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。     

过渡金属盐及络合物在乙苯液相氧化中的催化作用

有机化合物中的C-H键选择性官能团化是有机合成中具有挑战性的课题之一。在不同的氧源(如H₂O₂、NaOCl、TBHP、RCOOOH、O₂等)作用下,许多过渡金属络合物可以选择性氧化有机物[1]。显然,由于分子氧廉价易得并且在氧化过程中对环境没有污染,所以分子氧是氧化反应的最理想的氧源。由于分子氧较难活化以及选择性方面的原因,在温和条件下过渡金属催化的分子氧选择性氧化过程受到了广泛的关注[2]。有关乙苯的液相催化氧化已有一些报道,比较有代表性的有以[W₁₀O₃₂]^4-和 CoC₁₂·6H₂O为催化剂的光催化氧化过程[3,4]、负载型的Ru络合物催化剂[5]以及在己醛存在下以Fe盐或Ru盐为催化剂的氧化过程[6]。本文在温和条件下(常压、110℃), 考察了不同过渡金属盐及络合物在乙苯液相氧化中的催化作用,着重考察了催化反应机理。     

电化学二电子氧还原制备过氧化氢研究进展

利用电化学二电子氧还原(2e^-Oxygen Reduction Reaction,2e^-ORR)方法实现过氧化氢(H2O2)的分散式制备,被认为是具有广阔发展前景的技术之一。为实现高的氧还原活性和理想的H₂O₂选择性,设计高性能2e^-ORR电催化剂是该技术的核心关键。尽管现阶段发展的2e^-ORR催化剂已经取得了显著进展,但距离规模化应用仍存在很大的差距。基于此,本文综述了电化学二电子氧还原制备H₂O₂的最新研究进展,首先简要介绍了反应机理和评价方法,并根据机理分析了影响电催化性能的关键因素。随后围绕贵金属催化剂、碳基催化剂、单原子及分子催化剂的最新研究进展,阐述了提升催化剂活性与H₂O₂选择性的主要策略。最后,针对电化学二电子氧还原制备H₂O₂体系面临的关键问题和挑战,对该领域未来的发展趋势进行了展望。     

过渡金属修饰Fe2O3/Al2O3氧载体的Redox性能研究

采用冷冻干燥法分别制备了经Cu、Co、Mn、Ni修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体。利用化学吸附仪,通过程序升温还原(H₂-TPR)和程序升温氧化(TPO)来研究经不同过渡金属修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃与H₂和O₂的反应性能。实验发现,在Fe₂O₃/Al₂O₃中加入Cu、Co、Ni以后,氧载体与H₂的反应性都有提高,但是当在Fe₂O₃/Al₂O₃中加入Mn以后,氧载体的反应性和载氧能力反而下降。经Cu修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃与H₂的反应性最高,且具有很好的反应稳定性,适合用于化学链燃烧。     

Al源种类对微乳液法制备固体超强酸催化剂异构化性能的影响

分别以拟薄水铝石、γ-Al₂O₃、Al₂O₃、Al(NO₃)₃·9H₂O为Al源,通过微乳液法制备了一系列Pt-S₂₈O^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,并利用XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR等手段对其进行了表征,考察了Al源种类对Pt-S₂₈O^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂结构和酸性的影响,并以正戊烷异构化反应为探针,考察了Al源种类对催化剂异构化性能的影响。结果表明,不同Al源制备的催化剂均能够稳定ZrO₂四方晶相,增大催化剂的比表面积;除以拟薄水铝石为Al源制备的催化剂外,其他催化剂的氧化还原性能均有所提高。以Al(NO₃)₃·9H₂O为Al源制备的催化剂具有最大的比表面积和更多的超强酸,表现出最佳的异构化性能,在反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4∶1、质量空速(WHSV)1.0 h^-1、反应温度220 ℃条件下,异戊烷产率达到59.5%。     

