纳米Ce1—xMnxO2催化剂上乙醇催化氧化发光研究

研究了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化发光特性, 重点考察了反应温度和催化剂组成(Ce/Mn比)对发光强度的影响规律. 为研究催化发光机理, 在相近的反应条件下考察了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化反应的活性和选择性. 结果表明: 催化发光强度与催化反应中生成CH₃CHO的产率有很好的顺变关系, 表明CH₃CHO是导致C₂H₅OH分子在纳米Ce_1—xMn_xO₂催化剂上氧化发光的“活性分子”.     

纳米Ce1—xMnxO2催化剂上乙醇催化氧化发光研究

研究了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化发光特性, 重点考察了反应温度和催化剂组成(Ce/Mn比)对发光强度的影响规律. 为研究催化发光机理, 在相近的反应条件下考察了纳米Ce_1—xMn_xO₂上乙醇催化氧化反应的活性和选择性. 结果表明: 催化发光强度与催化反应中生成CH₃CHO的产率有很好的顺变关系, 表明CH₃CHO是导致C₂H₅OH分子在纳米Ce_1—xMn_xO₂催化剂上氧化发光的“活性分子”.     

镁掺杂氧化铈整体式催化剂催化CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法成功地合成了不同Mg掺杂量的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.10、0.15、0.20)固溶体催化材料,并运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附测试、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等技术对这些材料进行了表征。结果发现,通过调控CeO₂晶格中Mg的含量,可以调控所制备的Ce_1-xMg_xO₂催化材料的粒径、比表面积、表面缺陷等。其中Ce_0.90Mg_0.10O₂展现了最佳的表面性质,具有最小的平均粒径(约5.8 nm),最大的比表面积(约136 m2·g^-1)以及最高的表面氧含量(31.98%)。将Ce_1-xMg_xO₂催化材料涂覆在堇青石蜂窝陶瓷上制成整体催化剂,考察其对CO₂和CH₃OH直接合成碳酸二甲酯的催化性能。在140℃、2.4 MPa、反应2 h的条件下,Ce_0.90Mg_0.10O₂整体催化剂上碳酸二甲酯的收率高达20.21%,催化效果明显优于CeO₂和其余的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.15、0.20)催化材料。     

氧化锰八面体分子筛：阴阳复合模板剂合成及二甲醚催化燃烧性能

以阴阳复合表面活性剂调控的溶胶凝胶法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)。采用TG-DSC、XRD、低温氮气吸附-脱附、TEM、FTIR、UV-Vis、O₂-TPD以及H₂-TPR等技术对制备的材料的结构和氧化还原性能进行了表征,考察了该锰氧化物材料对二甲醚催化燃烧反应的催化性能。结果表明,合成的OMS-2材料属于cryptomelane结构,单独的阴离子或者阳离子表面活性剂作模板剂时,制备的材料其外形均不规整,而采用二者按照一定物质的量的比混合时,可以得到均一的纳米棒状结构。O₂-TPD和H₂-TPR结果说明,制备的OMS-2材料具有丰富的氧物种,低温下易还原,因而在二甲醚催化燃烧中表现出了良好的催化性能。其中采用阴阳复合模板剂制备的样品,具有最低的氧脱附温度和氢气还原温度,因而在二甲醚催化燃烧中表现出最优的催化性能,二甲醚燃烧的完全燃烧温度T₉₀为170 ℃,反应产物仅有CO₂和H₂O。     

无水AlCl3催化合成N,N-二氰乙基甲基苯胺的研究

报道了AlCl₃和AlCl₃-ZnCl₂组成的催化体系对邻、间、对甲基苯胺三种异构体与丙烯腈发生加成反应合成相应的N,N-二氰乙基甲基苯胺. 其结果表明: AlCl₃对该类反应具有很高的催化效率, AlCl₃-ZnCl₂组成的催化体系比AlCl₃的催化效率更高, 其中间位、对位产物收率达92%～94%.     

