TS-1/尿素/过氧化氢体系中的丙烯环氧化反应

 研究了TS-1/尿素/过氧化氢体系中的丙烯环氧化反应,考察了尿素用量和过氧化氢浓度对反应的影响. 结果表明,加入适量尿素可以显著提高环氧丙烷选择性和过氧化氢的利用率,而提高过氧化氢浓度不利于丙烯环氧化反应. 在尿素用量为31.2 g/L和过氧化氢浓度为0.09 mol/L时,过氧化氢转化率可达90.00%,环氧丙烷选择性可达96.12%,过氧化氢利用率可达98.46%.     

负载型纳米金催化剂用于丙烯气相环氧化反应的研究进展

丙烯气相选择氧化制备环氧丙烷是催化领域的难题之一,负载型纳米金催化剂因在氢气和氧气共存条件下对环氧丙烷具有高选择性而被广泛研究,并在丙烯转化率、反应稳定性、氢气有效利用率上都取得了长足的进步。本文综述了负载型纳米金催化剂用于丙烯气相环氧化反应的研究结果和发展趋势。重点阐述了催化剂制备方法、载体材料、金粒径、催化助剂等对丙烯气相环氧化反应的影响。最后,综合各催化剂的优缺点,分析并展望了具有高转化率与高选择性的纳米金催化剂的前景和发展方向。     

丙烯在Au/TiO2催化剂上的化学吸附与临氢环氧化反应

环氧丙烷;丙烯环氧化;丙烯在Au/TiO2催化剂上的化学吸附与临氢环氧化反应     

钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应条件的研究

以用四丙基溴化铵（ＴＰＡＢｒ）为模板剂合成的钛硅分子筛ＴＳ－１为催化剂，Ｈ２Ｏ２为氧化剂，系统地研究了丙环氧化反应的规律，考察了反应温度、丙烯压力、催化剂用量、反应时间等反应参数的影响，找到了较佳的丙烯环氧化反应条件。研究发现：温度对反应结果有显著影响。随反应温度升高，Ｈ２Ｏ２转化率提高，但环氧丙烷（ＰＯ）选择性降低；丙烯压力对反应结果无明显影响，催化剂不经再生处理，多次重复使用产物分布保持不变，     

改性Ag/α-Al_2O_3催化丙烯气相环氧化反应

制备了以分子氧为氧化剂,对丙烯气相环氧化具有较好催化性能的改性负载银催化剂,并利用氧气程序升温脱附(O2-TPD)技术研究了氧在其表面上的脱附行为.实验结果表明:Ag/α-Al2O3催化剂只能使丙烯完全氧化成二氧化碳和水;当该催化剂用K2O改性后,可获得少量的环氧丙烷;Y2O3改性的Ag/α-Al2O3催化剂,可获得极少量的丙醛和丙酮;将0.1%(w)Y2O3添加到Ag-K2O/α-Al2O3后,可以显著提高催化剂的丙烯环氧化性能.在0.1MPa、245℃、20%C3H6/8%O2/72%N2和气体空速2000h-1的反应条件下,通过20%(w)Ag-0.1%Y2O3-0.1%K2O/α-Al2O3催化剂时,丙烯转化率为4.0%,环氧丙烷的选择性为46.8%.O2-TPD研究表明,少量的Y2O3、K2O或Y2O3-K2O作为助剂添加到20%Ag/α-Al2O3催化剂中时,减少了高温区与丙烯完全氧化有关的吸附氧物种的量,低温区余下的吸附氧物种量不变,有利于丙烯环氧化反应,提高了环氧丙烷的选择性.     

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     

基于 H2/O2 等离子体和钛硅沸石的丙烯气相环氧化方法

 将 H₂/O₂ 非平衡等离子体现场产生的气态 H₂O₂和丙烯与耦合反应器中钛硅沸石 TS-1 直接接触, 实现了丙烯气相环氧化反应. 结果表明, 非平衡等离子体生成气态 H₂O₂ 的速率由介质阻挡放电的输入功率决定, 环氧丙烷的生成速率和选择性取决于钛硅沸石催化剂和反应条件. 在 H₂ 和 O₂ 进料流量分别为 170 和 8 ml/min, 介质阻挡放电输入功率为 3.5 W, 环氧化反应温度为 110 ^oC, 丙烯进料量为 18 ml/min, 催化剂用量为 0.8 g 的条件下, 生成环氧丙烷产率达 246.9 g/(kg•h)、环氧丙烷选择性和 H₂O₂ 有效利用率分别为 95.4% 和 36.1%, 反应 36 h 内未见催化剂失活.     

