剂开展研究具有重要的经济意义和社会意义。文中综述了用于甘油选择性氧化制丙烯酸复合金属氧化物催化剂的研究现状,介绍了当前用于该反应的催化体系类型以及对甘油氧化制丙烯酸催化反应机理的认识,分析并提出了存在的问题以及对未来的展望。     

过氧化氢异丙苯催化氧化丙烯制环氧丙烷

研究了以钼－醇配合物为催化剂,过氧化氢异丙苯为环氧化剂,乙醇为溶剂的丙烯一步氧化制环氧丙烷的反应,结果表明,用不同的二醇和不同醇／钼比制备的钼醇催化剂具有不同的催化性能和配性,用乙二醇和丙二醇制备的催化剂,催化性能优于丁二醇制备的催化剂,考察了反应条件（温度、压力和时间）对环氧化反应活性的影响,在１００℃,０．５ＭＰａ的条件下反应２ｈ,过氧化氢异丙苯的转化率为６５．０％,环氧丙烷的选择性为７０．４     

氧化硅负载的固体碱上乙醛的气相缩合反应

在氧化硅负载的含碱金属固体碱催化剂上乙醛能有效地缩合生成丁烯醛及丁烯醇,反应具有中等转化率、较好的选择性(约90％)和稳定性.考察了不同反应条件对催化性能的影响,并对可能的反应活性相进行了探讨.     

氨基酸多相催化转化研究进展

氨基酸的催化转化是实现氨基酸在化学和生物领域利用的重要手段.综述了氨基酸催化加氢制手性氨基醇、催化脱羧制胺类和腈类、催化脱氨制羧酸及其衍生物、催化热解制生物燃料及作为多相手性催化剂的应用的研究进展.在氨基酸催化加氢中,Ru基和Rh基催化剂展现了较好的催化性能,而反应温度是影响产物光学纯度的主要因素.脱羧反应、脱氨反应和热解反应需要相对较高的温度,对能耗要求较大.寻找高活性和高选择性的多相催化剂实现反应温度和压力的降低是今后的研究方向.而氨基酸作为多相手性催化剂,其研究的重点应在催化剂的效率及分离回收利用上.     

乙醇水蒸气重整制氢催化剂Ni/Al2O3的研究

采用壳多糖螯合、浸渍法制备出Ni/Al2O3催化剂,并用BET、XRD、TG等方法对催化剂的性能、结构进行表征.通过在常压固定床流动体系中进行乙醇水蒸气重整制氢反应,讨论和评价了催化剂的性能.结果表明,10%Ni/Al2O3催化剂对乙醇水蒸气重整制氢表现出较好的活性.在反应温度高于500℃、水醇比为3∶1时,乙醇转化率100%,H2选择性在68%以上,增大水醇比可使H2选择性适度提高.     

Mo-V-Te-Nb-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸Ⅰ.催化剂的制备条件及稳定性

 研究了催化剂的制备条件(焙烧方式、焙烧气氛和焙烧温度)对Mo-V-Te-Nb-O上丙烷选择氧化制丙烯酸反应的影响. 结果表明,制备条件对催化剂的催化性能具有很大的影响. 与敞开式焙烧制得的催化剂相比,封闭式焙烧制得的催化剂具有较高的丙烯酸选择性,但丙烷转化率较低. 在空气中焙烧制得的催化剂对丙烯酸无选择性,但在氮气和氩气中焙烧制得的催化剂具有很高的丙烷转化率和丙烯酸选择性. 随着焙烧温度的升高,丙烷转化率降低,丙烯酸选择性升高,适宜的焙烧温度为600 ℃. 催化剂制备条件对催化剂的晶相结构也具有重要的影响. 在惰性气氛中采用600 ℃下封闭式焙烧制得的Mo-V-Te-Nb-O催化剂经210 h反应后,丙烷转化率保持为19%,而丙烯酸选择性持续升高,由32%升至50%.     