氧化镧催化甲烷氧化偶联反应的晶粒尺寸效应的研究

采用水热合成法,制备了不同晶粒尺寸的La₂O₃催化剂。运用XRD、原位拉曼光谱、原位红外漫反射光谱、H₂-TPR和O₂-TPD等表征手段研究了不同晶粒尺寸La₂O₃催化剂的OCM反应性能和催化剂之间的构效关系。结果表明,La₂O₃催化剂的La-O键会随着温度的升高出现明显的伸长,从而影响La₂O₃对O₂的吸附和动态储存。当晶粒尺寸增大至57.4 nm时,La₂O₃催化剂的储氧能力开始下降,同时伴随着表面氧物种,特别是超氧物种在催化剂表面富集,导致CH₄和产物的过度氧化,降低OCM反应的选择性。晶粒尺寸为52.3 nm的L-La₂O₃催化剂在750℃时,表面氧物种含量适宜,储氧能力强。在CH₄/O₂...     

SnCl4催化丙酮与过氧化氢反应制取大环过氧化物

H₂O₂与过渡金属构成的催化体系可选择性地氧化烃类化合物,如芳烃的羟基化和烯烃的环氧化等^[1～3],且H₂O₂在应用中无环境污染,是一种颇有前途的氧化剂.有关金属催化H₂O₂与酮类化合物反应的报道很少.     

改性氧化铝负载氧化物催化氧化噻吩的脱硫研究

以负载氧化铜的改性氧化铝为催化剂, 在H₂O₂/HCOOH体系中, 对噻吩(C₄H₄S)的正庚烷溶液进行了氧化脱硫研究. 考察了改性酸度、酸性氧化体系、温度、烯烃和芳烃的存在等因素对噻吩脱除的影响, 并对噻吩的氧化机理进行了初步的探讨. 实验结果表明, 醋酸改性负载氧化铜的氧化铝对噻吩氧化的催化活性高; H₂O₂/HCOOH体系中, 噻吩硫的脱除率较其他酸性氧化体系中高; 在H₂O₂/HCOOH体系中, 负载氧化铜的酸改性氧化铝的催化活性对噻吩的催化氧化效果随温度的升高而增大, 但烯烃和芳烃的加入降低了噻吩硫的脱除率.     

沉积于含硼金属有机框架的Pt(Ⅱ)通过抑制分解来增强光催化H2O2的产生(英文)

H₂O₂作为一种重要的化工资源越来越受到关注,它不仅是环境友好的氧化剂,而且是很有应用前景的新型液体燃料.目前生产H₂O₂主要采用蒽醌法,该方法存在能耗高、副产物有毒等缺点.光催化合成H₂O₂因对环境友好而受到广泛关注,该合成反应中同时发生H₂O₂的生成和分解.目前光催化合成H₂O₂相关研究主要集中在H₂O₂的生成,而有关H₂O₂分解的研究较少.研究发现Pt作为助催化剂在提高光催化活性方面发挥着重要作用,但Pt价态对光催化活性的影响,特别是对H₂O₂的生成和分解的影响,尚未进行详细研究.本文将不同价态的Pt沉积在含硼金属有机骨架(UiO-67-B)上,详细研究了Pt(0),Pt(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)在光催化产H₂O     

五氧化二钒/铈改性二氧化钛催化甲醇高选择性氧化制备二甲氧基甲烷

通过溶剂热法制备Ce掺杂的TiO₂,利用等体积浸渍法制得一系列V₂O₅/Ce-TiO₂催化剂,并用于甲醇选择性氧化制二甲氧基甲烷(DMM)。 采用XRD、UV-Vis、 H₂-TPR、NH₃-TPD等技术手段对催化剂进行了表征。 结果表明,Ce掺杂改性后的TiO₂负载V₂O₅更有利于催化剂表面钒氧物种的分散,且钒氧物种主要以孤立的和聚合态的形式存在,没有形成V₂O₅晶相结构。 Ce掺杂改性后,改变了TiO₂载体与钒氧物种间的作用力,Ce掺杂量越大,钒氧物种的还原温度逐渐向高温移动,使得催化剂的氧化还原能力减弱。 Ce改性的TiO₂负载V₂O₅,Ce的改性量对催化剂的酸性质几乎没有影响,但是催化剂的酸性却随着V₂O₅负载量的增大而逐渐减弱。 当Ce和Ti的摩尔比为0.01,V₂O₅的负载量为10%所得催化剂10V/1Ce-TiO₂具有较为适宜的氧化还原性和酸性,在反应温度160 ℃时,甲醇的转化率为39.6%,DMM的选择性高达99.9%。     