混合溶剂中TS-1催化丙烯环氧化反应的研究

对甲醇、异丙醇混合溶剂中的TS－1催化丙烯环氧化过程进行了实验研究。通过单因素实验和正交实际，系统考察了溶剂组成（甲醇质量／异丙醇质量），反应温度，H2O2浓度和TS－1催化剂浓度四个因素对反应的影响，得到了反应的最佳工艺条件。在此条件下反应30min,H2O2转化率为94．1％，环氧丙烷选择性为95．3％，环氧丙烷收率为89．7％。     

Cu／SiO2催化剂上丙烯在空气中的直接环氧化反应

 制备了一系列用NaCl修饰的Cu／SiO2催化剂，考察了它们对丙烯在空气中直接环氧化反应的催化性能，并利用TPR表征手段对催化剂的活性中心进行了初步探讨．在最佳反应条件下，丙烯转化率为0．16％，环氧丙烷选择性达到44％．在反应气中加入氢后，环氧丙烷的选择性显著提高，并且催化剂稳定性大大增强．反应结果表明，还原态的低价铜可能是催化剂的活性中心，NaCl与铜离子结合而生成新物种可能在催化反应过程中起到关键作用．     

以一氧化二氮或氧气为氧化剂的丙烯环氧化催化反应

丙烯环氧化制环氧丙烷是催化领域的最关键的挑战之一. 本文对作者等近年来开展的以一氧化二氮为氧化剂的铁催化体系和以氧气为氧化剂的铜催化体系的研究进展进行了综述. 在这两类催化体系中,碱金属离子(特别是K )的修饰作用均是获得较高环氧丙烷选择性的关键. 碱金属离子通过调变催化剂中铁或铜物种的分散度、配位环境和酸碱性等,实现了对反应途径的调控,使反应朝着有利于环氧丙烷生成的方向进行. 活性金属组分(铁或铜)与氧化剂(一氧化二氮或氧气)间的特定的组合对丙烯环氧化反应的发生也起着重要作用. 推测在两类催化体系中,氧化剂均在具有特定结构和价态的铁或铜活性位上活化,产生导致丙烯环氧化反应发生的亲电性活性氧物种.     

丙烯气相一步氧化制环氧丙烷用Ag-Mo催化剂的研究

 用浸渍法和溶胶－凝胶法制备了一系列以银及氧化钼为活性组分，负载于不同载体上的催化剂．在以分子氧为氧化剂，且原料气中不添加任何抑制剂的情况下，采用微反－色谱联合装置考察了催化剂对丙烯气相一步氧化制环氧丙烷的催化性能．结果表明，载体和助剂对催化剂上丙烯环氧化性能产生明显的影响．以TiO2－ZrO2为载体，CsNO3－NaCl为助剂的Ag－MoO3催化剂具有较好的催化性能，在400℃下，氧的转化率和环氧丙烷的选择性可分别达到11．3％和34．8％；在450℃下，氧的转化率和环氧丙烷的选择性可分别提高到33．0％和35．3％．采用溶胶－凝胶法制备的MoO3／SiO2催化剂对丙烯气相一步环氧化反应也具有一定的催化活性．     

氢氧混合体系下Ag／TS－1催化剂上丙烯的高效环氧化反应

 在氢氧混合体系中，沉积-沉淀法制备的Ag/TS-1催化剂对丙烯环氧化反应具有高的催化活性和选择性。本文主要考察了载体TS-1的硅钛比和反应温度对催化剂性能的影响。结果表明：当载体TS-1硅钛比为64，反应温度150℃时，2wt%Ag/TS-1催化剂表现出优异的催化性能，丙烯转化率和环氧丙烷选择性可分别达1.37%和93.51%。     

钼催化剂结构对其催化气相丙烯环氧化反应选择性的影响

考察了Mo基催化剂上空气气相氧化丙烯反应。从无机的和有机金属Mo前驱体出发,采用浸渍法和物理气相沉积法(PVD)制备了不同类型的SiO2负载氧化钼和Mo-Bi复合氧化物催化剂。透射电镜结果证实,所制催化剂上环氧化反应活性与其纳米结构直接有关。催化剂中出现部分或完全结晶的氧化钼相,它们与载体SiO2的相互作用较弱,使得反应生成环氧丙烷的选择性低于10%,而锚合在SiO2上的非结晶的八配位Mo物种上的环氧丙烷选择性达55%以上,此时丙烯转化率约为11%。不同形貌氧化钼的电化学表征结果证实了结构缺陷的重要性。另外,还讨论了Bi对氧化钼催化环氧化活性的直接促进效应。     

丙烯直接环氧化Cu基催化剂的研究进展与挑战

作为一种重要的化工原料,环氧丙烷年产量近千万吨,然而目前工业上制备环氧丙烷的方法仍然面临着成本高、副产物多以及污染严重等问题。直接氧气氧化法进行丙烯环氧化因为具有原子经济、环保等优点受到了越来越多的关注。但是,催化过程中丙烯的α-H和环氧丙烷都具有很高的活性,使得在高转化率的条件下提升环氧丙烷选择性成为一个巨大的挑战。研究者们发现相较于其他币族金属,Cu基催化剂表现出更优异的丙烯直接环氧化反应性能。本综述总结梳理了近年来关于Cu基催化剂催化丙烯直接环氧化反应的研究成果,聚焦于Cu基催化剂改性方法,并对Cu基催化剂依然存在的问题和挑战进行深入探讨。     

