乙酸氧钒催化α-蒎烯与过氧化氢烯丙位氧化的介质效应

以乙酸氧钒为催化剂,过氧化氢为氧化剂,研究了α-蒎烯的氧化反应.考察了以4个碳原子的有机物丁酮、乙二醇二甲醚、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、叔丁醇和二氯甲烷作为溶剂构成反应介质,以及溶剂用量、反应温度和反应时间等因素对催化性能的影响,发现在醚类和乙酸乙酯中乙酸氧钒对α-蒎烯与过氧化氢的烯丙位氧化具有优良催化作用.结果表明,在催化剂用量为10.0%、反应温度为40℃、乙二醇二甲醚为溶剂、反应8 h时α-蒎烯转化率达82.9%,主要烯丙式氧化产物的选择性达73.5%,其中马鞭草烯酮、马鞭草烯醇和龙脑烯醛的选择性分别为45.9%、17.3%和10.3%.     

金催化作用的结构敏感性

金催化是纳米催化的代表性体系,金催化作用表现出复杂的结构敏感性。这篇综述总结了金催化作用研究的文献结果和我们利用从单晶到纳米晶的模型催化剂研究金催化作用的进展。展示了NO分解,CO氧化,丙烯在氢气和氧气气氛中环氧化等反应中金催化作用的结构敏感性和金催化剂的活性结构,讨论了金纳米粒子几何结构和电子结构、金纳米粒子–氧化物载体相互作用对金催化作用的影响和金表面低温高催化活性的来源,并展望了金催化作用结构敏感性的未来研究方向。     

金催化作用的结构敏感性（英文）

金催化是纳米催化的代表性体系,金催化作用表现出复杂的结构敏感性。这篇综述总结了金催化作用研究的文献结果和我们利用从单晶到纳米晶的模型催化剂研究金催化作用的进展。展示了NO分解,CO氧化,丙烯在氢气和氧气气氛中环氧化等反应中金催化作用的结构敏感性和金催化剂的活性结构,讨论了金纳米粒子几何结构和电子结构、金纳米粒子–氧化物载体相互作用对金催化作用的影响和金表面低温高催化活性的来源,并展望了金催化作用结构敏感性的未来研究方向。     

流化床丁烯氧化脱氢用铁系尖晶石催化剂的催化作用特征

本文考察了丁烯氧化脱氢用铁系H-198催化剂在内径20,800和2600mm导向挡板流化床上的反应性能及其宏观催化作用特征。并进行了在反应过程中所取不同运转周期的H-198催化剂样品的X射线粉粉末衍射分析,Mossbauer谱图的测定计算,表面积的测定以及丁烯、丁二烯转化动力学的考察。从铁系H-198催化剂的晶相结构和在该催化剂上丁烯氧化脱氢生成了丁二烯、深度氧化生成CO及CO_2的反应历程,阐明了该催化剂在流化床上显示出高活性、高选择性、低含氧化合物生成率和未见反应器直径放大效应的催化作用特征。     

扩展示踪动力学方法的应用：Bi-Mo和铁系尖晶石催化剂上丁烯异构化和氧化脱氢反应动力学性能的比较

以~(14)C标记正丁烯为示踪化合物,用扩展示踪动力学方法解析了在Bi-Mo和铁系尖晶石催化剂上丁烯氧化脱氢全图谱的动力学和反应机理,结果表明,在Bi-Mo催化剂上选择氧化反应速度的顺序为丁烯-1大于丁烯-2,异构化的速度小于选择氧化反应的速度,燃烧反应的速度的顺序也是丁烯-1大于丁烯-2。在铁系尖晶石催化剂上,三种丁烯异构体的选择氧化的速度常数极相近,但顺丁烯略快;它们的异构化速度都明显较小,其中几何异构化的速度大于双键异构化的速度;其燃烧反应速度的次序为丁烯-2>丁二烯>丁烯-1。讨论了工业丁烯氧化脱氢装置中丁烯原料组成的影响,异构化的机理和氧化反应的可能速度控制步骤。     

1-丁烯齐聚反应Ⅲ对-甲基苯磺酸镍及聚苯乙烯磺酸镍催化体系

本文考察了对-甲基苯磺酸镍/二氯乙基铝均相催化剂对1-丁烯齐聚反应的催化作用;考察了聚苯乙烯磺酸镍/二氯乙基铝固相化催化剂对1-丁烯齐聚反应的催化作用;通过对产物组成、原料丁烯异构体分析及所发现的反应产物中微量C_6烯烃,作者对均相催化剂和固相化催化剂进行了关联.     

丙烯、氧气和环氧丙烷在Cu-NaCl/SiO2催化剂上吸附的红外光谱研究

 用红外光谱法研究了丙烯、丙烯/氧气混合气以及环氧丙烷(PO)在Cu-NaCl/SiO2催化剂上的吸附. 结果表明,丙烯在载体和催化剂上的吸附是完全可逆的. 丙烯和氧气在催化剂上共吸附后生成了丙烯醛,未观察到环氧丙烷(PO)生成. PO在载体和未还原催化剂上的吸附行为表明,PO与载体的硅羟基有强相互作用,PO发生开环反应生成开环物种. 而PO在还原态催化剂上的吸附行为较复杂,可能生成了酮类化合物.     