二氧化钛催化超声波损伤牛血清白蛋白的研究

利用紫外可见(UV-Vis)光谱和荧光(FL)光谱研究了二氧化钛(TiO₂)催化超声波照射对牛血清白蛋白(BSA)的损伤作用，同时对金红石型和锐钛矿型TiO₂的催化性能进行了比较，并探讨了照射时间，TiO₂加入量，溶液酸度，超声波功率和离子强度等因素对BSA分子损伤的影响。结果表明，金红石型TiO₂的催化效果明显好于锐钛矿型TiO₂。在一定条件下，BSA分子的损伤程度随着照射时间的延长、照射功率和溶液酸度的增大而增大，而TiO₂的加入量和离子强度对BSA分子损伤的影响则较为复杂。     

Mo(CO)6催化炔烃三聚制备苯衍生物

Mo(CO)₆催化炔烃三聚制备了苯系衍生物, 并对催化剂用量和不同溶剂对产物收率的影响进行了考察, 推测了可能的催化反应机理.     

离子液体中电生成CoIL催化行为研究

在离子液体中, 研究了CoL(钴希夫碱配合物)的电化学行为, 并进一步探讨了其对氯苄还原以及PhCH₂Cl与CO₂反应的催化特性. CoL在离子液体中呈现一对由扩散控制的单电子可逆氧化还原峰. 通过电化学行为研究发现, 其氧化还原峰电位不易随金属有机配合物的配体和离子液体阴离子的变化而变化, 并求得了相应的扩散系数. 同时, 循环伏安图表明该体系能对PhCH₂Cl的还原起催化作用, 反应经历一个ECE过程. 另外, 该体系还能催化PhCH₂Cl与CO₂反应, 通过恒电位电解得到(PhCH₂)₂CO, 说明常温常压下, CO₂可以通过CoL催化在离子液体中进行固定, 得到新的有机化合物.     

介孔型铝酸镍纳米棒的制备及其催化氢化裂解甲苯性能

以NH₄HCO₃为造孔剂通过一步水热法成功合成了介孔型单晶NiAl₂O₄纳米棒, 并考察了不同反应条件对NiAl₂O₄形貌的影响. 实验结果表明反应时间、反应物浓度、NH₄HCO₃加入量对产物形貌具有关键作用. 用透射电子显微镜(TEM), 高分辨透射电子显微镜(HRTEM), 扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对NiAl₂O₄纳米棒的形貌、结构和组成进行表征, 并用氮气吸附-脱附法对其比表面积和孔径分布进行了研究. 以介孔型NiAl₂O₄纳米棒为催化剂, 在固定床反应器上对甲苯进行催化实验, 结果表明当水炭摩尔比为1.0、反应温度为700 ℃时, 400 min反应时间内甲苯平均转化率高达86.5%, 并具有较好的反应稳定性. 比较了直接沉淀法制备的纳米颗粒作为催化剂在甲苯氢化催化裂解中的催化性能. 结果表明水热法制备的棒状NiAl₂O₄催化剂比不用水热制备的催化剂催化活性要好. 初步探讨了介孔型NiAl₂O₄纳米棒的可能形成机理.     

可回收Fe3O4@SiO2-Ag磁性纳米微球对染料污染物的快速脱色处理

介绍了一种采用无毒廉价的前驱物制备Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米微球的快捷方法,制备的Fe₃O₄@SiO₂-Ag纳米微球在NaBH₄存在下可以催化还原染料污染物.实验结果表明,Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米粒子保持了Ag纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子的双重优点,不仅对染料罗丹明B和曙红Y具有良好的催化还原效率,而且可以在外加磁场作用下从溶液中快速有效的分离.催化还原反应速率与反应温度及Fe₃O₄@SiO₂-Ag催化剂用量有关,反应体系中表面活性剂和无机盐(Na₂SO₄)的存在也会影响催化剂的催化活性.该Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米粒子在工业染料污染物处理方面具有应用前景.     