Ru/ZrO2·xH2O催化剂催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

采用共沉淀法制备了7.5%Ru/ZrO2·xH2O催化剂,运用N2物理吸附-脱附法、X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等技术对催化剂进行了表征,并用于催化肉桂醛选择加氢制肉桂醇反应中,考察了温度、H2压力和溶剂对肉桂醛转化率和肉桂醇选择性的影响.结果表明,肉桂醛转化率随着温度或H2压力的升高而升高,而肉桂醇选择性则随之下降.该催化剂在极性溶剂中比在非极性溶剂中表现出更高的活性和肉桂醇选择性.尤其在极性溶剂三乙胺(Et3N)中反应活性最高,且具有较高的肉桂醇选择性.在Et3N中加入水可进一步提高反应活性和选择性.以V(Et3N)/V(H2O)=4的混合物为溶剂,在4MPa和70℃的优化条件下,反应6h,肉桂醛转化率为97.9%,肉桂醇选择性达85.2%.     

化学简讯

高性能的乙醇浓缩膜纤维高分子研究所开发了高性能的水-乙醇分离膜。水-乙醇分离膜有容易通过乙醇的醇选择性的膜和容易通过水的水选择性的膜。这次开发的是醇选择性的。这种膜是在聚砜制的多孔膜上,将六氟化乙烷与烯丙胺以等离子聚合法聚合而得。新分离膜每小时,     

MgO/NaY催化糠醛和丙酮合成航空燃料中间体的性能研究

采用"机械混合-焙烧"方法制备了负载型固体碱催化剂MgO/NaY,研究了糠醛与丙酮在水-乙醇体系中的羟醛缩合反应,考察了催化剂负载量、原料配比、反应温度、反应时间等因素对催化剂性能的影响。结果表明,20%MgO/NaY催化剂表现出最佳的催化性能,在85℃条件下反应8 h后,糠醛转化率达到99.6%,亚糠基丙酮(FA)和二亚糠基丙酮(F₂A)选择性分别达到42.2%和57.1%,缩合产物的总收率为98.6%。高温促进反应中间体向产物的转化,有利于提高产物的总选择性。改变糠醛/丙酮的摩尔比可调控两种缩合产物的选择性,较高的糠醛/丙酮摩尔比有利于提高F₂A的选择性,但会降低整体反应速率。重复性评价表明,催化剂具有较好的再生性能。     

Ru/ZrO2·xH2O催化剂催化肉桂醛选择性加氢制肉桂醇

采用共沉淀法制备了7.5%Ru/ZrO2·xH2O催化剂,运用N2物理吸附-脱附法、X射线衍射、X射线光电子能谱和高分辨透射电子显微镜等技术对催化剂进行了表征,并用于催化肉桂醛选择加氢制肉桂醇反应中,考察了温度、H2压力和溶剂对肉桂醛转化率和肉桂醇选择性的影响.结果表明,肉桂醛转化率随着温度或H2压力的升高而升高,而肉...     

Ce-Cu-Co/CNTs催化剂催化合成气制低碳醇及乙醇的研究

采用共浸渍法制备了不同Ce含量的Ce-Cu-Co/CNTs催化剂,考察了其在合成气制低碳醇反应中的催化性能,借助X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)、N2吸脱附实验(BET)、透射电镜(TEM)和CO程序升温脱附(CO-TPD)对这些催化剂进行了表征.结果表明,当Ce的质量分数为3%时,低碳醇的时空收率和选择性达到最高,分别为696.4 mg?g-1?h-1和59.7%,其中乙醇占总醇的46.8%,适量Ce的添加能提高Cu物种在催化剂上的分散度和催化剂的还原性能,能显著地增加催化剂吸附CO的能力,促进合成醇活性位的形成,进而明显提高催化剂的活性和总醇的选择性.研究表明,将具有高活性和高碳链增长能力的CuCo基催化剂与碳纳米管的限域效应结合,可实现缩窄产物分布、大幅度提高乙醇选择性的目的.     

