丙烯气相直接环氧化Au/TiO2催化剂的研究

在H2和O2共存条件下，金催化剂催化丙烯气相直接环氧化反应是近年来发展起来的一种新型环氧丙烷(PO)合成技术．本文采用沉积沉淀法制备了一系列Au／TiO2催化剂，考察了反应溶液的pH值、Au负载量、沉淀剂以及焙烧温度等因素对催化剂丙烯环氧化催化性能的影响．结果表明制备条件对催化性能有明显影响：反应溶液的pH值为7．5及Au负载量为2．4％时所得催化剂活性最好；当以Na2CO3、NaOH等含Na^ 物质作为沉淀剂时，催化性能明显优于Li^ 、K^ 等其它碱金属离子；400℃焙烧制得的催化剂活性较好，在50℃低温反应条件下，环氧丙烷得率可达1．3％．HRTEM结果表明，催化剂中Au组分高度分散于载体表面，且随着焙烧温度的增加Au粒因发生聚集而变大，从而影响了催化剂的活性．表面XPS分析证实，活性较好的Au／TiO2催化剂中活性组分Au除部分呈氧化态外，主要是以金属态的形式存在．     

分子氧气相环氧化丙烯反应的Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂:Cu和Cl负载量的影响

环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工中间体,可以用来生产聚氨酯、丙二醇和表面活性剂等化工产品,具有很高的工业应用价值.然而,目前PO的生产工艺仍然存在着环境污染、副产物、原料经济性等不足之处.考虑到环保、技术、资金等关键性问题,丙烯气相环氧化工艺是PO生产工艺未来的发展方向,利用分子氧作为氧化剂的丙烯气相环氧化反应是最理想、原子经济性最高的反应,也是当今催化界最具挑战性的课题之一.研究报道Ag基催化剂和Cu基催化剂催化丙烯气相环氧化反应可得到较好的催化性能.尽管Ag催化剂催化乙烯氧化制环氧乙烷反应已成功实现工业化,但是Ag催化剂催化丙烯环氧化反应得到的PO选择性低于10%,这是由于丙烯比乙烯多出的甲基中的α-H受双键影响变得非常活泼,C?H键易断裂,导致丙烯容易发生完全氧化反应生成CO2.因此,研究报道采用不同助剂对Ag催化剂进行改性以提高Ag基催化剂的催化性能.我们在前期研究中制备了Ag-CuCl2/BaCO3催化剂,当CuCl2的负载量为0.036 wt%Cu和0.040 wt%Cl时,催化剂具有最优的催化性能,可以得到1.3%的丙烯转化率和71.2%的PO选择性.适量CuCl2的改性使得催化剂表面吸附分子氧物种,同时抑制原子氧物种的形成,从而提高PO选择性.但是CuCl2作为前驱体有一个不足之处,就是引入的Cu和Cl的比例是恒定的,不可调节.因此,我们以Cu(NO3)2和NH4Cl作为Cu和Cl的前驱体,采用还原-沉积-等体积浸渍法制备Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂,分别通过调节Cu和Cl的负载量来进一步提高Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂的催化性能,采用粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和氧气程序升温脱附(O2-TPD)等表征手段来研究催化剂中Cu和Cl的作用.研究发现,Cl负载量的提高更容易导致大尺寸Ag颗粒的形成,而Cu负载量的提高对Ag颗粒尺寸影响不大.适当的Cl负载量可抑制氧气在催化剂表面解离吸附形成原子氧物种,从而抑制了丙烯的完全氧化,提高PO选择性.过高的Cl负载量会导致催化剂发生Cl中毒,从而降低了催化性能.适当的Cu负载量有利于丙烯气相环氧化反应生成PO,但当Cu负载量过高时容易导致Cu物种发生聚集,更多原子氧物种吸附于Ag颗粒表面,有利于丙烯完全氧化反应生成CO2,降低了PO选择性.适当的Cu和Cl负载量使得催化剂表面吸附的分子氧物种和原子氧物种达到平衡,有利于丙烯气相环氧化反应.当Cu和Cl负载量分别为0.036 wt%和0.060 wt%时,Ag-Cu-Cl/BaCO3催化剂具有最优的催化性能,在200℃,0.1 MPa,3000h-1反应条件下可得到1.2%的丙烯转化率和83.7%的PO选择性.     