CoAl2O4/蜂窝陶瓷催化剂的制备及其催化臭氧化性能

采用涂覆法制备了CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化剂。利用X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电镜等方法对所制备的催化剂进行了表征,并分析了其催化臭氧化降解对苯二酚的效能。结果表明,CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷的晶相属于典型的尖晶石结构,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到77 m²·g^-1、0.001 7 cm³·g^-1和3.9 nm。CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化对苯二酚的去除率高达81.2%,COD去除率可达47.7%。在叔丁醇存在的条件下,对苯二酚的去除率显著下降,说明CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化遵循羟基自由基机理。     

钯配合物催化烯烃氧化合成酮类物质的研究进展

本文系统地评述了钯配合物催化烯烃氧化合成酮类物质的研究进展。综述了改进Wacker 类催化剂催化活性的几种方法。总结了烯烃氧化合成酮类物质反应的几种典型催化体系及其作用机理。着重介绍了Pd (Ⅱ) HPA (杂多酸)、Pd (Ⅱ) FePc (酞菁铁)、Pd (Ⅱ) HQ (氢醌) FePc、Pd (Ⅱ) HQHPA、Pd (Ⅱ) CuSO₄ HPA 等Wacker 类催化体系在烯烃氧化合成酮类物质中的应用; 对Pd (Ⅱ) LCoNO₂、PdCl₂(MeCN)₂ CuCl、Pd (OAc)₂ 吡啶、氟两相等非Wacker 类催化体系在烯烃氧化合成酮类物质中的应用也作了讨论。     

无机锌盐催化脂肪醛的Biginelli反应

以无水乙醇为溶剂, 在回流温度下, 考察了四种无机锌盐[Zn(NO₃)₂, ZnSO₄, ZnCl₂及Zn(OAc)₂]催化脂肪醛的Biginelli反应的催化能力, 所用原料为7种脂肪醛、1,3-二羰基化合物和脲. 实验结果表明硝酸锌的催化效果强于其它三种无机锌盐, 产率最高可以达到94%. FTIR和¹H NMR分析结果证实了所合成的目标产物. 该反应操作简单、催化剂廉价易得.     

CO2选择氧化低碳烷烃的研究进展

本文以低碳烷烃的选择催化氧化反应为对象，对几种CO₂选择氧化低碳烷烃的反应工艺进行了归纳总结，重点分析讨论了催化氧化反应中CO₂作为氧化剂的作用机制，并提出了研究展望。     

一种无定形有序的Ce-Ti催化膜用于同时去除粉尘和氮氧化物

通过模板法改进的溶胶凝胶法制备出有序无定形的Ce-Ti催化膜，用于同时去除粉尘和氮氧化物。结果表明，通过引入Ce元素，抑制了TiO₂的晶型结构，加固了TiO₂孔道骨架结构，使其在煅烧过程中能够保留长程有序的六方孔道结构。Ce_0.2TiO_x催化剂展现出最优的催化性能，在175~350℃时氮氧化物转化率几乎为100%，同时也表现出较好的耐SO₂性。这主要是因为Ce_0.2TiO_x催化剂保留了有序孔道的较大比表面积，同时形成了Ce-O-Ti键。Ce_0.2TiO_x催化剂涂覆在撑体孔道表面，增加了膜过滤压降。经过2次涂覆后，催化膜选择性催化还原（SCR）NOx性能与粉末催化剂几乎一致。     

Au-Cu/Co3O4双金属催化剂上乙烯完全催化氧化性能

以共沉淀法制得的Co₃O₄为载体, 采用两步法负载Au和Cu制得了一系列Au-Cu/Co₃O₄双金属催化剂, 考察了Au-Cu/Co₃O₄双金属催化剂完全催化氧化乙烯的性能, 并通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)和O₂程序升温脱附(O₂-TPD)对催化剂进行了表征. 活性测试结果表明: 负载型Au-Cu/Co₃O₄双金属催化剂的催化性能优于单一金属催化剂Au/Co₃O₄, 并且在Au负载量为4% (w, 质量分数)时, 与AuCu/Co₃O₄和Au₃Cu/Co₃O₄催化剂相比, AuCu₃/Co₃O₄催化剂的催化活性较好, 0 ℃时可催化转化15.3%的乙烯为CO₂和H₂O, 120 ℃时100%催化转化乙烯. XRD和HRTEM表明, AuCu₃/Co₃O₄催化剂中有Au-Cu合金相的生成, 而Au₃Cu/Co₃O₄催化剂中Cu主要以氧化物的形式存在. Au和Cu之间产生相互作用, 使活性相金属的粒径降低. H₂-TPR和O₂-TPD分析结果表明, AuCu₃/Co₃O₄催化剂具有较强的低温可还原能力和可提供的大量表面活性吸附氧物种, 促进了乙烯的完全催化氧化.     

