H6PMo9V3O40/SiO2催化剂催化酚类化合物选择性硝化

为创建洁净高效的酚类化合物硝化工艺,以杂多酸H6PMo9V3O40(PMAV3)为活性组分,硅胶为载体,浸渍法制备了负载型催化剂PMAV3/SiO2,采用红外光谱、X射线衍射谱、N2吸附-脱附法及TG-DSC分析等测试技术对该催化剂的结构及热稳定性进行了表征;考察了该催化剂对多种酚类化合物硝化反应的催化性能。结果显示,该催化剂对多种酚类化合物的硝化反应具有很强的催化活性和区域选择性,产率为83.7%~94.5%,其中苯酚、邻甲酚、邻氯苯酚和邻氟苯酚以邻位硝化产物居多,水杨酸的对位硝化产物占绝对优势;负载催化剂的织构性质与载体相近,但随负载量增加,比表面积逐渐降低;PMAV3/SiO2的热稳定性好于本体PMAV3。催化剂回收容易,重复使用5次,活性基本不变。     

硅胶负载H6PMo9V3O40催化合成5-硝基水杨醛

采用硅胶负载Keggin型H6PMo9V3O40催化水杨醛与硝酸反应合成5-硝基水杨醛,考察了催化剂负载量、反应时间、反应温度、催化剂用量、硝酸用量和溶剂对反应的影响及催化剂的重复使用性能。实验结果表明,m(水杨醛)∶m(质量分数65%硝酸)∶m(负载量20%H6PMo9V3O40/SiO2)=2.44∶3.00∶3.00,用石油醚作为溶剂,45℃反应2.5 h,水杨醛的转化率为98%,5-硝基水杨醛的选择性为96.8%。催化剂回收容易,重复使用5次后,活性基本不变。     

奎宁-杂多酸杂化催化剂催化H2O2为氧源的苯羟基化反应

将奎宁与Keggin结构磷钼钒杂多酸结合制备出一种新颖的多相苯羟基化杂化催化剂, 采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重、N₂吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行了分析. 结果表明, 该催化剂是一种具有较高比表面积和孔体积的半无定形有机杂多酸盐. 在H₂O₂为氧源的苯羟基化反应中, 杂化催化剂引导了液-固两相催化体系, 表现出较高催化活性和重复使用稳定性. 催化剂中奎宁与杂多阴离子间的氢键和电子相互作用赋予了其高熔点和难溶性, 而高比表面积和因奎宁而改善的杂多阴离子的氧化还原性是其获得优异催化性能的主要原因. 这为多相苯羟基化反应提供了一种新的且制备便捷的基于多金属氧酸盐的高效催化剂.     

Co3V2O8催化剂的合成表征及其催化性能研究

采用共沉淀法制备了Co₃V₂O₈催化剂,并对催化剂进行了BET、XRD、H₂-TPR、XPS、和 TEM等技术表征,研究了其丙烷氧化脱氢 (ODH) 制丙烯反应的催化性能。H₂-TPR和XPS实验结果表明,Co₃V₂O₈催化剂中晶格氧可以较容易转换成可动氧物种(即未完全还原氧物种),使催化剂内各种价态的钒之间易于进行氧化还原反应并形成氧缺位,催化剂的表面含有较多未充分还原氧物种O^-和V⁴⁺ 物种。催化活性结果显示,在425℃和475℃,丙烯选择性分别为49.45%和33.74%,表现了较好的催化性能。     

H3PMo12O40/MOF-808复合材料制备及其吸附性能研究

以Keggin型磷钼酸、1,3,5-均苯三甲酸和八水氯氧化锆为原料,通过一步原位溶剂热制备了复合型吸附剂,通过XRD、SEM、FT-IR和TGA等表征手段说明,将亲水性杂多酸固定在MOF-808金属有机骨架基体上,对水溶液中亚甲基蓝溶液的吸附能力得以提升。动力学实验表明,H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808对亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型,吸附等温线遵循Langmuir等温线模型,表明MB均匀吸附在H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808表面。根据Langmuir模型,在pH值为8,T=303K,吸附剂吸附性能最好。热力学研究表明,吸附过程是一个自发的放热反应。此外,H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808在五个连续循环实验中从其水溶液中吸附MB分子,表现出较好地可重复使用性。     