分子氧气相环氧化丙烯反应的Ag-Cu-Cl/BaCO_3催化剂:Cu和Cl负载量的影响（英文）

环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工中间体,可以用来生产聚氨酯、丙二醇和表面活性剂等化工产品,具有很高的工业应用价值.然而,目前PO的生产工艺仍然存在着环境污染、副产物、原料经济性等不足之处.考虑到环保、技术、资金等关键性问题,丙烯气相环氧化工艺是PO生产工艺未来的发展方向,利用分子氧作为氧化剂的丙烯气相环氧化反应是最理想、原子经济性最高的反应,也是当今催化界最具挑战性的课题之一.研究报道Ag基催化剂和Cu基催化剂催化丙烯气相环氧化反应可得到较好的催化性能.尽管Ag催化剂催化乙烯氧化制环氧乙烷反应已成功实现工业化,但是Ag催化剂催化丙烯环氧化反应得到的PO选择性低于10%,这是由于丙烯比乙烯多出的甲基中的α-H受双键影响变得非常活泼,C-H键易断裂,导致丙烯容易发生完全氧化反应生成CO_2.因此,研究报道采用不同助剂对Ag催化剂进行改性以提高Ag基催化剂的催化性能.我们在前期研究中制备了Ag-CuCl_2/BaCO_3催化剂,当CuCl_2的负载量为0.036 wt%Cu和0.040 wt%Cl时,催化剂具有最优的催化性能,可以得到1.3%的丙烯转化率和71.2%的PO选择性.适量CuCl_2的改性使得催化剂表面吸附分子氧物种,同时抑制原子氧物种的形成,从而提高PO选择性.但是CuCl_2作为前驱体有一个不足之处,就是引入的Cu和Cl的比例是恒定的,不可调节.因此,我们以Cu(NO_3)_2和NH4Cl作为Cu和Cl的前驱体,采用还原-沉积-等体积浸渍法制备Ag-Cu-Cl/BaCO_3催化剂,分别通过调节Cu和Cl的负载量来进一步提高Ag-Cu-Cl/BaCO_3催化剂的催化性能,采用粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和氧气程序升温脱附(O2-TPD)等表征手段来研究催化剂中Cu和Cl的作用.研究发现,Cl负载量的提高更容易导致大尺寸Ag颗粒的形成,而Cu负载量的提高对Ag颗粒尺寸影响不大.适当的Cl负载量可抑制氧气在催化剂表面解离吸附形成原子氧物种,从而抑制了丙烯的完全氧化,提高PO选择性.过高的Cl负载量会导致催化剂发生Cl中毒,从而降低了催化性能.适当的Cu负载量有利于丙烯气相环氧化反应生成PO,但当Cu负载量过高时容易导致Cu物种发生聚集,更多原子氧物种吸附于Ag颗粒表面,有利于丙烯完全氧化反应生成CO_2,降低了PO选择性.适当的Cu和Cl负载量使得催化剂表面吸附的分子氧物种和原子氧物种达到平衡,有利于丙烯气相环氧化反应.当Cu和Cl负载量分别为0.036 wt%和0.060 wt%时,Ag-Cu-Cl/BaCO_3催化剂具有最优的催化性能,在200 ℃,0.1MPa,3000 h~(-1)反应条件下可得到1.2%的丙烯转化率和83.7%的PO选择性.     

