Keggin结构多阴阳离子构筑高活性多酸基氧化脱硫催化剂

设计开发高活性超深度氧化脱硫催化剂是解决未来石化工业适应日益严格要求的清洁燃油标准的重要出路之一。本文合成了Keggin结构多聚铝阳离子烷基硫酸盐Al_13-SDS和磷钨酸(HPW)多阴离子构筑的催化剂HPW-Al_13-SDS(SDS=十二烷基硫酸钠),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)等测试手段对催化剂的结构进行表征。FT-IR和UV-Vis的表征结果表明,焙烧后的催化剂中多聚铝阳离子和HPW同时保持Keggin骨架结构。以有机硫二苯并噻吩(DBT)的正己烷溶液为模拟油品的氧化脱硫为探针反应,在选定的条件下,DBT有机硫的脱除率达到99.5%。反应后HPW-Al_13-SDS催化剂的FT-IR和XRD的表征证实产生过氧化多钨酸化合物。催化剂能够循环使用,易分离,循环使用后活性未见明显降低,是理想的模型有机硫化物氧化脱除用催化剂。     

Synthesis of nanomagnetic supported thiourea–copper(I) catalyst and its application in the synthesis of triazoles and benzamides

A novel nanomagnetic supported thiourea–copper(I) complex and inorganic–organic Takemoto‐like hybrid nanomagnetic catalyst was designed, and synthesized. The prepared naomagnetic catalyst was characterized using Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction, energy‐dispersive X‐ray analysis, transmission and scanning electron microscopies, thermogravimetry, nitrogen adsorption/desorption, zeta potential and vibrating sample magnetometry. Furthermore, the fabricated dual‐role inorganic–organic hybrid catalyst shows a striking and robust catalytic activity for the synthesis of triazoles and benzamides through click and coupling reactions, respectively, under mild and eco‐friendly reaction conditions.     

Synthesis of biodiesel over ZnO/Ca(OH)2/KF catalyst prepared by the grinding method

A novel ZnO/Ca(OH)₂/KF solid base catalyst was prepared by the grinding method and applied to biodiesel synthesis by the transesterification of soybean oil. The effect of various parameters such as KF molar amount, calcination temperature, the amount of catalyst, molar ratio of methanol to oil, reaction temperature, and time on the activity of the catalyst were investigated. The catalysts were characterized by several techniques of thermogravimetry/derivative thermogravimetry, X–ray diffraction, Hammett indicator method, and scanning electron microscopy. The analysis results indicated that the KF interacted with Ca(OH)₂ and formed KCaF₃ phase before calcination of the catalyst. The formed KCaF₃ crystal phase was the main catalytic active component for the catalyst activity. In addition, the basicity of ZnO/Ca(OH)₂/KF was greatly influenced by the different calcination temperates, and the catalyst activity was correlated closely with the basicity. A desired biodiesel yield of 97.6 % was obtained at catalyst amount of 3 %, methanol/oil of 12:1, and reaction time of 1.5 h at 65 °C.     

铁柱撑膨润土的微波合成及对甲基橙的光催化氧化降解作用

在微波作用下,由钙基膨润土和铁溶胶快速制备铁柱撑膨润土,分别用XRD、BET、SEM-EDS和TC-DSC测试技术表征了催化剂的组成和结构,结果表明,羟基铁阳离子进入膨润土层间取代Ca2+形成柱撑,膨润土孔结构基本不变,比表面积增加.考察了铁柱撑膨润土对光催化降解甲基橙反应的催化活性,确定了最佳降解反应条件为:体系pH=3,微波500W、80℃辐射10min制备的铁柱撑膨润土为催化剂,用量1.5g/L,H2O2浓度为7.345×10-3mol/L,甲基橙浓度100mg/L,紫外光照射60min,甲基橙的降解率可达98.1％.     