丙烯和氧等离子体直接气相合成环氧丙烷

在室温和大气压下,在针板式反应器中,通过脉冲电晕放电等离子体对分子氧和丙烯直接合成环氧丙烷的活化作用,考察了放电电极间距、电晕放电脉冲电压以及电晕放电重复频率参数对丙烯转化率、环氧丙烷产率和其选择性的影响,反应物及各产物通过在线色谱法进行分析.实验结果表明,在室温和大气压下,用脉冲电晕等离子体法可转化丙烯和氧气直接生成环氧丙烷,适当调节上述各参数可提高环氧丙烷的收率.当反应气总流速为200mL/min,极间距为4mm,脉冲放电电压为18kV,放电频率为120Hz时,环氧丙烷的收率、丙烯的转化率及环氧丙烷的选择性分别为5.15%,19.15%和26.89%.     

在溶胶-凝胶法制备的MoO3/SiO2催化丙烯的环氧化反应

 以sol－gel法制备了MoO3／SiO2催化剂，并用BET比表面积测定，XRD和FT－IR等手段对催化剂进行了表征；研究了以过氧化氢异丙苯为氧化剂的丙烯一步环氧化反应，考察了催化剂的制备条件和反应条件对丙烯环氧化反应的影响．结果表明，在制备过程中，酸性水解剂对MoO3／SiO2催化剂的分散度、比表面积和催化性能有较大的影响．用HCl溶液作为水解剂制备的催化剂，其性能明显优于用HNO3或HAc作水解剂制备的催化剂．在110℃和0．6MPa的条件下反应2h，过氧化氢异丙苯转化率为89％，环氧丙烷选择性为80％．     

Pd-SiW12/SiO2催化剂上乙烯直接氧化制乙酸的反应机理

 利用积分反应器和微分反应器对Pd－SiW12／SiO2催化剂上乙烯直接氧化生成乙酸的反应机理进行了探讨．乙烯在积分反应中氧化的主要产物为乙酸（选择性为77．6％），很少生成乙醛（选择性仅为8．1％）；而在微分反应中氧化的主要产物是乙醛（选择性为98．4％）．在微分反应中分别以乙醛和乙醇为主反应物时，乙醛氧化完全生成乙酸，选择性为100％，而乙醇氧化生成乙酸的选择性低于0．15％．可以认为，在Pd－SiW12／SiO2催化剂上，水蒸气存在下乙烯主要经由中间物乙醛而生成乙酸．通过对含有不同组分和不同还原条件处理的催化剂活性的比较，认为目的反应主要发生在Pd与SiW12相互接触的部位，催化剂中的Pd0是活性Pd物种的主要形态．     

反应控制相转移催化原位过氧化氢环氧化丙烯反应

 以原位 H₂O₂ 为氧源, 在新型反应控制相转移催化剂 (RCPTC) 作用下丙烯环氧化反应中, 考察了反应温度、反应时间、H₂O₂ 浓度和催化剂浓度对反应性能的影响. 结果表明, 在适宜的反应条件下, RCPTC 催化剂循环使用 5 次后, 环氧丙烷产率仍维持在 85.6% 以上, 且催化剂循环反应 3 次后, 其组成趋于稳定.     

环己烯烯丙位氧化研究

环己烯酮是一种医药中间体,较早的合成方法[1]采用冰醋酸为溶剂,铬酐为氧化剂,氧化环己烯生成环己烯酮,产率低,分离困难,且污染严重,较难实现工业化.目前环己烯酮的商品化在国内外都未实现.现在应用价廉的分子氧作氧源,在过渡金属催化剂存在下,催化氧化环己烯的研究已经很多[2～4],但大都集中在环氧化上,对烯丙位氧化研究甚少.本文以乙酰丙酮钴(Ⅱ)作为催化剂,以分子氧为氧源,在高压釜中催化氧化环己烯生成环己烯酮,考察了时间、温度、溶剂及外加物等的影响,并与常压带水条件下的反应结果进行了对比.     

Mn(TPP)Cl/NaOCl/4-BePy单加氧酶模拟体系催化丙烯环氧化反应

运用4-Benzylpyridine(4-BePy)作为轴向配体,通过Mn(TPP)Cl/NaOCl单加氧酶模拟体系可以使低碳烯烃丙烯十分有效地环氧化,环氧丙烷收率达80％,选择性近100％。对该催化反应的表观动力学行为作了较为细致的研究,并据此提出了丙烯环氧化的反应机制。该催化反应的速率控制步骤取决于底物丙烯的浓度,为简单烯烃通过Mn(TPP)Cl环氧化的第一个例子。