镍基催化剂：制备及水相催化糠醛加氢脱氧反应性能

以SiO₂-Al₂O₃、γ-Al₂O₃为载体采用浸渍法制备了不同负载量的镍基催化剂,以XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD与低温N₂吸附等技术对催化剂特性进行了表征,并进行了水相催化糠醛加氢脱氧实验研究以制备以C₅为主要成分的生物汽油。重点考察了催化剂的镍负载量、载体种类及反应温度对糠醛转化率、目标产物C₅选择性的影响,并对催化剂的重复利用性能和糠醛水相加氢脱氧反应机理进行了探讨。结果表明,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化性能明显优于Ni/γ-Al₂O₃。在140 ℃、氢冷压3.0 MPa的优化反应条件下,14wt% Ni/SiO₂-Al₂O₃催化糠醛反应的转化率为63%,C₅选择性高达93%。升高反应温度可以提高糠醛的转化率,但反应产物的选择性降低。催化剂在第3次重复使用时糠醛的转化率明显降低,催化剂表面有明显的残留有机聚合物和积碳,达到25wt%左右。     

磁性纳米Pd/Fe3O4催化剂的制备及其在Heck反应中的应用

通过使用聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂,合成了磁性Pd/Fe₃O₄纳米颗粒催化剂。对该催化剂进行粉末X射线衍射、透射电子显微镜、感应耦合等离子体和磁性表征。将Pd/Fe₃O₄催化剂用于Heck反应,检测其催化性能。测试结果表明Pd纳米颗粒负载在Fe₃O₄纳米颗粒上,而且催化剂的尺寸<20 nm,并在Heck反应中表现了极好的催化性能。此外,催化剂可以通过磁场回收利用, 且催化活性没有显著的降低。     

焙烧与预处理条件对 Co3O4 催化氧化 CO 性能的影响

采用沉淀法制备了 Co₃O₄, 考察了焙烧和预处理条件对其结构、低温催化氧化 CO 性能的影响. 热重分析表明, 未经焙烧的样品以 Co(OH)₂CO₃ 的形式存在, 150~400 ^oC 空气气氛中焙烧后, 样品以立方相 Co₃O₄ 的形式存在. N2 吸附-脱附法、X 射线衍射、透射电镜及活性测试结果表明, 以纳米颗粒物存在的 Co₃O₄ 的比表面积、颗粒尺寸、催化氧化 CO 活性与焙烧温度密切相关. 正电子湮没寿命谱、O₂-程序升温脱附与定温条件下 CO 氧化测试结果表明, 合适温度 (150~250 ^oC) 下 N₂ 预处理有利于 Co₃O₄ 表面氧空穴团的形成, 它在吸附活化分子氧以及 CO 催化氧化反应中起到关键作用. 同时讨论了预处理作用下Co₃O₄表面氧空穴的再构机制.     

基于苯磺酸和2，2′-联吡啶双配体的锰配合物的结构及其催化Mannich反应性能和机理

由溶剂热法合成了 2 个锰的超分子配合物[Mn₂(2,2′-bipy)₄(H₂O)Cl₃](L₁)·6H₂O (1)和[Mn(2,2′-bipy)₂(H₂O)Cl](L₂)·3H₂O (2)(L₁^-=对甲基苯磺酸根,L₂^-=间硝基苯磺酸根,2,2′-bipy=2,2′-联吡啶),并用单晶X射线衍射、红外光谱、热重分析和氮气吸附-脱附测试对其进行了表征。以Mannich反应为探针,研究了2种配合物的催化性能,并通过对比2种配合物的扫描电镜和粉末X射线衍射表征结果,分析了配合物结构对其催化性能的影响。最后通过密度泛函理论预测了配合物的活性位点,利用X射线光电子能谱证明了活性位点的活化作用,进而阐述了配合物催化Mannich反应的机理。