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。     

钛硅分子筛中铝杂质对其性能的影响

 以四丙基溴化铵为模板剂,以硅溶胶为硅源,采用水热合成法制备了不同铝杂质含量的钛硅分子筛,并系统考察了铝杂质对钛硅分子筛性能的影响．结果表明,原料中的铝杂质可促进钛硅分子筛晶化,但同时也引入了酸性中心;在丙烯环氧化反应中,铝杂质形成的酸性中心会催化环氧丙烷与溶剂的副反应;加入少量碱性添加物可抑制铝杂质的酸催化作用,提高环氧丙烷的选择性,但过量碱性添加物会使钛硅分子筛失活．     

不同介质中热处理TS-1的表征及催化性能

 分别以水汽和空气为介质对TS－1进行热处理，并采用XRF，XRD，FT－IR，UV－Vis，27AlMASNMR，29SiMASNMR，31PMASNMR和NH3－TPD等手段对TS－1热处理后骨架结构变化及B酸中心和酸量变化进行了分析．以丙烯环氧化反应为探针，考察了酸中心变化对TS－1催化性能的影响．结果表明，TS－1中的微量铝随着热处理温度的升高而减少，导致B酸中心数量及总酸量减少，环氧丙烷选择性提高，以水汽为介质热处理时脱铝更明显．热处理温度达到750℃时，TS－1分子筛中的硅氧四面体发生变化，不同的介质对骨架钛产生不同的影响．     

聚苯乙烯负载聚乙二醇在合成碳酸亚丙酯上的应用

用金属钾、金属钠以及氢氧化钠水溶液等方法制备聚苯乙烯负载聚乙二醇，结果表明，采用金属钾比金属钢具有更好的接枝效果，并能使反应在较低的温度下较快进行。在氢氧化钠溶液中添加少量相转移剂，如Bu4NBr，接枝效果也有所提高。以聚苯乙烯负载聚乙二醇和KI一起为催化剂，研究了溶剂、温度等因素对CO2与环氧丙烷合成碳酸亚丙酯催化活性的影响。结果表明，以甲醇为溶剂催化活性较高。研究还表明，聚苯乙烯负载聚乙二醇具有较好的热稳定性，可以在150℃下重复使用至少5次。     

丙烯环氧化反应用Au／TiO2系列催化剂的制备与表征

 用沉积－沉淀法制备了Au／TiO2系列催化剂，并用XRD，TG－DTA，BET，TEM和IR等技术对催化剂的物相、组成和表面结构进行了表征，利用微反对催化剂在丙烯环氧化反应中的活性进行了评价．结果表明，Au／TiO2催化剂的比表面积在100m2／g以上，Au粒子以纳米级超细颗粒均匀分散在锐钛矿型TiO2的表面．催化剂表面的活性相是Lewis酸位Tin＋与Au粒子，Au可以吸附氢与氧并将其转化为过氧化物．在50～150℃温度范围内，丙烯的转化率为0．56％～1．16％，环氧丙烷的选择性在87％以上．原料气中H2或O2的含量增大时，丙烯的转化率随之升高．在催化剂中引入碱金属或碱土金属的硝酸盐作为助剂，可以不同程度地提高催化剂的活性．     

Copolymerization of carbon dioxide and propylene oxide using an aluminum porphyrin system and its components