V2O5/赤铁矿催化剂结构及其NH3选择性催化还原NOx性能

以水热合成针铁矿为前驱体浸渍偏钒酸铵,分别于300,400和500℃空气中焙烧,制备了不同活性组分负载量的V₂O₅/赤铁矿（V/H）催化剂,用于氨选择性催化还原（SCR）脱硝。采用X射线衍射、透射电子显微镜、比表面积分析仪、程序升温还原及程序升温脱附等方法对催化剂结构进行了表征,并用标气配制模拟烟气进行了脱硝实验。结果表明,300℃煅烧3%V/H催化剂当烟气温度为250-300℃时NO转化率均可达95%以上;当配气中单独加入水蒸气或低浓度SO₂（0.01%）时,V/H催化脱硝的活性不受影响;当系统加入高浓度的SO₂（0.03%与0.05%）或同时添加H₂O与SO₂时,SCR脱硝效率下降,其机制可能是SO₂在催化剂表面竞争吸附所致,停止添加后,催化活性迅速恢复。     

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。     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。     

CoMo/ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其加氢脱氧性能

以ZrOCl₂·6H₂O和Al₂(SO₄)₃为原料,采用超声波共沉淀法制得一系列不同ZrO₂质量分数的ZrO₂- Al₂O₃复合氧化物载体;并以该复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制得Co和Mo质量分数分别为6.0%和16.0%的CoMo/ZrO₂-Al₂O₃催化剂。BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征结果表明,ZrO₂-Al₂O₃复合氧化物载体具有较高的比表面积与较大的孔容、孔径,随着复合载体中ZrO₂质量分数的增加,复合载体比表面积逐渐减小。ZrO₂-Al₂O₃复合载体能高度分散活性组分,钴钼负载量接近其在载体上的单层分散阈值。相比于CoMo/Al₂O₃,CoMo/ZrO₂-Al₂O₃催化剂具有较高的还原性能和较多的表面酸性活性中心,由此导致其在苯酚加氢脱氧(HDO)反应中,具有较高的加氢脱氧活性和苯选择性。
     

超声法制备Au/Fe3O4及其催化还原4-硝基苯酚性能

通过简易的超声法以及原位还原法成功制备出了负载型可再生Au/Fe₃O₄催化剂。利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）作为有机桥键,将Au固定在Fe₃O₄的表面,得到单分散磁性Au/Fe₃O₄。Au⁰在氨基的作用下不会团聚,因此具有较高的催化活性及稳定性。XRD、HRTEM、EDS和XPS等测试结果表明Au/Fe₃O₄已被成功制备。将其用于催化还原4-硝基苯酚得到4-氨基苯酚,表现出较高的催化活性,速率常数可达0.225 6 min^-1。重复性实验表明该催化剂具有良好的稳定性,反应9个循环之后,催化还原反应的转化率仍可达到94%。     

高度分散的MnxOy/SBA-15的制备及其催化性能

采用溶液浸渍法将乙酰丙酮锰或硝酸锰的糠醇溶液分别灌注到SBA-15的孔道内,一定条件下将糠醇碳化后再将碳烧除,即可得到高度分散的MnxOy/SBA-15复合催化剂.用X射线衍射、透射电镜和N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征.结果表明,SBA-15负载MnxOy后,不仅依然保持高度有序的孔道结构、较大比表面积和孔容,而且MnxOy在SBA-15孔道内部高度分散.乙苯的催化氧化反应结果表明,该催化剂尤其是用乙酰丙酮锰做锰源时具有很高的催化活性和选择性.     

Pd/PAMAM(聚酰胺-胺)/SBA-15催化剂的制备及催化性能

利用聚酰胺-胺型(PAMAM)树形分子为模板制备出粒径可控的Pd纳米颗粒(Pd DEN),然后通过超声波法制备了SBA-15分子筛负载的Pd/PAMAM复合材料(Pd SDEN)。XRD和TEM测试表明,负载后Pd纳米颗粒的粒径没有变化,且均匀分布在分子筛的孔道中,SBA-15分子筛的结构也没有变化。以对硝基苯酚还原为例,测试了Pd SDEN的催化性能,与Pd DEN相比,其具有更高的催化效率,重复使用5次后仍具有较好的催化活性,反应速率仅下降4%,且Pd/PAMAM复合材料仍能稳定存在于分子筛的孔道中。     