制备方法对Ni/CeO2-Al2O3催化剂甲烷部分氧化催化性能的影响

采用浸渍-沉淀法、水热合成法、共沉淀法和柠檬酸络合法制备了Ni/CeO₂-Al₂O₃催化剂,考察了制备方法对该催化剂的物理结构和甲烷部分氧化(POM)催化性能的影响。利用N₂物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重(TG)分析等手段对反应前后催化剂的物理化学性质进行了表征。实验结果表明,浸渍-沉淀法制备催化剂的活性和产物H₂和CO的选择性最低。而柠檬酸络合法制备的Ni/CeO₂-Al₂O₃表现出最大的CH₄转化率和最高的CO、H₂选择性。BET和XRD表征结果表明,柠檬酸络合法制备的Ni/CeO₂-Al₂O₃的比表面积最大,且CeO₂晶粒粒径小、分散均匀;H₂-TPR测试表明,该催化剂负载的Ni物种和Ni与Al₂O₃相互作用产生的尖晶石NiAl₂O₄都较容易被还原成金属Ni,产生更多的活性中心;NH₃-TPD和TG分析表明,该催化剂具有较多酸性位点和表面积炭,但相比较于它的高反应活性,积炭速率较低、稳定性较高。     

乙苯氧化脱氢反应Fex/TiO2的催化性能研究

新型氧化钛负载铁催化剂Fex/TiO2在低温乙苯空气氧化脱氢制苯乙烯反应中具有良好的催化活性。350 ℃,使用Fe7/TiO2催化剂,当Fe的质量分数为7%时,可获得14.6%乙苯单程转化率和99.0%的苯乙烯选择性。通过X衍射、表面吸附、热分析及扫描电镜仪器分析表征,考察氧化钛负载铁催化剂在乙苯低温氧化脱氢反应中的催化作用。350 ℃乙苯可被活化,催化剂活性的高低取决于活性物种Fe(III)的分布状态和质量分数。     

制备方法对甲烷干重整催化剂Ni/La2O3/Al2O3结构及性能的影响

采用浸渍法及蒸发法制备了Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂,考察了制备方法对其结构及甲烷干重整催化性能的影响。通过XRD、H₂ TPR、BET、TEM、TG-DSC等方法对催化剂进行了表征。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有较好的Ni分散性、更均匀的粒径分布,较大的比表面积及更优的孔结构,从而具有更好的Ni抗烧结能力及抗积炭性。浸渍法制备的催化剂平均积炭速率很低,约为0.6737mg/(g_cat·h),相当于蒸发法制备催化剂的21%。活性测试结果表明,浸渍法制备的催化剂上CH₄、CO₂转化率及H₂、CO选择性比蒸发法制备的催化剂分别高约5%、10%及4%、3%,具有更好的稳定性。     

SBA-15 固载离子液体功能化脯氨酸的制备及其催化 Knoevenagel 缩合反应

 以 L-脯氨酸为原料合成了离子液体功能化脯氨酸前驱体 (IL-Pro), 并将其固载到 SBA-15 介孔分子筛上, 制得 IL-Pro/SBA-15 催化剂. 用红外光谱、热重、N2 吸附-脱附、X 射线衍射和透射电镜等手段表征了 IL-Pro/SBA-15 催化剂, 并考察了该催化剂在 Knoevenagel 缩合反应中的催化性能. 结果表明, 固载离子液体功能化脯氨酸没有破坏 SBA-15 的有序介孔结构, 但孔体积、孔径和比面表积有所下降; IL-Pro/SBA-15 的失重峰在 250~360 oC (峰值为 310 oC). 在以苯甲醛和丙二腈为底物的 Knoevenagel 反应中, IL-Pro/SBA-15 催化剂表现出较高的活性, 缩合产物收率高达 94%; 经简单分离后催化剂可重复使用 7 次以上而活性基本保持不变.     

载体对合成气制甲烷镍基催化剂性能的影响

考察了A12O3-1,Al2O3-2和SiO2负载的Ni基催化剂上合成气制甲烷的反应活性和稳定性.结果表明,Ni/Al2O3-2和Ni/SiO2催化剂表现出较高的催化活性和稳定性,而Ni/Al2O3-1催化剂稳定性极差.采用X射线衍射、透射电镜、程序升温还原、N2吸附-脱附和热重分析等技术对催化剂进行了表征.结果显示,...     