多元Bi-Mo体系催化剂在丙烯氨氧化反应中的催化性质与表面结构的研究

本文从催化剂的催化性质与表面结构的关系,研究了多元Bi-Mo体系催化剂(有载体)在丙烯氨氧化反应中的作用。采用电子能谱(ESCA)、红外衰减全反射(ATR)等表面研究方法以及X射线衍射法等与催化反应色谱法相结合,取得了催化剂表面组成与反应性能的资料,探讨了此催化体系可能的作用,并对催化剂结构中活性组分可能的分布状态进行了探测。     

沸石分子筛及其负载型催化剂去除VOCs研究进展

挥发性有机物（VOCs）的排放对自然环境、人类健康产生了严重危害,吸附法和催化氧化法是治理VOCs的有效方法.沸石分子筛含有丰富的微孔,比表面积大,且含有较多的酸位点,具有一定的催化活性,十分适合作为催化剂载体材料,被广泛应用于分离、吸附及催化等领域.本文综述了不同沸石分子筛吸附去除及沸石基负载型催化剂催化氧化去除烷烃、芳香烃、醛类、酮类、酸类、酯类、醇类及氯代烃等VOCs的研究进展.分析表明,沸石吸附剂的孔道结构、硅铝比、表面物理化学性质,VOCs种类、极性、亲水性,对沸石分子筛吸附性能影响较大;沸石载体表面酸碱度,催化剂活性组分种类、分散性,VOCs种类等是影响负载型催化剂催化活性的重要因素;沸石载体和活性组分之间存在协同作用,赋予了负载型催化剂优异的催化活性.沸石负载贵金属催化剂对各类VOCs的催化氧化性能优于沸石负载金属氧化物催化剂,但贵金属价格昂贵,成本较高,通过合理设计多组分金属氧化物催化剂,可显著提高负载型催化剂的催化活性.此外,本文对沸石分子筛及其负载型催化剂去除VOCs的未来研究方向进行了展望.     

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．     

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。     

聚吡咯-碳载Pd催化剂的制备及对甲酸的电催化氧化

通过低温氧化法在活性碳表面修饰聚吡咯(PPy-C), 并以PPy-C为载体制备了纳米Pd催化剂(Pd/PPy-C). 采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段对载体PPy-C及催化剂Pd/PPy-C进行了表征, 电化学测试结果表明, Pd/PPy-C催化剂电极不但能够增强催化剂对甲酸催化氧化的活性, 而且还能够大幅度提高催化剂的稳定性, 因此以PPy-C为载体的Pd/PPy-C催化剂是一类具有潜在应用前景的直接甲酸燃料电池阳极催化剂. 通过分析电化学比表面随循环伏安次数的变化及多电势阶跃实验结果表明, 催化剂电极活性衰减的主要原因是载体被氧化及电极表面积累强吸附物种的结果.     

甲醛氧化催化剂及反应机理

甲醛具有致畸和致癌性,是主要的室内污染物。催化氧化法甲醛转化效率高,没有二次污染,相关研究日益受到关注。本文详细介绍了贵金属和非贵金属两类主要的甲醛氧化催化剂,探讨了活性组分、载体、催化剂助剂等催化剂组成对于其理化性质和反应性能的影响规律,讨论了制备方法、反应物中的水含量等因素对于催化反应的影响,分析了催化剂失活的主要因素。研究表明,催化剂表面活性氧、表面羟基、氧空位数量以及对反应物的吸脱附和存储能力是影响催化活性的关键因素。贵金属催化剂,特别是Pt催化剂具有较好的催化性能,可在较低温度实现甲醛充分转化;非贵金属催化剂具有可变价态,通过催化剂的合理设计可以具有足够的催化活性,其原料资源丰富,价廉易得,应用前景广阔。     