SBA-15负载金属[Co(Ⅱ),Zn(Ⅱ)]酞菁催化剂的制备及其催化氧化性能

以1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7为催化剂,4,5-二丁氧基邻苯二甲腈为原料,用液相法合成了两种金属酞菁配合物——β-八(丁氧基)酞菁钴(1)和β-八(丁氧基)酞菁锌(2),其结构经UV-Vis和IR表征。采用浸渍法将1和2分别负载到有序介孔分子筛SBA-15上制得SBA-15负载金属酞菁催化剂SBA1-15和SBA2-15。以0.1 mol.L-1亚硫酸钠的氧化反应为探针反应,研究了常温常压、氧气气氛下,SBA1-15和SBA2-15的催化氧化活性,并考察了SBA1-15的用量对其催化活性的影响及重复利用性。结果表明,两种催化剂均具有良好的催化性能,在用量相同时,SBA1-15的催化氧化性能优于SBA2-15;SBA1-15的质量为溶液质量的0.16‰时,催化活性最佳,且可以重复使用。     

负载型Pd/SBA-15催化剂的双烯选择性加氢催化性能

用微型反应器评价体系结合程序升温还原CO、化学吸附、BET比表面积测试和高分辨率透射电子显微镜等多种表征方法研究了负载型Pd/SBA-15催化剂的长链正构双烯选择性加氢的催化性能.结果表明,与Pd/-γAl2O3工业催化剂相比,Pd/SBA-15催化剂双烯选择性加氢的催化性能更优良,且Pd/SBA-15催化剂双烯选择性加氢催化性能与Pd负载量密切相关.随Pd负载量增加,Pd/SBA-15催化剂的金属分散度和长链正构双烯加氢选择性急剧下降.     

Oxidation of condensed cyclic hydrocarbons with H2O2 in the presence of modified MCM-41 and SBA-15 mesoporous catalysts

Selective oxidation of condensed cyclic aromatics (naphthalene, tetralin and decalin) by hydrogen peroxide was performed in the presence of Ti, Fe or Cr containing MCM-41 and SBA-15 mesoporous catalysts. Using ultrasonic equipment, both in protic (methanol) and aprotic (acetonitrile) solvent, formation of naphthols could be detected in the oxidation of naphthalene. In the reaction of tetralin, the formation of 1-tetralone (an industrially important material) is higher than 30% over Cr-MCM-41 catalyst.     

A comparative study of the catalytic behavior of SBA-15 supported heteropoly acid H3PW12O40 and H-Y catalysts in the alkylation of benzene with 1-dodecene

The SBA-15 supported 12-phosphotungstic acid catalyst exhibits much higher catalytic activity, selectivity and stability than H-Y zeolite in the alkylation of benzene with 1-dodecene at reaction temperature of 80°C, with the 1-dodecene conversion of nearly 90%, 2-phenyldodecane selectivity of nearly 40%, and monoalkylbenzene selectivity of 100%. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Preparation and characterization of (SBA-15)-La2O3 host-guest composite materials

Lanthanum oxide was successfully incorporated into an SBA-15 mesoporous molecular sieve via the microwave-assisted synthesis method (MASM) for the first time, and was compared with liquid-phase grafting and thermal diffusion methods. A series of characterizations were used to characterize the prepared materials. The results showed that the preparation of (SBA-15)-La₂O₃ host-guest composite materials by MASM has the advantages of simpler operation, higher efficiency and more plentiful lanthanum oxide could be incorporated into SBA-15 compared with other methods. In the prepared host-guest (SBA-15)-La₂O₃ materials, the frameworks of the host molecular sieve were kept intact, their structures were still kept high ordered and the guest lanthanum oxide locates inside the pores of the SBA-15. The sizes of the prepared (SBA-15)-La₂O₃ samples were 340-357 nm. The prepared host-guest composite materials show the properties of luminescence, and the luminescent intensities are about 2 times of bulk La₂O₃.     

金复合介孔SBA-15吸附血红蛋白在H2O2电催化反应中的应用

以P123嵌段共聚物表面活性剂为模板剂制备介孔氧化硅SBA-15,并用沉积-沉淀(DP)法在SBA-15介孔表面负载纳米Au颗粒制备得到金复合介孔SBA-15材料(Au-SBA-15).再以Au-SBA-15材料制备玻碳修饰电极,将血红蛋白固定于修饰电极上用循环伏安法考察其对不同浓度H2O2溶液的电催化反应.在固定了血红蛋白的Hb/Au-SBA-15/GC修饰电极上,H2O2在+0.95 V处出现了氧化峰,且随着H2O2浓度的增大峰电流不断增加,说明金复合介孔氧化硅材料具有良好的生物兼容性,有利于血红蛋白的固定,其修饰电极对H2O2溶液具有一定的电催化作用.