一步法合成龙脑的研究

在强酸性的固体酸催化作用下,龙脑可以从α-蒎烯一步合成。用此法合成的产物中含46％龙脑、11.7％α-松油醇和其它萜烯产物。此反应是立体选择性的,从产物中分离得到的龙脑仅含9.3％异龙脑。文中还考察了温度效应、蒎烯和催化剂及水的配比、溶剂效应、催化剂的寿命和再生等问题。     

催化合成磷霉素中间体的红外光谱分析

在磷霉素合成的过程中,涉及到以Pd／C为催化剂催化丙二烯磷酸部分加氢合成顺丙烯磷酸的一步反应.本实验以朗伯-比耳定律为依据,通过配制一组不同丙二烯磷酸和顺丙烯磷酸含量的标准溶液,测得其特征吸收频率处的红外透过率,根据实验结果作二者关系的标准曲线。从而建立了一个相对简便实用、快速准确地同时分析丙二烯磷酸和顺丙烯磷酸的方法,进而应用于磷霉素合成反应中的Pd／C催化剂活性评价。     

乙烯和丙烯自由基共聚反应的多尺度模拟模型

结合量子化学和传统过渡态理论计算了乙烯和丙烯自由基聚合反应的速率常数.利用速率常数定义了聚合反应几率(Pijl),构造了乙烯和丙烯共聚合反应的粗粒化动力学模拟模型,并利用该模型研究了不同组成比的乙烯和丙烯的共聚合反应.发现反应速率常数和链端自由基周围的单体浓度都影响链上组分的序列分布.     

丙烯氧化反应的Redox机理

以流动床微分反应器研究了Bi_2MO_3O_(12)-Bi_2O_3催化剂上的丙烯氧化动力学。丙烯和氧的分压范围分别为0.05—0.95atm和0.07—0.80atm。当氧和丙烯分压低于0.30atm时, 丙烯醛的生成速度对丙烯为一级对氧为0.5级。表观活化能为30.1 kcal mol~(-1)。当丙烯和氧分压高于0.30atm时, 丙烯醛生成反应的动力学不能用幂速度方程描述。丙烯醛的生成速度对丙烯和氧分压存在着极大值。热脱附实验表明, 在低于150 ℃时, 分子态丙烯可以吸附于氧化态催化剂。但当温度高于300 ℃时, 丙烯则不以分子态吸附, 且脱附物为丙烯醛、一氧化碳和二氧化碳。在广阔的温度区(25—500 ℃)氧皆不以分子态处于催化剂上。因此, 建议了以表面双位反应为速控步骤的氧化还原机理。     

MOPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理

 考察了丙烷以及丙烷选择氧化反应的有关中间体或其探针分子(如丙烯、烯丙醇、异丙醇和正丙醇)和产物(如丙烯醛、丙酮和丙醛)在MoPO/SiO2催化剂上的反应行为,用以探明该催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的可能路径. 结果表明,异丙氧基是MoPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的主要中间体,异丙氧基脱β-H生成丙烯或脱α-H生成丙酮,而丙烯则经σ-氧烯丙基转化为丙烯醛.     

丙烯、氧气和环氧丙烷在Cu-NaC1／SiO2催化剂上吸附的红外光谱研究

用红外光谱法研究了丙烯、丙烯／氧气混合气以及环氧丙烷(PO)在Cu-Nacl／SiO2催化剂上的吸附，结果表明，丙烯在载体和催化剂上的吸附是完全可逆的，丙烯和氧气在催化剂上共吸附后生成了丙烯醛，未观察到环氧丙烷(PO)生成，PO在载体和未还原催化剂上的吸附行为表明，PO与载体的硅羟基有强相互作用，PO发生开环反应生成开环物种，而PO在还原态催化剂上的吸附行为较复杂，可能生成了酮类化合物。     

固体酸对醇酸树脂聚酯反应的催化作用

本文研究了固体酸对醇酸树脂缩聚酯反应的催化作用,讨论了催化剂的表面酸度、制备条件及反应物分子构型等对催化聚酯反应的影响。在接近生产条件下研究了醇酸树脂聚酯反应动力学,发现多相酸催化聚酯反应与均相酸催化聚酯反应具有相似的动力学规律。     