不同孔道结构的氧化硅负载钒氧化物催化丙烷氧化脱氢

采用固定床微型反应装置,结合催化剂的原位电子自旋共振光谱、程序升温表面反应和紫外漫反射光谱等技术,研究了丙烷氧化脱氢的介孔氧化硅负载钒氧化物催化剂的性能和表面氧物种的状态及其反应性.结果表明,催化剂载体孔结构是影响钒氧物种分散状态乃至催化性能的一个重要因素.SBA-15负载钒氧化物催化剂因具有较大的比表面积和较大的孔径,不仅具有较高的丙烷氧化脱氢催化活性,而且具有较高的丙烯选择性.复合型钒氧化物催化剂表面与V离子相连的晶格氧物种是丙烷氧化脱氢牛成内烯的主要活性物种,载体表面高度分散的钒氧物种具有较高的丙烷氧化脱氢催化活性.负载型钒氧化物催化剂晶格氧物种是丙烷氧化脱氢转化为丙稀的主要活性物种,CO_2分子可以再生钒氧化物催化剂的晶格氧物种,同时它对丙烯的深度氧化作用较弱,因此在负载型钒氧化物催化剂上CO_2氧化丙烷可高选择性地生成丙烯.     

Homopolymerization of 2-alkyl- and 2-aryl-2-oxazolines

2-Aryl- and 2-alkyl-2-oxazolines have been polymerized to poly-(N-aroyl)aziridines and poly(N-acyl)aziridines, respectively, in the presence of boron trifluoride. The polymers obtained were glassy, light yellow resins with molecular weights ranging from 3500 to 7500 (35–50 oxazoline units per chain). The polymerization rates have been determined for several of these monomers. A polymerization mechanism is proposed.     

Synthesis and reactions of 2-chloro- and 2-tosyloxy-2'-deoxyinosine derivatives

Convenient syntheses of 2-chloro- and 2-tosyloxy-2'-deoxyinosine as their tert-butyldimethylsilyl ethers are described. Both compounds can be synthesized via a common route and rely on commercially available 2'-deoxyguanosine. The present method leading to the chloro nucleoside is operationally simpler compared to previously reported glycosylation techniques where isomeric products were obtained. Both electrophilic nucleosides can be used for the preparation of N-substituted 2'-deoxyguanosine analogues via displacement of the leaving groups, and a comparison of their reactivities shows the chloro analogue to be superior. Interestingly, a Pd catalyst-mediated, two-step, one-pot conversion of an allyl-protected chloro nucleoside intermediate to the final modified 2'-deoxyguanosine derivatives is also feasible. On the basis of these observations, initial assessments of Pd-catalyzed aryl amination as well as a C-C cross-coupling have also been performed with the chloro and tosyloxy nucleoside substrates. Results indicate a potentially high synthetic utility of 2-chloro-2'-deoxyinosine and in many instances this derivative can supplant the bromo and fluoro analogues that are more cumbersome to prepare or are not readily available.     

Enthalpies of combustion and formation of 2-acetylpyrrole, 2-acetylfuran and 2-acetylthiophene

The combustion energies for 2-acetylpyrrole (cr) and 2-acetylfuran (cr) were determined using a static bomb calorimeter, whereas the combustion energy of 2-acetylthiophene (l) was determined with a rotating bomb calorimeter; both calorimeters have been recently described. The molar combustion energies obtained were: −(3196.1 ± 0.6) kJ mol⁻¹ for 2-acetylpyrrole, −(2933.8 ± 0.7) kJ mol⁻¹ for 2-acetylfuran, and −(3690.4 ± 0.8) kJ mol⁻¹ for 2-acetylthiophene. From these combustion energy values, the standard molar enthalpies of formation in the condensate phase were obtained as: −(163.51 ± 0.97) kJ mol⁻¹, −(283.50 ± 1.06) kJ mol⁻¹ and −(123.93 ± 1.15) kJ mol⁻¹, respectively. The obtained values of combustion and formation enthalpies of 2-acetylthiophene are in concordance with the reported previously. For the two last compounds, polyethene bags were used as an auxiliary material in the combustion experiments. The heat capacities and purities of the compounds were determined using a differential scanning calorimeter.     