稀释蒸汽中Na+及积炭对甲醇制丙烯催化剂性能影响

考察了稀释蒸汽中Na⁺及积炭对甲醇制丙烯(MTP)催化剂物理化学性质和催化性能影响, 及离子交换后催化性能. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光(XRF)光谱、N₂吸附-脱附、程序升温氨脱附(NH3-TPD)和热重(TG)分析等方法对失活和再生催化剂进行了表征, 并在101325 Pa、470℃ 和甲醇空速(WHSV)为1.0-3.0 h^-1的反应条件下, 采用连续流动固定床微型反应器考察其催化甲醇制丙烯性能. 结果表明: MTP反应970 h后的催化剂晶体结构和形貌没有受到明显破坏, 但稀释蒸汽中Na⁺极易扩散至催化剂表面,部分取代H质子的位置, 从而使催化剂酸性逐渐下降而中毒失活; 另外, MTP催化剂表面的积炭导致分子筛微孔堵塞是造成其失活的主要原因, 可通过烧炭再生过程消除, 而水蒸汽脱铝对催化剂性能的影响缓慢但更严重. 用再生和离子交换处理后, Na⁺中毒催化剂MTP反应性能基本完全恢复. 在470 h反应过程中, 甲醇转化率保持在99%以上, 丙烯选择性大于46%, 且随着反应时间的延长, 丙烯选择性逐渐升高、乙烯选择性逐渐下降.     

CuCl2和HY分子筛的表面反应及Cu/Y分子筛的制备及其催化甲醇氧化羰基化

以CuCl₂为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl₂与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu⁺物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心。X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu⁺和少量吸附的CuCl形式存在。与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl₂为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高。     

MgO催化剂上以H2O2为氧源的苯乙烯环氧化反应

采用直接焙烧Mg(NO3)2·6H2O制备了固体MgO催化剂,并以H2O2为氧源,乙腈为溶剂,考察了其对苯乙烯环氧化反应的催化性能.运用X射线衍射、N2吸附-脱附、热重和CO2程序升温脱附对催化剂进行了表征.结果表明,MgO表面碱的强度在苯乙烯环氧化反应中起主导作用,而其表面的碱量、比表面积及孔体积等的影响较小.经75...     

KOH改性对TiO2结构及其负载金催化剂CO氧化反应活性的影响

以不同浓度KOH处理钛酸丁酯水解产物得到KOH改性TiO2载体.使用N2吸附、热重-差热分析-示差扫描量热、X射线粉末衍射、紫外可见漫反射光谱、透射电镜及X射线光电子能谱研究了KOH对TiO2结构、形貌的影响.结果表明,较低浓度的KOH对TiO2有较显著的改性效果,改变了TiO2的电子结构.对KOH-TiO2负载的金催...     

Diethylenetriamine-functionalized single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) to immobilization palladium as a novel recyclable heterogeneous nanocatalyst for the Suzuki–Miyaura coupling reaction in aqueous media

Pd supported on diethylenetriamine (DETA) modified single-walled carbon nanotubes (SWCNT-DETA/Pd) hybrid materials were fabricated for the first time. The prepared heterogeneous catalyst was characterized by XRD, FTIR, SEM, TGA, and TEM. The catalytic activity of the prepared catalyst was investigated by employing the Suzuki–Miyaura coupling reaction as a model reaction. A series of biphenyl compounds were synthesized through the Suzuki–Miyaura reaction using SWCNT-DETA/Pd²⁺ as a catalyst. The yields of the products were in the range from 80% to 98%. The catalyst can be readily recovered and reused at least for seven consecutive cycles without significant loss of its catalytic activity.     