乙酸选择性加氢制乙醇反应性能研究

在固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、乙酸(HAC)液体进料空速、H_2/HAC(总气体空速GHSV或H_2流量)对乙酸选择性加氢制乙醇反应的影响,研究了乙酸转化率、产物选择性、乙醇时空收率的变化规律,验证了自主开发催化剂的稳定性。结果表明,副产物的选择性受反应条件的影响,选择合适的反应条件可以抑制乙酸乙酯和丙酮的生成。原料与催化剂床层接触时间小于5s时,可以避免发生乙酸加氢分解脱羰反应生成甲烷气相产物,也避免了乙醇的进一步反应生成乙烷。在反应温度为280℃,反应压力为2.5 MPa,乙酸进料液时空速为0.72 h~(-1),H_2/HAC(mol ratio)为16的条件下,乙酸乙酯选择性为6%。900 h长周期实验表明,自主开发催化剂具有较好的工业应用前景。     

K-Mo基催化剂的表面酸性与其合成醇选择性

对500℃和800℃焙烧制得的氧化态K－MoO3／γ－AlO3，K－MoO3／SiO2及非负载K－Mo催化剂进行硫化后，测试其合成醇活性．结果表明500℃焙烧制得的负载型催化剂显示较高的合成低碳烃活性和较低的合成低磷醇选择性，经800℃焙烧后，合成低磷醇的选择性大幅度提高．500℃焙烧的非负载K－Mo催化剂显示较高的合成醇选择性，经800℃焙烧后，促碳醇的选择性保持不变．用氨的吸附及TPD方法测定了各样品的酸性，并与催化剂活性对照，发现催化剂酸性越强，酸量越大，则其合成醇选择性越低．催化剂上的乙醇分解实验证实，催化剂的酸量大小与它的醇分解活性成正变关系，这些结果说明催化剂酸性对其合成醇性能有直接的影响．     

直接乙醇燃料电池中乙醇电氧化过程的热力学和动力学考虑

从热力学和动力学角度讨论了质子交换膜燃料电池中的乙醇电氧化过程.理论计算得出直接乙醇燃料电池比乙醇重整质子交换膜燃料电池具有较高的有效能效率.从热力学分析可知,温度低于100℃时乙醇完全氧化的最大转化率仅为14%.从动力学角度考虑,PtSn/C催化剂对乙醇电氧化具有较高的催化活性,但仍不能使乙醇发生完全电氧化.热力学和动力学分析表明,操作温度是影响直接乙醇燃料电池性能的关键因素,它对开发新型催化剂和电解质膜材料提出了新的要求.     

烯烃羰化一步制醇铑系催化新体系的研究

羰基铑催化剂由于基加氢性能较弱，在羰基化反应的研究中，通常仅作为烯烃氢甲酰化制醛的催化剂。产物中得不到醇。本文则报道了以Ｒｈ２（ＡｃＯ）４和Ｒｈ６（ＣＯ）１６为催化剂，在一个反应器内进行烯烃氢甲酰化，加氢制醇的研究。系统考察了Ｒｈ／ＰＢｕ２／ＥｔＯＨ催化体系受各种反应条件的影响。在最佳反应条件下，烯烃转化率达１００％。对醇选择性亦在９９．５％以上，正异构比在２以上。为烯烃一步制醇建立了铑系催化新体     

复合床合成低碳醇的研究

采用了三种不同的合成醇催化剂分别作为第一段催化床层,以ＺｎＯ／Ｃｒ２Ｏ３催化剂作为第二段催化床层,研究了复合催化剂床对合成低碳醇反应行为的影响。结果表明,采用复合床层技术可以提高反应产物中低碳醇的选择性,但是烃类的转化率增加,液收减小。同时发现,第一段催化床层的反应产物分布与第二段催化床层的反应条件直接影响最终的反应结果。第一段催化剂床层中ＣＯ的转化率或甲醇的选择性过高都不利于提高反应产物中低碳醇的选择性