Structure and properties of single crystalline CaMg2Bi2, EuMg2Bi2, and YbMg2Bi2

Single crystals of CaMg(2)Bi(2), EuMg(2)Bi(2), and YbMg(2)Bi(2) were obtained from a Mg-Bi flux cooled to 650 °C. These materials crystallize in the CaAl(2)Si(2) structure-type (P ?3m1, No. 164), and crystal structures are reported from refinements of single crystal and powder X-ray diffraction data. EuMg(2)Bi(2) displays an antiferromagnetic transition near 7 K, which is observed via electrical resistivity, magnetization, and specific heat capacity measurements. Magnetization measurements on YbMg(2)Bi(2) reveal a weak diamagnetic moment consistent with divalent Yb. Despite charge-balanced empirical formulas, all three compounds are p-type conductors with Hall carrier concentrations of 2.0(3) × 10(19) cm(-3) for CaMg(2)Bi(2), 1.7(1) × 10(19) cm(-3) for EuMg(2)Bi(2), and 4.6(7) × 10(19) cm(-3) for YbMg(2)Bi(2), which are independent of temperature to 5 K. The electrical resistivity decreases with decreasing temperature and the resistivity ratios ρ(300 K)/ρ(10 K) ≤ 1.6 in all cases, indicating significant defect scattering.     

Redetermination of NaGdS2, NaLuS2 and NaYS2

The title structures NaGdS₂ (sodium gadolinium sulfide), NaLuS₂ (sodium lutetium sulfide) and NaYS₂ (sodium yttrium sulfide) were redetermined in order to improve the structural information available for the family of group 1 and thallium rare earth sulfides, which are isostructural with the rhombohedral α‐NaFeO₂ structure type. In particular, the present investigation has been directed at the rhombohedral sodium rare earth sulfides. The observed dependence of the fractional coordinate z(S²⁻) on the identity of the rare earth element in the newly determined structures is in agreement with the known structures of the potassium and rubidium analogues. Crystals of NaGdS₂ and NaLuS₂ display obverse–reverse twinning.     

Rh2CO2/Al2O3上H2吸附及CO和H2共吸附

CO加氢反应机理一直是许多化学工作者感兴趣的课题．Rh催化剂因其优良的性能而被用于 CO加氢机理研     

Electronic structure and spectrum of UO2 2+ and UO2Cl4 2-

A theoretical study is presented of the electronic spectra of the UO(2) (2+) and UO(2)Cl(4) (2-) ions, based on multiconfigurational perturbation theory (CASSCF/CASPT2), combined with a recently developed method to treat spin-orbit coupling [P.-A. Malmqvist et al., Chem. Phys. Lett. 357, 230 (2002); B. O. Roos and P.-A. Malmqvist, Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 2919 (2004)]. The results are compared to the experimental spectroscopic data obtained for uranyl ions in Cs(2)UO(2)Cl(4) crystals from Denning [Struct. Bonding (Berlin) 79, 215 (1992)] and to previous theoretical calculations performed using a combined configuration-interaction spin-orbit treatment [Z. Zhang and R. M. Pitzer, J. Phys. Chem. A 103, 6880 (1999); S. Matsika and R. M. Pitzer, J. Phys. Chem. A. 105, 637 (2001)]. As opposed to the latter results, the calculations performed in this work point to a significant effect of the weakly bound equatorial chlorine ligands on the excitation energies.     

Sc2MgGa2 and Y2MgGa2

Scandium magnesium gallide, Sc₂MgGa₂, and yttrium magnesium gallide, Y₂MgGa₂, were synthesized from the corresponding elements by heating under an argon atmosphere in an induction furnace. These intermetallic compounds crystallize in the tetragonal Mo₂FeB₂‐type structure. All three crystallographically unique atoms occupy special positions and the site symmetries of (Sc/Y, Ga) and Mg are m2m and 4/m, respectively. The coordinations around Sc/Y, Mg and Ga are pentagonal (Sc/Y), tetragonal (Mg) and triangular (Ga) prisms, with four (Mg) or three (Ga) additional capping atoms leading to the coordination numbers [10], [8+4] and [6+3], respectively. The crystal structure of Sc₂MgGa₂ was determined from single‐crystal diffraction intensities and the isostructural Y₂MgGa₂ was identified from powder diffraction data.