CO2消除镓氢物种提升Ga2O3/SiO2丙烷脱氢反应性能

丙烯是一种基础石油化工原料,在全球石油化工生产中占有重要地位.以丙烯为原料可生产许多石油化学品,如丙烯腈、环氧丙烷和聚丙烯等.经济快速发展带动了丙烯下游衍生物产业的发展,进而增加了对丙烯的需求量,因此尽管近年来丙烯产能逐年上升,丙烯产量与需求量之间仍存在较大缺口.传统的丙烯生产路径主要是石脑油蒸汽裂解和重质油催化裂化.然而,随着石油资源的短缺和页岩气的发展,丙烷脱氢作为一种直接生产丙烯的技术,成为丙烯生产领域的研究热点.近年来,镓基催化剂由于其较少的积碳和较高的催化活性受到了越来越多的关注.镓基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性位点也得到了更多研究.在镓基催化剂中,镓氧化物具有丙烷脱氢活性,而丙烷脱氢反应过程中产生的镓氢(Gaδ+-Hx)物种不稳定,且会造成丙烯选择性降低,导致丙烯产率降低.因此,反应过程中原位消除镓氢物种对于提高丙烷脱氢反应性能具有非常重要的意义.本文将CO2作为温和氧化剂引入Ga2O3/SiO2催化的丙烷脱氢反应中,促进不利的中间产物Gaδ+-Hx的转化,再生丙烷脱氢的活性位点Ga3+-O,从而提高催化性能.原位红外光谱实验结果表明,CO2可有效消除Gaδ+-Hx.在不同反应温度下,引入CO2可显著提高Ga2O3/SiO2催化丙烷脱氢的转化率,特别是选择性.反应4.5 h时,3Ga2O3/SiO2催化丙烷脱氢的选择性从93％降低到89％;引入CO2后,丙烯选择性可提高到并维持在93％.Ga2O3负载量由3 wt％提高到10 wt％时,引入CO2仍可促进反应性能.当CO2:C3H8由0.5增加到3时,引入CO2带来的反应性能提升基本相同.同时,引入CO2大大减少反应过程中产生的积碳.本文对镓基催化剂丙烷脱氢活性中心的认识和提高丙烷脱氢反应性能提供了新方向.     

丙烷甲醇制烯烃共反应的热力学和动力学分析

通过计算和实验研究相结合的方法研究丙烷甲醇共进料制烯烃反应热力学及动力学过程.热力学过程采用Gibbs最小自由能法模拟丙烷甲醇制烯烃反应体系的平衡组成,同时结合响应面分析法建立了温度、压力、丙烷甲醇进料摩尔比对产物中丙烯的摩尔分数的函数关系,通过回归方程分析最佳工艺范围.热力学分析了反应条件对平衡产物的影响,随着反应温度升高,平衡产物丙烯的质量分数先增高后降低;平衡产物中丙烯的质量分数随着丙烷甲醇进料中丙烷摩尔比增高而增高,但是实际的反应状态和催化剂也是相关的,因此研究了存在催化剂情况下,丙烷脱氢和丙烷甲醇共进料反应的活化能.反应活化能动力学实验表明,通过添加少量甲醇可以降低耦合过程中丙烷脱氢表观活化能.     

钴钼氧化物催化剂对丙烷催化氧化脱氢反应的研究

考察了Ｃｏ－ＭＯ原子比不同的氧化物对丙烷催化脱氢制丙烯的催化活性和选择性，并利用ＸＲＤ、ＴＰＲ、ＩＲ和ＸＰＳ等技术，表片了催化剂的体相及表面结构，研究表明，催化剂的Ｃｏ－Ｍｏ比对催化性能的影响随反应温度而改变，当Ｃｏ－Ｍｏ比低于１时，在４００－４４０℃温度范围内，丙烯的选择性可达４０－６５％，显示了此系列催化剂对丙烷氧化脱氢丙烯的低温催化性能，ＭｏＯ３单相的存在有利于丙烯的生成。     

丙烯和1-己烯共二聚的初步研究

在烯烃的共二聚反应中,丙烯与己烯的共二聚反应在文献中报道得很少.Gaillard用辛酸镍和二氯乙基铝为催化剂,将丙烯二聚生成的己烯再与丙烯反应得到壬烯和十二碳烯.但是,众所周知,在催化剂中使用氯代烷基铝时所得到的都是以支键烃为主的二聚和共二聚产物.为了获得高线性率的C_9和C_(12)烯烃,我们用戊二酮镍和有机铝化合物为催化剂对丙烯和1-己烯的共二聚反应进行了系统的研究.     

磺酸树脂在樟脑肟贝克曼裂解反应中的催化作用

我们发现以磺酸树脂作为固体酸催化樟脑肟贝克曼裂解反应可以生成α-龙脑烯腈.考察了溶剂、催化剂用量、反应温度和反应时间等对反应的影响.在优化条件下樟脑肟可以完全转化,α-龙脑烯腈选择性高达90.5%.动力学研究表明,樟脑肟在磺酸树脂催化下的贝克曼裂解反应服从准一级动力学模型,经过最小二乘法求得反应的表观活化能为64.6kJ/mol.     

银丝上环氧乙烷分解反应的研究

环氧乙烷是重要的有机化工原料,其合成方法主要是用银为催化剂,使乙烯直接氧化为环氧乙烷。本文拟从环氧乙烷的分解反应入手,考察一下环氧乙烷在银表面上的动力学行为。环氧乙烷的均相热分解反应早在1929年就有人于400～500℃温度范围内做过研究。之后又有人在同样温度范围内作了丙烯和二甲基汞对环氧乙烷分解产物影响的实验。结果表明丙烯的加入增加了乙醛的产率而减小了乙烯酮的产率,而二甲基汞的加入则产生相反