The catalytic activities of tetraphenylporphinatoaluminum chloride (TPPAlCl) and its propylene oxide adduct (TPPAl(PO)₂Cl) were investigated in detail together with a quarternary salt Et₄NBr for the copolymerization of carbon dioxide and propylene oxide. In addition, for the components and starting raw materials of the catalyst systems, catalytic activities were examined for the copolymerization. The TPPAlCl catalyst delivered oligomers containing ether linkages to a large extent, regardless of its PO adduction. And cyclic propylene carbonate, as byproduct, was formed in a very small portion. Using the TPPAlCl coupled with Et₄NBr as a catalyst system, the formation of ether linkages was reduced significantly in the copolymerization; however, the obtained oligomer still contained ether linkages of 25.0 mol % in the backbone. On the other hand, the formation of cyclic carbonate was increased to 22.4 mol % relative to the oligomer product. The results indicate that the salt, which was coupled with the TPPAlCl catalyst, plays a key role in reducing the formation of ether linkage in the oligomer and, however, in enhancing the formation of cyclic carbonate. Similar results were obtained for the copolymerization catalyzed by the TPPAl(PO)₂Cl/Et₄NBr system. That is, the formation of ether linkages was not restricted further by the PO adduction of the TPPAlCl component in the catalyst system. Only oligomers with a relatively high molecular weight were produced. This indicates that the PO adduction of the TPPAlCl component contributes highly to the initiation and propagation step in the oligomerization, consequently leading to a relatively high molecular weight oligomer. In contrast, the Et₄NBr, as well as the Et₂AlCl, produced only cyclic carbonate in a very low yield. Furthermore, tetraphenylporphine exhibited no catalytic activity, regardless of using together with Et₄NBr. On the other hand, the Et₂AlCl coupled with Et₄NBr provided a low molecular weight oligomer having ether linkages of 92.3 mol % in addition to the cyclic carbonate. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci A: Polym Chem 37: 3329–3336, 1999     

GC–ICP–MS法测定丙烯中的痕量砷化氢

建立GC–ICP–MS直接进样法测定丙烯中痕量砷化氢的方法。采用GS Gaspro毛细柱进行分离,气相色谱载气流速为3.5 mL/min,分流比为6∶1,ICP–MS积分时间为0.5 s,载气流速为0.83 L/min,增敏气为含有20%(体积分数)氮气的氩气,压力为206.85 kPa。砷化氢的检出限为0.09 nL/L,在5 nL/L和80 nL/L加标水平下的回收率分别为102%和104%,测定结果的相对标准偏差小于3%(n=6)。结果表明该方法简单快速,可用于丙烯中痕量砷化氢的测定。     

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%.     

Copolymerization of propylene oxide with carbon dioxide catalyzed by zinc adipate

Copolymerization of carbon dioxide with propylene oxide in the presence of zinc adipate was studied. The effects of the temperature, nature of the solvent, and catalyst concentration on the molecular weight, molecular-weight distribution, and yields of the copolymer and propylene carbonate were examined. The structure of the polymer obtained was studied by ¹³N and ¹I NMR spectroscopy.     

用于丙烯环氧化的 Ti/HMS 催化剂的失活与再生

 研究了以异丙苯过氧化氢为氧化剂选择氧化丙烯制环氧丙烷的 Ti/HMS 催化剂的失活原因. 采用 XRD (X 射线衍射), FT-IR (傅里叶变换红外光谱), UV-Vis (紫外-可见光谱) 和 TG (热重分析) 等技术表征了催化剂失活前后的结构和化学组成. 结果表明, 催化剂的失活主要是由于反应过程中所产生的重组分在催化剂表面吸附, 覆盖了活性中心所致; 并不是由于四配位的活性钛物种转化为六配位、八配位或者锐钛矿 TiO2 所致. 采用热异丙苯溶剂洗涤的方法可以部分恢复失活催化剂的活性, 但不能恢复到新鲜催化剂的水平; 采用低温烧炭方法能够使催化剂的活性恢复到新鲜催化剂的水平. 因此, Ti/HMS 催化剂的失活是可逆的, 采用合适的再生方法可以恢复其催化活性.