Synthesis,characterization, and catalytic application of ecofriendly Ca-bridged aminoclay

A novel ecofriendly Ca nanoparticle bridged aminoclay (AC) catalyst was prepared for the reduction of hazardous pollutants to treat the industrial wastewater. It was characterized by FT-IR spectroscopy, UV-visible spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectrum (EDX), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetry (TG) techniques. Water contact angle (WCA) measurement was used to confirm the hydrophobicity of AC after the structural modification reaction. Disappearance of free N−H stretching in the FT-IR spectrum confirmed the chemical modification of AC by Ca nanoparticle. The above-synthesized Ca nanoparticle bridged AC was used as a catalyst for the reduction of p-nitrophenol (NP), chromium (VI) and fluorescein (fluor) dye and also for oxidative Schiff base formation. The UV-visible spectrum confirmed the complex formation between chromium (VI) and NP by noting a peak at 390 nm. The k_app value was computed to assess the efficiency of the catalyst toward the reduction of hazardous pollutants in the industrial effluents. The catalytic reduction of a tricomponent system is disturbed due to the change in pH and complex formation between the pollutants, etc. The present catalyst system reduced the two-step reaction into a single-step reaction for the Schiff base formation.     

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。     

离子液体接枝的有机介孔催化剂的制备及催化碳酸丙烯酯水解反应

以甲基咪唑和3-氯-1丙醇为原料合成离子液体（1-羟丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,NpmimBF4）,并将其接枝固载到有机介孔材料（FDU-15）上,合成制备了有机介孔催化剂（NpmimBF4- FDU）。采用热重、Ｘ射线衍射、红外光谱及透射电子显微镜等技术手段对催化剂结构进行了表征,并考察了催化剂在碳酸丙烯酯（PC）水解反应中的催化性能,结果表明,该催化体系在常压下能有效催化碳酸丙烯酯水解生成1,2-丙二醇。在催化剂的质量分数为4%、温度80 ℃、反应时间2 h的条件下,1,2-丙二醇的产率大于99%。经简单分离后催化剂可重复使用5次,但活性变化较大。同时对催化碳酸丙烯酯水解生成1,2-丙二醇（PG）的反应机理进行了初步探讨。     

不同沉淀剂制备CuO-ZnO催化剂甲醛乙炔化反应性能

分别以NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Cu：Zn摩尔比为2：1的CuO-ZnO催化剂,利用氢气程序升温还原（H₂-TPR）、热重（TG）、X射线衍射（XRD）及拉曼光谱（Raman）等技术对催化剂进行了表征,结合甲醛乙炔化活性评价,研究了沉淀剂对催化剂结构及催化性能的影响.结果表明,不同沉淀剂对催化剂中活性组分分散度有较大影响,进而在甲醛乙炔化合成1,4-丁炔二醇反应中表现出不同的催化活性.以Na₂CO₃为沉淀剂制备的催化剂中形成CuO-ZnO固溶体,提高了CuO的分散度及Cu⁺在还原性气氛下的稳定性,经活化后可生成较多的活性物种炔化亚铜,表现出最佳的炔化反应活性与1,4-丁炔二醇选择性.     

钙钛矿型氧化物A(Mg、Ca、Sr)TiO_3的结构及其光催化性能研究

钙钛矿型ABO_3复合氧化物具有良好的热稳定性、催化性能、磁性、导电性以及传感等性质~([1-5]).目前钙钛矿结构复合氧化物以其优异的性能已成为光催化领域的研究热点之一~([6-9]).在钙钛矿型ABO_3复合氧化物中,A位金属可以起到稳定结构的作用,而B位金属为活性位.但是,当B位金属相同A位金属不同的一类钙钛矿型氧化物作为催化剂时,影响其光催化活性的主要因素很少见文献报道.     

单层分散型Pt/Ni双金属催化剂的制备及其C=C和C=O催化加氢性能

 利用金属置换反应制备了表面单层分散型Pt/Ni双金属催化剂,并测定了该催化剂对环己烯、苯乙烯、丙酮和丁醛气相加氢反应的催化性能. 结果发现,这种催化剂具有比传统浸渍法制备的相同Pt含量的Pt/Ni和Pt/Al2O3催化剂更高的催化活性.